Brevet FR2697482A1 — publié le 19940506

L'invention se rapporte à un procédé de régulation de la vitesse de déplacement d'un véhicule automoteur tel un véhicule ferroviaire. Elle se rapporte également aux moyens pour la mise en oeuvre de ce procédé de régulation ainsi qu'aulx véhicules pourvus des dits moyens et notamment mais non exclusivement aux véhicules auxquels est associée au moins une installation remplissant, au long du trajet du véhicule, une tache telle un nettoyage de la voie et/ou une remise en peinture d'équipements fixes, etc ... Avec de tels véhicules, il est évident que la qualité du résultat obtenu par cette installation est directement liée à la régularité avec laquelle se déplace le véhicule automoteur. La vitesse de déplacement d'un véhicule peut être influencée par de nombreux facteurs dont notamment - l'inclinaison de la piste sur laquelle se déplace le dit véhicule et qui fait que la charge peut être résistante ou entraînante et donc provoquer le ralentissement ou l'accélération de la vitesse du véhicule et, - l'adhérence entre la piste et les roues motrices du véhicule. Pour la qualité du travail accompli, il est donc primordial de contrôler et réguler la vitesse du véhicule. Un tel véhicule automoteur comprend, porté par un chassis, un ensemble de motorisation composé d'au moins un moteur et d'une transmission via laquelle le moteur actionné, selon un régime déterminé, entraîne au moins une roue motrice. Classiquement, la transmission comprend entre le moteur moteur et les roues motrices un moyen d'embrayage ainsi que, généralement, une boîte de vitesse permettant de sélectionner pour un régime moteur prédéterminé une vitesse théorique de rotation de la roue motrice. Pour réguler le déplacement d'un tel véhicule, il est connu de déterminer une vitesse de référence et de l'équiper - d'un moyen de détection de la vitesse réelle, - d'un moyen de comparaison de la vitesse réelle à la vitesse de référence et, - d'un moyen de commande qui, en fonction du résultat de la comparaison précitée, agit sur l'ensemble de motorisation pour effectuer une correction de la vitesse réelle. Dans les procédés connus à ce jour, pour régler la vitesse du véhicule, le moyen de commande n'agit généralement que sur un seul des éléments constituant l'ensemble de motorisation tel le régime moteur. Or, il est connu que le couple moteur varie en fonction du régime moteur et, de ce fait, en faisant agir le moyen de commande uniquement sur le régime moteur, on fait varier la puissance transmise aux roues motrices, ce qui nuit à la régularité de la vitesse réelle. Est connu également un procédé (EP-A-036.334) qui fixe le régime moteur à une valeur suffisante pour entraîner le véhicule automoteur à une vitesse supérieure à la vitesse de référence et on intervient à l'aide d'un moyen de commande sur un dispositif ralentisseur qui, intégré à la transmission, freine le véhicule jusqu'à obtention de la vitesse de référence. Afin d'évacuer les calories résultant de l'action du ralentisseur, à ces dispositifs ralentisseurs, est combiné un moyen dit refroidisseur dont le rendement est une fonction directe du régime moteur. On comprend donc que si le régime moteur est constant, le refroidissement n'est optimisé que pour une quantité de calories prédéterminée. Généralement, la commande de ces dispositifs ralentisseurs n'est pas progressive c'est à dire n'évolue pas linéairement mais est effectuée par paliers (EP-A-036.334) ce qui, de ce fait provoque des modifications séquentielles de la vitesse de déplacement du véhicule. Aux lieu et place d'un dispositif ralentisseur, il est de même connu d'utiliser un moyen d'embrayage à glissement contrôlé de sorte qu'en modulant le glissement dudit embrayage, on modifie la vitesse de déplacement sans modifier le régime moteur ((US-A-4.836.809). Dans tous ces cas connus, on obtient jamais un réglage optimum de l'ensemble de motorisation et, de ce fait, la régulation de vitesse est généralement adaptée soit à une charge entrainante, soit à une charge résistante. Il est également indispensable dans ces deux derniers cas que le régime moteur soit toujours supérieur à celui optimal, ce qui augmente le coût d'exploitation. Un autre inconvénient des procédés de régulation connus est que la correction se fait périodiquement, ce qui fait que généralement lorsqu'on corrige une augmentation de vitesse en ralentissant