Brevet FR2377305A1 — publié le 19780811

La présente invention se rapporte à un dispositif anti-enrayagepour des véhicules, plus particulièrement pour des véhicules sur rails, du type dans lequel on forme la différence entre un signal de référence qui correspond sensiblement à la vitesse du véhicule et un signal de vitesse de la roue, cette différence étant comparée avec une première et avec une seconde valeur de seuil, alors, qu'en fonction de cette comparaison, on forme, lors d'un dépassement de la première valeur de seuil un signal A V qui, lorsqu'il se situe en-dessous de la seconde valeur de seuil, est à nouveau effacé, dispositif dans lequel,à l'apparition du signal ss V,les freins de la roue du véhiculeScdntrôlé sont desserrés. Dans la demande de brevet mise à l'inspection publique en République Fédérale d'Allemagne sous le nO 24 45 159, on a décrit un dispositif anti-enrayage de ce genre, dans lequel un signal différentiel de la vitesse qui est produit par intégration d'un signal différentiel de l'accélération (différence entre l'accélération de la roue et l'accélération appréciée du véhicule), lequel signal différentiel de vitesse est comparé à deux valeurs de seuil, grace à quoi on forme deux signaux pour le desserrage des freins et pour la réapplication des freins. Par ailleurs, la décélération de la roue ou l'accélération de celle-ci est comparée à deux valeurs de seuil, ce qui conduit à la formation de deux autres signaux pour le freinage et la réapplication des freins. Une réapplication du frein ne peut avoir lieu que si les deux signaux de desserrage ont disparu et si au moins deux signaux de réapplication des freins apparaissent simultanément. Ce dispositif ne peut opérer de façon optimale que dans une faible plage de variations de la valeur de l'adhérence entre la roue et la voie; plus particulièrement, lors d'une amélioration soudaine de la valeur de l'adhérence, on ne met pas à profit la force de freinage maximale possible, car dans ce cas un signal +b apparait, alors qu'un signal simultané d v empêche une réapplication du frein. La présente invention a pour objet un dispositif antienrayage du genre rappelé en tête du présent mémoire, possédant une sensibilité prononcée dans une large plage pour les valeurs d'adhérence, des modifications de la valeur de l'adhérence qui peuvent intervenir lors du déclenchement du dispositif anti enrayage étant mises à profit de façon maximale pour la force de freinage la plus grande possible. De plus, le dispositif selon l'invention doit permettre, en particulier dans le cas de valeurs d'adhérence très faibles, une reprise du freinage avec mise en oeuvre optimale de la valeur d'adhérence. Enfin, les éléments qui différencient le dispositif anti-enrayage, en raison des difficultés connues qui y sont liées, doivent empêcher une distorsion des signaux et une amplification des signaux parasites de haute fréquence en service normal. A cet effet, le dispositif anti-enrayage selon 1 'in- vention est essentiellement caractérisé par le fait que le signal 2 V est intégré dans un intégrateur de façon linéaire en fonction du temps, et, lors de la disparition du signal 4 V, la valeur de sortie de l'intégrateur est différenciée linéairement en fonction du temps, que le signal de sortie de l'intégrateur est comparé avec une troisième valeur de seuil, en fournissant un signal auxiliaire (signal RS) tant que la valeur de sor- tie de l'intégrateur est supérieure à la troisième valeur de seuil et que la pression de freinage du frein du véhicule n'est augmentée à nouveau que lorsque le signal d V ainsi que le signal auxiliaire sont effacés. Grace à ce dispositif, le signal auxiliaire permet de saisir la durée dont a besoin la roue pour dépasser la première valeur de seuil (seuil t V de mise en service) jusqu'au moment où la vitesse de la roue atteint la seconde valeur de seuil (seuil t V de mise hors service). Cette durée est en rapport direct avec la valeur d'adhérence effective entre la roue et la voie. Plus cette durée est longue, moins bonne est la valeur d'adhérence qui existe et d'autant plus longtemps le signal auxiliaire empêche un nouveau freinage, tout en assurant un accroissement de la vitesse de