WO2002008696A2 - Simulateur et procede de simulation pour l'etalonnage d'un appareillage de mesure a indicateur de distance parccourrue ou de vitesse - Google Patents
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- G01P21/02—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups of speedometers
Definitions
- the invention relates to a simulator and a simulation method for the calibration and control of vehicles equipped with measuring equipment with distance traveled indicator such as a taximeter, or with speed indicator such as a tachograph, such as this is the case for certain motor vehicles mounted on pneumatic wheels.
- the speed of the vehicle which is the distance traveled during a unit period of time, is approximately equal to the product of the length of the circumference of a wheel tire by the number of revolutions made by the wheel during this time; It is thus accepted that, current motor vehicles being designed to be fitted with wheels and tires of identical respective diameters for the same vehicle model, the distance traveled and the speed are approximately proportional to the number of turns made by this wheel during the period of time considered.
- the evaluation of the distance and the speed can then be reduced to the counting of a number of wheel revolutions, and to the display of the counting result on an indicator graduated not in number of revolutions, but, as a result of the existence of a one-to-one relationship between number of turns and distance and between number of turns and speed, directly in distances or speeds.
- This evaluation technique is used not only for speed indicators with totalized light r (s) per kilometer (s) fitted to these vehicles as standard, but also for taximeters and tachographs mounted on demand on professional vehicles. .
- the counting is not carried out directly at the wheels, but at the level of another rotating member whose rotation speed is proportional to that of the wheels; the wheels of current motor vehicles being driven by the engine via a gearbox, counting is generally carried out at the level of the output shaft of the gearbox or of a rotating member located between this shaft and a wheel, by introducing the proportionality coefficient resulting from the fact that the counting is not that of a number of wheel turns.
- the known indicators (speedometers with trip meter (s), taximeters, tachographs) supplied by the equipment manufacturers are designed to display distance or / and speed information corresponding to a count of either a number of turns made by a rotating member, that is to say a number of electrical pulses proportional to the number of turns made by such a turning member.
- speedometers with totalized kilometer (s) are known designed to correspond to a count of 1000 revolutions, a displayed distance of 1 kilometer; such indicators are characterized by a number k equal to 1000.
- the characteristic number k of an indicator whose input quantity is a number of turns is the number of turns of the rotating input member of the indicator which corresponds to a displayed distance of 1 kilometer
- the characteristic number k is the number of input pulses of the indicator which corresponds to a displayed distance of 1 kilometer .
- the distance or speed calibration of the metering equipment with speedometer with odometer (s) fitted as standard to the vehicles can be carried out, for each vehicle model, by calculation, and be without serious inconvenience very approximate.
- the measuring equipment with distance and / or speed indicator with which professional vehicles must be fitted must be both tamper-proof and extremely precise and exact.
- test benches tend to to generalize; however, it was found that the measurements taken on the road did not corroborate the calibrations on the test bench.
- the object of the invention is to remedy this drawback, and to this end relates to a simulator for calibrating and checking vehicles equipped with measuring equipment with distance traveled or speed indicator and which comprise at least one wheel.
- pneumatic powerplant driven by a motor via a gearbox
- this simulator comprising at least one test bench with rollers or endless belts of which at least one roller or a strip is adapted to be linked drive with a vehicle wheel
- simulator characterized in that it includes a unit for calculating and managing the simulator to which the test bench is connected so that it receives rotation-related information therefrom of the roller or of the strip corresponding to the rotation of said wheel in drive relation and of information relating to the rotation of this wheel and also receiving information relating to the number of laps performed by the gearbox output shaft, and, connected to the calculation and management unit, at least one vehicle weighing device possibly integrated into the test bench to transmit information to said unit weighing of the vehicle, at least one input device for transmitting to said unit data relating to the vehicle, and at least one display device for viewing at least one characteristic of
- the simulator may also have one or more of the following characteristics: - the test bench includes a device for detecting movement of the endless roller or belt in which pulses are created at a frequency proportional to the speed of rotation of the roller or tape, or / and a continuous signal proportional to this speed;
- the device for detecting the movement of the endless roll or strip is connected to the calculation and management unit to transmit to it as information relating to the rotation of the roll or strip, at least information of roller or tape speed;
- the device for detecting the movement of the endless roll or strip is connected to the calculation and management unit to transmit to it as information relating to the rotation of the roll or the strip, at least information simulated distance;
- the test bench includes a device for counting the number of turns made by said wheel in relation to the drive with the roller or the strip, connected to the calculation and management unit to transmit it as relative information at the rotation of this wheel, information on counting these wheel turns;
- the test bench includes a weighing device
- the weighing device is a weighing bench distinct from the test bench and connected to the calculation and management unit to transmit weighing information to the vehicle;
- - It comprises as input device, at least one keyboard for entering into the calculation and management unit, at least information relating to the tires of the vehicle wheels, and possibly additional information on the vehicle;
- - It includes, as input device, at least one device from a floppy drive and a CD-ROM drive;
- - It comprises, as a display device, at least one device from a screen, a printer and a plotter;
- the calculation and management unit is a microcomputer.
- the invention also relates to a simulation method for the calibration and control of vehicles fitted with measuring equipment with distance or speed indicator and which comprise at least one driving wheel with pneumatic tire driven by a motor by the intermediate of a gearbox, this method being implemented by means of a simulator comprising at least one test bench with rollers or endless belts of which at least one roller or belt is adapted to be linked drive with a vehicle wheel, method characterized in that, at least,
- the vehicle is weighed, and at least one weighing information is created
- the value of a characteristic W of the vehicle is calculated, which is significant of the number of revolutions made by the output shaft of the gearbox, per kilometer;
- FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a simulator according to the invention.
