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Mesure de la vitesse de roue et de la distance parcourue avec un codeur sur la roue

  • Position angulaire de la roue
  • Vitesse de roue
  • Vitesse du véhicule
  • Distance parcourue
  • Accélération
Capteur de vitesse de roue sur une plaque à collet fixée à une roue de voiture, son câble maintenu par le dispositif de retenue du stator
Un capteur de vitesse de roue sur sa plaque à collet, sur la roue d’origine. Photo Michigan Scientific.

En bref

Le Wheel Pulse Transducer est un codeur optique monté sur les écrous de roue, à l’extérieur de la roue. Ses impulsions donnent la position et la vitesse angulaires de la roue, à partir desquelles sont calculés la vitesse de roue, la vitesse du véhicule, la distance parcourue et l’accélération. Avec un codeur sur chaque roue de l’essieu non directeur, la moyenne des deux suit la trajectoire du centre du véhicule. Le conditionneur EC-LV convertit les impulsions en ligne en tensions analogiques pour les enregistreurs qui ne peuvent pas lire de trains d’impulsions.

50 à 5 000 imp./tr
résolution du codeur, choisie à la commande
0.0115 %
erreur de distance avec deux codeurs moyennés, étude de cas Michigan Scientific
± 10 V DC
sortie en vitesse du conditionneur EC-LV

Mesure à la roue

Les signaux de vitesse de roue sont utilisés dans les essais d’accélération, les essais de freinage et les essais ABS, où ils renseignent sur le contact d’adhérence entre le véhicule et la surface, ainsi que dans le développement des véhicules autonomes et électriques. Les véhicules de cartographie utilisent le codeur de roue pour conserver la distance parcourue pendant les interruptions du signal GNSS.

Le codeur se boulonne sur une plaque d’adaptation maintenue par des écrous de roue à collet sur les écrous de la roue. Son stator est maintenu par une tige de retenue à une plaque magnétique sur la carrosserie ; la tige doit être exempte de jeu, sinon le codeur interprète son mouvement comme une rotation de la roue. Le capteur pèse 410 g, dans un boîtier métallique étanche et résistant à la corrosion, et délivre les phases A et B en quadrature, une impulsion d’index I, et A⊕B, qui double la résolution.

Vue de côté d’un capteur de vitesse de roue sur sa plaque à collet, avec le connecteur et la tige de retenue du stator fixés le long du corps
Le capteur vu de côté, avec son connecteur et la tige de retenue du stator. Photo Michigan Scientific.

Instrumentation

CodeurWheel Pulse Transducer, optique, 50 à 5 000 imp./tr, 24 résolutions
SortiesA, B, I et A⊕B, impulsions 0 à 5 V, attaque de charges TTL ; erreur cumulative maximale de 0,25°
Alimentation5 à 20 V CC, 60 mA
Étanchéité et vitesseIP67 avec joints rotatifs de contact, 3 000 tr/min ; 10 000 tr/min sans joints, 8 500 tr/min au-delà de 2 000 imp./tr
Montageplaques de 6 in pour voitures particulières, 8 in pour camions et autobus, 10 in pour tracteurs ; écrous de roue à collet, 27 modèles ; déport 0,5 ou 1 in
ConditionneurEC-LV en ligne, vitesse ± 10 V CC et position 0 à 10 V CC, alimenté par le câble du codeur
Température−40 à 100 °C, −25 à 100 °C au-delà de 2 000 imp./tr

Procédure

  1. 01

    Monter les collets et la plaque de roue

    Écrous de roue à collet sur les écrous de la roue, plaque dimensionnée pour la roue.

    Wheel Pulse Transducer
  2. 02

    Monter le codeur et maintenir le stator

    Le codeur se boulonne sur la plaque. La tige de retenue va à la plaque magnétique sur la carrosserie, sans jeu.

  3. 03

    Utiliser deux codeurs sur l’essieu non directeur

    Un sur chaque roue arrière, gauche et droite. La moyenne des deux donne la vitesse et la distance au centre du véhicule.

  4. 04

    Lire les impulsions, ou deux tensions

    Impulsions sur une entrée de comptage, ou EC-LV dans le câble du codeur pour les enregistreurs à entrées analogiques uniquement.

    Impulsions de codeur converties en tension analogique

Deux codeurs comparés au GPS

Michigan Scientific a comparé deux Wheel Pulse Transducers à un récepteur GPS sur un parcours d’environ 1,6 km, avec un rond-point et un slalom. Les codeurs étaient sur les roues arrière, le récepteur GPS sur le toit, centré au-dessus d’eux ; les données des codeurs ont été échantillonnées à 10 000 Hz.

Dans le rond-point, parcouru dans le sens antihoraire, la roue droite est allée plus vite et plus loin que la gauche. Dans le slalom, les deux roues ont alterné au fil des virages à gauche et à droite. Dans les deux cas, la moyenne des deux vitesses de roue s’est alignée sur la vitesse GPS, et la distance GPS est restée légèrement en retard sur les données des roues. À la fin du parcours, la distance issue d’un seul codeur présentait une erreur allant jusqu’à 0,22 % ; la moyenne des deux une erreur de 0,0115 %.

Pourquoi faire la moyenne de deux codeurs de roue Vue de dessus d’un véhicule en virage. La roue arrière intérieure parcourt un arc plus court que la roue arrière extérieure, donc un codeur mesure la trajectoire de sa propre roue. Avec un codeur sur chaque roue arrière, la moyenne des deux suit la trajectoire du centre du véhicule. Dans l’étude de cas, un codeur a donné une erreur de distance allant jusqu’à 0,22 pour cent, la moyenne de deux 0,0115 pour cent. Un codeur par roue arrière Un codeur : jusqu’à 0,22 % Moyenne des deux : 0,0115 % Roue intérieure Centre véhicule Roue extérieure
Dans un virage, chaque roue arrière suit son propre arc. La moyenne des deux codeurs suit le centre du véhicule.
Un seul codeurerreur de distance jusqu’à 0,22 %
Deux codeurs moyennéserreur de distance 0,0115 %

Résultat

Vitesse de roue pour chaque roue instrumentée et, avec deux codeurs, vitesse et distance du centre du véhicule, y compris là où le GPS est perdu. Le résultat est disponible sous forme d’impulsions ou, via l’EC-LV, sous forme de tension de vitesse et de tension de position.

Questions fréquentes

Pourquoi utiliser deux codeurs de roue plutôt qu’un seul pour mesurer la distance ?

Dans un virage, la roue extérieure parcourt une plus grande distance, plus vite que la roue intérieure, si bien qu’un codeur mesure la trajectoire de sa propre roue. La moyenne de deux codeurs sur l’essieu non directeur donne la vitesse et la distance au centre du véhicule.

Quelle est la précision de la distance mesurée avec des codeurs de roue ?

Dans l’étude de cas Michigan Scientific, environ 1,6 km avec un rond-point et un tracé en zigzag, la moyenne de deux codeurs présentait une erreur de distance de 0,0115 %, un codeur seul jusqu’à 0,22 %.

Un codeur de roue peut-il mesurer la distance lorsque le signal GPS est perdu ?

Oui. Les véhicules de cartographie utilisent le codeur de roue pour conserver la distance parcourue pendant les coupures du signal.

Comment la vitesse de roue est-elle enregistrée si le système d’acquisition de données ne peut pas lire les impulsions du codeur ?

L’EC-LV, placé en ligne sur le câble du codeur, convertit les impulsions en une tension de vitesse de ± 10 V CC et une tension de position de 0 à 10 V CC.

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