le véhicule, on provoque un ralentissement trop important dudit véhicule et il faut alors effectuer une correction en accélérant, correction qui elle-même provoque un dépassement de la vitesse. De ce fait, au lieu d'avoir un profil de vitesse plat, le profil est en dent de scie, ce qui d'une part nuit à la qualité de la tâche à effectuer et d'autre part, augmente globalement la consommation d'énergie nécessaire au déplacement du véhicule. Un des résultats que vise l'invention est un procédé de régulation qui remédie aux problèmes précités et à cet effet l'invention se rapporte à un procédé de régulation du type précité notamment caractérisé en ce que - pour une vitesse de référence déterminée, on détermine des conditions de fonctionnement optimal pour l'ensemble de motorisation, - on élabore deux signaux analogiques dits d'écart supérieur et inférieur de vitesse qui représentent continuellement la différence entre la vitesse réelle et la vitesse de référence, - en fonction des signaux analogiques d'écart supérieur et inférieur de vitesse, on adapte continuellement au moins l'un des paramètres de l'ensemble moteur que sont le régime moteur, . le coefficient de glissement de l'embrayage à glissement intégré à la transmission, ainsi que, le coefficient de freinage du dispositif ralentisseur également intégré à la transmission, ceci de manière à obtenir continuellement un compromis prédéterminé entre le régime moteur, le glissement de l'embrayage et le coefficient de freinage du dispositif ralentisseur. Elle a également pour objet les moyens pour la mise en oeuvre de ce procédé de régulation ainsi qu'aux véhicules pourvus des dits moyens. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins qui représentent schématiquement - figure 1 : représentation schématique d'un véhicule - figure 2 : synoptique du fonctionnement de la régulation En se reportant au dessin, on voit que le véhicule automoteur 1 comprend, porté par un chassis 3, un ensemble de motorisation 2 composé d'au moins un moteur 4 et d'une transmission 5 via laquelle le moteur, actionné selon un régime moteur prédéterminé, entraine au moins une roue motrice 6. Classiquement, la transmission 5 comprend un moyen de couplage 7 ci-après appelé embrayage entre le moyen moteur 4 et les roues motrices 6 et généralement une boite de vitesse 8 permettant de sélectionner , pour un régime moteur donné, une vitesse théorique de rotation des roues motrices. Pour réguler le déplacement du véhicule, selon une vitesse de référence, le véhicule comprend en outre - un moyen 9 de détection de la vitesse réelle VR, - un moyen de comparaison 10 de la vitesse réelle VR avec une vitesse de référence VT, - un moyen 11 de commande qui, en fonction du résultat de la comparaison précité, agit sur l'ensemble de motorisation 2 pour effectuer une correction de vitesse. Selon le procédé mis en oeuvre par ces moyens, pour réguler la vitesse du véhicule - on détermine la vitesse réelle VR du véhicule au moins en un instant donné, - au moins en un instant donné, on compare la vitesse réelle VR avec une vitesse de référence VT et, - en fonction du résultat de la comparaison, par le moyen de commande 11, on agit sur l'ensemble de motorisation 2 pour réduire la différence existant entre la vitesse réelle mesurée et la vitesse de référence. Selon l'invention - pour une vitesse de référence VT déterminée, on détermine des conditions de fonctionnement (R, E, F) optimal pour l'ensemble de motorisation 2, - on élabore deux signaux analogiques (Sa, Si) dits d'écart supérieur et inférieur de vitesse qui représentent continuellement la différence entre la vitesse réelle VR et la vitesse de référence VT, - en fonction des signaux analogiques d'écart supérieur et inférieur de vitesse (Sa, Si) , on adapte continuellement au moins l'un des paramètres de l'ensemble moteur que sont . le régime moteur R, le coefficient E de glissement de l'embrayage 7 à glissement intégré à la transmission 5, ainsi que, le coefficient F de freinage d'un dispositif ralentisseur 12 également intégré à la transmission, ceci de manière à obtenir continuellement un compromis prédéterminé entre le régime moteur R, le glissement E de l'embrayage 7 et le coefficient de freinage F du dispositif ralentisseur 12. Selon l'invention, on surveille l'évolution dans le temps des signaux Sa, Si analogiques d'écart de vitesse et en fonction de