- Calibration consisting in determining the characteristic W of the vehicle in order to adjust the transfer coefficient - - from the adapter to interposing between the gearbox and the characteristic indicator k, which is intended to allow the bench or road test, is therefore closely dependent on the conditions under which the contact between the tires and the surface on which they take place rely.
- the shape of the periphery of a vehicle wheel tire is only perfectly circular when the tire is not in abutment; if the tire is resting, the shape of its periphery depends on the profile of the surface on which it is resting.
- the difference is due to the fact that on the road, the tire is compressed, the contact surface between the tire and the roller has a straight profile, and the rolling on the ground is accompanied by a slip, and more particularly by a microphone. slip of the tread material of the tire.
- the mileage indication given by the indicator is less than the simulated distance.
- the difference is due to the fact that on a roller, the tread of the tire is in extension, the contact surface between this tread and the roller has a profile in an arc of circumference intersecting with the arc of circumference of the rest of the tread, and the rolling on the roller is accompanied by a micro-sliding of the tread material in the opposite direction from the micro-sliding observed on the road.
- V Rl V ra (1 + K) where the slip of the tire on the ground is characterized by the percentage K known in the art under the name of "creep rate".
- the simulator and the bench calibration and control method which will be described make it possible to best adjust the transfer coefficient of the adapter, by determining the characteristic W r on the road of each vehicle taking into account the creep rates K r and K b respectively on the road and on the bench of its tires inflated to their nominal pressure, as well as of its characteristic W b on the bench, these quantities being linked by the relation
- test bench 1 includes a test bench 1 connected to a central computing and management unit such as a microcomputer 2 which can be satellite of a large computer to which a weighing bench 3 is also connected, as an input device a data input keyboard 4, and as display devices a screen 5 as well as a printer 6 and a plotter 7.
- the test bench 1 can be used as a metal roller bench both carrying and measuring, or else only carrying if the measurements of the speed of rotation of the rollers and thus of the simulated distance are provided by a specific measuring device; the rollers can be covered with an elastic material; the test bench can alternatively be an endless belt bench with integrated or separate measurement.
- this includes a detector associated with the roller driven by a driving wheel of the vehicle, triggering a pulse generator at a frequency f proportional to the speed of rotation of the roller which constitute the speed information of the roller, and the counting of the pulses makes it possible to determine the number of revolutions made by the latter providing the simulated distance information.
- the test bench also includes a device for counting the number of turns of the driving wheel of the vehicle, here optoelectronic; this device then comprises a light emitting element emitting a light beam in the direction of this driving wheel, a reflecting element glued for example on the tire of the wheel, and a cell on the return path ⁇ $ u beam reflected by the reflective element; counting the light pulses by enanting by reflection to the cell provides the number of revolutions made by the wheel.
- the test bench may also include an interface serving as a relay between the vehicle and the microcomputer for counting the revolutions made by the output shaft of the gearbox, or counting the pulses supplied by this one year. depending on the number of turns of the output shaft.
- test bench 1 can also be connected to a seven-segment display 8 visible to the driver of the vehicle,. To display one or more of this information.
- the weighing device can be integrated into the test bench 1 and include weighing bearings associated with the left and right rollers of the test bench, if the latter is a roller test bench; the weighing information coming from the left and right channels are combined to provide additionally unique weighing information to the microcomputer, to which the weighing bench 3 is connected.
- the simulator te! that it has just been described can be integrated into a more complex installation with several test benches and possibly several weigh benches whose output links are multiplexed or operating in timeshare; your information, speed ul ⁇ rQuleau, weight, possibly number of wheel turns, are also multiplexed.
- the values of the physical characteristics of the tires are thus calculated, using appropriate software in the pneumatic-road contact and in the pneumatic-roller contact, in particular the values of the maximum tire load, flattening when empty and loaded, sidewall heights of the carrier and engine tires (h p and j ⁇ m ), the vertical stiffness, the horizontal stiffness, the radius (R), the rate of creep K r on empty road, as well as the rate of creep K R on loaded road, and we put these values in memory.
- the vehicle is weighed by means of the weighing platforms of the weighing bench 3 or of the bearing bearings, and more precisely the carrying and driving trains thereof (respectively, masses N p and N m ), and, the information of weighing being transmitted to the microcomputer, we calculate
- phase of introducing information on tires and the like can take place when the vehicle is being weighed or even later, but of course the calculations made on the basis of this information can only be carried out after the introduction of these.
- the vehicle is driven thereon until its driving wheels are supported on the rollers of the bench 1.
- the rollers are driven by means of the driving wheels of the vehicle at a constant speed, for example of about 20 km / h or 50 km / h to obtain a dynamic rolling circumference for the tires.
- the pulses at a frequency f proportional to the speed of rotation of the roller which is processed or transmitted directly to the microcomputer 2 to provide digital microcomputer speed information; this speed is displayed on the screen 5 associated with the microcomputer; speed can also be displayed on the seven-segment display 8 visible to the driver of the vehicle; in addition, the speed is temporarily stored in a working register for later use.
- the counter roller of sensor 1 on which the "instrumented bearing” is mounted has a diameter of 0.3 m (therefore a circumference of 0.942 m) and delivers 32 pulses per revolution
- the value K rt found expressed in percent is equal to the systematic error e itself expressed in percent. From there, we calculate using the program stored in the microcomputer, the errors e 50 , e 60 , e 70 , e 80 respectively at 50 km / h, 60 km / h, 70 km / h, 80 km / h, whose values are displayed on screen 5; from the error values found, we plot, by means of the plotter, and possibly we display on screen 5, a graph of the errors under load, which we obtain by a translation (K r -K R ).
