FR2670884A1 - Procede et appareil de mesure d'angles des directions d'automobiles. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne la mesure de caractéristiques d'orientation d'un axe de pivotement de direction de l'une des roues directrices dans une suspension de véhicule. Elle se rapporte à un appareil qui comprend un dispositif (18, 19) de mesure du pincement individuel pour l'une des roues directrices, destiné à transmettre des données de mesure de pincement, un dispositif (18, 19) de mesure de chasse pour ladite roue directrice, destiné à transmettre des données de mesure de chasse, et un dispositif (28) de calcul destiné à recevoir les données mesurées de pincement et de chasse pour deux angles arbitraires d'orientation des roues et à transmettre une indication d'inclinaison d'axe de direction. Application aux véhicules automobiles.
Description
La présente invention concerne un procédé de mesure de caractéristiques
d'orientation d'un axe de pivotement de
roues directrices dans un système de suspension de véhi-
cule, le procédé comprenant des étapes d'orientation de la roue directrice dans un premier sens arbitraire, de mesure de l'angle de l'une au moins des roues directrices de la paire dans le premier sens arbitraire par rapport à une direction de conduite droit vers l'avant, et de mesure de l'angle de l'une au moins des roues directrices dans le premier sens arbitraire par rapport à la verticale En outre, des étapes d'orientation des roues directrices dans un second sens arbitraire, de mesure de l'angle d'une roue directrice au moins dans le second sens arbitraire par rapport à la direction droit vers l'avant, de mesure de l'angle d'au moins une roue dans le second sens arbitraire
par rapport à la verticale, et de détermination des carac-
téristiques d'orientation de l'axe de pivotement de direc-
tion à partir des angles mesurés obtenus dans le premier sens et le second sens arbitraire d'orientation sont
incorporées.
Dans un autre aspect, l'invention concerne un
procédé destiné à la mesure de caractéristiques d'orienta-
tion d'un axe de pivotement de direction de l'une quel-
conque de deux roues directrices d'un système de suspension de véhicule, comprenant des étapes d'orientation de la paire de roues directrices en direction droit vers l'avant, de mesure de l'angle d'inclinaison de l'une des roues directrices de la paire par rapport à la verticale, dans la direction droit vers l'avant, et de mesure du pincement de chacune des roues directrices, toujours lorsqu'elles sont dirigées droit vers l'avant En outre, le procédé comprend des étapes d'orientation de la paire de roues directrices dans un sens arbitraire distinct de la direction droit vers l'avant, de mesure du pincement de ladite roue directrice de la paire dirigée dans le sens arbitraire, de mesure de l'angle d'inclinaison de l'une des roues directrices de la paire par rapport à la verticale, lors de l'orientation
dans le sens arbitraire, et de détermination des caracté-
ristiques d'orientation de l'axe de pivotement de direction de l'une des roues de la paire de roues directrices d'après les mesures de pincement de la roue de de l'angle d'inclinaison. L'appareil selon l'invention est destiné à mesurer les caractéristiques d'orientation de l'axe de pivotement de direction de l'une ou l'autre des roues directrice d'une paire de roues d'un système de suspension de véhicule qui comporte un dispositif de mesure du pincement individuel des deux roues directrices et un dispositif de mesure de
carrossage de l'une des roues de la paire de roues direc-
trices L'appareil comporte aussi un dispositif de calcul
destiné à recevoir les mesures, pour deux angles arbi-
traires d'orientation, du pincement et du carrossage, et destiné à donner une indication sur la chasse. Dans un autre aspect de l'invention, un appareil est destiné à mesurer les caractéristiques d'orientation de
l'axe de pivotement de direction de l'une des roues direc-
trices d'une paire dans un système de suspension de véhi-
cule, l'appareil comprenant un dispositif de mesure du pincement individuel pour les deux roues directrices et un dispositif de mesure de chasse pour l'une des deux paires de roues directrices En outre, l'appareil comprend un dispositif de calcul destiné à recevoir les mesures de pincement et de chasse pour deux angles arbitraires d'orientation de la paire de roues et destiné à donne une
indication sur l'inclinaison de l'axe de direction.