cette évolution, on modifie continuellement les paramètres de l'ensemble de motorisation 2 de manière à se rapprocher le plus possible des conditions de fonctionnement de l'ensemble de motorisation qui ont été déterminées pour la vitesse de déplacement choisie. Selon l'invention, dans le cas d'une charge entrainante, c'est à dire provoquant une augmentation de la vitesse, on maintient en son état le coefficient (E) de glissement de l'embrayage 7 et, par contre, on module le coefficent F de freinage du ralentisseur 12 et on augmente le régime moteur R pour assurer l'évacuation des calories produites en supplément par ledit ralentisseur. Selon l'invention, dans le cas d'une charge résistante, c'est à dire diminuant la vitesse, on augmente le régime moteur pour augmenter le couple moteur et on module le glissement de l'embrayage 7 en fonction de l'évolution des signaux d'écart de vitesse. Selon l'invention, pour surveiller l'évolution dans le temps des signaux d'écart de vitesse, on élabore des signaux Da, Di représentatifs du différentiel dans le temps des dits signaux d'écart. Avantageusement, les signaux d'écart de vitesse et ceux représentatifs du différentiel sont des signaux de type analogique. Pour la mise en oeuvre du procédé, l'ensemble de motorisation comprend donc - un embrayage à glissement 7, un ralentisseur 12 avec son moyen refroidisseur 13 dont le rendement est fonction du régime du moteur, - un moyen 14, 15, 16 qui, en fonction de la comparaison entre la vitesse réelle du véhicule et la vitesse de référence, élabore en continu une pluralité de commandes, chacune destinée à au moins l'un des moyens précités, à savoir l'embrayage à glissement, le dispositif ralentisseur 12 et le moyen moteur 4. Avantageusement, le moteur est, au travers de l'embrayage modulable, relié à un convertisseur de couple 17 qui transmet, via le ralentisseur 12, la puissance à une boite de vitesse mécanique 8 qui attaque au moins un arbre 18 de transmission et au moins un pont réducteur 19 associé aux roues motrices. La vitesse mesurée par le capteur de vitesse est comparée à la vitesse théorique de référence ce qui permet d'obtenir - un signal analogique d'écart de vitesse supérieure, - un signal analogique d'écart de vitesse inférieure. L'écart de vitesse inférieure permet par l'intermédiaire d'une régulation de type proportionnelle intégrale d'obtenir un signal analogique de commande de l'embrayage. L'écart de vitesse supérieure permet par l'intermédiaire d'une autre régulation du même type d'obtenir un signal analogique de commande ralentisseur. Le calcul de la différencielle de l'écart de vitesse permet d'obtenir un reflet de l'accélération et de la décélération servant à corriger l'effet de pompage des deux régulations. Ces reflets sont obtenus par des moyens 20, 21 élaborant les signaux de différentielle de vitesse Da, Di. La vitesse théorique du moteur d'entraînement est définie par le choix de la vitesse du convoi. Une correction est apportée pour les vitesses inférieures afin d'obtenir une correction du couple moteur. D'autre part, une accélération du régime moteur est également obtenue proportionnellement au taux de ralentissement afin d'assurer l'évacuation des calories par le dispositif refroidisseur. REVENDICATIONS 1. Procédé de régulation de la vitesse de déplacement d'un véhicule automoteur comprenant, porté par un chassis (3), un ensemble de motorisation (2) composé d'au moins un moyen moteur (4) et d'une transmission (5) via laquelle le moteur, actionné selon un régime moteur prédéterminé, entraine au moins une roue motrice (6), laquelle transmission 5 comprenant un moyen de couplage (7) ci-après appelé embrayage entre le moyen moteur (4) et les roues motrices (6) et généralement une boite de vitesse (8) permettant de sélectionner, pour un régime moteur donné, une vitesse théorique de rotation des roues motrices, le véhicule comprenant en outre - un moyen (9) de détection de la vitesse réelle (VR), - un moyen de comparaison (10) de la vitesse réelle (VR) avec une vitesse de référence (VT), - un moyen (11) de commande qui, en fonction du résultat de la comparaison précité, agit sur l'ensemble de motorisation (2) pour effectuer une correction de vitesse, selon lequel procédé mis en oeuvre par ces moyens pour réguler la vitesse du véhicule - on détermine la vitesse réelle (VR) du véhicule au moins en un instant donné, - au