rotation de la roue en fonction de la valeur réelle de l'adhérence dans la plage la plus favorable de la courbe représentative de la valeur d'adhérence en fonction du glissement ou patinage. Dans une première forme de réalisation du dispositif selon l'invention, la première valeur de seuil (valeur de seuil d V de mise en service) est supérieure à la seconde valeur de seuil (valeur de seuil t V de mise hors service). Avantageusement, la première valeur de seuil est deux fois aussi grande que la seconde valeur de seuil. Suivant une autre forme de réalisation, le dispositif est tel que la troisième valeur de seuil est une fonction linéaire du signal de référence. Suivant une autre variante, le signal auxiliaire est effacé pour une accélération positive et prédéterminée de la roue (+b). Avantageusement, l'intégrateur est constitué par un condensateur qui est chargé à partir d'une source de courant qui est mise en circuit par le signal V et qui est déchargée par une autre source de courant mise hors service par le signal V. Ladite autre source de courant est constituée de préférence par un circuit à courant en rapport géométrique. Enfin, suivant une autre variante, un transistor supplémentaire, servant de source de courant à constante de temps de décharge à forte pente, est monté en parallèle sur ledit condensateur. À titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé une forme de réalisation de l'objet de l'invention. La figure 1 est un schéma bloc du dispositif antienrayage. La figure 2 représente un diagramme de fonctionnement en fonction du temps. La figure 3 est un exemple de montage d'une partie du dispositif anti-enrayage selon l'invention. Dans la figure 1, on a représenté un schéma bloc du dispositif selon l'invention. Un générateur 1 associé à une roue, et qui est en trafné- mécaniquement par la roue à surveiller et qui fournit une tension de sortie qui est proportionnelle à la vitesse de rotation de la roue, est relié à un premier dispositif 2 servant à fournir un signal de référence (ligne fictive) qui correspond à peu près à la vitesse de translation du véhicule. En outre, le générateur 1 est relié à un second-dis- positif 3 dans lequel est traité (lissé, facteur de proportionalité) le-signalfourni par- le générateur. Les sorties des dispositifs 2 et 3 sont appliquées à un dispositif de soustraction à comparateur 4, qui forme la différence entre le signal de référence et la vitesse de la roue et la compare avec deux valeurs de seuil V pour la formation d'un signal binaire d V (compareraveC la figure 22. ~La = ~ sortie du dispositif=de soustraction à comparateur 4 est appliqué à un intégrateur 5 et à un circuit OU 6.La sortie de 1 'in- tégrateur 5 à laquelle apparat un signal auxiliaire binaire (signal HS) est appliquée à une-seconde entrée du circuit OU 6. La sortie du circuit OU 6 est reliée à une électrovanne 7, 8 qui est contrôlée par un circuit-de sécurité 9. Le mode de fonctionnement du dispositif selon la figure 1 sera explicité dans ce qui suit à l'aide des diagrammes de la figure 2. La droite désignée par Vzug représente la vitesse réelle du train, la droite désignée par VFikt représente le signal de référence (ligne fictive) (signal de sortie du dispositif 2) et la ligne désignée par VRad représente la vitesse de la roue (signal de sortie du dispositif 3). La droite "signal ii V" correspond à la sortie du dispositif 4, la droite "signal HS" correspond à la sortie de l'in tégrateur 5, la droite "seuil # V" représente un seuil qui est déduit du signal t V, la droite "Integrale" représente un signal interne qui est produit dans l'intégrateur 5, et la droite "signal anti-enrayage" représente le signal de sortie du circuit OU 6. Dans ce qui suit, on décrira un cycle de régulation du dispositif anti-enrayage. A l'instant to on procède à un freinage. La formation du signal de référence (ligne fictive) est démarrée de façon connue, et la vitesse de la roue se détache de la vitesse du véhicule. A l'instant tl, la différence entre la vitesse de la roue et le signal de référence se situe au-delà de la valeur de seuil réglée (# V1). A la sortie du dispositif de soustraction à comparateur 4 apparaît un signal binaire a V qui, par