- the invention is not limited to the form and to the embodiment described above and represented, and we can provide others without departing from its scope, and in particular forms and embodiments in which the non-driving wheels of the vehicle would be driven by a roller itself driven by a motor, for example an electric motor, and where the calculation and management unit 2 would average the counting of the pulses produced by the instrumented bearings equipping non-driving wheels.
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Abstract
Pour réduire les erreurs d'étalonnage des véhicules à roues à pneumatiques entraînées par moteur par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses, le simulateur comprend un banc d'essai (1) relié à un micro-ordinateur (2) auquel sont en outre reliés un banc de pesage (3), un périphérique d'entrée de données (4), un écran (5), une imprimante (6) et une table traçante (7). On entre les caractéristiques des pneumatiques et du véhicule, et à partir de ces caractéristiques et d'informations délivrées par les bancs d'essai (1) et de pesage (3), on calcule les éléments d'un adaptateur-correcteur à intercaler entre la sortie de la boîte de vitesses et l'indicateur. Utilisation: étalonnage et contrôle des véhicules équipés de taximètres ou de chronotachygraphes.
Description
Simulateur et procédé de simulation pour l'étalonnage et le contrôle de véhicules équipés d'un appareillage de mesure à indicateur de distance parcourue ou de vitesse.
L'invention concerne un simulateur et un procédé de simulation pour l'étalonnage et le contrôle de véhicules équipés d'un appareillage de mesure à indicateur de distance parcourue tel qu'un taximètre, ou à indicateur de vitesse tel qu'un chronotachygraphe, comme cela est le cas pour certains véhicules à moteur montés sur roues à pneumatiques.
De manière générale, il est admis, pour les véhicules montés sur . roues à pneumatiques, qu'en ligne droite, la distance parcourue pendant un
* t certain laps de temps, et la vitesse du véhicule, qui est la distance parcourue pendant un laps de temps unité, sont approximativement égales au produit de la longueur du pourtour d'un pneumatique de roue par le nombre de tours effectués par la roue pendant ce laps de temps ; il est ainsi admis que, les véhicules à moteur actuels étant conçus pour être équipés de roues et de pneumatiques de diamètres respectifs identiques pour un même modèle de véhicule, la distance parcourue et la vitesse sont approximativement proportionnelles au nombre de tours effectués par cette roue pendant le laps de temps considéré.
L'évaluation de la distance et de la vitesse peut être alors ramenée au comptage d'un nombre de tours de roue, et à l'affichage du résultat du comptage sur un indicateur gradué non pas en nombre de tours, mais, par suite de l'existence d'une relation bi-univoque entre nombre de tours et distance et entre nombre de tours et vitesse, directement en distances ou en vitesses.
Cette technique d'évaluation est mise en oeuvre non seulement pour les indicateurs de vitesse à totalisa feu r(s) kilométrique(s) équipant d'origine ces véhicules mais également pour les taximètres et chronotachygraphes montés à la demande sur les véhicules à usage professionnel.
Cependant, pour des raisons pratiques, le comptage n'est pas effectué directement au niveau des roues, mais au niveau d'un autre organe tournant dont la vitesse de rotation est proportionnelle à celle des roues ; les roues des véhicules automobiles actuels étant entraînées par le moteur par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses, le comptage est généralement effectué au niveau de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses ou d'un
organe tournant situé entre cet arbre et une roue, en introduisant le coefficient de proportionnalité résultant du fait que le comptage n'est pas celui d'un nombre de tours de roue.
Ainsi, les indicateurs connus (indicateurs de vitesse à totalisateur(s) kilométrique(s), taximètres, chronotachygraphes) fournis par les équipementiers sont conçus pour afficher des informations de distance ou/et de vitesse correspondant à un comptage soit d'un nombre de tours effectués par un organe tournant, soit d'un nombre d'impulsions électriques proportionnel au nombre de tours effectués par un tel organe tournant. On connaît par exemple des indicateurs de vitesse à totalisateur(s) kilométrique(s) conçus pour faire correspondre à un comptage de 1000 tours, une distance affichée de 1 kilomètre ; de tels indicateurs sont caractérisés par un nombre k égal à 1000.
On connaît également des appareils (notamment des taximètres) conçus pour faire correspondre à un comptage de 100 tours, la même distance affichée de 1 kilomètre ; de tels appareils sont caractérisés par un nombre k égal à 100.
De manière générale, le nombre k caractéristique d'un indicateur dont la grandeur d'entrée est un nombre de tours, est le nombre de tours de l'organe tournant d'entrée de l'indicateur qui correspond à une distance affichée de 1 kilomètre, tandis que dans le cas d'un indicateur dont la grandeur d'entrée est un nombre d'impulsions électriques, le nombre caractéristique k est le nombre d'impulsions d'entrée de l'indicateur qui correspond à une distance affichée de 1 kilomètre. Ainsi, il existe sur le marché des indicateurs divers, caractérisés chacun par la valeur de leur nombre k, que l'on appellera dans la suite
« caractéristique de l'indicateur ».
Par ailleurs, il est clair que le nombre de tours effectués sur 1 kilomètre par l'arbre de sortie de la boîte de vitesses auquel doit être associé un indicateur donné, où le nombre correspondant d'impulsions électriques, W, n'est généralement pas égal à la caractéristique k de cet indicateur.
Aussi, on est amené à intercaler entre la sortie de la boîte de vitesses de caractéristique W et l'entrée de l'indicateur de caractéristique k, un adaptateur mécanique, ou électrique, ou électro-mécanique, fournissant, pour une valeur W de la grandeur physique de sortie de la boîte de vitesses donc d'entrée de l'adaptateur, une valeur de sortie k de la même grandeur physique. Le coefficient de transfert a de l'adaptateur est donc
On a donc en cascade un arbre tournant appartenant au véhicule ou un générateur d'impulsions fournissant un nombres d'impulsions proportionnel au nombre de tours effectués par cet arbre tournant, un adaptateur, et l'indicateur de distance ou/et de vitesse.
