Aller au contenu

Mesure des efforts et des moments à chaque roue en freinage et en virage

  • Forces Fx Fy Fz
  • Moments Mx My Mz
  • Vitesse et angle de roue
  • Angle de dérive
Voiture particulière instrumentée sur piste d’essai avec des roues dynamométriques sur ses roues
Une voiture de tourisme sur une piste d’essai avec des roues dynamométriques LW65 sur ses quatre roues. Photo Michigan Scientific.

En bref

Une roue dynamométrique remplace le centre de roue et mesure l’effort longitudinal, latéral et vertical à cette roue, le moment de carrossage, le couple de roue et le couple de braquage, chacun comme un signal indépendant, ainsi que l’angle de roue, la vitesse de roue et les accélérations X et Z. Les signaux sont numérisés sur la roue, la quittent par un collecteur tournant ou par télémesure, et le boîtier d’interface CT2 les exprime dans les axes du véhicule en temps réel. Avec un capteur par roue, un essai de freinage, un changement de voie ou un virage serré se lit roue par roue.

6
signaux d’effort indépendants par roue
15,5 à 700 kN
capacité en force radiale, série LW
0.17°
résolution angulaire de l’angle de roue, versions à collecteur tournant

Six efforts à la roue

Les forces longitudinales, dans le sens du véhicule, servent à l’analyse de l’accélération, du freinage et de la consommation. Les forces latérales, en travers du véhicule, servent au virage, au comportement routier et à la stabilité. Les forces verticales, dues à la gravité et au sol, servent au confort de roulage, aux vibrations et au contact avec la route. Les trois moments, roulis, tangage et lacet, montrent comment la suspension réagit aux virages, aux accélérations et à l’état de la route.

Tous ces chargements parviennent au véhicule par ses roues, sur une partie qui tourne et qui braque. Le capteur mesure les six composantes au centre de la roue, séparément les unes des autres, et le boîtier d’interface les exprime dans les axes du véhicule avec l’angle de roue à chaque instant.

Les six composantes de chargement mesurées au centre de la roue Une roue vue en trois quarts, avec l’anneau capteur en son centre. Trois forces : Fx dans le sens du véhicule, Fy selon l’essieu, Fz verticale. Trois moments : Mx autour de l’axe longitudinal, My autour de l’essieu, qui est le couple de traction et de freinage, et Mz autour de l’axe vertical. Fz Fx Fy Mx My Mz Six composantes au centre roue, axes véhicule
Les six composantes au centre de la roue : les forces Fx, Fy, Fz et les moments Mx, My, Mz, exprimés dans les axes du véhicule par le boîtier d’interface.

Instrumentation

Capteur de forceSérie LW, ponts de jauges de déformation à quatre branches, un signal indépendant par composante
Capacité, radiale15,5 à 700 kN · 50 kN sur la LW12.8-50 et 65 kN sur la LW65 pour voitures particulières et SUV
Non-linéarité≤ 0,2 % PE sur Fx, Fz et My (LW12.8-50) · sensibilité transversale après correction < 0,5 % PE
Également mesuréesangle de roue à 0,17° de résolution, vitesse de roue, accélération X et Z
Montageentre un adaptateur de moyeu et un adaptateur de jante conçus pour le véhicule ; le stator maintenu par une tige de retenue, ou par le dispositif de correction d’angle du stator sur les roues directrices
Transmission du signalcollecteur tournant avec amplificateur tournant, ou télémesure ; interchangeables sur le même capteur
Boîtier d’interfaceCT2 : transformation de coordonnées et compensation de la diaphonie en temps réel, sorties analogique, CAN et Ethernet
Environnementétanche, compensé en température, −40 à 125 °C ; IP67 sur la LW65

Procédure

  1. 01

    Monter le capteur à la place du centre de roue

    Le capteur se monte entre un adaptateur de moyeu et un adaptateur de jante conçus pour le véhicule.

