Brevet FR2222259A1 — publié le 19741018

La présente invention se rapporte aux montages de freinage à commande à distance et concerne plus particulièremers lm appareil de commande à distance grâce auquel un code de commande numérique destiné aux freins peut être transmis d'un emplacement jusqu'à un autre. Dans le brevet anglais No. 971.326, il est décrit et revendiqué un montage de commande à distance comprenant un dispositif destiné à produire un signal de sortie présentant une caractéristique du type pas à pas correspondant à une force variant progressivement, grâce à l'application à ce dispositif d'un signal d'entrée dont la caractéristique varie sous l'effet de l'excitation électrique sélective d'une combinaison de plusieurs conducteurs, chaque combinaison de conducteurs ainsi excités étant unique et correspondant à un pas ou stade dans la variation progressive de la caractéristique du signal de sortie, et comprenant également un dispositif de commutation électrique, grâce à quoi il est possible de déterminer l'excitation d'une combinaison quelconque requise de conducteurs, ce dispositif de commutation pouvant être actionné selon un mode pas à pas, une opération de commutation correspondant à un stade ou un pas au cours de la variation progressive de la caractéristique du signal de sortie, de telle sorte qu'en progressant à partir d'un pas jusqu'au pas le suivant immédiatement au cours du fonctionnement de ce dispositif de commutation, seul un unique conducteur supplémentaire est excité, ou bien l'excitation d'un unique conducteur déjà excité est interrompue, de manière à obtenir la combinaison des conducteurs excités caractérisant le stade ou le pas au cours de la variation progressive du signal de sortie et correspondant au stade ou au pas le suivant immédiatement au cours du fonctionnement du dispositif de commutation. Plus précisément, le brevet anglais précité décrit un appareil destiné aux freins d'un véhicule ferroviaire comprenant un dispositif de commande des freins, qui peut être actionné par le conducteur du train et qui est conçu de manière à établir ou interrompre l'excitation de chacun de trois conducteurs électrides selon chacune de huit positions jusqu'auxquelles le dispositif de commande est déplacé.Les conducteurs électriques sont connectés à des bobines d'excitation respectives de contacteurs pouvant être actionnés par voie électromagnétique et logés dans un coffret â con'acteurs, les contacts de ces contacteurs tant introduits dans un circuit électrique nar l'intermédiaire duquel le courant est appliqué à des enroulements d'excitation montés à distance et faisant partie de valves qui peuvent être actionnées par voie électromagnétique et qui sont couplées à un dispositif d'actionnement convenable fournissant une force pneumatique et fonctionnant en réponse à la combinaison numérique codée d'excitation des valves, de manière à fournir un fluide de freinage sous pression. Par conséquent, il apparaît à l'évidence que grâce aux trois conducteurs il est possible de commander simultanément les freins de tous les wagons d'un train. Les détails de montage précis qui sont expliqués dans le brevet précité n'ont aucune conséquence sur la présente invention, mais les indications générales fournies ci-avant permettent d'introduire des éléments de base par rapport auxquels l'invention peut être étudiée. Ainsi, il peut apparattre comme une exigence particulière d'un tel système qu'un mode de réalisation convenable du dispositif de commutation soit prévu pour permettre d'effectuer l'excitation électrique sélective des conducteurs. Egalement, il s'avère que les résultats indiqués ont été obtenus jusqu'ici grâce à l'utilisation de contacteurs électromagnétiques convenables. L'invention a pour but d'apporter une solution à ces problèmes et de permettre la réalisation d'un appareil du type précité. Selon un de ses aspects, l'invention est matérialisée dans un appareil de commande à distance nour les freins d'un véhiculeçarac- térisé en ce qu'il comprend un ensemble de commande des freins comportant un dispositif de commande qui peut être réglé selon une plage de conditions en fonction de l'effet désiré sur les freins, ce dispositif étant relié à plusieurs dispositifs de couplage de signaux sans contact qui, selon la position sélectionnée du dispositif, sont ainsi rendus sélectivement actifs ou inactifs de manière à coupler