Brevet FR2702561A1 — publié le 19940916

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR DETERMINER, A L'AIDE D'UNE PLATSFORME DE PESEE, LA MASSE TOTALE D'UN VEHICULE ET LA CHARGE PAR ESSIEU La présente invention concerne le domaine technique du pesage d'une charge, au sens général, et elle vise, plus précisément, la technique de pesée d'un véhicule à essieux, comme par exemple un véhicule automobile ou ferroviaire. Dans le domaine du transport routier ou ferroviaire, il convient de connaître deux paramètres de poids d'un véhicule en charge, afin de déterminer si le véhicule respecte ou non les conditions de sécurité imposées. Le premier paramètre à déterminer concerne la masse totale roulante du véhicule, composée de la masse à vide du véhicule et de la charge proprement dite à transporter. La mesure de la masse totale du véhicule s'effectue, généralement, à l'aide d'un pont-bascule ou d'une plate-forme de pesée dont les dimensions sont adaptées pour permettre de recevoir simultanément l'ensemble des essieux du véhicule. La plate-forme est en appui direct ou démultiplié sur des capteurs de force reliés à un système de mesure de la masse totale du véhicule. Le second paramètre de pesée à déterminer vise celui relatif à la charge supportée par chacun des essieux du véhicule. Ces mesures s'effectuent classiquement à l'aide d'un dispositif pèse-essieu dont le fonctionnement et la structure sont analogues au pont-bascule, mais dont les dimensions du plateau de pesée sont adaptées pour recevoir les roues d'un seul essieu. Les déterminations de la masse totale du véhicule et de la charge supportée par chaque essieu imposent ainsi de procéder à deux opérations successives de mesure par l'intermédiaire de deux systèmes de mesure distincts. I1 s'ensuit que de telles opérations de mesure sont relativement longues, fastidieuses et coûteuses. Pour remédier aux inconvénients énoncés ci-dessus, la présente invention vise à proposer un procédé conçu pour déterminer la masse totale d'un véhicule et la charge supportée par chaque essieu du véhicule, par l'utilisation d'une plate-forme unique de pesée destinée à recevoir l'ensemble des essieux du véhicule. La présente invention a pour objet, également, de proposer un procédé de mesure offrant l'avantage de déterminer la masse totale du véhicule et la charge supportée par chaque essieu, lors d'une opération unique de pesée. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le procédé selon l'invention consiste à déterminer, à l'aide d'un dispositif de mesure et d'une plate-forme de pesée sur laquelle le véhicule est destiné à être placé, d'une part, la masse totale du véhicule équipé de n essieux i, avec i variant de 1 à n et, d'autre part, la charge supportée par chacun des essieux, le procédé consistant:: - à détecter chaque changement du nombre j d'essieux placés sur la plate-forme pour en déduire les diverses combinaisons du nombre d'essieux placés sur la plate-forme avec j variant de 0 à n, - à mesurer les masses des paliers de mesure pour chacune des combinaisons du nombre d'essieux placés sur la plate-forme, - et à déterminer la charge supportée par chacun des essieux i en effectuant, pour chacun d'entre-eux avec i et j prenant les mêmes valeurs de 1 à n, la différence entre la valeur du palier correspondant au nombre j d'essieux placés sur la plate-forme et la valeur du palier correspondant au nombre d'essieux j-l placés sur la plate-forme. L'objet de l'invention vise, également, à proposer un dispositif de mesure permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Le dispositif comprend - des moyens aptes à déterminer le nombre d'essieux montés sur la plate-forme en vue d'en déduire les diverses combinaisons du nombre j d'essieux placés sur la plate-forme, avec j variant de 0 à n, - des moyens de détermination des valeurs des masses du véhicule placées sur la plate-forme et correspondant à chaque configuration du nombre j d'essieux, - et des moyens de calcul pour déterminer la charge supportée par chacun des essieux en effectuant, pour chacun d'entre-eux avec i et j prenant les mêmes valeurs de 1 à n, la différence entre la masse mesurée pour le nombre j d'essieux et la masse mesurée pour le nombre j-l d'essieux placés sur la plate-forme. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation et de mise en oeuvre de l'objet de l'invention. La Fig. 1 est une vue schématique illustrant le dispositif de mesure selon l'invention. La Fig. 2 illustre une courbe donnant, en fonction du temps, les valeurs de la masse mesurée lors d'une opération de pesée réalisée selon le procédé conforme à l'invention. Les Fig. 3 à 5 sont des vues des étapes caractéristiques du procédé de mesure selon l'invention. La Fig. 1 illustre une plate-forme de pesée 1 supportée par des capteurs de force 2 qui se trouvent reliés à un dispositif de mesure 3. La plate-forme de pesée 1 est de tout type connu en soi et repose, par un appui direct ou démultiplié, sur les capteurs de force 2 appropriés, qui ne font pas partie proprement dit de l'invention et formés, par exemple, par des jauges d'extensométrie. La plate-forme 1 est adaptée pour permettre la réception simultanée de l'ensemble des essieux Ei d'un véhicule V. Dans l'exemple illustré, le véhicule V comporte trois essieux El, E2, E3 représentés de façon schématique pour plus de clarté. Bien entendu, l'objet de l'invention s'applique pour la pesée d'un véhicule pourvu, d'une manière générale, de n essieux Ei (avec i variant de 1 à n). Le dispositif de mesure 3 comprend, de façon classique, un circuit conditionneur 4 relié aux capteurs 2 et délivrant, à un convertisseur analogiquenumérique 5, un signal analogique représentatif de la grandeur mesurée. Les capteurs 2, le conditionneur 4 et le convertisseur 5 ne sont pas décrits plus précisément, car ils ne font pas partie de l'objet de l'invention et sont bien connus de l'homme de l'art. Le convertisseur analogique-numérique 5 est relié à un système de traitement 6 apte à assurer la détermination de la masse totale d'un véhicule V et la charge C supportée par chaque essieu du véhicule. Le système de traitement 6 constitue, avantageusement, un système informatique relié à des moyens 7 d'affichage et d'entrée et de sortie de données.Le système de traitement 6 intègre des moyens de programmation adaptés pour assurer la mise en oeuvre du procédé de mesure selon l'invention, dont la description est la suivante. Dans la position illustrée à la Fig. 1, le véhicule V est placé en dehors de la plate-forme 1 et le système de traitement 6 est commandé pour effectuer une opération de tarage permettant de mesurer la masse dite à vide Mo de la plate-forme. Selon une forme préférée de réalisation, le système de traitement 6 est adapté pour acquérir en continu l'évolution, en fonction du temps t, des valeurs instantanées Mi de la masse mesurée par les capteurs 2. Ces valeurs instantanées sont enregistrées dans une mémoire adaptée faisant partie du système 6. La Fig. 2 illustre, à titre d'exemple, l'évolution des valeurs M de la masse mesurée en fonction du temps, lorsque le véhicule est déplacé d'une position où l'ensemble du véhicule est situé hors de la plate-forme t (Fig. 1) jusqu'à une position pour laquelle l'ensemble des essieux Ei se trouve placé sur la plate-forme 1 (Fig. 5). Le procédé selon l'invention consiste à détecter chaque changement du nombre d'essieux placés sur la plate-forme 1, de manière à déterminer les valeurs de la masse mesurée pour chacune des combinaisons du nombre j d'essieux placés sur la plate-forme. I1 apparaît ainsi que le nombre j d'essieux placés sur la plateforme varie de 0 à n. Dans l'exemple illustré, la détection du changement du nombre d'essieux placés sur la plate-forme est réalisée par le calcul de la variation de la masse AM mesurée par le système 6 dans un intervalle de temps donné At. La variation de la masse /vM est calculée en procédant à la différence entre deux valeurs successives quelconques de mesures instantanées issues du convertisseur 5. Lorsque cette dérivée M/t dépasse une valeur de seuil prédéterminée S, il est estimé que les deux mesures considérées sont effectuées tandis que la masse du véhicule portée par la plate-forme est en cours d'évolution en raison de la montée sur la plate-forme d'un essieu supplémentaire. Tel que cela apparaît clairement à la Fig. 2, la valeur de seuil prédéterminé S est dépassée dans les zones Z de la courbe qui présentent une forte pente. Dans l'exemple illustré, il apparaît trois zones Z1 à Z3 correspondant à la montée sur la plate-forme respectivement des essieux El à E3. Dès que les phénomènes de transition dus à la montée d'un essieu sur la plate-forme s'atténuent, les mesures de masse Mi s'établissent selon des paliers Pl, P2, P3 qui suivent chacun, respectivement, les zones de transition Z1 à Z3. Les paliers de mesure Pl à P3 correspondent aux phases d'avancement instantanées du véhicule sur la plate-forme