L'étalonnage en distances ou en vitesses de l'appareillage de mesure à indicateur de vitesse à totalisateur(s) kilométrique(s) équipant d'origine les véhicules peut être effectué, pour chaque modèle de véhicule, par le calcul, et être sans grave inconvénient très approximatif. En revanche, les appareillages de mesure à indicateur de distance ou/et de vitesse dont doivent être équipés les véhicules professionnels doivent être à la fois infalsifiables et extrêmement précis et exacts.
Pour cette raison, il est nécessaire de ne pas se limiter à un étalonnage par le calcul, mais de procéder à un étalonnage réel, c'est-à-dire à une détermination expérimentale de la caractéristique W de la boîte de vitesses et du coefficient a de l'adaptateur, l'appareillage étant monté sur le véhicule, dans les conditions normales de fonctionnement, et les roues du véhicule étant entraînées par le moteur de celui-ci. L'étalonnage expérimental autrefois pratiqué, sur route à une vitesse de 1 km/h à 2 km/h sur une distance étalonnée de l'ordre de 20 mètres, étant reconnu comme manquant de précision et d'exactitude, la réglementation en vigueur impose maintenant soit un étalonnage sur route à 50 km/h (en ligne droite sur une aire plane, véhicule à vide), soit un étalonnage sur un banc d'essai approprié (véhicule à vide).
Comme, pour des raisons matérielles, il est de plus en plus difficile de créer des parcours en ligne droite permettant un étalonnage à 50 km/h, donc s'étendant sur plusieurs kilomètres, les bancs d'essai tendent à
se généraliser ; cependant, il a été constaté que les mesures effectuées sur route ne corroborent pas les étalonnages sur banc d'essai.
L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient, et concerne à cette fin un simulateur pour l'étalonnage et le contrôle de véhicules équipés d'un appareillage de mesure à indicateur de distance parcourue ou de vitesse et qui comportent au moins une roue motrice à pneumatique entraînée par un moteur par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses, ce simulateur comprenant au moins un banc d'essai à rouleaux ou à bandes sans fin dont au moins un rouleau ou une bande est adapté pour être mis en relation d'entraînement avec une roue du véhicule, simulateur caractérisé en ce qu'il comprend une unité de calcul et de gestion du simulateur à laquelle est relié le banc d'essai pour qu'elle reçoive de celui-ci des informations relatives à la rotation du rouleau ou de la bande correspondant à la rotation de ladite roue en relation d'entraînement et des informations relatives à la rotation de cette roue et recevant également des informations relatives au nombre de tours effectués par l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, et, reliés à l'unité de calcul et de gestion, au moins un dispositif de pesage du véhicule éventuellement intégré au banc d'essai pour transmettre à ladite unité des informations de pesage du véhicule, au moins un périphérique d'entrée pour transmettre à ladite unité des données relatives au véhicule, et au moins un périphérique de visualisation pour visualiser au moins une caractéristique d'un adaptateur-correcteur à intercaler entre la sortie de la boîte de vitesses et l'indicateur, calculée en fonction des informations reçues par l'unilë de calcul et de gestion et provenant du banc d'essai et du dispositif de pesage.
Grâce à cette structure, il est possible de corriger les erreurs systématiques introduites par le banc d'essai.
Le simulateur peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le banc d'essai comporte un dispositif de détection du mouvement du rouleau ou de la bande sans fin dans lequel sont créées des impulsions à une fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation du
rouleau ou de la bande, ou/et un signal continu proportionnel à cette vitesse ;
- le dispositif de détection du mouvement du rouleau ou de la bande sans fin est relié à l'unité de calcul et de gestion pour lui transmettre en tant qu'informations relatives à la rotation du rouleau ou de la bande, au moins des informations de vitesse du rouleau ou de la bande ;
- le dispositif de détection du mouvement du rouleau ou de la bande sans fin est relié à l'unité de calcul et de gestion pour lui transmettre en tant qu'informations relatives à la -rotation du rouleau ou de la bande, au moins des informations de distance simulée ;
- le banc d'essai comporte un dispositif de comptage du nombre de tours effectués par ladite roue en relation d'entraînement avec le rouleau ou la bande, relié à l'unité de calcul et de gestion pour lui transmettre en tant qu'informations relatives à la rotation de cette roue, une information de comptage de ces tours de roue ;
- il comporte un dispositif de comptage du nombre de tours effectués par un arbre de sortie de la boîte de vitesses ;
- il comporte un dispositif de comptage d'impulsions délivrées par la boîte de vitesses ; - le banc d'essai comporte un dispositif de pesage ;
- le dispositif de pesage est un banc de pesage distinct du banc d'essai et relié à l'unité de calcul et de gestion pour lui transmettre des informations de pesage du véhicule ;
- il comporte plusieurs bancs d'essai ; - il comporte plusieurs bancs de pesage ;
- il comporte en tant que périphérique d'entrée, au moins un clavier pour introduire dans l'unité de calcul et de gestion, au moins des informations concernant les pneumatiques de roues du véhicule, et éventuellement des informations complémentaires sur le véhicule ; - il comporte, en tant que périphérique d'entrée, au moins un périphérique parmi un lecteur de disquettes et un lecteur de cédéroms ;
- il comporte, en tant que périphérique de visualisation, au moins un périphérique parmi un écran, une imprimante et une table traçante ; et
- l'unité de calcul et de gestion est un micro-ordinateur. L'invention concerne également un procédé de simulation pour l'étalonnage et le contrôle de véhicules équipés d'un appareillage de mesure à indicateur de distance parcourue ou de vitesse et qui comportent au moins une roue motrice à pneumatique entraînée par un moteur par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses, ce procédé étant mis en œuvre au moyen d'un simulateur comprenant au moins un banc d'essai à rouleaux ou à bandes sans fin dont au moins un rouleau ou une bande est adapté pour être mis en relation d'entraînement avec une roue du véhicule, procédé caractérisé en ce que, au moins,
- on pèse le véhicule, et on crée au moins une information de pesage,
- à partir de l'information de pesage, et d'informations relatives à la rotation du rouleau ou de la bande entraîné par la rotation de la roue et d'informations relatives à la rotation de cette roue provenant du banc d'essai, ainsi que d'informations relatives au nombre de tours effectués par l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, on calcule au moins une caractéristique d'un adaptateur-correcteur à intercaler entre la sortie de la boîte de vitesses et l'indicateur,
- on visualise ladite caractéristique de l'adaptateur-correcteur. Grâce à ce procédé, l'étalonnage ou le contrôle effectué au moyen d'un banc d'essai est aussi précis et exact qu'il peut l'être au moyen d'un essai sur route.