des signaux électriques à des combinaisons discontinues ou séparées de plusieurs canaux de signaux en fonction dtun code grâce auquel le signal d'un seul de ces canaux apparaît au moment de chaque transition existant pendant le fonctionnement pas à pas progressif du dispositif de commande s'effectuant dans un sens ou dans l'autre de manière à augmenter ou réduire l'effet de freinage, et plusieurs conducteurs de sortie destinés à fournir un signal de~sortie codé binaire permettant de commander les freins d'un véhicule. Selon un autre de ses aspects, l'invention est matérialisée dans un appareil de commande à distance pour les freins d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à établir des combinaisons codées binaires de signaux électriques dans plusieurs conducteurs électriques pour permettre d'établir la liaison avec un dispositif à freins à commande par signaux binaires, cet appareil comprenant un dispositif de commande à saccades ou à-coups, monté entre les conducteurs et le dispositif à freins codé pour signaux binaires, de manière à empêcher toute vitesse d'augmentation excessive de l'effet de freinage, le dispositif de commande à saccades comprenant un générateur d'impulsions, un dispositif de comptage et un circuit de comparaison binaire, ce circuit de comparaison pouvant être actionné de manière à comparer le signal de sortie binaire du compteur binaire avec la combinaison codée binaire des signaux électriques apparaissant sur les conducteurs électriques et, en réponse à toute non conformité apparaissant entre ces éléments, de manière à acheminer des impulsions provenant du générateur afin de régler le fonctionnement du compteur dans un sens tendant à déterminer la conformité, un signal de sortie codé binaire destiné à commander les freins pouvant être obtenu à partir de ce compteur. D'après la description donnée ci-après, il y a lieu de se rendre compte que l'invention s'applique particulièrement bien, mais pas exclusivement, à un système codé pour freins destiné à assurer un fonctionnement sans à-coup, quelle que soit la vitesse à laquelle une poignée de commande des freins destinée au conducteur du train et considérée à titre d'exemple, est déplacée de manière à déclencher ou augmenter le serrage des freins. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. Les fig. 1 et 2, considérées ensemble, constituent une représentation schématique d'un appareil de commande de freins selon l'invention. Il est possible de se procurer dans le commerce un appareil à valve de commande de la pression de freinage, qui fonctionne selon les principes indiqués ci-avant en se référant au brevet anglais précité No. 97tu326. Par conséquent, il est prévu au niveau de chaque véhicule d'un train au moins un dispositif à valve de commande qui fonctionne en réponse à une représentation codée binaire se présentant sous la forme de l'excitation électrique de trois fils, afin de déterminer une pression dans le cylindre de freinage pour chacun de sept niveaux de fonctionnement pas à pas. Grâce à l'appareil qui sera décrit ci-après, les trois fils peuvent être excités sans qu'il soit nécessaire de prévoir des dispositifs de contact associés à la poignée de commande des freins prévue pour le conducteur du train. Il est à noter également qu'en l'absence des délais ou retards convenables qui s'établissent dans la partie pneumatique du système de freinage que commande l'appareil, il est possible que des modifications rapides apparaissent dans le code binaire transmis par l'intermédiaire des trois fils jusqu'aux diverses valves de commande des freins et, par conséquent, il est également possible qu'apparaissent des modifications rapides de la pression de freinage pouvant-provoquer, d'une façon indésirable, des à-coups, des détériorations et l'inconfort des passagers.L'appareil qui est représenté sur les figures comprend un dispositif grâce auquel il est possible, au niveau du poste de commande destiné qu conducteur du train, d'empêcher toute modification du code transmis d'apparaître à une vitesse supérieure à la vitesse réglée quelque soit la vitesse à laquelle la poignée de commande des freins ou un autre dispositif de commande prévu pour le conducteur du train peut être actionné. Si l'on se réfère maintenant aux fig. 1 et 2, qui doivent être considérées ensemble, celles-ci montrent qu'une poignée de commande des freins pouvant être