Brevet FR3067997A1 — publié le 20181228

« Procédé pour déterminer la vitesse de référence utilisée par un antienrayeur d'un véhicule ferroviaire, et dispositif antienrayeur mettant en oeuvre un tel procédé » La présente invention concerne un procédé pour déterminer la vitesse de référence utilisée par un antienrayeur d'un véhicule ferroviaire. Elle concerne également un dispositif antienrayeur mettant en oeuvre un tel procédé, et un véhicule ferroviaire mettant en oeuvre un tel procédé et/ou un tel dispositif antienrayeur. Le domaine de l'invention est le domaine ferroviaire, et plus particulièrement le domaine des antienrayeurs pour véhicules ferroviaires. Etat de la technique Dans un véhicule ferroviaire, les antienrayeurs évitent le blocage des roues ou des essieux lors du freinage, en modulant l'effort de freinage de manière à éviter un blocage de la roue, ou de l'essieu. Un antienrayeur entre en fonction lorsqu'il détecte qu'une roue présente une vitesse trop faible par rapport à une vitesse, dite de référence, préalablement estimée. Il relâche, alors, le frein de la roue en enrayage, jusqu'à ce que la roue ait retrouvé une vitesse proche de la vitesse de référence. Actuellement, la vitesse de référence utilisée par un antienrayeur est estimée d'une part à partir des vitesses mesurées de chaque roue protégée par l'antienrayeur, et d'autre part à partir de la décélération maximale possible dans les meilleures conditions d'adhérence, c'est-à-dire environ 1,5 m/s2. Cependant, l'estimation actuelle de la vitesse de référence, si elle donne satisfaction dans la plupart des situations, présente des limites en situation de faible adhérence étendue. Dans une telle situation, il arrive que la vitesse d'une ou plusieurs roues décroisse progressivement, en restant dans le seuil acceptable, jusqu'à devenir nulle, bien que le véhicule ferroviaire continue à se déplacer. -2 - Or, une telle situation entraine un dommage de la roue ou de l'essieu, par exemple en créant des méplats sur la roue, qui nécessite une intervention de maintenance lourde et entraîne l'indisponibilité de véhicules ferroviaires pour l'exploitation. 5 Un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients. Un autre but de l'invention est de proposer un procédé et un dispositif permettant de déterminer de manière plus précise la vitesse de référence utilisée par un antienrayeur d'un véhicule ferroviaire. 10 Un autre but de l'invention est de proposer un procédé et un dispositif permettant de mieux anticiper un enrayage des roues d'un véhicule ferroviaire. 15 Exposé de l'invention L'invention permet d'atteindre au moins l'un de ces buts par un procédé pour déterminer une vitesse de référence utilisée par un antienrayeur d'un véhicule ferroviaire en mouvement sur une voie ferrée, comprenant au moins une itération des étapes suivantes : 20 - mesure d'au moins une vitesse réelle d'une roue ou d'un essieu dudit véhicule ; - mesure de la décélération réelle dudit véhicule ; - détermination de ladite vitesse de référence en fonction de ladite au moins une vitesse réelle et de ladite décélération réelle 25 mesurées. Ainsi, le procédé selon l'invention propose de déterminer la vitesse de référence utilisée par un antienrayeur d'un véhicule ferroviaire, non pas en se basant sur un seuil maximum de décélération prédéterminé, mais sur une valeur de décélération réelle du véhicule ferroviaire en mesurant ladite 30 décélération. Ce faisant, le procédé selon l'invention permet de déterminer la vitesse de référence utilisée par l'antienrayeur de manière plus précise et plus proche de la situation réelle du véhicule ferroviaire, à tout moment. Par -3 conséquent, le glissement de la roue est détecté plus tôt, et il est possible de relâcher l'effort de freinage de manière plus anticipée, ce qui permet de réduire, voire de supprimer, les méplats sur les roues liés aux enrayages. De plus, les situations où l'ensemble des roues partent 5 progressivement en glissement sont également détectées avec le procédé selon l'invention. Avantageusement, lorsque l'antienrayeur est associé à plusieurs roues, c'est la vitesse mesurée de la roue qui tourne le plus vite qui peut 10 être prise en compte pour la détermination de la vitesse de référence utilisée par ledit antienrayeur, comme valeur minimale. Avantageusement, le procédé selon l'invention peut en outre comprendre une