Le procédé peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- on saisit des informations relevées sur le pneumatique relatives aux caractéristiques de celui-ci, on mémorise ces informations, et on calcule, à partir de ces informations, des valeurs de caractéristiques physiques du pneumatique dans un contact pneumatique-route et dans un
contact pneumatique-rouleau, notamment des valeurs de taux de creep du pneumatique ;
- à partir d'informations relatives-à la rotation du rouleau ou de la bande, d'informations relatives à la rotation de la roue, et d'informations relatives au nombre de tours effectués par l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, on calcule la valeur d'une caractéristique W du véhicule, significative du nombre de tours effectués par l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, par kilomètre ;
- on calcule en outre la valeur d'un coefficient de transfert a de l'adaptateur telle que a=τ τ , K étant la valeur d'une caractéristique de l'indicateur ; et
- à partir en outre d'informations concernant le pneumatique et le véhicule, on calcule des valeurs de taux de creep sur route et à vide dû à la traînée du roulement et à la résistance aérodynamique, à plusieurs vitesses, et des erreurs en charge à ces vitesses, à partir desquelles on détermine des caractéristiques d'éléments de l'adaptateur-correcteur à intercaler entre la sortie de la boîte de vitesses et l'indicateur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, de formes et de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins joints dans lesquels :
- la figure 1 est un schéma par blocs d'une forme de réalisation d'un simulateur selon l'invention.
Pour mettre en évidence les sources principales de divergence entre les mesures sur route et les mesures sur banc, il faut se rappeler que la distance parcourue par un véhicule au niveau d'une roue déterminée, en l'absence de glissement, est proportionnelle au nombre de tours effectués par cette roue (et ainsi au nombre de tours effectués par l'arbre de sortie de la boîte de vitesses), et en outre naturellement à la longueur du pourtour du pneumatique de la roue considérée.
L'étalonnage, consistant à déterminer la caractéristique W du véhicule afin d'ajuster le coefficient de transfert - - de l'adaptateur à
intercaler entre la boîte de vitesses et l'indicateur de caractéristique k, que vise à permettre l'essai sur banc ou sur route, est donc étroitement dépendant des conditions dans lesquelles- s'effectue le contact entre les pneumatiques et la surface sur laquelle ils s'appuient. Or, la forme du pourtour d'un pneumatique de roue de véhicule n'est parfaitement circulaire que lorsque le pneumatique n'est pas en appui ; si le pneumatique est en appui, la forme de son pourtour dépend du profil de la surface sur laquelle il est en appui.
Pour l'étalonnage des indicateurs de vitesse à totalisateur(s) kilométrique(s) montés d'origine sur les véhicules, le pourtour des pneumatiques est assimilé à une circonférence, et il est apparu que c'est l'une des raisons pour lesquelles ces indicateurs donnent des indications erronées lorsque le véhicule est utilisé dans les conditions normales, c'est- à-dire sur route. En effet, sur route, sauf étalonnage approprié, l'indication kilométrique donnée par l'indicateur est supérieure à la distance réellement parcourue.
La différence est due au fait que sur route, le pneumatique est comprimé, la surface de contact entre le pneumatique et le rouleau a un profil rectiligne, et le roulement sur le sol est accompagné d'un glissement, et plus particulièrement d'un micro-glissement de la matière de la bande de roulement du pneumatique.
En revanche, sur un banc à rouleaux, l'indication kilométrique donnée par l'indicateur est inférieure à la distance simulée. La différence est due au fait que sur rouleau, la bande de roulement du pneumatique est en extension, la surface de contact entre cette bande de roulement et le rouleau a un profil en arc de circonférence sécant à l'arc de circonférence du reste de la bande de roulement, et le roulement sur le rouleau est accompagné d'un micro-glissement de la matière de la bande de roulement en sens inverse du micro-glissement observé sur route.
L'existence du micro-glissement de la matière de la bande de roulement, sur la route ou sur le rouleau, découle du fait que le contact entre
la bande de roulement et la route ou le rouleau est élastique, puisqu'il est connu que les vitesses dé roulement VR1 et VR2 de deux corps cylindriques (ou un corps cylindrique et un corps plan considéré comme cylindrique ayant un rayon infini) roulant le premier sur le second avec un tel contact sont liées en première approximation par la relation
VRl= Vra (1+K) où le glissement du pneumatique sur le sol est caractérisé par le pourcentage K connu dans la technique sous le nom de "taux de creep".
