Brevet FR2398646A1 — publié le 19790223

La présente invention concerne un procédé de régulation de la vitesse circonférentielle de plusieurs roues de véhicules, en particulier des roues d'un wagon de chemin de fer, dans lequel la vitesse de chaque roue est mesurée et comparée à une grandeur de référence, et l'effort de freinage ou celui de propulsion de la roue considérée est commandé par le signal d'erreur résultant de cette comparaison, en faisant appel comme grandeur de référence à une valeur maximale, limitée à une valeur admissible (régulation du glissement) ou à une valeur minimale (régulation du patinage), et un appareil pour. I'exécution de ce procédé. Un procédé et des appareils de ce genre sont connus. Des appareils connus de protection contre le glissement des roues des véhicules sur rails surveillent, lors d'une opération de freinage, la décélération appliquée à une ou plusieurs roues d'un véhicule et déclenchent, lors du dépassement d'une valeur de seuil ajustable, le ou les freins de la ou des roues surveillées pendant la durée du glissement. tes durées de desserrage du ou des freins sont déterminées par l'appareil de protection contre le glissement du fait qu'à l'instant du dépassement du seuil, la vitesse de marche ou la vitesse circonférentielle de la roue mémorisée sous forme d'une grandeur électrique est comparée avec la vitesse circonférentielle de la roue qui continue- à être mesurée en permanence,.jusqu'à que la roue considérée ait atteint à nouveau la valeur mémorisée, en diminuant suivant une courbe de ralentissement.On est ainsi certain que le serrage des freins n'est commandé à nouveau que lorsque la roue considérée se trouve à nouveau en synchronisme avec la vitesse de marche ou.à l'intérieur d'une plage de glissement admissible. Sur la base du mode de fonctionnement exposé, on désigne ces appareils de protection contre le glissement utilisés depuis quelques années sous le nom de "Mémoires en V". I1 est connu, pour les appareils précités de protection contre le glissement dits "Mémoires en V", de déduire la valeur de référence commune, pour plusieurs régulateurs de protection contre le glissement agissant séparément--sur les roues d'un véhicule de traction ou d'un wagon, de la valeur maximale de toutes les vitesses circonférentielles mesurées des roues du véhicule de traction ou du wagon et, en se référant à cette grandeur de référence, d'ajuster le glissement à une valeur optimale déterminée pour la transmission de la puissance optimale. Des considérations semblables sont valables pour les régulateurs de protection contre le patinage dans lesquels la grandeur de référence à donner à l'avance est déduite de la valeur minimale de toutes les vitesses mesurées des roues. Cependant, de nombreuses expériences faites. en Allemagne Fédérale et ailleurs ont montré que les résultats obtenus avec les régulateurs de protection contre le glissement et de patinage cités en dernier ne sont pas satisfaisants, étant donné que les roues de chaque véhicule de traction ou wagon sont à un instant donné en contact avec des rails à peu près dans le même état, ce qui a pour conséquence que toutes les ro.ues du véhicule ont le même comportement au patinage. Cela a à son tour pour conséquence que la grandeur de référence déduite de la vitesse maximale des roues ne comporte plus d'information concernant la vitesseide marche effective et il manque par conséquent un point de référence pour l'ajustement du glissement optimal. L'invention a pour principal objet un procédé et un appareil des types décrits dans le préambule de telle façon que si toutes les roues d'un véhicule sont affectées d'un glissement inadmissible, il est possible d'ajuster, par rapport à la vitesse de marche effective, un glissement optimal déterminé à l'avance. Selon l'invention, ledit procédé est mis en oeuvre en déterminant quelle est la dernière de toutes les roues régulées qui est sujette à un glissement inadmissible et en réduisant, en fonction de cette constatation, l'effet de freinage ou de propulsion appliqué à cette dernière roue pendant un temps déterminé, qui est donné à l'avance ou choisi de façon que le glissement inadmissible qui affecte la dernière roue soit éliminé.L'appareil comporte un circuit de sélection qui est relié du côté entrée aux organes de comparaison et qui comprend un nombre de sorties égal au nombre de régulateurs, chacune