mesure d'une pente du véhicule ferroviaire sur la voie 15 ferrée, la détermination de la vitesse de référence utilisée par l'antienrayeur étant en outre réalisée en fonction de ladite pente. Ainsi, il est possible d'ajuster la vitesse de référence en fonction de la pente également. Par exemple, lorsque la pente est négative (descendante), il est possible de revoir la vitesse de référence à la hausse, et lorsque la 20 pente est positive (montante) alors il est possible de revoir la vitesse de référence à la baisse. Avantageusement, le procédé selon l'invention peut en outre comprendre une étape de filtrage de type Kalman d'au moins un signal de 25 décélération et/ou d'au moins un signal de vitesse. Un tel filtrage permet de réduire les bruits et d'augmenter la précision des valeurs obtenues à partir des signaux de mesure. Cette étape de filtrage peut être réalisée en même temps que, ou après, l'étape de détermination de la vitesse de référence. 30 Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de régulation d'un effort de freinage appliqué à une roue d'un véhicule ferroviaire, ladite roue étant associée à un antienrayeur, ledit procédé comprenant les étapes suivantes pour ladite roue : -4 - - estimation d'une vitesse de référence utilisée par ledit antienrayeur, par le procédé selon l'invention ; - mesure de la vitesse de ladite roue ; et - lorsque la vitesse de ladite roue est inférieure à ladite vitesse de 5 référence, modification dudit effort de freinage appliqué à ladite roue. En particulier, l'étape de modification de l'effort de freinage peut comprendre une diminution de l'effort de freinage appliquée à la roue, voire 10 un relâchement du freinage appliqué à ladite roue. Suivant encore un autre aspect de la présente invention, il est proposé un antienrayeur pour au moins une roue d'un véhicule ferroviaire, 15 comprenant des moyens configurés pour mettre en oeuvre toutes les étapes du procédé selon l'invention pour déterminer la vitesse de référence utilisée par ledit antienrayeur. 20 Suivant encore un autre aspect de la présente invention, il est proposé un dispositif antienrayeur pour au moins une roue d'un véhicule ferroviaire, comprenant : - au moins un moyen de mesure de la vitesse de ladite roue, - au moins un moyen de mesure d'une décélération réelle dudit 25 véhicule ferroviaire, et éventuellement d'une pente d'une voie ferrée sur laquelle ledit véhicule ferroviaire est en mouvement, et - au moins un antienrayeur ; configurés pour mettre en oeuvre toutes les étapes du procédé selon l'invention pour déterminer la vitesse de référence utilisée par ledit 30 antienrayeur. L'antienrayeur peut être commun à plusieurs roues, et en particulier à plusieurs essieux, du véhicule ferroviaire. Dans ce cas, le moyen de mesure -5 - de la décélération peut avantageusement être également commun audites roues, et en particulier audits essieux. Ainsi, le coût du dispositif antienrayeur est diminué. 5 Suivant un exemple de réalisation non limitatif, le moyen de mesure d'une décélération peut comprendre, ou être, une centrale inertielle. De plus, le moyen de mesure d'une décélération peut avantageusement être intégré dans l'antienrayeur, ou dans un caisson 10 comprenant ledit antienrayeur. Le dispositif antienrayeur peut comprendre un moyen de mesure de vitesse pour chaque roue individuellement. Un tel moyen de mesure de vitesse peut, par exemple, comprendre 15 un odomètre, ou tout autre dispositif de mesure de vitesse pour roue. Suivant encore un autre aspect de la même invention, il est proposé un véhicule ferroviaire équipé : 20 - de moyens configurés pour mettre en oeuvre toutes les étapes du procédé selon l'invention ; et/ou d'un dispositif antienrayeur selon l'invention. Un tel véhicule ferroviaire peut être un bogie, un train, un tramway ou tout autre véhicule ferroviaire prévu pour circuler sur une voie ferrée. 25 Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de réalisation nullement limitatif, et des 30 dessins annexés sur lesquels - la FIGURE 1 est une représentation schématique, sous la forme d'un diagramme, d'un exemple de réalisation non limitatif d'un procédé -6 selon l'invention de détermination de la vitesse de référence utilisée par un antienrayeur ; la FIGURE 2 est une représentation schématique, sous la forme d'un diagramme, d'un exemple de réalisation non limitatif d'un procédé 5 selon l'invention d'ajustement de l'effort de freinage appliqué à une roue d'un véhicule ferroviaire ; et la FIGURE 3 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif selon l'invention. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits 10 dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la 15 technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie est uniquement suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. 20 Sur les figures les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence. La FIGURE 1 est une représentation schématique, sous la forme d'un diagramme, d'un exemple de réalisation non limitatif d'un procédé 25 d'estimation d'une vitesse de référence utilisée par un antienrayeur selon l'invention. Le procédé 100 représenté sur la FIGURE 1, comprend une étape 102 de mesure d'au moins une vitesse réelle d'une ou de plusieurs roues d'un véhicule ferroviaire. Une telle mesure de vitesse peut être réalisée par un 30 odomètre associé à chaque roue du véhicule ferroviaire, et fournissant un signal de mesure de vitesse. Une étape 104 réalise une mesure d'une décélération du véhicule ferroviaire et d'une pente de la voie ferrée sur laquelle circule le véhicule ferroviaire, par exemple par une centrale inertielle. -7 Lors d'une étape 106, un filtrage Kalman est appliqué aux signaux mesurés pour éliminer les bruits sur ces signaux. Lors d'une étape 108 la vitesse de référence utilisée par l'antienrayeur est calculée en fonction : 5 - de la vitesse mesurée de la roue qui tourne le plus vite, - de la décélération mesurée du véhicule ferroviaire, et - de la pente mesurée de la voie ferrée. Le procédé 100 est réitéré à une fréquence prédéterminée, par 10 exemple toutes les secondes ou tous les dixièmes de seconde, pour mettre à jour la vitesse de référence. La FIGURE 2 est une représentation schématique, sous la forme d'un 15 diagramme, d'un exemple de réalisation non limitatif d'un procédé d'ajustement de l'effort de freinage appliqué à une roue d'un véhicule ferroviaire, selon l'invention. Le procédé 200 comprend toutes les étapes du procédé 100 de la FIGURE 1 qui sont réitérées à une fréquence prédéterminée. 20 Lorsqu'un freinage est appliqué à une roue, la vitesse de la roue sur laquelle le freinage est appliqué est mesurée lors d'une étape 202. Alternativement, cette étape 202 peut ne pas être réalisée. Dans ce cas, c'est la vitesse mesurée pour cette roue, lors de l'étape 102 qui est prise en compte. 25 Lors d'une étape 204, la vitesse de la roue est comparée à la vitesse de référence calculée et mémorisée lors de l'étape 108. Si la vitesse mesurée pour la roue est supérieure ou égale à la vitesse de référence, alors cela signifie que la roue n'est pas enrayée et aucune action n'est entreprise. 30 Si la vitesse mesurée pour la roue est substantiellement inférieure à la vitesse de référence, alors cela signifie que la roue est enrayée. Dans ce cas, l'effort de freinage appliqué à cette roue est diminué, voire annulé, en -8 - relâchant partiellement ou totalement le freinage appliqué à la roue, lors d'une étape 206. Lorsque l'antienrayeur est associé à plusieurs roues, alors les étapes 5 202 à 204 sont réalisées indépendamment pour chacune de ces roues, en particulier en même temps. La FIGURE 3 est une représentation schématique d'un exemple de 10 réalisation non limitatif d'un dispositif antienrayeur selon l'invention. Le dispositif antienrayeur 300, représenté sur la FIGURE 2, comprend un antienrayeur 302 associé à quatre roues 3041-3044 de deux essieux 3061 et 3062 formant un bogie 308. L'antienrayeur 302 est donc commun aux quatre roues 3041-3044 et est utilisé pour éviter un enrayage de chacune 15 des roues 3041-3044. Le dispositif antienrayeur 300 comprend en outre, pour chaque roue 3041-3044 un odomètre, respectivement 3101-3104, pour mesurer la vitesse de chaque roue 3041-3044. De plus, le dispositif antienrayeur 300 comprend une centrale 20 inertielle 312 commune aux autres roues 3041-3044. Dans l'exemple représenté sur la FIGURE 3, la centrale inertielle 312 est intégrée dans l'antienrayeur commun 302. Cette centrale inertielle 312 mesure la décélération du véhicule ferroviaire, en particulier du bogie 308, ainsi que la pente de la voie ferrée sur laquelle circule le bogie 308. 