actionnée par le conducteur est reliée à un arbre 1 qui supporte trois armatures métalliques 2,3 et 4 se présentant sous la forme de disques dont certaines parties ont été sélectivement éliminées. La manière dont ces parties sont sélectivement éliminées est conçue de telle sorte que pour des positions successives parmi huit positions de l'arbre 1, des coupleurs électriques 5, 6 et 7 de signaux codés numériques sont rendus sélectivement actifs.Les dispositifs 5, 6 et 7 sont constitués par des oscillateurs à semi-conducteurs qui produisent des oscillations lorsque le métal correspondant à l'armature ne se trouve pas à l'intérieur de fentes 8, 9 et 10 qui sur visibles sur la fig. 1. Les signaux de sortie provenant des dispositifs 5, 6 et 7 sont redressés à l'intérieur de ces derniers et les signaux de sortie de courant continu ainsi obtenus sont respectivement appliqués à des circuits du type déclencheurs de Schmitt à inversion 11, 12 et 13, afin de fournir des codes numériques nettement définis à un convertisseur de code Gray en code binaire, qui est représenté par le bloc 14. Ce bloc 14 permet de convertir les signaux d'entrée provenant des circuits 11, 12 et 13 et se présentant sous la forme du code Gray en un code binaire.Le code Gray ou code binaire réfléchi est obtenu grâce à la manière dont le fonctionnement des vannes 2, 3 et 4 est interrompu et il offre la caractéristique de ne modifier qu'un seul chiffre par déplacement unitaire de l'arbre 1. Il résulte de l'utilisation du code Gray qu'il n'est pas possible qu'un code erroné puisse être produit par la sélection d'une position de transition critique de la poignée de commande. Le montage selon l'invention comprend également un compteurdécompteur numérique, qui est représenté par le bloc 15 et qui peut compter ou décompter en réponse à des impulsions d'horloge obtenues à partir d'un générateur d'impulsions d'horloge 16 et par l'intermédiaire d'un dispositif d'acheminement ou circuit de porte 17 qui est destiné à ces impulsions d'horloge. Le sens selon lequel fonctionne le compteur 15 en réponse à des impul Sions d'horloge reçues, est déterminé par la présence d'un si- gnel de comptage d'entrée ou d'un signal de décomptage d'entrée apparaissant sur un conducteur 19 et ces signaux d'entrée sont obtenus à partir du circuit de porte 17-. Ce circuit de porte 17 est commandé par des signaux de sortie provenant d'un circuit de comparaison logique qui est représenté par le bloc 18, ce circuit comparant les signaux de sortie numériques provenant du compteur 15 avec les signaux de sortie numériques provenant du convertisseur de code Gray en code binaire, qui est représenté par le bloc 14. Pour faciliter le fonctionnement des circuits logiques, le compteur 15 et le convertisseur 14 fournissent des signaux de sortie "non", c'est-à-dire des signaux inversés.ou complémentés A, B et C, eK lorsque les signaux de sortie; normaux A, B et C qui leur cor- respondent respectivement ne sont pas présents.Dans le circuit logique qui est représenté ici, le chiffre A est le chiffre le plus significatif et le chiffre C est le chiffre le moins significatif dans'^i:lota;Jrcodée binaire. De tels signaux de sortie numériques "non", c'est-à-dire inversés ou complémentés sont utilisés pour permettre d'obtenir un fonctionnement correct des circuits logiques et ces derniers sont employés d'une façon particulière pour commander un conditionneur ou une porte 19 qui est destinée à amener le circuit 17 à bloquer ou inhiber l'application des impulsions au compteur 15 lorsqu'un compte de valeur "000" a été atteint. Un conditionneur ou une porte 20 similaire est également prévue pour amener le circuit 17 à bloquer l'application des impulsions au compteur au moment où une valeur de comptage "111" est atteinte. Les circuits logiques du convertisseur 14, du circuit de comparaison 18, du dispositif d'acheminement ou circuit de porte 17 et du dispositif de comptage 15 sont tous réalisés sur des cartes à circuits imprimés à l'aide de composants de circuits logiques intégrés qui sont disponibles dans le commerce et qui sont facilement utilisables par des spécialistes de cette technique. Lors du fonctionnement de l'appareil, la poignée de commande des freins est réglée par le conducteur à une position qui correspond à un effet de freinage désiré et cette mise en position détermine la production d'une combinaison correspondante