D'autres caractéristiques de l'invention seront
mieux compris à la lecture de la description qui sa suivre
d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels:
la figure 1 est une vue en perspective de la dispo-
sition de plan d'alignement tridimensionnel constituant une référence pour l'orientation des roues dans un système de suspension de véhicule;
la figure 2 est un graphique représentant la rela-
tion entre le pincement, le carrossage et la chasse,
permettant la description de l'invention;
la figure 3 est une vue en plan représentant quatre roues d'un système de suspension de véhicule et un exemple
de système d'alignement permettant la description de
l'invention; et
la figure 4 est un graphique représentant la rela-
tion entre un angle SAI, le pincement et l'écart angulaire par rapport à la verticale mesuré par l'inclinomètre
sensible au mouvement dans le plan de chasse 11.
Pour la mesure d'une suspension d'un véhicule, l'axe de pivotement de chacune de deux roues directrices est projeté sur deux plans orthogonaux Sur la figure 1, trois plans orthogonaux sont représentés, un plan de chasse 11
ayant l'orientation avant-arrière ou étant dans la direc-
tion longitudinale et étant aligné sur l'indication en FWD de la figure 1 Un plan de carrossage 12 est orienté perpendiculairement au plan de chasse et les deux plans
sont verticaux L'une des projections de l'axe de pivote-
ment de roue directrice est appelée chasse et est projetée sur le plan de chasse 11 et présente habituellement un certain écart angulaire par rapport au parallélisme avec le plan de carrossage 12 L'autre projection de l'axe de pivotement de roue directrice s'effectue sur le plan de carrossage 12, et présente un certain écart angulaire par rapport au plan de chasse 11 et est appelée inclinaison d'axe de direction (SAI) On peut noter que la projection
de chasse apparaît en vue de côté du véhicule et la projec-
tion SAI apparaît par l'avant du véhicule Pour la mesure de ces angles de pivotement, on fait habituellement pivoter la suspension ou les roues directrices avant autour de leurs axes de direction A l'aide d'instruments, l'attitude de chacune des roues avant est mesurée par rapport à l'axe de pesanteur dans deux directions différentes A partir de ces mesures, on obtient des résultats permettant l'obtention de l'orientation de l'axe de pivotement de
direction dans l'espace.
La figure 3 est une vue en plan représentant un exemple de système d'alignement de roues monté sur une suspension de véhicule à quatre roues Le système d'aligne- ment de véhicule peut être du type décrit dans le brevet
des Etat-Unis d'Amérique N O 4 761 749 ou N O 4 931 964.
Comme l'indique la figure 3, les parties importantes de ce système d'alignement sont montées sur une paire de roues avant directrices 13 et 14 et une paire de roues arrière 16 et 17 Une tête 18 d'alignement est montée sur la roue directrice gauche 13 et contient une partie 18 a de mesure
de pincement transversal, ainsi qu'une paire d'inclino-
mètres d'orientations orthogonales destinés à donner des lectures de carrossage et de chasse et des lectures d'angle SAI Les lectures de carrossage et de chasse sont obtenues à partir de l'inclinomètre orienté afin qu'il soit sensible au mouvement dans le plan de carrossage 12 Les lectures d'angles SAI sont tirées de l'inclinomètre qui est sensible au mouvement dans le plan de chasse 11 Une tête analogue
19 d'alignement est représentée montée sur la roue direc-
trice droite 14 et a aussi une section 19 a de mesure de
pincement transversal et une paire d'inclinomètres d'orien-
tations orthogonales comme décrit pour la tête 18 d'aligne-
ment Des têtes 21 et 22 d'alignement sont montées sur les roues arrière 16 et 17 respectivement et communiquent optiquement (ou mécaniquement) avec les têtes 18 et 19
montées sur les roues avant directrices comme représenté.