l'intermédiaire du circuit OU 6, actionne l'électrovanne 7, ce qui donne un signal de protection d'anti-enrayage et, par voie de conséquence un déclenchement de l'anti-enrayage. En même temps, et à l'instant tl, l'intégrateur 5 commence à intégrer linéairement en fonction du temps le signal t V, le signal qui correspond à la droite "Integrale" étant formé comme signal interne de l'intégrateur 5. Si ce signal dépasse la droite "seuil 4 V" (instant t2), un signal auxiliaire (ligne t'signal HS") apparaît à la sortie de l'intégrateur. Si la vitesse de la roue s'est à nouveau rapprochée de la ligne fictive par déclenchement de l'anti-enrayage, et si à l'instant t3 on passe en-dessous d'un seuil (d -v2) de mise hors service d V, et qui est la moitié du seuil ss V de mise en service (A v1), le signal a V disparaît et l'intégrateur 5 commence à différencier à partir de la valeur atteinte. Etant donné que le signal auxiliaire est encore présent, le déclenchement du dispositif anti-enrayage subsiste par l'intermédiaire du circuit OU 6.Si à l'instant t4 la ligne 'IIntegrale" atteint le seuil a V lors de la différentiation, le signal auxiliaire ainsi que le signal anti-enrayage ne se manifestent plus, lLélectrovanne est fermée et la pression de freinage est à nouveau augmentée. Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, les constantes de l'intégration, qui déterminent la pente de la droite "Intégrale" sont réglables séparément pour l'intégration (durée de tl à t3) et pour la différentiation (durée entre t3 à t5), étant noté qu'il s'est avéré avantageux de régler ces constantes de façon différente et plus particulièrement en fonction de la plage choisie de la valeur d'adhérence qui peut se présenter.Suivant une autre forme de réalisa- tion avantageuse de l'invention, on choisit dynamiquement le "seuil t V", c'est-à-dire que ce seuil est choisi en fonction de la vitesse supposée du train et satisfait la relation Seuil Av V = c ( k . v + vo), relation dans laquelle c et k sont des constantes, v est la vitesse supposée du train et vo est une vitesse inférieure constante du train de par exemple 5 km/h en-dessous de laquelle un déclenchement du dispositif anti-enrayage ne doit plus intervenir. La droite "seuil t V" est dans ce cas légèrement inclinée vers le bas, contrairement à ce qui ressort de la figure 2, étant noté que l'inclinaison est déterminée par les constantes c et k. Les seuils t V1 et 4 V2 sont formés de façon dynamique, suivant la relation indiquée ci-dessus, étant noté que dans ce cas la constante c est choisie de telle façon que le seuil de mise en service ( il1) est égal au double du seuil de mise hors service ( 4 V2). En résumé, il convient de noter que la durée du déclenchement du dispositif d'anti-enrayage est effectivement adaptée de meilleure façon à la valeur de l'adhérence, étant donné que la durée de t2 à t3 ou t4 dépend effectivement de la valeur de l'adhérence. Pour de faibles valeurs de l'adhérence, le déclenchement du dispositif anti-enrayage est prolongé, ce qui permet d'assurer que la roue qui patine se rapproche assez près de la vitesse du train, malgré l'accroissement moins rapide de la vitesse de la roue. Si, pendant le fonctionnement du dispositif anti-enrayage,la valeur ou le coefficient d'adhérence augmente, il est prévu, suivant une réalisation avantageuse de l'invention, d'amener immédiatement à la valeur nulle l'intégrateur (droite "Intégrale") si l'accélération de la roue passe au-delà d'un seuil prédéterminé, grâce à quoi le signal auxiliaire disparaît alors qu'un freinage peut immédiatement être repris. Toutefois, il est important que lors d'un fonctionnement normal du dispositif anti-enrayage sans sauts du coefficient d'adhérence, on puisse renoncer à la mise en oeuvre de signaux d'accélération et de décélération. Dans la figure 3 on a représenté à titre d'exemple une partie du dispositif conforme à l'invention, et plus particulièrement de l'intégrateur 5. Un transistor T1 est relié par sa base à un diviseur de tension d'entrée R1, R2, et, par son collecteur, et par l'intermédiaire d'une résistance de charge R3, à une tension d'alimentation Ub, l'émetteur de ce transistor T1 étant à la masse. Au diviseur de