FR2697482A1 - Speed regulation process for self-propelled vehicle, e.g. railway vehicle - involves using measured speed to determine optimum settings for motor, clutch slip and braking - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention se rapporte à un procédé de régulation de la vitesse de déplacement d'un véhicule automoteur tel un véhicule ferroviaire. The invention relates to a method for regulating the speed of movement of a self-propelled vehicle such as a rail vehicle.
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 ... It also relates to the means for implementing this method of regulation as well as to other vehicles provided with said means and in particular but not exclusively to vehicles with which is associated at least one installation filling, along the path of the vehicle, a spot such as track cleaning and / or repainting of fixed equipment, 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. With such vehicles, it is obvious that the quality of the result obtained by this installation is directly linked to the regularity with which the self-propelled vehicle moves.
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.The speed of movement of a vehicle can be influenced by many factors, including
- the inclination of the track on which the said vehicle moves and which means that the load can be resistant or driving and therefore cause the vehicle speed to slow down or accelerate, and
- the grip between the track and the driving wheels of the vehicle.
Pour la qualité du travail accompli, il est donc primordial de contrôler et réguler la vitesse du véhicule. For the quality of the work accomplished, it is therefore essential to control and regulate the speed of the vehicle.
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. Such a self-propelled vehicle comprises, carried by a chassis, a motorization assembly composed of at least one engine and of a transmission via which the engine actuated, according to a determined regime, drives at least one driving wheel.
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. Conventionally, the transmission comprises between the engine engine and the drive wheels a clutch means as well as, generally, a gearbox making it possible to select for a predetermined engine speed a theoretical speed of rotation of the drive wheel.
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.To regulate the movement of such a vehicle, it is known to determine a reference speed and to equip it
- a means of detecting the actual speed,
- a means of comparing the actual speed with the reference speed and,
- A control means which, depending on the result of the aforementioned comparison, acts on the engine assembly to effect a correction of the actual speed.
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. In the methods known to date, to regulate the speed of the vehicle, the control means generally acts on only one of the elements constituting the engine assembly such as the engine speed.
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. However, it is known that the engine torque varies as a function of the engine speed and, therefore, by making the control means act only on the engine speed, the power transmitted to the driving wheels is varied, which affects regularity. of actual speed.
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. Also known is a process (EP-A-036.334) which fixes the engine speed at a value sufficient to drive the self-propelled vehicle at a speed higher than the reference speed and one intervenes using a control means on a retarder device which, integrated into the transmission, brakes the vehicle until the reference speed is obtained.
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. In order to remove the calories resulting from the action of the retarder, these retarder devices are combined with a so-called cooler, the efficiency of which is a direct function of the engine speed.
On comprend donc que si le régime moteur est constant, le refroidissement n'est optimisé que pour une quantité de calories prédéterminée. It is therefore understood that if the engine speed is constant, the cooling is only optimized for a predetermined quantity of calories.
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. Generally, the control of these retarder devices is not progressive, that is to say does not evolve linearly, but is carried out in stages (EP-A-036.334), which therefore causes sequential modifications of the speed of movement. of the vehicle.
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). Instead of a retarder device, it is likewise known to use a clutch means with controlled slip so that by modulating the slip of said clutch, the speed of movement is modified without modifying the engine speed (( 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. In all these known cases, an optimum adjustment of the motor assembly is never obtained and, therefore, the speed regulation is generally adapted either to a driving load, or to a resistant load.
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. It is also essential in the latter two cases that the engine speed is always higher than that optimal, which increases the operating cost.
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. Another drawback of known control methods is that the correction is made periodically, which means that generally when correcting an increase in speed by slowing down the vehicle, the vehicle is too slowed down and a correction must therefore be made. accelerating, a correction which itself causes the speed to be exceeded.
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. Therefore, instead of having a flat speed profile, the profile is jagged, which on the one hand affects the quality of the task to be performed and on the other hand, overall increases the consumption of energy required to move the vehicle.
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.One of the results targeted by the invention is a regulation method which overcomes the aforementioned problems and for this purpose the invention relates to a regulation method of the aforementioned type, particularly characterized in that
- for a determined reference speed, optimal operating conditions are determined for the engine assembly,
- two analog signals known as upper and lower speed deviations are developed which continuously represent the difference between the actual speed and the reference speed,
- as a function of the analog signals of upper and lower speed deviation, at least one of the parameters of the motor assembly, which are
engine speed,
. the slip coefficient of the slip clutch integrated in the transmission, as well as,
the braking coefficient of the retarder device also integrated into the transmission, this so as to continuously obtain a predetermined compromise between the engine speed, the slip of the clutch and the braking coefficient of the retarder device.
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. It also relates to the means for implementing this method of regulation as well as to vehicles provided with said means.