Les roues avant directrices 13 et 14 peuvent être alignées par rapport à l'axe central 23 du châssis suspendu par la suspension à quatre roues représentée sur la figure 3, ou elles peuvent être alignées par rapport à un axe 24 de poussée déterminé par le pincement des roues arrière 16 et 17 La référence à l'axe de poussée ou à l'axe central, pour l'alignement des roues avant 13 et 14, est décrite avec les avantages et inconvénients des systèmes décrits
dans les deux brevets précités des Etats-Unis d'Amérique.
On se réfère à nouveau à la figure 1; elle repré-
sente un plan 26 qui est perpendiculaire aux plans 11 et 12 et qui a donc une attitude horizontale Le plan 26 est celui dans lequel le pincement des roues de la suspension du véhicule est mesuré et en particulier constitue le plan dans lequel les pincements des roues directrices 13 et 14 de la figure 3 sont mesurés à l'aide des capteurs de
pincement 18 a, 19 a, 18 b, 21 b, 19 b et 22 b des têtes d'ali-
gnement de la figure 3.
Jusqu'à présent, on s'est référé à une paire d'angles de rotation de roues directrices pour l'obtention de mesure d'orientation d'axe de pivotement de direction (habituellement à + 100 et 100 ou à + 15 et 150) Ces angles ont été indiqués par des échelles, des plaques de
rotation ou des capteurs optiques ou mécaniques de pince-
ment par exemple L'opérateur devait positionner les roues directrices aussi précisément que possible à ces angles prédéterminés de rotation Lorsqu'une roue directrice se trouvait à l'angle positif prédéterminé de rotation, les données étaient tirées pour cette roue Souvent, les deux roues ne pouvait pas être placées simultanément à l'angle de rotation En conséquence, la seconde roue devait alors
être changée de position pour être-mise à l'angle prédéter-
miné de rotation Ensuite, les roues étaient dirigées vers le second angle prédéterminé de rotation ou angle négatif comme indiqué par les capteurs et les résultats étaient obtenus à partir de l'une des roues directrices L'autre roue directrice était alors positionnée avec précision au second angle de rotation ou angle négatif et les résultats étaient tirés de cette roue directrice Les données ont été obtenues à partir de l'inclinomètre précité des lectures de chasse dans le plan 12 de référence de carrossage et des
lectures d'angles SAI dans le plan 11 comme décrit précé-
demment Les angles prédéterminés de rotation (c'est-à-dire 10 ou 15 ) ont été mesurés dans le plan de pincement
26 comme décrit précédemment.
Le procédé et l'appareil décrits dans le présent
mémoire concernent un système d'alignement ayant un ordina-
teur ou microprocesseur 27 incorporé à une console 28
(figure 3) qui permet le calcul de relations trigonomé-
triques et la résolution de deux équations à deux incon- nues Comme représenté, le système de la figure 3 mesure les pincements individuels pour les quatre roues de la suspension ainsi que les valeurs du plan de carrossage pour les lectures de chasse et de carrossage et les valeurs du
plan de chasse pour les lecture d'angles SAI.
