Brevet FR2588077A1 — publié le 19870403

2588077. APPAREIL DE CONTROLE POUR DETECTEURS DE MESURE MONTES SUR UN TRAIN L'invention concerne un appareil de contrô- le pour détecteurs de mesure montés sur un train, qui permet de contrôler des détecteurs de mesure installés en divers endroits d'un train, tel que le détecteur de mesure de la pression d'air et analogue appliquée à un cylindre de frein, sans avoir à démonter ceux-ci du train. Comme appareils de contrôle de détecteurs de mesure, tels que le détecteur de mesure de la pres- sion des cylindres de frein d'un train et celui qui mesure la température de roulement des roues, on con- naît deux systèmes classiques. Selon le premier système, on place le train à l'état inactif dans l'atelier ou le hangar d'entre- tien, et on applique de l'extérieur au détecteur de me- sure une entrée équivalente (par exemple de l'air sous pression fourni par un compresseur si l'objet du con- trôle est le détecteur de pression d'air), ce qui permet d'étalonner le détecteur en fonction de la sortie. Ce procédé est décrit par exemple dans le volume 53, nO 9 de la revue "Mitsubishi Electric Techni- cal Review", pages 695 à 699, publiée en 1979. En ce qui concerne le contrôle du détecteur de mesure de la pression du cylindre de frein, un exem- ple de jauge de contrainte est développé ci-dessous, bien qu'il existe d'autres méthodes pour ce type de détecteur de pression, comme celle qui consiste à com- biner plusieurs commutateurs de pression d'air et à mesurerla pression à différentes valeurs. D'abord, lorsque le train à contrôler est à l'état inactif pour un contrôle périodique ou parti- culier, on démonte du train le détecteur de pression dans l'atelier ou le hangar d'entretien et on le monte sur un appareil de contrôle spécifique, puis on appli- que au détecteur de mesure à vérifier une pression d'air équivalente fournie par un compresseur extérieur. Par ailleurs, on mesure la pression d'air équivalente appliquée au détecteur au moyen d'un instrument d'éta- lonnage approprié, tel qu'un tube de Bourdon. Puis, par comparaison des résultats mesurés du détecteur de mesure et de l'instrument d'étalonnage, on évalue le détecteur de mesure démonté du train. Le deuxième système concerne un procédé pour contrôler le détecteur sans le démonter du train, par exemple comme décrit dans le volume 43, nO 11 de la revue "Mitsubishi Electric Technical Review", pages 1504 à 1510, publiée en 1969. Pour contrôler par ce procédé le détecteur de pression de cylindre de frein monté sur un système de commande d'un frein à air dans un train, on fournit de l'extérieur une pression d'air équivalente à ce système de commande de frein, tandis qu'un instrument d'étalon- nage approprié, tel qu'un tube de Bourdon, est relié audit système de commande de frein. Puis on compare les résultats donnés par le détecteur de mesure à con- trôler, à ceux de l'instrument d'étalonnage pour évaluer le détecteur de mesure. Avec les appareils classiques de contrôle de détecteur de mesure, divers problèmes se posent. Avec le premier procédé, lorsque le dé- 3 ES. tecteur de mesure à contrôler est démonté du train, les pièces et dispositifs adjacents doivent aussi être démontés et ils doivent être remontés lorsque le détecteur est remonté sur le train. Cela signifie qu'il existe un risque de défaut d'alignement lors du remontage et du réassemblage des pièces, ainsi que lors de l'ajustage des dispositifs environnants. Lorsqu'on contrôle le détecteur de pres- sion de cylindre de frein d'un système de commande de frein à air comme décrit selon le deuxième procédé, de l'air peut s'échapper par la tubulure ou de la poussière peut s'infiltrer dans la tubulure. En outre, le détecteur de mesure à contrôler risque lui-même d'être endommagé ou mal réajusté. I5 De plus, problème commun aux deux procédés, le contrôle nécessite des dispositifs extérieurs pour fournir une alimentation équivalente au détecteur à contrôler, tels qu'un compresseur d'air, et des dispo- sitifs pour recevoir les sorties du détecteur à contrô- ler, tels qu'un voltmètre, ainsi que des dispositifs d'étalonnage comme moyens de comparaison. De ce fait, le contrôle ne peut avoir lieu que dans un atelier ou un hangar d'entretien particulier, équipé de tous ces dispositifs, et il est difficile d'améliorer l'effica- cité du contrôle, comme il est difficile de raccourcir le temps d'immobilisation du train. L'invention a pour but de surmonter ces inconvénients et elle vise essentiellement un appareil de contrôle permettant de contrôler sur place un dé- tecteur de mesure monte sur un train, sans le démonter, voire en cours normal de fonctionnement, c'est-à-dire même lorsque le