FR2875968A1 - Ralentisseur electromagnetique refroidi par eau, procede de commande d'un ralentisseur et vehicule automobile comprenant un tel ralentisseur - Google Patents
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Abstract
Ralentisseur électromagnétique refroidi par eau comprennant au moins un capteur permettant de collecter des informations concernant au moins une grandeur physique du ralentisseur, le ou les capteurs étant destinés à être reliés à un dispositif de traitement d'informations susceptible d'engendrer, sur la base des informations traitées, des signaux de commande permettant d'agir sur des organes commandant le fonctionnement du ralentisseur.
Description
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Ralentisseur électromagnétique refroidi par eau, procédé de commande d'un tel ralentisseur et véhicule automobile comprenant un tel ralentisseur.
DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un ralentisseur électromagnétique refroidi par eau, le ralentisseur étant destiné à être utilisé dans un véhicule automobile comme dispositif de freinage d'appoint ou comme dispositif de freinage d'endurance. L'invention concerne également un procédé de commande pour un ralentisseur refroidi par eau comprenant au moins un capteur permettant de collecter des informations concernant au moins une grandeur physique du ralentisseur, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un ralentisseur électromagnétique refroidi par eau et permettant la mise en oeuvre du procédé de commande.
ETAT DE LA TECHNIQUE
La présente invention concerne un ralentisseur électromagnétique destiné à être utilisé dans le domaine des véhicules automobiles, notamment dans le domaine des véhicules industriels tel des camions poids lourds, des bus et des autocars. Toutefois, l'utilisation d'un ralentisseur électromagnétique n'est pas limitée à une catégorie particulière de véhicules automobiles classés selon leur utilisation ou leur poids. Au contraire, les ralentisseurs électromagnétiques selon l'invention peuvent être utilisés aussi pour des camionnettes et d'autres véhicules automobiles légers, comme la description le montrera plus loin. Pour cette raison, la présente invention sera décrite en faisant référence aux véhicules automobiles en général, sans distinction.
Pour ralentir des véhicules automobiles présentant une grande inertie liée à leur poids et à la vitesse avec 2875968 2 laquelle ils se déplacent, il est nécessaire d'utiliser un freinage d'appoint, qui est en même temps un dispositif de freinage d'endurance, car un freinage classique avec le frein de service des véhicules, utilisant des patins ou plaquettes de frein frottant contre un disque d'un moyeu de roue, n'est pas toujours suffisant pour assurer de manière sûre le ralentissement, voire le freinage de ces véhicules.
En effet, le frottement des freins de service étant à la base de leur fonctionnement, la sécurité du freinage dépend de l'efficacité du frottement, par exemple, des patins contre un disque. De plus, le frottement engendrant de la chaleur, et un échauffement trop élevé des patins et du disque réduisant l'efficacité du freinage, l'utilisation du frein de service est exclu dès lors qu'un freinage d'endurance est nécessaire, par exemple sur une route en descente. Outre cette restriction, une utilisation très fréquente du frein de service entraîne une consommation assez importante en patins de frein et heures de maintenance pour le remplacement des patins usés.
Au contraire des freins à friction, les ralentisseurs électromagnétiques, utilisés typiquement en tant que dispositifs de freinage d'appoint et d'endurance, sont des éléments presque sans usure. En effet, leur conception et leur fonctionnement sont basés sur le principe des courants de Foucault, un phénomène électromagnétique demandant l'absence de contact physique et donc de frottement des pièces intervenant.
Ainsi, un ralentisseur électromagnétique tel que ceux décrits dans les documents FR-2.440.110 et FR-2.577.357, comporte au moins un stator et au moins un rotor. Le rotor est assemblé sur un arbre de façon à présenter une face cylindrique externe à proximité d'une face cylindrique interne du stator et avec un entrefer de 2875968 3 faible épaisseur interposé entre le rotor et le stator. Le rotor et le stator sont montés coaxialement. Selon le modèle de ralentisseur électromagnétique choisi, c'est soit le rotor soit le stator qui comporte un nombre pair de bobines de fils électriques de polarité alterné et propre à engendrer un champ magnétique dans une pièce ferromagnétique du stator, lorsque le rotor est inducteur, et vis et versa.