Une mesure plus précise de l'axe de pivotement de direction est obtenue à l'aide du procédé et de l'appareil décrits lorsque l'opérateur peut tourner les roues avant
directrices en direction arbitraire et mesurer l'orienta-
tion avec précision avec les parties de détection de
pincement des têtes d'alignement Les résultats de direc-
tion sont transmis au microprocesseur 27 En outre, les résultats d'inclinomètres tirés des deux inclinomètres des
deux têtes d'alignement 18 et 19 sont utilisés par l'ordi-
nateur ou le microprocesseur 27 Les mesures de pincement peuvent être réalisées pour les roues directrices 13 et 14 avec une précision de deux dixièmes de degré ou moins, sur des plages allant de + 500 à 500 Un opérateur, en règle générale, ne peut pas obtenir un angle prédéterminé (par exemple 10 ou 15 ) avec une précision de deux dixièmes de degré En conséquence, l'erreur de l'opérateur qui veut obtenir un angle prédéterminé est éliminée dans le système décrit et la précision est ainsi accrue En outre, le temps nécessaire à l'obtention des résultats à partir desquels les calculs décrits dans la suite sont exécutés est réduit, car les roues individuelles 13 et 14 ne doivent pas être dirigées individuellement à des angles prédéterminés comme décrit pour le procédé connu d'obtention des résultats nécessaires. Dans un alignement global quelconque des roues de suspension d'un véhicule, les roues directrices 13 et 14 de la figure 3 sont tournées droit devant pendant la partie de l'opération dans laquelle la mesure du carrossage et du
pincement individuel de chaque roue directrice est réali-
sée Comme cette mesure est déjà exécutée, bien que ce soit pour l'obtention du carrossage et du pincement des roues directrices individuelles, les résultats obtenus peuvent être utilisés pour l'une des deux directions arbitraires nécessaires de la paire de roues avant directrices En fait, la procédure de mesure de chasse et d'angle SAI est
réduite à la prise de données à une seule direction arbi-
traire, ces données étant utilisées avec les données obtenues dans la direction de conduite droit devant En résumé, l'une des deux directions arbitraires nécessaires peut être sélectionnée comme étant la direction droit devant pour laquelle les mesures de carrossage et de
pincement sont exécutées.
Dans une suspension de véhicule, il existe la relation géométrique suivante: carrossage décalage de carrossage à pincement nul = chasse (sinus de pincement) Le décalage de carrossage à pincement nul est la valeur du carrossage lorsque les roues sont dirigées droit devant Si la hauteur est égale à la hauteur de conduite normale, il s'agit de la lecture de carrossage de roue Si la position est surélevée (roue totalement abaissée), il s'agit de la valeur du carrossage en position libre lorsque la roue est dirigée droit devant La variation de carrossage provoquée par la rotation est liée à ce décalage initial Comme le pincement et le carrossage peuvent toujours être mesurés en
direction quelconque (et non dans une direction prédéter-
minée avec ajustement de chaque roue directrice en direc-
tion prédéterminée avant l'obtention des résultats), les
résultats peuvent être obtenus pour deux directions arbi-
traires et il existe deux relations à deux inconnues Les inconnues sont le décalage de carrossage à pincement nul et la chasse qui sont constants pour un réglage quelconque déterminé de la suspension La chasse peut donc être calculée De même, pour l'angle SAI, il existe la relation géométrique suivante: angle d'inclinaison dans le plan 1 l angle d'inclinaison dans le plan 11 à pincement nul = (SAI)(sinus de pincement)
Dans ce cas, l'angle SAI et l'angle d'inclinaison à pince-
ment nul sont constants L'angle d'inclinaison dans le plan 11 et le pincement sont les variables La mesure de l'angle d'inclinaison pour deux pincements mesurés différents
permet la résolution simultanée des équations et la déter-
mination de l'angle SAI Dans une variante, la chasse et/ou l'angle SAI peuvent être déterminés dans des tables de "consultation", par exemple contenues dans des abaques ou
une mémoire morte.
Les valeurs de pincement doivent être séparées par une certaine différence angulaire afin que la précision
soit convenable compte tenu de la variation de la suspen-
sion du véhicule déterminée nominalement pour l'absorption des chocs dus à la route et pour la compensation des tolérances lors du montage des différents éléments On a constaté qu'une séparation d'au moins 10 entre les deux directions arbitraires (ou une direction arbitraire et la direction droit devant) peut être nécessaire pour que la précision soit suffisante lors de la mise en oeuvre du procédé et de l'appareil décrits Comme la configuration géométrique du véhicule et l'état de la suspension affectent l'amplitude de rotation nécessaire pour une lecture précise, on suggère qu'il existe une différence qui est toujours au mieux de 10 entre les lectures, bien
qu'une valeur inférieure à 10 puisse convenir dans cer-
tains cas Lorsque l'axe de pivotement des roues arrière doit être déterminé dans le cas des véhicules à roues arrière directrices, la direction peut aussi être limitée à ou moins, si bien qu'il est souhaitable dans ce cas d'obtenir une condition spéciale pour de petits angles de rotation.