train roule. L'invention vise également un appareil de contrSle capable de contrôler un détecteur de mesure ronte sur un train sans nécessiter d'équipement impor- tant au sol, et sans aucune perte de temps pour dé- monter du train le détecteur à contrôler et le remon- ter, ce qui permet de raccourcir le temps d'immobili- sation du train. L'appareil de contrôle suivant l'inven- tion pour détecteurs de mesure montés sur un train comprend un centre de transmission à mémoire monté dans la première voiture du train et une unité de sor- tie de données ou d'informations, ainsi que des termi- naux de transmission montés dans toutes les voitures, y compris la première, pour recueillir les informations des détecteurs de mesure, de façon que les données mesurées par les détecteurs de mesure soient rassemblées au centre de transmission à partir des terminaux de transmission individuels, stockées en mémoire, compa- rées avec la valeur initiale puis fournies à l'unité de sortie de données. L'invention sera mieux comprise à la lec- ture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 est un schéma illustrant la structure d'un appareil de contrôle suivant l'invention pour détecteurs de mesure montés sur un train. Les figures 2, 3 et 4 sont des schémas illustrant divers exemples d'affichage ou d'imprimante dans l'unité de sortie de données de l'appareil de la figure 1. Un mode de réalisation de l'appareil de contrôle suivant l'invention est représenté schémati- quement sur la figure È. Sur ce schema, on a représenté en 1 la première voiture d'un train composé de plusieurs voi-. tures, et en 2 les voitures intermédiaires couplées a 2588077. la première voiture 1 et à la dernière. La première-voiture 1 comporte un centre de transmission 3, un écran de visualisation 6 et une imprimante (ou enregistreur graphique) 7 constituant l'unité de sortie de données de l'appareil. Le centre de transmission 3 est principa- lement composé d'un système de microcalculateur qui comprend une mémoire, une interface, un clavier et autres, et ayant une fonction spécifique de traitement de données, comme décrit plus loin, il fournit diver- ses informations, dont les résultats du traitement des données, aux unités de sortie de données, c'est-à- dire à l'écran de visualisation 6 et à l'imprimante 7. Dans le présent mode de réalisation, le centre de transmission 3 est installé dans la première voiture 1, mais ce n'est pas une limitation, et on peut l'instal- ler dans n'importe laquelle des voitures intermédiai- res 2 o se trouve le poste de pilotage. En outre, des terminaux de transmission 4 sont montés dans toutes les voitures 1 et 2, y compris dans la première voiture 1 o se trouve le centre de transmission 3. De plus, une ligne de transmission de données en série 5, dont une extrémité est reliée au centre de transmission 3, passe dans toutes les voitu- res 1 et 2, les terminaux de transmission 4 des voitu- res 1 et 2 étant reliés à cette ligne 5. A chaque terminal de transmission est relié un détecteur de mesure monté à l'emplacement approprié dans les voitures 1 et 2, tel qu'un détec- teur de pression 17 monté dans le cylindre de frein d'un système de frein à air décrit plus loin. Chaque; terminal de transmission 4 traite les informations comme spécifié par rapport à la valeur mesurée de chaque détecteur de mesure (dans le présent mode de réalisation, le détecteur de pression 17 du cylindre 2588077. de frein 15), et transmet le résultat au centre de transmission 3 via la ligne de transmission d'infor- mation en série 5. Sur le schéma, les références 6 et 7 désignent l'écran de visualisation et l'imprimante, qui constituent les unités de sortie de données, com- me indiqué plus haut. En d'autres termes, les divers éléments d'information étant contrôlés par le centre de transmission 3, envoyés par chaque terminal de transmission 4 au centre de transmission 3 et rassem- blés, les résultats du traitement de ces éléments d'information par le centre de transmission 3 sont affichés ou imprimés, selon les besoins, sous forme de suites de caractères, graphiques ou tableaux. La référence 8 du schéma désigne le sys- tème de commande de frein disposé dans le poste de pilotage dans la première voiture 1 et la commande de freinage pour la totalité du train est transmise par une ligne de commande 14 sous forme d'un signal électrique. Le signal de commande de frein est appli- qué au centre de transmission 3 et les organes d'action- nement de frein sont montés dans les voitures indivi- duelles 1 et 2. Les voitures individuelles 1 et 2 sont équipées d'organes d'actionnement de frein comme indi- qué plus haut et de cylindres de frein 15 dont les conduites