Pour obtenir le fonctionnement typique d'un ralentisseur électromagnétique, le stator comprend un inducteur formé par des bobines de fils électriques, propre à engendrer un champ magnétique dans une pièce ferromagnétique du rotor constituant l'induit. Lorsque le rotor est mis en rotation, les parcelles de métal du rotor coupent des lignes d'induction du champ magnétique engendré par les bobines de l'inducteur. Il en résulte les naissances de courants induits dans la pièce ferromagnétique, dits courants de Foucault. Ces courants induits, en raison d'une faible résistance électrique qui leur est offerte dans cette pièce ferromagnétique, ont une intensité notable et, suivant la loi de Lenz, un sens tel qu'ils s'opposent par leurs effets, à la cause qui leur donne le sens, à savoir le mouvement de rotation du rotor. Plus le champ magnétique engendré par les bobines de l'inducteur est fort, plus les courants induits sont forts aussi et engendrent de leur côté un champ magnétique inverse fort, s'opposant au champ magnétique engendré par les bobines de l'inducteur et ayant pour effet de ralentir, et finalement freiner le rotor plus rapidement.
La création des courants de Foucault étant accompagné d'un échauffement du rotor par effet Joule dont il résulte une perte d'énergie, il faut en général refroidir le ralentisseur électromagnétique moyennant un fluide gazeux ou liquide. Dans le cas d'un 2875968 4 refroidissement par air, le ralentisseur comprend un ventilateur et dans le cas d'un refroidissement par un fluide liquide, par exemple de l'eau, le ralentisseur comprend une chemise de refroidissement, communément appelée une chemise d'eau ou boite à eau.
Ci-après, le ralentisseur électromagnétique de l'invention sera expliqué en rapport avec un véhicule automobile pour lequel il constitue un dispositif de freinage d'appoint et d'endurance. Toutefois, les explications générales et la description des modes de réalisation d'un ralentisseur électromagnétique de l'invention sont transposables par analogie à d'autres applications, par exemple à l'application d'un ralentisseur électromagnétique dans un banc de test pour moteurs ou machines tournantes où l'énergie de freinage employée par le ralentisseur est réglable et constitue une mesure pour la puissance du moteur. En effet, le régime du ralentisseur peut être varié et réglé très facilement, alors que l'inertie d'une masse tournante, entraînée par le moteur en test, ne l'est pas.
Comme il ressort de la description ci avant du principe de fonctionnement d'un ralentisseur électromagnétique, un ralentisseur électromagnétique est une machine qui transforme l'énergie cinétique, due à la rotation de l'arbre de transmission, en chaleur. Toutefois, les performances du ralentisseur dépendent directement de sa capacité à dissiper la chaleur. En effet, la performance de chacun des composants constituant le ralentisseur est inversement proportionnel à sa température. Il est donc important de maîtriser la température, et de manière générale aussi les autres grandeurs physiques, pour optimiser les performances du ralentisseur.
Actuellement, les ralentisseurs électromagnétiques 35 ne sont pas pourvus de moyens permettant de suivre constamment l'évolution de quelques caractéristiques physiques tels que leur température, ni de moyens permettant de connaître à tout moment l'état du ralentisseur et son potentiel de freinage.
OBJET DE L'INVENTION Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients et, en même temps, de proposer une solution permettant aussi, si possible, l'intégration du suivi d'un ralentisseur électromagnétique dans un système automatique de commande du fonctionnement d'un véhicule automobile ou d'un banc de test équipé d'un ralentisseur. Dans le cas d'un véhicule équipé d'un ralentisseur, il serait alors souhaitable de pouvoir intégrer le suivi du ralentisseur dans le système de régulation de vitesse et de sécurité active du véhicule.
Le but de l'invention est atteint avec un ralentisseur électromagnétique refroidi par eau, comprenant au moins un capteur permettant de collecter des informations concernant au moins une grandeur physique du ralentisseur, le ou les capteurs étant destinés à être reliés à un dispositif de traitement d'informations susceptible d'engendrer, sur la base des informations traitées, des signaux de commande permettant d'agir sur des organes commandant le fonctionnement du ralentisseur.
L'invention met donc en oeuvre un dispositif de traitement d'informations muni de plusieurs entrées et sorties de signaux destinés respectivement à recevoir des informations constituées par des résultats de mesure d'une ou de plusieurs grandeurs physiques du ralentisseur, et à émettre des signaux de commande destinés à des organes commandant le fonctionnement du ralentisseur et, le cas échéant, le fonctionnement du véhicule. Les mesures des grandeurs physiques sont 2875968 6 effectuées à l'aide de capteurs disposés à des endroits appropriés dans le ralentisseur et, le cas échéant, dans l'entourage du ralentisseur. Le dispositif de traitement d'informations peut être monté directement sur le ralentisseur ou à distance par rapport au ralentisseur, par exemple sur le châssis ou dans la cabine de conduite du véhicule équipé du ralentisseur.