d'elles étant combinée avec une sortie de régleur associée par l'intermédiaire d'un organe de liai son conduisant chacun du côté sortie à un organe de réglage associé, alors que le circuit de sortie ou de sélection susmentionné est réalisé de telle manière qu'il détermine quelle roue est sujette en tant que dernière roue à un glissement-inadmissible-et qu'il applique, en fonction de cette constatation, à l'organe de réglage associé à ce-tte dernière roue,un signal de commande 'jusqu'à ce que le glissement inadmissible apparu sur cette dernière roue soit éliminé. te concept de l'invention est basé sur le fait connu que pour une régulation optimale -du glissement entrez % et 10 %, il est nécessaire de disposer à tout instant d'une information concernant la yitesse de marche effective. Etant donné que le calcul de la vitesse de marche repose toujours sur une mesure de la vitesse de rotation d'une ou plusieurs roues du véhicule affectées par le glissement, ce qui signifie que, lors d'un glissement de toutes les roues du véhicule, la vitesse de marche-ainsi calculée-est fausse, on élimine selon l'invention le glissement inadmissible de la derniere roue affectée d'un-glissement aussi rapidement que possible par des contre-mesures appropriées, par exemple par un desserrage (pulsé ou continu) des freins de la roue considérée (glissement) ou par une réduction de-la puissance de propulsion (patinage) afin d'obtenir à nouveau aussi rapidement que possible l'information nécessaire concernant la vitesse de marche effective. Pendant l'intervalle de temps qui s'écoule jusqu'au rétablissement du régime de glissement admissible (par exemple un glissement compris entre O et 10 %) de la dernière roue affectée par le glissement, la gran deux de référence est donnée artificiellement à l'avance, par.exem- ple par un condensateur qui mémorise en permanence la vitesse de marche mesurée et qui, lors de l'apparition d'un glissement inadmissible de la roue correspondante, se décharge par l'intermédiaire d'une résistance, la courbe de décharge du condensateur correspondant à l'allure de la vitesse de marche du véhicule freiné (glissement) ou à l'inverse de l'allure de la vitesse de marche du véhicule accéléré (patinage). Dans le cas où les limites de l'intervalle de temps mentionné jusqu'au rétablissement du régime de glissement admissible pour la dernière roue affectée d'un glissement, une roue autre que celle glissant en dernier revient dans la zone de glissement admissible, on détermine à partir de cette roue la grandeur de référence et on supprime la contre-mesure appliquée à la roue glissant en dernier L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement iimitatifs et sur lesquels la figure 1 représente, en fonction du temps, les vitesses circonférentielles des roues pour un véhicule à glissement régulé selon l'état actuel de la technique avant et après le glissement de la dernière roue qui glisse la figure 2 représente en fonction du temps les vitesses circonférentielles des ro.ues d'un véhicule régulé selon l'invention, avant et-après le glissement de la dernière roue qui glisse; et la figure 3 est un schéma fonctionnel d'un appareil destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour un véhicule à quatre roues. On admet pour le diagramme de temps selon la figure 1 qu'un véhicule à quatre roues est freiné à partir de l'instant t ce qui donne, dans le cas d'une régulation du glissement d'après l'état actuel de la technique, les allures de vitesse de rotation représentées séparément pour chacune des roues 1 à-4. On admet de-- plus que les roues 1 à 4 sont affectées d'un glissement inadmissible à des instants différents t1 à t4.Tant que l'une des quatre roues 1 à 4 n'est pas encore affectée par un glissement, par conséquent jusqu'à l'instant t4, la valeur maximale choisie parmi toutes les- vitesses v1 -à V4 mesurées des roues correspond à la vitesse linéaire effective du véhicule par rapport au sol (= la vitesse de marche) et peut être prise en considération pour le calcul d'une grandeur de référence exactement égale à la vitesse dé marche en vue de la régulation du glissement des roues qui glissent.En ce qui concerne le glissement optimal à réguler, il s'est produit-avec des véhicules de chemin de fer un glissement inférieur ou égal à 10 % qui, contrairement à un glis sement nul, évite une ventilation permanente et un