La figure 2 représente la relation entre le pince-
ment et le carrossage pour des suspensions telles que représentées sur la figure 3 avec différentes chasses La courbe indiquée en trait interrompu, passant par les valeurs à pincement nul et à carrossage nul correspond à une suspension ayant une chasse de 3 L'angle de direction est interrompu à environ + 500 et 500 pour l'angle de direction si bien que la partie utile en pratique sur la figure 2 est limitée entre la zone comprise entre 50 et + 50 pour le pincement Une suspension ayant une chasse de 7,50 est indiquée par la courbe 29 sur la figure 2 Si le décalage du carrossage à pincement nul existe dans la suspension, la courbe représentant la chasse est déplacée vers le haut ou vers le bas sur le graphique de la figure 2 La courbe 31 correspond à une chasse de la suspension de 7,50, un décalage du carrossage d'un degré existant à pincement nul La lecture de carrossage à pincement nul déplace la courbe vers le haut ou vers le bas car la courbe est toujours équilibrée autour d'un pincement nul puisque le plan 12 de référence de chasse est défini comme étant un
plan perpendiculaire au pincement nul.
La figure 4 représente la relation entre l'angle SAI et le pincement et l'angle vertical sensible au mouvement dans le plan de chasse 11 Dans cet exemple, la courbe 33 représente un angle SAI de 150, la tête étant inclinée de lorsque la roue est dirigée droit devant Dans ce cas,
deux points de données 34 et 35 suffisent pour la descrip-
tion de cette courbe La courbe 32 représente le cas particulier dans lequel l'instrument de mesure verticale
dans le plan est de niveau à pincement nul.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédés et appareils qui viennent d'être décrits uniquement à titres d'exemples
non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (17)
1 Procédé de mesure de caractéristiques d'orienta-
tion d'un axe de pivotement de direction de roues direc-
trices dans une suspension de véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: l'orientation des roues directrices ( 13, 14) dans une première direction arbitraire, la mesure de l'angle de l'une au moins des deux roues directrices dans la première direction arbitraire par rapport à une direction droit vers l'avant, la mesure de l'angle de cette roue directrice dans la première direction arbitraire par rapport à la verticale, l'orientation des roues directrices dans une seconde direction arbitraire, la mesure de l'angle de la roue directrice dans la seconde direction arbitraire par rapport à la direction droit devant, la mesure de l'angle de la roue directrice au moins dans la seconde direction arbitraire par rapport à la verticale, et la détermination de la caractéristique d'orientation de l'axe de pivotement de direction à l'aide des angles mesurés obtenus dans la première et la seconde direction
arbitraire.
2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de détermination comprend une étape de calcul de la chasse de la roue directrice au moins ( 13, 14). 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de détermination comprend le calcul de l'inclinaison de l'axe d'inclinaison de la roue directrice
au moins ( 13, 14).
4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de détermination comprend le calcul de l'orientation de l'axe de pivotement de direction dans l'espace. il Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de détermination comprend l'indication des
caractéristiques dans une table de référence.
6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape d'indication comprend l'indication de l'inclinaison de l'axe de direction de la roue directrice
au moins ( 13, 14).
7 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape d'indication comprend l'indication de la
chasse d'au moins une roue directrice ( 13, 14).
8 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape d'indication comprend l'indication de l'axe de pivotement de direction dans l'espace pour la roue
directrice au moins ( 13, 14).
9 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les étapes de mesure par rapport à une direction droit devant comprennent la mesure par rapport à l'axe
central ( 23) du véhicule.
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les étapes de mesure par rapport à une direction droit devant comprend la mesure par rapport à l'axe de
poussée ( 24) du véhicule.