Avantageusement, le dispositif de traitement d'informations est agencé de manière a pouvoir, à partir de ces mêmes entrées et sorties de signaux, non seulement commander le ralentisseur, mais également communiquer avec d'autres entités du véhicule extérieures au ralentisseur. Pour rendre cette communication extérieure possible, le traitement des informations est faite selon les critères d'un protocole de dialogue prédéfini de type CAN (Controller Area Network) ou de type K, LIN ou autre en fonction de la demande du constructeur du véhicule. Grâce à ce traitement standardisé, le dispositif de traitement d'informations prépare les signaux de commande sous une forme qui permet de les utiliser en même temps comme des informations utiles pour d'autres unités de contrôle du véhicule automobile. Ainsi, le dispositif de traitement d'informations du ralentisseur peut participer à un dialogue avec les autres unités et d'échanger des informations sur l'état du ralentisseur, sur l'état du véhicule et même sur l'interconnexion avec des systèmes de sécurité active de type ABS (Système Anti Blockage des roues). La préparation des informations standardisées permet aussi un affichage de ces informations dans la cabine de conduite du véhicule et la saisie et l'introduction de commandes et de consignes par le conducteur du véhicule à l'aide d'un écran tactile.
La communication des informations concernant l'état du ralentisseur, mais aussi la communication des informations sur l'état du véhicule, notamment sur sa 2875968 7 vitesse et sur le régime du moteur, permet alors de savoir mieux maîtriser qu'auparavant, à tout moment donné, la puissance totale de freinage du véhicule en fonction du potentiel actuel du ralentisseur et éventuellement aussi en fonction du potentiel prévisible pour un temps limité après le moment donné. Et ceci est valable aussi bien pendant l'utilisation du ralentisseur qu'en dehors de celle-ci.
En effet, la puissance totale de freinage du véhicule correspond, à un moment donné, à la somme de la puissance de freinage des freins de service et de la puissance de freinage momentanée du ralentisseur. Alors que la puissance de freinage des freins de service peut être considérée, dans le cadre de la présente invention, comme constante, le temps que ces freins ne sont pas défaillants, la puissance de freinage du ralentisseur, c'est-à-dire son couple disponible, peut varier assez fortement, notamment en fonction de sa température générale et/ou de la température de certaines composantes du ralentisseur. Cette variation du couple disponible du ralentisseur peut être considérée comme la résultante des deux effets thermiques qui se produisent dans le ralentisseur, à savoir l'échauffement pendant le fonctionnement et le refroidissement pendant et après le fonctionnement du ralentisseur.
Par ailleurs, même lorsque le ralentisseur n'est pas utilisé, il est néanmoins exposé aux conditions de fonctionnement du véhicule automobile, notamment en ce qui concerne la température d'environnement et la température de l'eau de refroidissement. Ceci peut avoir une influence particulière sur la vitesse de refroidissement du ralentisseur après une sollicitation en endurance du ralentisseur. Il pourrait alors être particulièrement intéressant pour le conducteur du véhicule de non seulement pouvoir s'assurer de la 2875968 8 capacité de freinage du ralentisseur au moment où il veut s'en servir, mais d'obtenir aussi une sorte de prévision, sur un laps de temps à déterminer, sur l'évolution du couple qui sera disponible pendant ce laps de temps. Il va sans dire qu'une telle prévision ne pourrait être qu'indicative, ne serait-ce que parce qu'elle est soumise à la condition de l'absence d'une nouvelle utilisation du ralentisseur.
Lorsque le ralentisseur fonctionne, la prise en compte de différentes grandeurs physiques aussi bien du ralentisseur que de son entourage, par le dispositif du traitement d'informations permet de réguler et optimiser le fonctionnement du ralentisseur selon des consignes prédéterminées et/ou selon des consignes singulièrement introduites dans le système pendant l'utilisation du véhicule. Il est par ailleurs même concevable de prévoir que le dispositif de traitement d'information engendre des signaux de commande destinés à activer, et puis à désactiver, un circuit de refroidissement supplémentaire pour refroidir le ralentisseur plus vite. Enfin, cette variante de réalisation du ralentisseur de l'invention et de son procédé de commande pourrait être élargie à la possibilité d'une activation du circuit de refroidissement supplémentaire par le conducteur du véhicule, en vue d'une utilisation imminente du ralentisseur en approche d'une route en descente, et d'une désactivation par le dispositif de traitement d'informations ou encore à une activation anticipé du refroidissement du circuit unique, pour anticiper à une forte montée en température de l'eau de refroidissement.
La communication des informations en temps réel permet donc de transmettre, aussi bien pendant qu'en dehors des phases d'utilisation du ralentisseur, les informations et consignes nécessaires à la surveillance 2875968 9 du ralentisseur et à son fonctionnement ainsi qu'à la prévention en cas de défaillance.
Une possibilité supplémentaire de l'exploitation des informations consiste en la transmission de celles-ci 5 vers un régulateur de la vitesse du véhicule.