d'air sont reliées aux organes d'actionnement de frein 9. De l'air comprimé produit par un compres- seur 10 monté dans la première voiture 1 est fourni à chaque organe d'actionnement de frein 9 à partir d'un réservoir principal d'air 11 et d'un détendeur 12 via une tubulure 13. Ainsi, chaque organe d'actionnement de frein 9 fournit au cylindre de frein 15 la fraction de pression voulue de l'air comprimé provenant de la tubulure 13, en fonction du signal de commande de frein émis par le système de commande de frein 8. Un patin de freir 16 est fixé au piston du cylindre de frein 15, et lorsque de l'air comprimé est envoyé dans le cylindre de frein 15, le piston s'allonge jusqu'à ce que le patin de frein 16 porte contre la bande de roulement (ou le disque monté sur l'essieu) de la roue 19 de chaque voiture. Il en résulte l'application d'une force mécanique de freina- ge correspondant à la pression de l'air comprimé four- ni au cylindre de frein 15. En un endroit approprié de chaque cylin- dre de frein 15 est monté un détecteur de pression 17, utilisant par exemple une jauge de contrainte. De ce fait, lorsque un signal de commande de frein est fourni par le système de commande de frein 8 et que de l'air sous pression est envoyé dans le cylindre de frein 15, cette pression est mesurée par le détecteur de pres- sion 17. Comme la sortie de ce détecteur de pression 17 est reliée, comme indiqué plus haut, au terminal de transmission 4 de chaque voiture, l'air comprimé de chaque cylindre de frein est pris en compte dans le terminal de transmission 4 de chaque voiture. La référence 18 du schéma désigne un com- -mutateur de déclenchement qui est relié au centre de transmission 3. Lorsque ce commutateur de déclenche- ment est mis sous tension, le signal prédéterminé de déclenchement est appliqué de l'extérieur au centre de transmission 3 et les diverses informations trans- mises au centre de transmission 3 par les termi- naux individuels de transmission 4, via la ligne de tran:smission d'informations en série 5, sont stockées dans la mémoire (non représentée). On va décrire maintenant le fonctionne- men; de l'appareil de contrôle des détecteurs de Jr me..sure suivant l'invention. 258807T,. En premier lieu, on règle la valeur ini- tiale de la façon suivante. On suppose que le train à contrôler sort de l'usine ou vient de subir un contrôle périodique et que le système de freinage est parfai- tement normal, avec des détecteurs de pression 17 normaux montés à l'endroit approprié sur les cylindres de frein 15. Dans ces conditions, après réglage des organes de freinage 9 des voitures 1 et 2 à une valeur prédéterminée, on mesure la pression dans les cylin- dres de frein 15 des voitures 1 et 2 au moyen des dé- tecteurs de pression individuels 17 et les informa- tions recueillies sont transmises par le commutateur de déclenchement 18 mis sous tension au centre de transmission 3 pour être mises en mémoire. Les infor- mations ainsi recueillies et stockées en mémoire seront utilisées comme valeur initiale pour les con- trôles ultérieurs. Après avoir réglé de cette façon la va- leur initiale, par exemple après mise en marche du train, les détecteurs de pression 17 peuvent être contrôlés n'importe quand,ou périodiquement, ou même lorsque le train roule, à la différence des appareils classiques qui ne permettent le contrôle que lorsque le train est garé dans un atelier complètement équipé d'un appareil de contrôle au sol. Ainsi, lorsque l'organe de commande de frein 9 est réglé dans la même condition que lors du réglage de la valeur initiale (non seulement lors du parcage à l'atelier mais aussi dans les temps de non fonctionnement entre deux roulements ou lors d'un arrêt dans une gare), en mettant sous tension le com- mutateur de déclenchement 18, ou en réglant préalabe ment les conditions absolues du centre de transmiss;Fn 3, on peut contrôler les détecteurs de pression 17 par transmission des résultats mesurés par ceux-ci dans 2588077. les voitures 1 et 2 au centre de transmission 3 et en comparant ces résultats aux valeurs initiales stockées en mémoire. Pour procéder au contrôle par collecte des informations fournies par les détecteurs de pres- sion 17, stockage de ces informations en mémoire et comparaison avec la valeur initiale, pendant la durée de mise en service et/ou de roulement du train, il suf- fit de traiter les données en réglant les conditions de charge suivant les conditions du moment, par rap- port aux informations obtenues de chaque détecteur de pression 17 aux terminaux 4 des voitures 1 et 2. En pratique, comme la condition d'obtention de la va- leur initiale est un état de non-charge, pour contrô- ler efficacement, on