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.The invention will be clearly understood on reading the description below made by way of nonlimiting example with reference to the drawings which schematically represent
- Figure 1: schematic representation of a vehicle
- Figure 2: block diagram of the operation of the regulation
Referring to the drawing, it can be seen that the self-propelled vehicle 1 comprises, carried by a chassis 3, a motorization assembly 2 composed of at least one engine 4 and of a transmission 5 via which the engine, actuated according to an engine speed predetermined, drives at least one drive wheel 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. Conventionally, the transmission 5 comprises a coupling means 7 hereinafter called the clutch between the motor means 4 and the drive wheels 6 and generally a gearbox 8 making it possible to select, for a given engine speed, a theoretical speed of rotation of the wheels driving.
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.To regulate the movement of the vehicle, according to a reference speed, the vehicle further comprises
a means 9 for detecting the real speed VR,
a means 10 for comparing the real speed VR with a reference speed VT,
- A control means 11 which, depending on the result of the aforementioned comparison, acts on the engine assembly 2 to effect speed correction.
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. According to the process implemented by these means, to regulate the speed of the vehicle
- the real speed VR of the vehicle is determined at least at a given instant,
- at least at a given instant, the real speed VR is compared with a reference speed VT and,
- Depending on the result of the comparison, by the control means 11, action is taken on the engine assembly 2 to reduce the difference between the actual measured speed and the reference speed.
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.According to the invention
- for a determined reference speed VT, optimal operating conditions (R, E, F) are determined for the engine assembly 2,
- two analog signals (Sa, Si) called upper and lower speed deviations are developed which continuously represent the difference between the real speed VR and the reference speed VT,
- as a function of the analog signals of upper and lower speed deviation (Sa, Si), at least one of the parameters of the motor assembly is continuously adapted, such as
. the engine speed R,
the slip coefficient E of the slip clutch 7 integrated in the transmission 5, as well as,
the braking coefficient F of a retarder device 12 also integrated into the transmission, this so as to continuously obtain a predetermined compromise between the engine speed R, the slip E of the clutch 7 and the braking coefficient F of the retarder device 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. According to the invention, the evolution over time of the analog speed difference signals Sa, Si is monitored and, as a function of this evolution, the parameters of the engine assembly 2 are continuously modified so as to come as close as possible possible operating conditions of the power unit which have been determined for the selected travel speed.
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. According to the invention, in the case of a driving load, that is to say causing an increase in speed, the coefficient (E) of sliding of the clutch 7 is maintained in its state and, on the other hand, the modulus the braking coefficient F of the retarder 12 and the engine speed R is increased to ensure the evacuation of the calories produced in addition by said retarder.
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. According to the invention, in the case of a resistant load, that is to say decreasing the speed, the engine speed is increased to increase the engine torque and the sliding of the clutch 7 is modulated according to the evolution of the speed deviation signals.
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.According to the invention, to monitor the evolution over time of the speed difference signals, signals are developed
Da, Di representative of the time differential of the said deviation signals.
Avantageusement, les signaux d'écart de vitesse et ceux représentatifs du différentiel sont des signaux de type analogique. Advantageously, the speed difference signals and those representative of the differential are signals of analog type.
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.For the implementation of the method, the motorization assembly therefore comprises
- a sliding clutch 7, a retarder 12 with its cooling means 13, the efficiency of which is a function of the engine speed,
a means 14, 15, 16 which, as a function of the comparison between the actual speed of the vehicle and the reference speed, continuously develops a plurality of commands, each intended for at least one of the aforementioned means, namely the slip clutch, the retarder device 12 and the motor means 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. Advantageously, the engine is, through the modular clutch, connected to a torque converter 17 which transmits, via the retarder 12, the power to a mechanical gearbox 8 which attacks at least one transmission shaft 18 and at least a reduction bridge 19 associated with the driving wheels.
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.The speed measured by the speed sensor is compared to the theoretical reference speed which makes it possible to obtain
- an analog signal of higher speed deviation,
- an analog signal of deviation from lower speed.
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. The lower speed difference makes it possible, via integral proportional type regulation, to obtain an analog clutch control signal.
L'écart de vitesse supérieure permet par l'intermédiaire d'une autre régulation du même type d'obtenir un signal analogique de commande ralentisseur. The higher speed difference makes it possible, via another regulation of the same type, to obtain an analog retarder control signal.
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. Calculating the differential speed difference provides a reflection of the acceleration and deceleration used to correct the pumping effect of the two regulations.
Ces reflets sont obtenus par des moyens 20, 21 élaborant les signaux de différentielle de vitesse Da, Di. These reflections are obtained by means 20, 21 developing the differential speed signals Da, Di.
La vitesse théorique du moteur d'entraînement est définie par le choix de la vitesse du convoi. The theoretical speed of the drive motor is defined by the choice of the speed of the convoy.
Une correction est apportée pour les vitesses inférieures afin d'obtenir une correction du couple moteur. A correction is made for lower speeds in order to obtain a correction of the engine torque.
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. On the other hand, an acceleration of the engine speed is also obtained in proportion to the rate of deceleration in order to ensure the evacuation of the calories by the cooling device.
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- 1992-11-02 FR FR9213497A patent/FR2697482B1/en not_active Expired - Fee Related
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