d'oscillations de sortie qui correspondent à la production par les oscillateurs 5, 6 et 7 de chiffres A, B et C selon le code Gray ou code binaire réfléchi. Les circuits déclencheurs de Schmitt à inversion sont donc commutés d'une façon correspondante et produisent des chiffres de sortie "0" qui correspondent aux chiffres "1" du code Gray. Cette représentation en code Gray est ensuite convertie en une combinaison à codage binaire pur par le convertisseur 14 de manière à obtenir l'excitation sélective des lignes de sortie "non" ou à complémentation, c'està-dire les valeurs Â, B et C, ainsi que les chiffres de sortie binaires A, B et C qui leur correspondent. La conversion du code Gray en code binaire est obtenue par la complémentation d'un chiffre du code Gray lorsque le chiffre correspondant précédemment converti est un chiffre de valeur "1". Comme cela a été mentionné précédemment, le chiffre le plus significatif est le chiffre A. Le circuit de comparaison 18 compare le code d'instruction ou de consigne apparaissant au niveau de la sortie du convertisseur 14 et le signal de sortie codé qui existe à ce moment au niveau des sorties du compteur binaire réversible 15. La logique du circuit de comparaison est choisie de telle façon que lorsque le code d'instruction présente une valeur supérieure à celle du code de sortie du compteur, le circuit de comparaison produit un "0" logique apparaissant sur la ligne de commande de comptage positif et correspondant au chiffre en question. Lorsque le chiffre de code d'instruction présente une valeur supérieure à celle du chiffre de code cu compteur, le circuit de comparaison produit un signal de sortie "0" sur la ligne de commande de décomptage correspondant au chiffre en question. Le signal de sortie du circuit de comparaison pour un stade ou pas quelconque est un signal logique "0" appliqué sur la ligne de comptage ou sur la ligne de décomptage, selon le cas, jusqu ce qu'apparaisse la parité entre les chiffres-respectifs. Pour la parité des chiffres respectifs, le signal de sortie "0" est transformé en un signal de sortie "1". Le circuit 17 fonctionne comme un circuit de préférence, de telle sorte qu'il applique des signaux de comptage ou de décomptage au compteur 15 sous la commande du signas d'entrée le plus significatif appliqué à la porte 17 et de telle manière que le compteur 15 - puisse toujours fonctionner selon un comptage ou un décomptage pas à pas de façon à amener le chiffre le plus significatif à être en accord avec le chiffre de code d'instruction apparaissant au niveau de la sortie du convertisseur 14. Du fait de l'existence de la vitesse ou Lu taux d'impulsions du générateur 16, la vitesse de variation du signal de sortie codé provenant du compteur binaire est limitée par ce taux d'impulsions et est indépendante de la vitesse à laquelle la poignée peut être actionnée. Par conséquent, il existe une commande à saccades efficace pour les signaux de sortie codés qui sont appliqués aux conducteurs pour actionner l'appareil de commande des freins. D'une manière type, les chiffres de sortie A, B et C provenant du compteur 15 sont appliqués à des amplificateurs tels que ceux représentés par les blocs 21, 22 et 23 afin d'amplifier les signaux codés numériques jusqu'à ce que leurs valeurs atteignent des niveaux de tension et de courant convenant bien pour être transmis par les conducteurs jusqu'à l'appareil de commande des freins qui peut être commandé par voie numérique.Bien que dans l'exemple représenté ici, les amplificateurs 21, 22 et 23 soient commandés par les signaux. de sortie A, B et C provenant du compteur 15, il peut être nécessaire, dans certaines applications, de commander les si- gnaux appliqués à des conducteurs 24, 25 et 26' par les compléments de ces signaux de sortie. Dans ce cas, les amplificateurs sont conçus d'une façon convenable de manièreàpouvoir recevoir les signaux de sortie À, B et C provenant du compteur 15. Un ensemble de commande des freins dont le fonctionnement peut être commandé numériquement comprend, d'une façon type, un appareil tel que celui qui est décrit dans le brevet anglais No. 971.326 déjà mentionné et qui est également l'objet du brevet anglais No. 903.600. Dans un montage tel que celui décrit ci-avant, il est possible de prévoir un dispositif destiné à donner la certitude que dans l'éventualité de l'apparition d'une non conformité