règle les conditions de charge du train dans les terminaux 4 pour traiter les infor- mations de façon que les valeurs mesurées par les dé- tecteurs 17 soient obtenues dans la même condition de non-charge que lors du réglage de la valeur initiale, et on les compare aux valeurs initiales. En outre, pour procéder au contrôle lors- que le train roule, bien qu'il soit impossible ou déraisonnable de régler les conditions de charge dans les terminaux de transmission, le contrôle peut être effectué voiture vide, pendant le roulement ou pendant un essai de roulement sur rails dans l'atelier ou le hangar d'entretien. Les figures 2, 3 et 4 montrent des exem- ples d'affichage sur l'écran de visualisation 6 ou sur l'imprimante 7 par le centre de transmission 3. En premier lieu, la figure 2 est un gra- phique qui indique les changements de pression dans le cylindre de frein 15 mesurés par le détecteur de pression 17 dans les voitures 1 et 2 d'un train, l'axe des abscisses correspondant au temps et celui des ordonnées à la pression. Sur ce graphique, la référence 21 désigne ia IdOrme d odue UU 'iI u e ioII_ f.AX... J.... système de commande de freinage 8, et les références 22 à 25 désignent les formes d'onde de la pression dans le cylindre de frein 15 des voitures individuelles, mesurées par le détecteur de pression 17. Ici, la re- lation entre la forme d'onde 21 du signal de commande de frein et la forme d'onde de pression 22 du premier cylindre de frein est la suivante. Au bout d'un temps t1 après délivrance du signal de commande de frein, le freinage de la première voiture commence et dans le temps t2, la force de freinage de la voiture par- vient à saturation pour atteindre la valeur P. Il en résulte qu'en comparant le temps t1 et le temps t2 pour chaque voiture, et en comparant la force de freinage P après saturation à la valeur initiale, on peut détecter une anomalie dans le système de freinage ou le détecteur de pression 17 de chaque voiture. La figure 3 montre un exemple d'affichage ou d'impression, sous forme de tableau, de la valeur mesurée par les détecteurs de pression 17 des cylin- dres de frein 15 et stockée en mémoire après transmis- sion par les terminaux 4 des voitures individuelles au centre de transmission 3. Sur ce tableau, la date de collecte des informations des détecteurs de pres- sion 17 se trouve à l'extrémité gauche et sur la droite apparaissent successivement les données de contrôle par exemple pour la première remorque de commande (Tc1), la première voiture à moteur électri- que (M1), la deuxième voiture à moteur électrique (M2) et la dernière et deuxième remorque de commande (Tc2). La première ligne de données correspond par exemple aux informations recueillies juste après un 1 1 contrôle périodique (ou à la sortie de fabrication), c'est-à-dire à la valeur initiale, alors que les lignes suivantes représentent les informations recueillies aux points respectifs, accompagnées chacune de l'écart AP d'avec la valeur initiale. Le tableau 3 permet ainsi de lire la date du contrôle et l'écart AP entre la valeur mesurée à chaque détecteur de pression 17 et la valeur initiale à chaque point de contrôle. Il en résulte que si chaque écart AP est supérieur à une valeur prédéterminée, on considère que le détecteur 17 proprement dit ou le cy- lindre de frein ou le système de commande de frein 9 sur lesquels le détecteur de pression 17 est monté est défectueux. La figure 4 est un graphique montrant la transition des valeurs mesurées à des instants indi- viduels de mesure par les détecteurs de pression, le temps étant porté en abscisse et la pression en ordon- née. En abscisse, le temps to indique les informations recueillies lors d'un contrôle juste après un entretien périodique du train (ou juste à sa sortie d'usine), c'est-à-dire, la valeur initiale. Grâce à quoi on peut déterminer les fluctuations des formes d'onde 31 à 33 des valeurs mesurées par chaque détecteur 17. Par ailleurs, si la valeur des formes d'onde 31 à 33 à chaque instant de contrôle s'écarte de la valeur ini- tiale au-delà d'une valeur déterminée, par exemple en 4, 7il est également possible d'afficher un repère d'anomalie prédéterminé 34 en un endroit approprié, par introduction dans le centre de transmission 3 d'une telle fonction de traitement d'informations. Ainsi, dans ce mode de réalisation on neut détecter une anomalie du détecteur de mesure proDr.em.,t dit, ou de l'objet de la mesure du détecteur, par Collecte de données initiales et comparaison de ces données avec les informations recueillies au moment même du contrôle. Il est également possible d'avoir une organisation permettant de stocker séquentielle- ment en mémoire les