tension d'entrée R1, R2 est appliqué le signal A, V. Le collecteur du transistor T1 est relié, par l'intermédiaire d'une résistance R6 et par l'intermédiaire d'une diode D2 montée en direction de blocage, à la base d'un transistor T2, laquelle base est reliée à son tour, par l'intermediaire d'une diode D1 montée en direction passante et par l'intermé- - - diaire d'une resistancë R-5, à une tension d'alimentation dynami- que (k . v + vo). La direction de passage de la diode D1 est celle qui passe de la tension d'alimentation à la base. L'émetteur du transistorT2 qui est un transistor pnp est relié, par l'intermédiaire d'une résistance de charge réglable R4, éga liement à la tension d'alimentation dynamique. Le collecteur du transistor T2- est relié à un condensateur d'intégration C1. -L'autre borne du condensateur Cl est à la masse. En parallèle sur le condensateur C1 est monté un circuit à transistors , circuit qui est réalisé sous la forme d'un circuit à-courant- en rapport géométrique, et- qui est cons titué par les transistors T3 et T4. Les émetteurs des transistors T3 et T4 sont à la masse, le collecteur du transistor T4 est relié au condensateur C1, sa base est reliée au collecteur ainsi qu'à la base du transis tor T3. Le collecteur du transistor T3 est relié par l'intermédiaire d'une résistance réglable R7, avec le collecteur du transistor T1. Le condensateur C1 est relié à l'entrée (entrée + ) d'un amplificateur V1 agissant comme comparateur et comportant une certaine hystérèse. Une seconde entrée (entrée -) de l'amplificateur V1 est reliée à la prise médiane d'un potentiomètre Rg qui est monté entre la masse et la tension d'alimentation dynamique. A la sortie de l'amplificateur V1 apparaît le signal auxiliaire (signal HS). Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le condensateur C1 est en outre relié au collecteur d'un transistor T5 dont l'émetteur est à la masse et dont la base reçoit un signal + b par l'intermédiaire d'un diviseur de tension d'entrée R10, R11. Le montage qui vient d'être décrit fonctionne comme suit Si un signal b V binaire (du dispositif 4) est appli qué à la résistance R1, le transistor T1 devient passant, son collecteur est à un potentiel pratiquement nul. La tension à une extrémité de la résistance R6 est donc également nulle. A la base du transistor T2 est appliquée, par l'intermédiaire du diviseur de tension R5 et R6 et des diodes D1 et D2 montées dans ce cas dans la direction passante, la moitié de la tension d'alimentation dynamique (R5 et R6 ont la même valeur). De ce fait, le transistor T2 devient passant et sert de source de courant constant pour le condensateur d'intégration C1. On opère donc à une intégration, la constante d'intégration étant réglable par l'intermédiaire de la résistance R4. Le circuit à courant en rapport géométrique-constitué par les transistors T3 et T4 est sans effet, car la tension de collecteur du transistor T3 et la tension de base du transistor T4 sont nulles, et que le transistor T4 est dans son état non passant. La tension aux bornes du condensateur C1 croit suivant la droite "Intégrale" de la figure 2. Si cette tension atteint la valeur de suil dynamique qui a été réglée par la résistance Rg, l'amplificateur V1 est mis en circuit et le signal auxiliaire apparaît à sa sortie. Si le signal ss V disparaît, le transistor T1 devient non passant et la tension au niveau de son collecteur est à peu près égale à + Ud. A une extrémité de la résistance R6 est appliquée la tension d'alimentation + Ub. La diode D2 est non passante. Le courant ne peut pas traverser la base du transistor T2 en sorte que ce dernier devient non passant et ne peut plus servir de source de courant pour l'intégration au niveau du condensateur C1. Cette intégration est donc terminée (instant t3). En même temps, la tension d'alimentation + Ub est appliquée à la résistance R7, le transistor T3 est alimenté en tension d'alimentation qui est également appliquée à la base. Le transistor T3 devient passant, et le courant qui le traverse est déterminé par les résistances R3 et R7 et est réglable à l'aide de la résistance R7. Le circuit à courant en rapport géométrique est traversé par le même courant que