respectivement illustrées aux Fig. 3 à 5. Ainsi, l'amenée de l'essieu El sur la plate-forme 1 provoque le passage du dispositif de mesure 3 de la valeur Mo à une valeur Ml (palier Pl) qui correspond à l'appui de l'essieu El sur la plate-forme 1 (Fig. 3). L'avancée de l'essieu E2 sur la plate-forme 1 conduit le dispositif de mesure 3 à passer d'une valeur Ml à une valeur M2 pour laquelle les essieux E, et E2 se trouvent simultanément en appui sur la plate-forme 1 (Fig. 4). La poursuite de la montée du véhicule sur la plate-forme conduit à un appui simultané des essieux El, E2 et E3 sur la plate-forme de pesée (Fig. 5).Le dispositif de mesure 3 passe alors d'une valeur M2 à une valeur M3 qui correspond à la masse totale du véhicule. Les valeurs des paliers M, à M3 sont enregistrées par le système de traitement 6 qui est adapté à déterminer la charge Ci supportée par chacun des essieux Ei. Le système de traitement 6 effectue pour chacun des essieux Ei, avec i et j prenant les mêmes valeurs de 1 à n, la différence entre la valeur du palier Mi correspondant au nombre j d'essieux placés sur la plate-forme et la valeur du palier précédent Mll correspondant au nombre d'essieux j-l placés sur la plate-forme. Ainsi, dans l'exemple illustré, la charge C3 supportée par l'essieu E3 est égale à la différence entre les paliers de masse M3 et M2. De la même manière, les essieux E2 et El supportent, respectivement, une charge C2 = M2 - Ml et Cl = Ml - Mo. Tel que cela ressort de la description qui précède, le procédé selon l'invention permet ainsi, en une seule opération de mesure, de déterminer la masse totale M3 du véhicule et les charges C1 à C3 supportées par chacun des essieux E1 à E3 du véhicule. Le procédé selon l'invention offre l'avantage d'avoir recours à un unique dispositif de mesure permettant de réduire le coût et la durée des opération s de mesure. Bien entendu, le procédé selon l'invention peut-être mis en oeuvre lors d'une opération de descente du véhicule de la plate-forme au cours de laquelle le véhicule passe d'une position illustrée à la Fig. 5 à la position montrée à la Fig. 1. Selon une caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, il est prévu de déterminer chacune des valeurs des paliers Mi en effectuant une opération de lissage des mesures réalisées. En effet, il apparaît que les diverses mesures réalisées entre deux zones de transition Z, ne sont pas identiques. Le lissage des valeurs constitutives des paliers Pi peut être obtenu, par exemple, par le calcul de la moyenne arithmétique des valeurs constituant chaque palier ou par des méthodes mathématiques plus complexes faisant intervenir des transformées. Bien entendu, cette opération de lissage est effectuée uniquement lorsque la variation des masses mesurées sur l'intervalle de temps prédéterminé est inférieure ou égale à la valeur de seuil prédéterminée S. Avantageusement, les valeurs des charges Ci supportées par les essieux sont corrigées par un facteur correctif permettant d'optimiser les valeurs calculées. La mesure de la valeur Mn qui correspond à celle où tous les essieux sont montés sur la plate-forme, constitue la mesure la moins susceptible d'être entachée d'erreur puisque cette mesure est réalisée en statique. Il apparaît ainsi judicieux de corriger les valeurs Ci par un facteur K égal à M'n/Mn où la valeur M'n est obtenue après parfaite stabilisation du véhicule, c'est-à-dire lorsque la variation entre deux pesées successives n'excède pas un demi échelon. Après correction, les valeurs de charges des essieux deviennent C'i = KCi. Selon une variante préférée, le système de traitement 6 compare chacune des valeurs de charge par essieu C'i à une valeur limite de charge au delà de laquelle un signal d'avertissement est émis ou affiché par les moyens 7. Il est à noter que cette comparaison permet de détecter une surcharge réelle à l'essieu mais également une surcharge fictive consécutive à une confusion entre deux essieux, réalisée lors d'un déplacement trop rapide du véhicule sur la plate-forme. Dans ce cas, l'erreur peut être facilement décelée dans la mesure où le nombre d'essieux pris en compte par le dispositif est différent du nombre réel d'essieux équipant le véhicule. Pour certaines applications, il peut être envisagé d'arrêter le véhicule à chaque fois qu'un essieu est placé sur la plate-forme de manière à effectuer en statique les mesures des paliers Pi. Les ordres de commande d'arrêt et d'avance sont alors délivrés au chauffeur du véhicule par l'intermédiaire du système de traitement 6. Dans le même sens, il peut être prévu que le changement du nombre d'essieux placés sur la plate-forme se trouve détecté par des capteurs assurant la détection de la présence des essieux du véhicule en relation de la plate-forme. Le procédé de mesure selon l'invention tel que décrit ci-dessus est avantageusement réalisé par des moyens de programmation dont la mise en oeuvre fait partie des connaissances techniques de l'homme de l'art. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 - Procédé pour déterminer, à l'aide d'un dispositif de mesure (3), la masse totale (mon) d'un véhicule comportant n essieux (E;) et la charge (Ci) supportée par chaque essieu (14) du véhicule (avec i variant de 1 à n), caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer, à l'aide d'une plate-forme de pesée (1) sur laquelle le véhicule est destiné à être placé, la masse totale (mon) du véhicule et la charge (Ci) par essieu, le procédé consistant:: - à détecter chaque changement du nombre d'essieux placés sur la plate forme pour en déduire les diverses combinaisons du nombre j d'essieux placés sur la plate-forme avec j variant de 0 à n, - à mesurer les masses des paliers de mesure (N,.., Moi,..., Mn) pour chacune des combinaisons du nombre d'essieux placés sur la plate forme, avec (Mo) étant la masse à vide de la plate-forme et (mon) la masse totale du véhicule, - et à déterminer la charge (Ci) supportée par chacun des essieux (Ej) en effectuant, pour chacun d'entre-eux avec i et j prenant les mêmes valeurs de 1 à n, la différence entre la valeur du palier (1* correspondant au nombre j d'essieux placés sur la plate-forme et la valeur du palier (Mi-l) correspondant au nombre d'essieux j-l placés sur la plate-forme. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter un changement du nombre d'essieux (Ei) placés sur la plate-forme, lorsque la variation (#M), dans un intervalle de temps donné (#t), des mesures de masse issues du dispositif (3) dépasse un critère de seuil prédéterminé (S). 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter un changement du nombre d'essieux (Ei) placés sur la plate-forme par l'intermédiaire de capteurs assurant la détection de la présence des essieux du véhicule en relation de la plate-forme. 4 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer en continu des mesures de la masse (M) portée par la plate-forme et à enregistrer les valeurs successives des mesures. 5 - Procédé selon les revendications 1, 2 et 4, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer chacune des valeurs des masses (mou ..., Mi, ..., Mn) des paliers de mesure, en effectuant une opération de lissage des mesures consécutives de masse, uniquement lorsque la variation des mesures, dans l'intervalle de temps donné (dut), est inférieure au critère de seuil prédéterminé (S). 6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à comparer la charge (Ci) supportée par chacun des essieux à une valeur limite de charge au-delà de laquelle un signal d'avertissement est émis. 7 - Procédé selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce qu'il consiste à corriger les valeurs des charges (Ci) supportées par les essieux par un facteur correctif (K) tenant compte de la masse du véhicule mesurée en statique. 8 - Dispositif pour déterminer la masse totale d'un véhicule (V) et la charge supportée par chaque essieu (14) du véhicule à partir de capteurs de force (2) équipant une plate-forme de pesée (1) et reliés à un dispositif de mesure (3), caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens aptes à déterminer le nombre d'essieux montés sur la plate-forme en vue d'en déduire les diverses combinaisons du nombre j d'essieux placés sur la plate-forme, avec j variant de 0 à n, - des moyens de détermination des masses du véhicule placées sur la plate-forme et correspondant à chaque configuration du nombre j d'essieux, - et des moyens de calcul pour déterminer la charge supportée par chacun des essieux (14) en effectuant, pour chacun d'entre-eux avec i etj prenant les mêmes valeurs de 1 à n, la différence entre la masse mesurée pour le nombre j d'essieux et la masse mesurée pour le nombre j-l d'essieux placés sur la plate-forme. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens pour effectuer en continu les mesures de la masse portée par la plate-forme (1), - et des moyens de mémorisation des valeurs instantanées successives des mesures de masse.