apparaissant entre les signaux de sortie provenant du compteur 15 et les signaux de sortie provenant du convertisseur 14 et existant pendant une durée de temps supérieure à un intervalle de temps prédéterminé, les amplificateurs 21, 22 et 23 sont connectés directement à la sortie respective du convertisseur Gray-binaire 14. Cette particularité assure un fonctionnement continuel de l'appareil, même dans l'éventualité d'un mauvais fonctionnement pouvant apparaître par exemple au niveau du compteur 15. Bien que l'appareil étudié ci-avant ait été décrit uniquement à des fins de commande des freins, il peut être facilement appliqué également à la commande de la traction. Les armatures 3 et 4 peuvent correspondre à une plage de positions de commande de traction et un fil supplémentaire peut être prévu pour indiquer si l'arbre 1 occupe une position correspondant à sa plage de commande des freins ou à sa plage de commande de traction de manière à transmettre, à un appareil fonctionnant à distance en réponse à ces éléments, par exemple au niveau de chaque wagon d'un train commandé de cette manière, un signal de commande de mode destiné à déterminer le freinage ou la traction en réponse au code binaire reçu. De plus, il y a lieu de noter que, bien que les montages précédemment décrits utilisent une poignée de commande mécanique et un ensemble à armature convenant bien pour produire les signaux électriques apparaissant sur les lignes 24, 25 et 26, les particularités de commande à saccades de l'appareil peuvent être utilisées avec des modifications convenables dans un système de commande automatique destiné à un train. Dans ce cas, la poignée de commande des freins qui est destinée au conducteur du train peut, du point de vue fonctionnel, être remplacée par un dispositif récepteurde signaux de commande convenant bien pour le train, afin de produire des signaux convenant pour être des signaux d'entrée appliqués au convertisseur 14. Du fait que par comparaison avec un dispositif de commande tel que celui décrit dans le brevet anglais précité No. 971. 326, l'appareil selon l'invention, qui a été décrit en se référant aux dessins afférents, est relativement petit, il est donc possible de s'arranger pour qu'une boute de commande destinée au conducteur du train puisse être prévue sous la forme d'un coffret portatif qu'un conducteur de train pourrait transporter à titre personnel et qui pourrait être simplement embroché ou enfiché par le conducteur du train au niveau du poste de commande à partir duquel il doit réaliser la conduite du train ou d'un véhicule. En prévoyant des dispositifs permettant de commander la vitesse de variation du codage appliqué aux lignes 24, Z5 et 26, l'appareil permet d'obtenir une commande des saccades ou à-coups qui ne gêne pas les applications à une utilisation d'urgence ou les facilités de commande de glissement ou de patinage qui peuvent être prévues pour chaque wagon du train. D'autres modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Appareil de commande à distance pour les freins d'un vé véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de commande des freins comportant un dispositif de commande qui peut être réglé selon une plage de condttions en fonction de I'effet dé- siré sur les freins, ce dispositif étant relié à plusieurs dispositifs de couplage de signaux sans contact qui selon la position sélectionnée du dispositif, sont ainsi rendus sélectivement actifs ou inactifs de manière à coupler des signaux électriques à des combinaisons discontinues ou séparées de plusieurs canaux de signaux en fonction d'un code grâce auquel le signal d'un seul de ces canaux apparaît au moment de chaque transition existant pendant un fonctionnement pas à pas progressif du dispositif de commande s'effectuant dans un sens ou dans l'autre de manière à augmenter ou à réduire l'effet de freinage, et plusieurs conducteurs de sortie destinés à fournir un signal de sortie codé binaire permettant de commander les freins d'un véhicule. 2.