Le simulateur et le procédé d'étalonnage et de contrôle sur banc qui vont être décrits permettent d'ajuster au mieux le coefficient de transfert de l'adaptateur, en déterminant la caractéristique Wr sur route de chaque véhicule compte tenu des taux de creep Kr et Kb respectivement sur route et sur banc de ses pneumatiques gonflés à leur pression nominale, ainsi que de sa caractéristique Wb sur banc, ces grandeurs étant liées par la relation
Ce simulateur et ce procédé permettent de prendre en compte de nombreux facteurs tels que
- la différence entre les circonférences effectives statique et dynamique de roulement, - les caractéristiques de charge du véhicule,
- les caractéristiques de l'équipement pneumatique,
- la traînée de roulement des trains avant et arrière (absente sur banc d'essai), i
- la vitesse du véhicule, - la résistance aérodynamique normalisée,
- la présence éventuelle d'une remorque tractée, qui peuvent être introduits manuellement lors de l'essai du véhicule, ou mémorisés et rappelés pour le calcul éventuellement automatiquement en fonction du véhicule en essai. A cette fin, le simulateur selon l'invention représenté sur la figure
.1 comprend un banc d'essai 1 relié à une unité centrale de calcul et de gestion telle qu'un micro-ordinateur 2 pouvant être satellite d'un gros
ordinateur à laquelle sont également reliés un banc de pesage 3, en tant que périphérique d'entrée un clavier d'introduction de données 4, et en tant que périphériques de visualisation un écran 5 ainsi qu'une Imprimante 6 et une table traçante 7. Le banc d'essai 1 peut être uti banc à rouleaux métalliques à la fois porteurs et mesureurs, ou bien seulement porteurs si les mesures de vitesse de rotation des rouleaux et ainsi de distance simulée sont assurées par un dispositif de mesure spécifique ; les rouleaux peuvent être recouverts d'un matériau élastique ; le banc d'essai peut en alternative être un banc à bandes sans fin à mesure intégrée ou séparée. Par exemple, dans le cas d'un dispositif de mesure spécifique, celui-ci comporte un détecteur associé au rouleau entraîné par une roue motrice du véhicule, déclenchant un générateur d'impulsions à une fréquence f proportionnelle à la vitesse de rotation au rouleau qui constituent l'information de vitesse du rouleau, et le comptage des impulsions permet de déterminer le nombre de tours effectués par celui-ci fournissant l'information de distance simulée. Le banc d'essai comprend également un dispositif de comptage du nombre de tours de roue motrice du véhicule, ici optoélectronique ; ce dispositif comporte alors un élément émetteur de lumière émettant un faisceau lumineux en direction de cette roue motrice, un élément réfléchissant collé par exemple sur le- pneumatique de la roue, et une cellule sur le trajet de retour <$u faisceau réfléchi par l'élément réfléchissant ; le comptage des impulsions lumineuses par enant par réflexion à la cellule fournit le nombre de tours effectués par ia roue. Le banc d'essai peut également comporter une interface servant de relais entre le véhicule et le micro-ordinateur pour le comptage des tours effectués par i'arbre de sortie de la boîte de vitesses, ou le comptage des impulsions fournies par ceile-ci an fonction du nombre de tours de l'arbre de sortie.
Des liaisons appropriées, relient le banc d'essai 1 au mîcro- ordinateur 2 pour lui fournir les informations de vitesse du rouleau ou/et de distance simulée, éventuellement de comptage des tours de roue si l'arrêt de !a mesure de vitesse du rouieau ou/et de distance simulée est commandée par le micro-ordinateur, et éventuellement de comptage des
tours ou des impulsions de sortie e la boîte de vitesses. Le banc d'essai peut également être relié à un afficheur à sept segments 8 visible par le conducteur du véhicule, .pour afficher une ou plusieurs de ces informations. Le banc de pesage 3 représenté sur la figure 1 est un dispositif comprenant deux plateaux de pesage respectivement gauche et droit sur lesquels le véhicule transite avant de parvenir au banc d'essai' 1 ; en variante, le dispositif de pesage peut être Mêgrê au banc d'essai 1 et comprendre des paliers peseurs associés aux rouleaux de gauche et de droite du banc d'essai, si celui-ci est un banc d'essai à rouleaux ; les informations de pesage provenant des voies gauche et droite sont combinées pour fournir par addition une information de pesage unique au micro-ordinateur, auquel le banc de pesage 3 est relié.
Eventuellement, le simulateur te! qu'il vient d'être décrit peut être intégré à une installation plus complexe à plusieurs bancs d'essai et éventuellement plusieurs bancs de pesage dont les liaisons de sortie sont multiplexées ou fonctionnant en temps partagé ; tes informations, vitesse ύυ rQuleau, poids, éventuellement nombre de tours de roue, sont également multiplexées.
Le procédé dlétaionnage et de contrôle va maintenant être décrit. En vertu de la réglementation, il est mis en oeuvre véhicule à vide ; l'exemple décrit concerne un véhicule à propulsion, mais le procédé peut être appliqué, sous réserve de modifications à la portée de l'homme de métier, également à un véhicule à traction, ainsi qu'à des mesures effectuées sur des roues non motrices, entraînées par des rouleaux eux- mêmes entraînés par un moteur.
Si elles n'ont pas été préalablement introduites au moyen d'un périphérique approprié te! qu'un lecteur de disquettes ou de cédéroms, et mémorisées, on entre dans le micro-ordinateur, au moyen du clavier 4 de saisie, et on mémorise, les informations relevées sur ies pneumatiques des roues motrices du véhicule, relatives aux caractéristiques de ceux-ci, ainsi que les autres facteurs propres au véhicule sur lequel l'étalonnage doit être effectué, éπumérés plus, haut ; on calcule ainsi, au moyen d'un logiciel approprié, les valeurs des caractéristiques physiques des pneumatiques
dans le contact pneumatique-route et dans le contact pneumatique-rouleau, notamment les valeurs de la charge maximale du pneumatique, des écrasements à vide et en charge, des hauteurs de flanc des pneumatiques porteurs et moteurs (hp et jιm), de la rigidité verticale, de la rigidité horizontale, du rayon (R), du taux de creep Kr sur route à vide, ainsi que du taux de creep KR sur route en charge, et on met ces valeurs en mémoire.