moins en un instant donné, on compare la vitesse réelle (VR) avec une vitesse de référence (VT) et, - en fonction du résultat de la comparaison, par le moyen de commande (11), on agit sur l'ensemble de motorisation (2) pour réduire la différence existant entre la vitesse réelle mesurée et la vitesse de référence, ce procédé étant CARACTERISE en ce que - pour une vitesse de référence (VT) déterminée, on détermine des conditions de fonctionnement (R, E, F) optimal pour l'ensemble de motorisation (2), - on élabore deux signaux analogiques (Sa, Si) dits d'écart supérieur et inférieur de vitesse qui représentent continuellement la différence entre la vitesse réelle (VR) et la vitesse de référence (VT), - en fonction des signaux analogiques d'écart supérieur et inférieur de vitesse (Sa, Si) , on adapte continuellement au moins l'un des paramètres de l'ensemble moteur que sont le régime moteur (R), le coefficient (E) de glissement de l'embrayage (7) à glissement intégré à la transmission (5), ainsi que, le coefficient (F) de freinage du dispositif ralentisseur (12) également intégré à la transmission, ceci de manière à obtenir continuellement un compromis prédéterminé entre le régime moteur (R), le glissement (E) de l'embrayage (7) et le coefficient de freinage (F) du dispositif ralentisseur (12). 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on surveille l'évolution dans le temps des signaux (Sa), Si analogiques d'écart de vitesse et en fonction de cette évolution, on modifie continuellement les paramètres de l'ensemble de motorisation (2) de manière à se rapprocher le plus possible des conditions de fonctionnement de l'ensemble de motorisation qui ont été déterminées pour la vitesse de déplacement choisie. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que, dans le cas d'une charge entrainante, c'est à dire provoquant une augmentation de la vitesse, on maintient en son état le coefficient (E) de glissement de l'embrayage (7) et, par contre, on module le coefficent (F) de freinage du ralentisseur (12) et on augmente le régime moteur (R) pour assurer l'évacuation des calories produites en supplément par ledit ralentisseur. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que, dans le cas d'une charge résistante, c'est à dire diminuant la vitesse, on augmente le régime moteur pour augmenter ' le couple moteur et on module le glissement de l'embrayage (7) en fonction de l'évolution des signaux d'écart de vitesse. 5. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que, pour surveiller l'évolution dans le temps des signaux d'écart de vitesse, on élabore des signaux (Da, Di) représentatifs du différentiel dans le temps des dits signaux d'écart. 6. Moyens pour la mise en oeuvre du procédé de régulation de la vitesse de déplacement d'un véhicule automoteur qui comprend, porté par un chassis (3), un ensemble de motorisation (2) composé d'au moins un moyen moteur (4) et d'une transmission (5) via laquelle le moteur, actionné selon un régime moteur prédéterminé, entraine au moins une roue motrice (6), laquelle transmission (5) comprenant un moyen de couplage (7) ci-après appelé embrayage entre le moyen moteur (4) et les roues motrices (6) et généralement une boite de vitesse (8) permettant de sélectionner , pour un régime moteur donné, une vitesse théorique de rotation des roues motrices et, pour réguler le déplacement du véhicule, selon une vitesse de référence, le véhicule comprenant en outre - un moyen (9) de détection de la vitesse réelle (VR), - un moyen de comparaison (10) de la vitesse réelle (VR) avec une vitesse de référence (VT), - un moyen (11) de commande qui, en fonction du résultat de la comparaison précité, agit sur l'ensemble de motorisation (2) pour effectuer une correction de vitesse, ces moyens étant caractérisés en ce que l'ensemble de motorisation comprend en outre - un embrayage à glissement (7), un ralentisseur (12) avec son moyen refroidisseur (13) dont le rendement est fonction du régime du moteur, - un moyen (14, 15, 16) qui, en fonction de la comparaison entre la vitesse réelle du véhicule et la vitesse de référence, élabore en continu une pluralité de commandes, chacune destinée à au moins l'un des moyens précités, à savoir l'embrayage à glissement, le dispositif ralentisseur (12) et le moyen moteur (4). 7. Véhicule automoteur caractérisé en ce qu'il est pourvu de moyens selon la revendication 6.