Brevet FR2683633A1 — publié le 19930514

i La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour déterminer la vitesse réelle d'un véhicule, en parti- culier pour des véhicules sur rails. On sait, par le brevet EP-0 340 418, obtenir des signaux proportionnels en fréquence sur des roues et essieux de véhicules sur rails, par l'intermédiaire d'une roue polaire et d'un générateur d'impulsions, pour déterminer la vitesse du véhicule Grâce à ces signaux, on reproduit, par calcul, la vitesse du véhicule dans un système d'antiblocage (ABS). En fait, la vitesse déterminée diffère de la vitesse réelle du véhicule S'il existe, pendant une longue durée ou sur un tronçon de rail important, de mauvaises valeurs d'adhérence entre la roue et le rail, il se crée alors une grande différence entre la vitesse absolue du véhicule et la vitesse reproduite par calcul du véhicule. L'invention a pour but de déterminer plus précisément la vitesse du véhicule, en considération des valeurs variables d'adhérence entre la roue et le rail. A cet effet, le procédé pour déterminer la vitesse réelle d'un véhicule, en particulier pour des véhicules sur rails, sur la base de valeurs de vitesse calculées de façon conti- nue, des signaux de vitesse proportionnels en fréquence et créés par une combinaison roue polaire/générateur d'impul- sions étant détectés, et une vitesse du véhicule reproduite étant calculée par l'intermédiaire d'un microprocesseur, est remarquable, selon l'invention, en ce que, à partir d'une pression mesurée dans un cylindre de frein et d'un signal de pression électrique correspondant à celle-ci, et lorsqu'il se produit une décélération critique d'un essieu, la valeur d'adhérence instantanée entre la roue et le rail est déter- minée, et en ce que la valeur d'adhérence à chaque fois déterminée est utilisée pour corriger la vitesse du véhicule calculée. Les avantages de l'invention consistent en particulier en ce que, lorsqu'il existe de mauvaises valeurs d'adhérence ou 5 des valeurs d'adhérence se modifiant brusquement entre la roue et le rail, la distance de freinage peut être néanmoins optimisée. Selon une autre caractéristique de l'invention, la valeur d'adhérence déterminée pour un essieu est utilisée pour10 former une valeur moyenne par rapport à des valeurs d'adhé- rence déterminées sur d'autres essieux Cette mesure permet de compenser des modifications des valeurs d'adhérence ne se produisant que temporairement ou sur des tronçons de rails très courts Dans le cas de tels problèmes temporaires, la15 chute de pression souhaitée n'est en conséquence pas active dans un circuit de réglage hydraulique ou pneumatique. Un autre perfectionnement consiste par ailleurs en ce que, avec les valeurs d'adhérence déterminées, la décélération moyenne du véhicule est déterminée et, en conséquence, la20 vitesse du véhicule reproduite par calcul est corrigée à la vitesse réelle du véhicule Cela entraîne également qu'un problème temporaire n'influence pas de façon négative le freinage du véhicule dans son ensemble. Le dispositif pour déterminer la vitesse réelle d'un véhi- cule, en particulier pour des véhicules sur rails, comporte un système générateur, agencé sur chaque essieu du véhicule (roue polaire et générateur d'impulsions) pour la vitesse de l'essieu ou la décélération de l'essieu Par ailleurs, un système de freinage présentant un cylindre de frein est30 associé à chaque essieu Le système générateur est raccordé à un microprocesseur ou micro-ordinateur du système d'anti- blocage. Selon l'invention ce dispositif est remarquable en ce qu'une soupape d'échappement est associée à chaque cylindre de frein, dont les raccordements de soupape magnétique peuvent être commandés par l'intermédiaire du microproces- 5 seur, et en ce que, à chaque cylindre de frein, est associé un capteur de pression à convertisseur pression/courant, qui est de même raccordé au microprocesseur L'effet souhaité de la prise en compte des valeurs d'adhérence peut ainsi être déjà atteint par l'association de la soupape magnétique à un10 système de freinage existant. Selon une autre caractéristique de l'invention, la soupape d'échappement est constituée d'une soupape de ventilation et d'une soupape de mise à l'atmosphère interconnectées Cette réalisation particulière permet la mise sous pression ou la15 diminution de la pression, un arrêt automatique étant à chaque fois obtenu en sens inverse. Un autre perfectionnement avantageux consiste en ce que la soupape de ventilation et la soupape de mise à l'atmosphère sont reliées au raccordement du cylindre de frein au moyen20 d'un conduit reliant la voie de passage et la voie de mise à l'atmosphère Ainsi, l'arrêt respectif est directement transmis au cylindre de frein. En outre, l'entrée du capteur de pression à convertisseur pression/courant est raccordée au conduit de liaison, et les25 sorties du capteur de pression à convertisseur pression/ courant sont raccordées au microprocesseur Ainsi, le calcul des valeurs d'adhérence peut être facilement intégré dans des systèmes d'antiblocage existants. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 montre un circuit pour un dispositif d'anti- patinage usuel pour des véhicules sur rails comportant le système intégré de détermination des valeurs d'adhérence. La figure 2 est un détail du circuit, qui est associé à chacun des essieux 1 à 4 de la figure 1. La figure 3 est un diagramme de mesures pour déterminer les valeurs d'adhérence. A partir d'un conduit d'air principal 1, une réserve 2 est alimentée par l'intermédiaire d'une soupape de commande 3.10 La réserve 2 alimente un cylindre de frein 4 d'un véhicule sur rails, qui est équipé de deux bogies 5 et 6 Un des essieux 7 est associé à chaque cylindre de frein 4 Sur chaque essieu 7, se trouvent des disques de frein 8 pré- sentant des tringleries 9 de mâchoires de frein Sur une15 roue 10 d'un essieu 7, est agencé, à chaque fois, fron- talement, en tant que système générateur 11, une roue polaire 12 et un générateur d'impulsions 13 Chaque système générateur 11 est muni d'une fiche de raccordement 14 Les quatre fiches de raccordement 14 sont reliées, par l'inter-20 médiaire de liaisons 15 et 16, à un distributeur 17, et celui-ci est raccordé, par l'intermédiaire d'une borne plate 18, à un microprocesseur 19 (micro-ordinateur). La borne plate 18 est couplée, par l'intermédiaire d'un commutateur de pression 20, au conduit d'air principal 1.25 Chaque cylindre de frein 4 est alimenté en air sous pression par l'intermédiaire des conduits d'air comprimé 21 ou 22. Entre les conduits d'air comprimé respectifs 21 ou 22 et un cylindre de frein 4, est monté, à chaque fois, une soupape d'échappement 24 par l'intermédiaire d'un conduit souple 23.30 Les raccordements de soupape magnétique 25, 26 et 27 sont reliés, à chaque fois, par l'intermédiaire d'une borne 28 et par l'intermédiaire d'une liaison de commande commune 29, au microprocesseur 19. La soupape d'échappement 24 (figure 2) est constituée d'une soupape magnétique MV 1 et d'une soupape magnétique MV 2. Les deux sont reliées électriquement l'une à l'autre par les raccordements de soupape magnétique 25, 26 et 27 De plus, un capteur de pression à convertisseur pression/courant 30 est prévu sur chaque soupape d'échappemet 24. Une partie de la soupape d'échappement 24 forme une soupape magnétique de ventilation 31, et une autre partie une soupape magnétique de mise à l'atmosphère 32 Les soupapes magnétiques de ventilation et de mise à l'atmosphère 31 et 32 sont reliées au moyen d'un conduit 33 reliant une voie de passage D et une voie de mise à l'atmosphère E Ce conduit 33 mène, à chaque fois, à un raccordement 34 du cylindre de frein. L'entrée P du capteur de pression à convertisseur pression/ courant 30 est raccordée, du côté pression, par l'intermédiaire du conduit de liaison 33, et les sorties I mènent, du côté électronique, au microprocesseur 19. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant. A partir de la pression P mesurée dans un cylindre de frein 4 au moyen du convertisseur pression/courant 30 et du signal de courant I ainsi obtenu, et lorsqu'il se produit une décélération critique d'un essieu, par exemple une décélé- ration supérieure à 1,6 m/s 2, la valeur de l'adhérence instantanée entre la roue et le rail est déterminée et la valeur d'adhérence à chaque fois déterminée est alors utilisée pour la correction de la vitesse calculée du véhicule Dans ce cas, la valeur d'adhérence déterminée pour un essieu 7 est utilisée pour former la valeur moyenne par rapport aux valeurs déterminées sur d'autres essieux Avec les valeurs d'adhérence calculées, la décélération moyenne du véhicule 35 est déterminée et, en conséquence, la vitesse5 du véhicule reproduite par calcul est corrigée à la vitesse réelle du véhicule Il est ainsi possible, à chaque instant du déplacement du véhicule, de s'approcher, par calcul, aussi près que possible de la vitesse réelle (absolue) du véhicule. Lorsqu'il se produit une diminution correspondante de la décélération sur l'essieu, la force de freinage est dimi- nuée, sans délai, sur l'essieu respectif, en commutant la soupape d'échappement 24 de la pression D à la mise à l'atmosphère E, de sorte qu'un blocage de la roue est évité. Dans ce cas, le calcul est effectué de la façon suivante. Sur la base de l'égalité suivante ( 1) P gk R = 10 G' gs y R dans laquelle: P = force de pressage d'une plaquette de frein gk= valeur de frottement-plaquette de frein R = rayon de la roue ( 10) G' = charge de la roue gs = valeur d'adhérence roue/rail y = facteur sollicitation-coefficient d'adhérence, on obtient, sans blocage de la roue 10, un équilibre entre le couple de freinage et le couple de rotation sur la roue 10. L'égalité ( 1) est convertie dans une unité de pression de façon correspondant aux dimensions existantes du cylindre et à une pression prédéterminée de 3 bars Si le coefficient d'adhérence retenu dans le calcul du freinage était trop faible, on obtiendrait un excès de force qui entraînerait une plus forte décélération et un blocage consécutif de l'essieu Des essais et