mesures recueillies à certains intervalles de temps par les détecteurs de mesure, et de détecter une anomalie du détecteur de mesure ou de l'objet de sa mesure lorsque l'écart entre les données à un certain moment et les informations recueillies à un moment ultérieur dépasse une certaine limite. Dans une telle organisation, il est également possible de surveiller en continu le détecteur de mesure pro- prement dit ou l'objet de sa mesure. En outre, lorsqu'on applique une telle organisation au détecteur de mesure de la pression d'un cylindre de frein, comme dans le cas du présent mode de réalisation, du fait que les variations de la condition de charge n'ont pas d'inci- dence directe, on peut effectuer un contrôle dynamique alors que le train roule, en cours d'exploitation com- merciale. De plus, avec le présent mode de réalisa- tion, lorsqu'une défaillance de freinage se produit, on peut également recueillir les informations nécessai- res à son analyse, telles que cadence de freinage, vi- tesse, pression du réservoir d'air principal, etc.. pour une période donnée avant et après l'apparition de la défaillance du frein, par exemple, pendant plusieurs secondes, et les fournir à l'unité de sortie de données pour les voir affichées ou imprimées. Jusqu'ici, lors- qu'un défaut de freinage se produisait, on stoppait d'abord le train puis on vérifiait les divers organes pour localiser la cause de la panne. L'utilisation de la présente invention permet en revanche de localiser la cause de la défaillance de frein par analyse de la sortie de l'unité de sortie de données, et de prendre rapidement les contremesures nécessaires. Il en résulte une réduction notable de l'indisponibilité du train et l'obtention d'un meilleur -rendement opérationnel de celui-ci. Le mode de réalisation ci-dessus a trait à un exemple de détecteur de pression, pour mesurer la pression d'un cylindre de frein mais il est bien entendu que la présente invention s'applique également à d'autres détecteurs de mesure, tels que le détecteur de la pression d'air dans les soufflets d'une suspen- sion pneumatique dans les chariots roulants, divers détecteurs autres que des détecteurs de pression et le détecteur de mesure de la température de l'essieu, pour n'en citer que quelques uns. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessi- bles à l'homme de l'art, suivant les application envi- * sagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'in- vention. REVENDICATIONS 1. Appareil de contrôle pour détecteurs de mesure montés sur un train composé de plusieurs voitures, caractérisé en ce qu'il comprend: - un centre de transmission (3) à mémoire installé dans l'une au moins des voitures du train; - une unité de sortie (6, 7) de données reliée au centre de transmission; et - un terminal de transmission (4) monté dans chacune des voitures du train pour recueillir la sortie d'un détecteur de mesure prédéterminé (17) et la fournir audit centre de transmission, de façon que ledit centre de transmission fournisse les informations transmises par chaque terminal de transmission à l'unité de sortie de données et stocke les informations en mé- moire, tandis qu'il effectue le traitement prédéterminé des informations et envoie le résultat du traitement à l'unité de sortie de données. 2. Appareil de contr8le suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce que le traitement pré- déterminé des informations par le centre de transmis- sion consiste en un calcul de l'écart entre une valeur initiale préétablie dans le centre de transmission et la valeur mesurée par chaque détecteur de mesure à chaque date de contrôle. 3. Appareil de contrôle suivant la reven- dication 2, caractérisé en ce que le centre de trans- mission fournit un repère prédéterminé à l'unité de sortie de données lorsque l'écart précité dépasse une valeur prédéterminée. 4. Appareil de contr8le suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que le traitement pré- déterminé des informations par le centre de transmis- sion consiste en un calcul de l'écart entre la valeur mesurée par chaque détecteur de mesure à chaque date 2588077. de contrôle et à la date du contrôle suivant. 5. Appareil de contrôle suivant la reven- dication 4, caractérisé en ce que le centre de trans- mission fournit un repère prédéterminé à l'unité de sortie de donnée lorsque l'écart précité dépasse une valeur prédéterminée. 6. Appareil de contrôle suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'unité de sortie de données est constituée par un écran de visualisa- tion. 7. Appareil de contrôle suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'unité de sortie de données est constituée par une imprimante.