Puis, on pèse le véhicule au moyen des plateaux de pesage du banc de pesage 3 ou des paliers porteurs, et plus précisément les trains porteur et moteur de celui-ci (respectivement, masses Np et Nm), et, les informations de pesage étant transmises au micro-ordinateur, on calcule
Np.hp, N .h , p" m ; on met en mémoire N Nm, et ces trois valeurs K calculées.
Eventuellement, la phase d'introduction des informations sur les pneumatiques et autres peut se dérouler lorsque le véhicule est en cours de pesage ou même ultérieurement, mais naturellement les calculs effectués sur la base de ces informations ne peuvent être effectués qu'après l'introduction de celles-ci.
Puis, si le pesage est effectué hors du banc d'essai 1 comme cela est le cas pour le simulateur de la figure 1 , on conduit le véhicule sur celui-ci jusqu'à ce que ses roues motrices soient en appui sur les rouleaux du banc 1. On entraîne les rouleaux au moyen des roues motrices du véhicule à une vitesse constante par exemple d'environ 20 km/h ou 50 km/h pour obtenir un pourtour de roulement dynamique pour les pneumatiques. On crée alors en réponse, au moyen du dispositif de mesure associé aux rouleaux, les impulsions à une fréquence f proportionnelle à la vitesse de rotation du rouleau, que l'on traite ou que l'on transmet directement au micro-ordinateur 2 pour fournir au micro-ordinateur une information numérique de vitesse de roulement ; on affiche cette vitesse sur l'écran 5 associé au micro-ordinateur ; on peut également afficher la vitesse sur l'afficheur à sept segments 8 visible par le conducteur du véhicule ; en outre, on mémorise temporairement la vitesse dans un registre de travail en vue de son utilisation ultérieure.
Si par exemple le rouleau compteur du capteur 1 sur lequel est monté le « roulement instrumenté » a un diamètre de 0,3 m (donc une circonférence de 0,942 m) et délivre 32 impulsions par tour, si par exemple le comptage est prévu et effectué sur 400 tours de roue, et si à 50 km/h le nombre d'impulsions compté est de 46 080, on déduit que le nombre de tours effectués par le rouleau est 46 080 / 32 = 1 440 tours ; la distance correspondante est donc 0,942 m x 1 440 = 1 356,46 m ; il en résulte que la circonférence effective de roulement de la roue est 1 356 m / 400 # 3,39 m à 50 km/h. Si par ailleurs la boîte de vitesses fournit 1 200 impulsions pour
400 tours de roue, la caractéristique de W correspondante est W = 1 200 / 1 ,356 = 884 impulsions / km Le coefficient de transfert de l'adaptateur doit donc être r,= k = k W 884 ' et on mémorise et on peut afficher à l'écran la caractéristique W du véhicule et le coefficient de transfert a de l'adaptateur ainsi calculés.
Enfin, à partir de la résistance aérodynamique normalisée, initialement mémorisée, par exemple pour des vitesses de 50 km/h, 60 km/h, 70 km/h, 80 km/h, et des informations mémorisées sous forme normalisée au fur et à mesure du processus, on peut calculer les valeurs utiles au calcul du « taux de creep » Krt sur route et à vide dû à la traînée du roulement et à la résistance aérodynamique, aux diverses vitesses.
La valeur Krt trouvée exprimée en pourcents est égale à l'erreur systématique e elle-même exprimée en pourcents. A partir de là, on calcule au moyen du programme mémorisé dans le micro-ordinateur, les erreurs e50, e60, e70, e80 respectivement à 50 km/h, 60 km/h, 70 km/h, 80 km/h, dont on visualise les valeurs sur l'écran 5 ; à partir des valeurs d'erreurs trouvées, on trace, au moyen de la table traçante, et éventuellement on affiche sur l'écran 5, un graphe des erreurs en charge, que l'on obtient par une translation (Kr-KR).
On utilise alors les graphes obtenus à vide et en charge pour déterminer et visualiser sur au moins l'un des périphériques 5, 6, 7 de sortie les caractéristiques des éléments de l'adaptateur-correcteur à intercaler
entre la sortie de la boîte de vitesses et l'entrée de l'indicateur pour maintenir les erreurs possibles dans la fourchette imposée par la réglementation quelles que soient la vitesse et la charge.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme et au mode de réalisation ci-dessus décrits et représentés, et on pourra en prévoir d'autres sans sortir de son cadre, et notamment des formes et des modes de réalisation dans lesquels les roues non motrices du véhicule seraient entraînées par un rouleau lui-même entraîné par un moteur, par exemple un moteur électrique, et où l'unité de calcul et de gestion 2 ferait la moyenne du comptage des impulsions produites par les roulements instrumentés équipant les roues non motrices.