11 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la différence entre la première et la seconde direction arbitraire par rapport à la direction droit
devant est d'au moins 100.
12 Procédé de mesure de caractéristiques d'orienta-
tion d'un axe de pivotement de direction de l'une ou l'autre des roues directrices dans une suspension de véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: l'orientation des deux roues directrices ( 13, 14) droit devant, la mesure de l'angle d'inclinaison de l'une des deux roues directrices par rapport à la verticale lorsqu'elle est dirigée droit devant, la mesure du pincement de ladite roue directrice lorsqu'elle est dirigée droit devant,
l'orientation des deux roues directrices en direc-
tion arbitraire distincte de la direction droit devant, la mesure du pincement de la roue directrice lors- qu'elle a l'orientation arbitraire, la mesure de l'angle d'inclinaison de la roue directrice par rapport à la verticale lorsqu'elle est dans l'orientation arbitraire, et la détermination des caractéristiques d'orientation de l'axe de pivotement de direction de la roue directrice à
partir des mesures de pincement et d'angle d'inclinaison.
13 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'étape de détermination comprend le calcul de la
chasse de ladite roue directrice ( 13, 14).
14 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'étape de détermination comprend le calcul de
l'inclinaison de l'axe de direction de ladite roue direc-
trice ( 13, 14).
15 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'étape de détermination comprend le calcul de l'orientation de l'axe de pivotement de direction dans l'espace. 16 Procédé selon la revendication 12, caractérisé
en ce que l'étape de détermination comprend l'identifica-
tion de la valeur des caractéristiques dans une table de référence. 17 Procédé selon la revendication 16, caractérisé
en ce que l'étape d'identification comprend l'identifica-
tion de la valeur de l'inclinaison de l'axe de direction.
18 Procédé selon la revendication 16, caractérisé
en ce que l'étape d'identification comprend l'identifica-
tion de la chasse.
19 Procédé selon la revendication 16, caractérisé
en ce que l'étape d'identification comprend l'identifica-
tion de la position d'orientation de l'axe de pivotement de
direction dans l'espace.
Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'étape de mesure du pincement comprend la mesure
par rapport à l'axe central ( 23) du véhicule.
21 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'étape de mesure du pincement comprend la mesure
par rapport à l'axe de poussée ( 24) du véhicule.
22 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la différence entre la direction droit devant et
l'orientation arbitraire est d'au moins 100.
23 Appareil de mesure de caractéristiques d'orien-
tation d'un axe de pivotement de direction de l'une ou l'autre des deux roues directrices d'une suspension de
véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend: -
un dispositif ( 18, 19) de mesure du pincement individuel pour l'une des roues directrices ( 13, 14), un dispositif ( 18, 19) de mesure des carrossages pour ladite roue directrice, et un dispositif ( 28) de calcul destiné à recevoir les mesures de pincement et de carrossage pour deux angles arbitraires de direction et à donner une indication sur la chasse. 24 Appareil selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif ( 18, 19) de mesure de chasse pour ladite roue directrice, le dispositif de calcul ( 28) comprenant un dispositif destiné à recevoir les mesures de chasse pour l'un des deux angles arbitraires d'orientation et à transmettre une indication d'inclinaison
d'axe de direction.
Appareil de mesure de caractéristiques d'orien-
tation d'un axe de pivotement de direction de l'une des
roues directrices dans une suspension de véhicule, carac-
térisé en ce qu'il comprend: un dispositif ( 18, 19) de mesure du pincement individuel pour l'une des roues directrices, destiné à transmettre des données de mesure de pincement, un dispositif ( 18, 19) de mesure de chasse pour ladite roue directrice, destiné à transmettre des données de mesure de chasse, et un dispositif ( 28) de calcul destiné à recevoir les données mesurées de pincement et de chasse pour deux angles arbitraires d'orientation des roues et à transmettre une indication d'inclinaison d'axe de direction.
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