des mesures ont montré que, selon le type du véhicule et du dispositif de freinage, une valeur d'adhérence entre la roue et le rail de 0,15 correspond par exemple à une pression de freinage de 3 bars dans le cylin- dre de frein Dans le cas o cette pression diminue fortement et rapidement (figure 3), par exemple à 1,5 bars, la valeur d'adhérence prise en compte a également diminué de sorte que celle-ci s'abaisse au- dessous de 0,15 Cela signifie que le rail, dans son extension, est très "lisse", c'est-à-dire qu'il est recouvert, par exemple, de feuillage humide, de glace ou de neige. Comme on le voit sur la figure 3, une vitesse d'essieu sur les quatre essieux 36 a à 36 d correspond à la décélération 35 du véhicule Comme on le voit à présent clairement à partir du profil des quatre vitesses réelles des essieux 36 a à 36 d, une vitesse calculée du véhicule 36 ' diffère en un point 38 de la chute de pression des quatre courbes de pression de freinage 37 a, 37 b, 37 c et 37 d et, en vérité, dans la zone 39, de sorte que, là, le facteur de correction proposé pour la valeur d'adhérence doit être utilisé Sur la base de la nouvelle valeur d'adhérence à chaque fois calculée, la vitesse réelle du véhicule est alors introduite dans le processus de freinage, grâce à quoi on peut obtenir un freinage sans blocage même sur des rails lisses. Dans le système ABS, la vitesse du véhicule, comme indiqué, est déterminée par le calcul S'il existe, pendant une période prolongée, des coefficients d'adhérence différents entre la roue et le rail, une grande différence peut exister entre la vitesse réelle du véhicule et la vitesse calculée du véhicule L'invention permet de déterminer cette dernière plus précisément en tenant compte des valeurs estimatives fournies de la pression de freinage et de la valeur d'adhé- rence Pour cela, la pression dans le cylindre de freinage est détectée au moyen d'un capteur de pression et, à partir de cela, un coefficient d'adhérence plus précis entre la roue et le rail est évalué en liaison avec les décélérations des essieux. La décélération moyenne du véhicule peut être déterminée grâce à la valeur d'adhérence ainsi déterminée et, de façon correspondante, la vitesse calculée peut être corrigée. REVENDICATIONS 1 Procédé pour déterminer la vitesse réelle d'un véhicule, en particulier pour des véhicules sur rails, sur la base de valeurs de vitesse calculées de façon continue, des signaux de vitesse proportionnels en fréquence et créés par une combinaison roue polaire/générateur d'impulsions étant détectés, et une vitesse du véhicule reproduite étant calculée par l'intermédiaire d'un microprocesseur, caractérisé en ce que, à partir d'une pression mesurée dans un cylindre de frein et d'un signal de pression électrique correspondant à celle-ci, et lorsqu'il se produit une décélération critique d'un essieu, la valeur d'adhérence instantanée entre la roue et le rail est déterminée, et en ce que la valeur d'adhérence à chaque fois déterminée est utilisée pour corriger la vitesse du véhicule calculée. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur d'adhérence déterminée pour un essieu est utilisée pour former une valeur moyenne par rapport à des valeurs d'adhérence déterminées sur d'autres essieux. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, avec les valeurs d'adhérence déter- minées, la décélération moyenne du véhicule est déterminée et, en conséquence, la vitesse du véhicule reproduite par calcul est corrigée à la vitesse réelle du véhicule. 4 Dispositif pour déterminer la vitesse réelle d'un véhi- cule, en particulier pour des véhicules sur rails, com- portant un système générateur, agencé sur un essieu du véhicule, pour la vitesse de l'essieu ou la décélération de l'essieu, et un système de freinage associé à chaque essieu et présentant un cylindre de frein, le système générateur étant raccordé à un microprocesseur, caractérisé en ce qu'une soupape d'échappement ( 24) est associée à chaque cylindre de frein ( 4), dont les raccorde- ments de soupape magnétique ( 25,26,27) peuvent être com- mandés par l'intermédiaire du microprocesseur ( 19), et en ce que, à chaque cylindre de frein ( 4), est associé un capteur de pression à convertisseur pression/courant ( 30), qui est de même raccordé au microprocesseur ( 19). Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la soupape d'échappement ( 24) est constituée d'une soupape de ventilation ( 31) et d'une soupape de mise à l'atmosphère ( 32) interconnectées. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la soupape de ventilation ( 31) et la soupape de mise à l'atmosphère ( 32) sont reliées au raccor- dement ( 34) du cylindre de frein au moyen d'un conduit ( 33) reliant la voie de passage (D) et la voie de mise à l'atmo- sphère (E). 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'entrée (P) du capteur de pression à convertisseur pression/courant ( 30) est raccordée au conduit de liaison ( 33), et les sorties (I) du capteur de pression pression/courant ( 30) sont raccordées au microprocesseur ( 19).