renouvellement constant de l'air des freins, ainsi qu'une diminution de la puissance de freinage. Cependant, dès que la-dernière roue, par exemple, la roue 4, commence aussi à glisser-, la valeur maximale mesurée des vitesses des roues ne correspondplus à la vitesse effective de marche, ce qui a pour conséquence que la -grandeur de référence qu'on en déduit est inexacte et que le glissement des roues diminue de plus en plus à partir de l'instant t4. Le procédé selon l'invention représenté sur la figure 2 prévoit par contre que -l'apparition d'un glissement d'importance inadmissible à l'instant t4 est déterminée sur la roue 4 qui est la dernière à se mettre à glisser parmi toutes les roues 1. à 4 et que ce glissement inadmissible est éliminé aussi rapidement que possiblespar des contre-mesures appropriées, par exemple une réduction de la puissance de propulsion ou de freinage, par sablage discontinuou permanent, etc., intéressant cette roue qui est la dernière à s'être mise à glisser On obtient ainsi la courbe en forme de moitie de poire, tracée sur la figure 2 et représentant la vitesse de rotation de la roue 4 dans l'inter valle-de temps t4-t5. Comme critère permettant de déterminer que la roue 4 est affectée d'un glissement inadmissible, on a recours -2 à une décélération déterminée empiriquement, de 2,5 m,s 2 par exemple qui correspond à une allure des la vitesse représentée en traits mixtes sur la figure 2. L'intervalle de temps AT = t -t estdénommé "durée du glissement de la dernière roue". Comme on le voit sur la figure 2, la roue 4 est revenue, à l'instant t5, à l'état sans glissement ou à un régime de glissement admissible, ce qui a pour conséquence qu'à partir de l'instant t5, la valeur maximale mesurée de toutes les vitesses de roues (dans le cas de l'exemple considéré, la vitesse de rotation de la roue 4) correspond à nouveau à la vitesse de marche effective et ainsi la grandeur de référence dé -duite de cette valeur maximale garantit à nouveau la régulation optimale désirée du glissement.Pendant l'intervalle de temps AT, dans lequel la valeur maximale mesurée de toutes les vitesses de roues ne correspond pas à la vitesse de marche effective, la courbe représentée sur la figure 2 en traits mixtes est produite, en vue de la détermination de la grandeur de référence pour la régulation du glissement, par exemple à l'aide du condensateur mentionné ci-dessus. Au cas oypendant l'intervalledetemps AT,une des autres roues 1 à 3 affectées par leglissement est ramenée,par exemple du fait d'une amélioration de l'état de la voie de roulement ou des rails, au régime de glissement nul ou de glissement admissible, les contre-mesures appliquées à la roue 4 prennent immédiatement fin et la valeur de la vitesse de la roue sans glissement,qui est alors la valeur maximale de la vitesse, est prise en considération pour en déduire la valeur de référence. L'appareil selon l'invention représenté sur la figure 7 sert à l'exécution du procédé expliqué à l'aide de la figure 2 pour une régulation optimale du glissement et comprend une série d'éléments qu'on peut se contenter de décrire brièvement. On peut citer a ce sujet : Les régulateurs de vitesse R1 à R4 pour chacune des quatre roues du véhicule ; les capteurs de vitesse G1 à 4 couplés chacun à l'une des roues 1 à 4, qui transmettent des signaux électriques de sortie vu réel à V4réel correspondant aux vitesses circonférentielles considérées des roues 1 à 4 ; l'organe F relié aux sorties des capteurs Gi à G4 en vue de la dérivation de la grandeur de référence de consigne acons ; les organes com- parateurs KI à K4 recevant la grandeur de référence Vcons ainsi qu'un des signaux v1 réel à v4réel respectivement, leurs sorties émettent des signaux d'erreur #v1 à #v4 qui sont appliqués aux régulateurs respectifs R1 à R4 ; les organes de réglage > g1 à MV4 commandés par les régulateurs R1 à R4, qui appliquent aux roues 1 à 4 du véhicule formant la section de réglages une accélération ou une décélération. Le circuit de régulation selon la figure 7 décrit jusqu'ici correspond à l'état de la technique exposé dans le préambule. Selon la présente invention, les sorties des organes de comparaison K1 à K4 sont aussi reliées à un circuit de sélection L dont quatre sorties ti à L4 sont connectées chacune à un élément logique V1 à V4, par exemple une porte OU, qui est intercalé entre un des régulateurs