Claims
1. Simulateur pour l'étalonnage et le contrôle de véhicules équipés d'un appareillage de mesure à indicateur de distance parcourue ou de vitesse et qui comportent au moins une roue motrice à pneumatique entraînée par un moteur par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses, ce simulateur comprenant au moins un banc d'essai (1) à rouleaux ou à bandes sans fin dont au moins un rouleau ou une bande est adapté pour être mis en relation d'entraînement avec une roue du véhicule, simulateur caractérisé en ce qu'il comprend une unité de calcul et de gestion (2) du simulateur à laquelle est relié le banc d'essai pour qu'elle reçoive de celui-ci des informations relatives à la rotation du rouleau ou de la bande correspondant à la rotation de ladite roue en relation d'entraînement et des informations relatives à la rotation de cette roue et recevant également des informations relatives au nombre de tours effectués par l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, et, reliés à l'unité de calcul et de gestion (2), au moins un dispositif de pesage (3) du véhicule éventuellement intégré au banc d'essai (1) pour transmettre à ladite unité (2) des informations de pesage du véhicule, au moins un périphérique (4) d'entrée pour transmettre à ladite unité (2) des données relatives au véhicule, et au moins un périphérique de visualisation (5, 6, 7) pour visualiser au moins une caractéristique d'un adaptateur-correcteur à intercaler entre la sortie de la boîte de vitesses et l'indicateur, calculée en fonction des informations reçues par l'unité de calcul et de gestion (2) et provenant du banc d'essai (1 ) et du dispositif de pesage (3).
2. Simulateur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le banc d'essai (1 ) comporte un dispositif de détection du mouvement du rouleau ou de la bande sans fin dans lequel sont créées des impulsions à une fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation du rouleau ou de la bande, ou/et un signal continu proportionnel à cette vitesse.
3. Simulateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de détection du mouvement du rouleau ou de la bande sans fin est relié à l'unité de calcul et de gestion (2) pour lui transmettre en tant qu'informations relatives à la rotation du rouleau ou de la bande, au moins des informations de vitesse du rouleau ou de la bande.
4. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de détection du mouvement du rouleau ou de la bande sans fin est relié à l'unité de calcul et de gestion (2) pour lui transmettre en tant qu'informations relatives à la rotation du rouleau ou de la bande, au moins des informations de distance simulée.
5. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le banc d'essai (1 ) comporte un dispositif de comptage du nombre de tours effectués par ladite roue en relation d'entraînement avec le rouleau ou la bande, relié à l'unité de calcul et de gestion (2) pour lui transmettre en tant qu'informations relatives à la rotation de cette roue, une information de comptage de ces tours de roue.
6. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de comptage du nombre de tours effectués par un arbre de sortie de la boîte de vitesses.
7. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de comptage d'impulsions délivrées par la boîte de vitesses.
8. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le banc d'essai (1 ) comporte un dispositif de pesage,
9. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de pesage est un banc de pesage (3) distinct du banc d'essai (1 ) et relié à l'unité de calcul et de gestion (2) pour lui transmettre des informations de pesage du véhicule.
10. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs bancs d'essai (1 ).
11. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à
10, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs bancs de pesage (3).
12. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à
11 , caractérisé en ce qu'il comporte en tant que périphérique d'entrée, au moins un clavier (4) pour introduire dans l'unité de calcul et de gestion (2), au moins des informations concernant les pneumatiques de roues du véhicule, et éventuellement des informations complémentaires sur le véhicule.
13. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à
12, caractérisé en ce qu'il comporte, en tant que périphérique d'entrée, au moins un périphérique parmi un lecteur de disquettes et un lecteur de cédéroms.
14. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à
13, caractérisé en ce qu'il comporte, en tant que périphérique de visualisation, au moins un périphérique parmi un écran (5), une imprimante (6) et une table traçante (7).
15. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à
14, caractérisé en ce que l'unité de calcul et de gestion (2) est un microordinateur.
16. Procédé de simulation pour l'étalonnage et le contrôle de véhicules équipés d'un appareillage de mesure à indicateur de distance parcourue ou de vitesse et qui comportent au moins une roue motrice à pneumatique entraînée par un moteur par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses, ce procédé étant mis en œuvre au moyen d'un simulateur comprenant au moins un banc d'essai (1) à rouleaux ou à bandes sans fin dont au moins un rouleau ou une bande est adapté pour être mis en relation d'entraînement avec une roue du véhicule, procédé caractérisé en ce que, au moins,
- on pèse le véhicule, et on crée au moins une information de pesage, - à partir de l'information de pesage, et d'informations relatives à la rotation du rouleau ou de la bande entraîné par la rotation de la roue et d'informations relatives à la rotation de cette roue provenant du banc d'essai (1 ), ainsi que d'informations relatives au nombre de tours effectués par l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, on calcule au moins une caractéristique d'un adaptateur-correcteur à intercaler entre la sortie de la boîte de vitesses et l'indicateur,
- on visualise ladite caractéristique de l'adaptateur-correcteur.
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'on saisit des informations relevées sur le pneumatique relatives aux caractéristiques de celui-ci, on mémorise ces informations, et on calcule, à partir de ces informations, des valeurs de caractéristiques physiques du pneumatique dans un contact pneumatique-route et dans un contact pneumatique-rouleau, notamment des valeurs de taux de creep du pneumatique.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 et 17, caractérisé en ce que, à partir d'informations relatives à la rotation du rouleau ou de la bande, d'informations relatives à la rotation de la roue, et d'informations relatives au nombre de tours effectués par l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, on calcule la valeur d'une caractéristique W du véhicule, significative du nombre de tours effectués par l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, par kilomètre.
19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'on calcule en outre la valeur d'un coefficient de transfert a de l'adaptateur telle que a=τ 7. étant la valeur d'une caractéristique de l'indicateur.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que, à partir en outre d'informations concernant le pneumatique et le véhicule, on calcule des valeurs de taux de creep sur route et à vide dû à la traînée du roulement et à la résistance aérodynamique, à plusieurs vitesses, et des erreurs en charge à ces vitesses, à partir desquelles on détermine des caractéristiques d'éléments de l'adaptateur-correcteur à intercaler entre la sortie de la boîte de vitesses et l'indicateur.
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| WO2002008696A3 (fr) | 2002-04-11 |
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