    Roues dynamométriques de la série LW
  2. 02

    Maintenir le stator

    Sur une roue directrice, le dispositif de correction d’angle du stator corrige l’angle de roue en temps réel, de sorte que les chargements sont exprimés avec le bon angle.

    Maintien du stator et correction d’angle
  3. 03

    Calculer les chargements dans le boîtier d’interface

    Le boîtier CT2 effectue la transformation de coordonnées et la compensation de la diaphonie en temps réel, avec des sorties analogiques, CAN et Ethernet.

  4. 04

    Ajouter l’angle de dérive si nécessaire

    Le capteur optique TrueSlip, sur une roue ou sur la caisse, fournit l’angle de dérive sur CAN. Il peut être monté au sein de l’ensemble roue dynamométrique.

    Capteur de dérive TrueSlip

Double changement de voie sur un camion de classe 8

Le même montage enregistre les essais de freinage, les changements de voie, les virages serrés et la conduite normale. Dans cet essai de réception sur un camion de classe 8, la roue avant droite porte une LW-2T-100K. La force latérale augmente quand le camion quitte sa voie, s’inverse quand il y revient, et le graphique note une surcorrection à la fin de la manœuvre ; la force verticale est enregistrée en parallèle.

Graphique de l’effort longitudinal, latéral et vertical sur la roue en fonction du temps lors d’un double changement de voie sur un camion de classe 8
Roue avant droite d’un camion de classe 8 lors d’un double changement de voie à 61 km/h (38 mph) : force longitudinale, latérale et verticale. Graphique Michigan Scientific, forces en lb.

Utilisation des données

Les données de roue dynamométrique servent aux travaux sur les pneumatiques, les freins, la suspension, le confort, l’aérodynamique, le groupe motopropulseur et les modèles de dynamique du véhicule, ainsi qu’à comparer les véhicules entre eux. Sur les véhicules électriques, elles servent à l’amélioration du rendement et alimentent le développement des fonctions de sécurité et de contrôle et de la conduite autonome.

Prototype de voiture de sport camouflé sur circuit, avec des roues dynamométriques sur ses roues
Un prototype camouflé sur un circuit, avec des roues dynamométriques sur ses quatre roues. Photo Michigan Scientific.

Résultat

Trois forces, trois moments, vitesse et angle de roue à chaque roue, dans les axes du véhicule, enregistrés pendant la manœuvre. Chaque comportement du véhicule, du freinage au virage, se lit dans les chargements aux roues qui le produisent.

Questions fréquentes

Que mesure une roue dynamométrique lors d’un essai de dynamique du véhicule ?

La force longitudinale, latérale et verticale à la roue, le moment de carrossage, le couple de roue et le couple de braquage, chacun comme signal indépendant, avec l’angle de roue, la vitesse de roue et l’accélération X et Z.

Comment mesure-t-on l’angle de dérive pendant un essai de comportement routier ?

Avec le capteur optique TrueSlip monté sur une roue ou sur la caisse du véhicule. Il peut être monté au sein de l’ensemble roue dynamométrique et fournit l’angle sur CAN.

Peut-on mesurer les efforts à la roue sur une piste mouillée ?

Oui. Les capteurs sont étanches et compensés en température, et la LW65 est certifiée IP67.

Comment les signaux passent-ils d’une roue en rotation à l’enregistreur de données ?

Ils sont numérisés sur la roue, en sortent par un collecteur tournant ou une liaison de télémesure, et parviennent au boîtier d’interface CT2, qui réalise la transformation de coordonnées et la compensation de la diaphonie en temps réel, avec des sorties analogiques, CAN et Ethernet.

Un essai proche du vôtre ?

Indiquez-nous le véhicule, la grandeur à mesurer et les conditions. Un ingénieur répond avec une première configuration de mesure.

Des détails supplémentaires à donner ? Utilisez le formulaire de contact complet.

Nous contacter

Un ingénieur d’application répond sous 24 heures les jours ouvrés. Utilisez le formulaire de contact complet.