- Appareil de commande à distance pour véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de commande des freins comportant un dispositif de commande dont la position peut être réglée selon une plage de conditions en fonction de l'effet désiré sur les freins, ce dispositif etant relié à plusieurs dispositifs de couplage de signaux qui > selon la position sélec tisonnée, sont rendus actifs ou inactifs de manière à coupler des signaux électriques à des combinaisons discontinues ou séparées de plusieurs canaux de signaux en fonction d'un code grâce auquel le signal d'un seul de ces canaux apparaît au moment de chaque tranSition existant pendant le mouvement progressif du dispositif de commande s'effectuant dans un sens ou dans l'autre, afin d'augmenter ou de réduire l'action sur les freins, et plusieurs conducteurs de sortie destinés à fournir un signal de sortie codé binaire, un compteur codé binaire, un générateur d'impulsions électriques et un circuit de comparaison destiné à comparer le signal de sortie codé binaire avec un signal de sortie codé binaire provenant du compteur binaire et destiné, en réponse à la non conformité existant entre ces signaux, à autoriser l'acheminement d'impulsions provenant du générateur d'impulsions jusqu'au compteur afin de réduire cette non conformité, le compteur comportant plusieurs sorties destinées à fournir un signal de sortie codé binaire permettant de commander les freins d'un véhicule. 3.- Appareil de commande à distance pour les freins d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de commande des freins comportant un dispositif de commande dont la position peut être réglée selon une plage de conditions en fonction de l'effet de freinage désiré, cet organe étant relié à plusieurs dispositifs de couplage de signaux qui, en fonc- tion de la position sélectionnée, sont rendus actifs ou inactifs de manière à coupler des signaux électriques à des combinaisons discontinues ou séparées de plusieurs conducteurs de sortie afin de fournir un signal de sortie codé binaire, un compteur binaire, un générateur d'impulsions électriques et un circuit de comparaison destiné à comparer le signal de sortie codé binaire avec un signal de sortie codé binaire provenant du compteur binaireret destiné, en réponse à toute non conformité existant entre ces signaux, à autoriser l'acheminement d'impulsions provenant du générateur d'impulsions jusqu'au compteur de manière à réduire cette non conformité, le compteur comportant plusieurs conducteurs de sortie destinés à fournir un signal de sortie codé binaire pour commander les freins d'un véhicule. 4.- Appareil de commande à distance pour les freins d'un véhicule suivant la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que les dispositifs de couplage de signaux sont des dispositifs sans contact. 5.- Appareil de commande à distance pour les freins d'un véhicule suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les dispositifs de couplage de signaux comprennent des oscillateurs commandés par des organes formant armatures métalliques et portés par le dispositif de commande de manière à être' dans un état oscillant ou non oscillant en fonction de la position des organes respectifs formant armatures par rapport à ce dernier. 6.- Appareil de commande à distance pour les freins d'un véhicule suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu de monter, entre les dispositifs de couplage des signaux et les conducteurs de sortie, un circuit logique convertisseur de code Gray ou code binaire réfléchi en code binaire. 7.- Appareil de commande à distance pour les freins d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à établir des combinaisons codées binaires de signaux électriques dans plusieurs conducteurs électriques pour permettre d'établir la liaison avec un dispositif à freins à commande par signaux binaires, cet appareil comprenant un dispositif de commande à saccades ou à-coups, monté entre les conducteurs et le dispositif à freins codé pour signaux binaires, de manière à empêcher toute vitesse d'augmentation excessive de l'effet de freinage,le dispositif de commande à saccades comprenant un générateur d'impulsions, un dispositif de comptage et un circuit de comparaison binaire, ce circuit de comparaison pouvant être actionné de manière à comparer le signal de sortie binaire du compteur binaire avec la combinaison codée binaire des signaux électriques apparaissant sur les conducteurs électriques et > en réponse à toute non conformité apparaissant entre ces éléments de manière à acheminer des impulsions provenant du générateur afin de régler le fonctionnement du compteur dans un sens tendant à déterminer a conformité, un signal de sortie codé binaire destiné à commander les freins pouvant être obtenu à partir de ce compteur.