Ri à R4 et l'organe de réglage MV1 à MV4 correspondant. tes éléments logiques V1 à V4 permettent une commande des organes de réglage MVI à MV4, aussi bien par un signal de sortie du-régulateur correspondant R1 à R4 que par un signal de sortie du circuit de sélection L appliqué à la sortie correspondante L1 à L4. te circuit de sélection 1 comporte de plus une entrée d'amorçage qui est commandée par l'organe F à l'ins- tant t4 (figure 2) quand la valeur maximale de toutes les vitesses mesurées vi réel à V4réerl est tombée au-dessous de la valeur caractéristique du glissement, déterminée. empiriquement, de 2,5 m,s-2;Après l'amorçage, le circuit de sélection L détermine laquelle des quatre roues 1 à 4 du véhicule est la dernière à glisser ou à patiner, autrement dit lequel-de tous les signaux-d1er- reurs Avî à Av4 est le plus petit. En fonction de cette détermination, le circuit de sélection L applique à l'organe associé à la roue glissant en dernier un signal de commande,après quoi cet organe de réglage, et seulement celui-ci, déclenche des contremesures appliquées à ladite roue jusqu!à ce que le glissement inadmissible de la roue 4 glissant en dernier soit éliminé (instant 5 selon la figure 2).. Il va de soi -que les considérations ci-aessus se référant à la valeur maximale-de toutes les vitesses mesurées v1 réel à v4réeî sont à rapporter, lors dé l'utilisation de l'appareil selon la -figure 3 pour une régulation optimale du patinage, à la valeur minimale de toutes les vitesses de roue mesurées. La réalisation pratique précise du circuit de sélection t est connuedes spécialistes et il est par-conséquent inutile de l'exposer plus en détail dans le cadre delta présente invention. il va de soi que la présente -invention n'a été décrite qu'à titre indicatif, mais nuilement limitatif et qu'elle est susceptible de recevoir diverses variantes sans sortir dé son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de régulation de la vitesse circonférentielle de plusieurs roues d'un véhicule, en particulier des roues d'un wagon de chemin de fer, dans lequel la vitesse de chaque roue est captée et comparée à une grandeur de référence et l'effort de freinage ou l'effort de propulsion de la roue considérée est commandé par le signal d'erreur r.ésultant, en ayant recours, en tant que valeur de référence, à la valeur maximale, limitée à une valeur admissible (régulation du glissement) ou à la valeur minimale limitée à une valeur admissible (régulation du patinage) de toutes les vitesses mesurées des roues, procédé caractérisé en ce qu'on détermine quelle roue, en tant que dernière de toutes les roues régulées, est sujette à un glissement inadmissible et en ce qu'on réduit,en fonction de cette constatation, l'effort de freinage ou de propulsion appliqué à cette dernière roue pendant un temps déterminé qui est donné à l'avance ou choisi de façon à éliminer le glissement inadmissible affectant la dernière roue. 2. Appareil de régulation de la -vitesse circonférentielle de plusieurs roues de véhicules, destiné en particulier à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, avec régulation de la protection contre le glissement ou le patinage en vue de la.commande de l'effort de freinage et de propulsion de chaque roue, comportant des capteurs de mesure pour détecter la vitesse de chaque roue, un ensemble pour la production d'une grandeur de référence à partir de la valeur maximale ou minimale limitée à une valeur admissible de toutes les vitesses mesurées des roues et des organes pour la comparaison-des vitesses mesurées avec la grandeur de référence, appareil caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de sélection (t) qui est relié du côté entrée aux organes de comparaison-(K1 à E4) et qui comprend un nombre de sorties égal au nombre des régulateurs (R1 à R4), chacune desdites sorties étant combinée à une sortie associée de régulateur par l'intermédiaire d'un élément logique (V1 à V4) qui, du côté de la sortie, est relié à un organe de réglage respectif (MV1 à MV4), et le circuit de sortie (L) est-réalisé de telle manière qu'il détermine la roue qui est la dernière à être sujette à un glis sement inadmissible et qu'il applique, en fonction de cette détermination à l'organe de réglage associé à cette dernière roue, un signal de commande jusqu a ce que le glissement inadmissible de cette dernière roue soit éliminé.