25 Les signaux mesurés par les odomètres 3101-3104 et la centrale inertielle 312 sont communiqués à un calculateur 314 de l'antienrayeur 302. Ce dernier filtre les signaux mesurés puis détermine la vitesse de référence utilisée par l'antienrayeur, tel que décrit plus haut. De plus, le calculateur 314 compare la vitesse de chaque roue 3041- 30 3044 à la vitesse de référence. Lorsque la vitesse d'une roue 3041-3044 est inférieure à la vitesse de référence, alors une requête de diminution, ou d'arrêt, du freinage appliqué à cette roue est émise, directement ou indirectement, vers le dispositif de -9 - freinage de cette roue, par exemple grâce à un module de communication 316, filaire ou sans fil, de l'antienrayeur. 5 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples détaillés ci- dessus et de nombreux aménagements peuvent être apportés sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, l'antienrayeur peut être associé à un nombre de roues différent. 10 De plus, la centrale inertielle peut ne pas être intégrée dans l'antienrayeur. REVENDICATIONS1. Procédé (100) pour déterminer une vitesse de référence utilisée par un antienrayeur (302) d'un véhicule ferroviaire (308) en mouvement sur une voie ferrée, comprenant au moins une itération des étapes suivantes : - mesure (102) d'au moins une vitesse réelle d'une roue (3041- 3044) ou d'un essieu (3061-3062) dudit véhicule (308) ; - mesure (104) de la décélération réelle dudit véhicule (308) ; - détermination (108) de ladite vitesse de référence en fonction de ladite au moins une vitesse réelle et de ladite décélération réelle mesurées. 2. Procédé (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une mesure (104) d'une pente du véhicule ferroviaire (308) sur la voie ferrée, la détermination (108) de la vitesse de référence utilisée par l'antienrayeur (302) étant en outre réalisée en fonction de ladite pente. 3. Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de filtrage (106) de type Kalman d'au moins d'un signal de décélération et/ou d'au moins un signal de vitesse. 4. Procédé (200) de régulation d'un effort de freinage appliqué à une roue (3041-3044) d'un véhicule ferroviaire (308), ladite roue (3041-3044) étant associée à un antienrayeur (302), ledit procédé (200) comprenant les étapes suivantes pour ladite roue (3041-3044) : - estimation d'une vitesse de référence utilisée par ledit antienrayeur (302), par le procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes ; - mesure (102,202) de la vitesse ladite roue (3041-3044) ; et lorsque la vitesse de ladite roue (3041-3044) est inférieure à ladite vitesse de référence, modification dudit effort de freinage appliqué à ladite roue (3041-3044). 5. Antienrayeur (302) pour au moins une roue (3041-3044) d'un véhicule ferroviaire (308), comprenant des moyens configurés pour mettre en oeuvre toutes les étapes du procédé (100) selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 3 pour déterminer la vitesse de référence utilisée par ledit antienrayeur (302). 6. Dispositif antienrayeur (300) pour au moins une roue (3041-3044) d'un véhicule ferroviaire (308), comprenant : 10 - au moins un moyen (3101-3104) de mesure de la vitesse de ladite roue (3041-3044), - au moins un moyen (312) de mesure d'une décélération réelle dudit véhicule ferroviaire (308), et - au moins un antienrayeur ; 15 configurés pour mettre en oeuvre toutes les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 pour déterminer la vitesse de référence utilisée par ledit antienrayeur (302). 7. Dispositif (300) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que 20 l'antienrayeur (302) est commun à plusieurs roues (3041-3044), et en particulier à plusieurs essieux (3061-3062), ledit moyen (312) de mesure d'une décélération étant également commun audites roues (3041-3044), et en particulier audits essieux (3061-3062). 25 8. Dispositif (300) selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le moyen de mesure d'une décélération comprend une centrale inertielle (312). 9. Dispositif (300) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, 30 caractérisé en ce que le moyen (312) de mesure d'une décélération est intégré dans l'antienrayeur (302). 10. Véhicule ferroviaire (308) équipé : - 12 - - de moyens configurés pour mettre en oeuvre toutes les étapes du procédé (100;300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4; et/ou - d'un dispositif antienrayeur (300) selon l'une quelconque des 5 revendications 6 à 9.