celui qui traverse le transistor T3 ainsi que le transistor T4 , et de ce fait le condensateur C1 est chargé avec une tension constante qui est réglable à l'aide de R7, ce qui correspond à une différentiation. Si la tension aux bornes du condensateur C1 se situe en dessous de la valeur de seuil qui a été réglée à l'aide de la résistance Rg, l'amplificateur V1, compte tenu de son hystérèse, revient dans son état antérieur t le signal auxiliaire qui était présent à la sortie de cet amplificateur disparaît. Suivant une autre réalisation avantageuse de l'invention, le transistor T5 devient conducteur à l'apparition d'un signal + b , il décharge le condensateur C1 très rapidement en sorte que le signal auxiliaire disparaît également rapidement. I1 convient encore de noter que la tension d'alimentation + Ub du transistor T1 doit être supérieure à la tension d'alimentation dynamique du transistor T2. La tension d'alimentation du transistor T2 peut également être constante, mais, suivant une réalisation avantageuse de l'invention, cette tension d'alimentation est du type dynamique, c'est-à-dire fonction de la vitesse fictive du train. Les autres mesures qui sont nécessaires pour réaliser le dispositif anti-enrayage complet peuvent être déduites des explications données ci-dessus à propos de la figure 1, et leur réalisation technique est possible par tout homme de l'art. REVENDICATIONS 1) Dispositif anti-enrayage pour des véhicules, plus particulièrement pour des véhicules sur rails, du type dans lequel on forme la différence entre un signal de référence qui correspond à peu près à la vitesse du véhicule et un signal représentatif de la vitesse de la roue, différence qui est comparée avec une première valeur de seuil et avec une seconde valeur de seuil pour former, en fonction de cette comparaison, lorsque l'on dépasse la première valeur de seuil, un signal ss V qui, lorsque on se situe en-dessous de la seconde valeur de seuil est à nouveau effacé, et dans lequel, à l'apparition du signal 4 V les freins de la roue du véhicule surveillé sont desserrés, caractérisé par le fait que le signal 4 V est intégré suivant une fonction linéaire du temps dans un intégrateur (5), et lors de la disparition du signala V la valeur de sortie de l'intégrateur (5) est différenciée suivant une fonction linéaire du temps, que le signal de sortie de l'intégrateur (5) est comparé avec une troisième valeur de seuil, un signal auxiliaire (signal HS) étant produit tant que la valeur de sortie de l'intégrateur (5) est supérieure à la troisième valeur de seuil, et que la pression de freinage du frein du véhicule n'est à nouveau augmentée que lorsque disparaissent à la fois le signal 4, V et le signal auxiliaire (signal HS). 2) Dispositif anti-enrayage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la première valeur de seuil (valeur de seuil 6 V de mise en service) est supérieure à la seconde valeur de seuil (seuil V de mise hors service). 3) Dispositif anti-enrayage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la première valeur de seuil est deux fois aussi grande que la seconde valeur de seuil. 4) Dispositif anti-enrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la troisième valeur de seuil est une fonction linéaire du signal de référence. 5) Dispositif anti-enrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le signal auxiliaire disparaît à l'apparition d'une accélération positive prédéterminée de la roue (+b). 6) Dispositif anti-enrayage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'intégrateur (5) est constitué par un condensateur C1 qui est chargé à partir d'une source de courant (T2) mise en service par le signal V v et qui est déchargée par l'intermédiaire d'une autre source de courant (T4, T3) mise hors service par le signal 4 V. 7) Dispositif anti-enrayage selon la revendication 6, caractérisé par le-fait que ladite autre source de courant est constituée par un circuit à courant en rapport géométrique. 8) Dispositif anti-enrayage selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait qu'en parallèle sur le condensateur C1 est monté , à titre de source de courant à constante de décharge à pente prononcée, un transistor supplémentaire C5.