Pour obtenir les différents avantages de l'invention énoncés plus haut, le ralentisseur de l'invention peut avoir l'une au moins des caractéristiques supplémentaires suivantes: - le ralentisseur comprend en outre un capteur permettant de collecter des informations concernant une grandeur physique de l'eau de refroidissement du circuit unique ou principal de refroidissement et, le cas échéant, un capteur permettant de collecter des informations concernant une grandeur physique de l'eau de refroidissement d'un circuit supplémentaire, le (ou les) capteur(s) étant destiné(s) à être relié(s) au dispositif de traitement d'informations; en général, la grandeur physique en question est la température de l'eau; mais, il pourrait s'agir aussi de la pression de l'eau (bien qu'allant de paire avec la température de l'eau), car elle permet de détecter des fuites dans le circuit de refroidissement; - le ralentisseur comprend un dispositif permettant de traiter des informations venant du ou des capteurs et des informations de consigne venant du poste de conduite d'un véhicule automobile équipé du ralentisseur, ainsi qu'un dispositif permettant d'engendrer des signaux de commande destinés à des organes commandant le fonctionnement du ralentisseur; - le ralentisseur comprend des moyens de liaison permettant de relier le ralentisseur à un dispositif de traitement des informations venant du ou des capteurs et à un dispositif de génération et d'émission de signaux de 2875968 10 commande destinés à des organes commandant le fonctionnement du ralentisseur; - le ralentisseur comprend un dispositif de régulation de la puissance de ralentissement, le dispositif étant destiné à être relié au dispositif de traitement d'informations; - le ralentisseur comprend un boîtier de régulation avec des moyens intervenant dans la régulation de la puissance de ralentissement et des moyens intervenant dans la transmission et/ou le traitement des informations fournies par le ou les capteurs; - le ralentisseur comprend un calculateur permettant de calculer, à partir des informations obtenues par le ou les capteurs, le couple de ralentissement disponible du ralentisseur ou tout autres grandeurs physiques utiles au fonctionnement du ralentisseur; - le ralentisseur comprend des moyens de communication permettant d'intégrer le ralentisseur dans un réseau de communication local de données du véhicule, afin d'établir un échange d'informations entre les différents organes du véhicule intervenant pendant l'utilisation du véhicule, - le ralentisseur comprend un variateur de puissance permettant de régler le puissance ou le couple par paliers de zéro, vingt cinq pour cent, cinquante pour cent, soixante quinze pour cent, cent pour cent de la capacité maximale; toutefois, un réglage selon d'autres paliers ou une commande sans paliers, notamment une commande linéaire, sont également possibles.
Le but de l'invention est également atteint avec un procédé de commande pour un ralentisseur refroidi par eau comprenant au moins un capteur permettant de collecter des informations concernant au moins une grandeur 2875968 11 physique du ralentisseur. Ce procédé comprend au moins les étapes suivantes: - mesurer au moins une grandeur physique du ralentisseur, le ou les résultats de la mesure 5 constituant des informations, - envoyer les informations à un dispositif de traitement d'informations, - engendrer par le dispositif de traitement d'informations, sur la base des informations traitées, des signaux de commande permettant d'agir sur des organes commandant le fonctionnement du ralentisseur, - envoyer les signaux de commande aux organes de commande concernés.
Selon le mode de mise en oeuvre choisi, le procédé 15 peut également comprendre l'une au moins des étapes suivantes: - une étape d'affichage d'au moins une partie des informations collectées, sur un moyen d'affichage situé dans le poste de conduite d'un véhicule automobile équipé du ralentisseur; - une étape de calcul du couple disponible du ralentisseur et une étape d'affichage du résultat du calcul sur un moyen d'affichage situé dans le poste de conduite d'un véhicule automobile équipé du ralentisseur; - une étape de calcul du couple disponible du ralentisseur et une étape d'envoi du résultat du calcul à un dispositif de commande automatique de la vitesse d'un véhicule automobile équipé du ralentisseur.
Pour la mise en oeuvre du procédé de commande de l'invention, le dispositif de traitement d'informations comporte un microprocesseur, des mémoires, éventuellement des mémoires tampon numériques et analogiques, ainsi que des ports de communication du type CAN destinés à l'envoi de signaux de commande au ralentisseur et à l'envoi et à 2875968 12 la réception de signaux concernant différentes caractéristiques de l'utilisation d'autres organes et équipements du véhicule.
Les grandeurs physiques à l'aide desquelles le suivi en temps réel de l'état du ralentisseur doit être effectué, sont de préférence la température des bobines, aussi bien de celles de la génératrice que de celles du ralentisseur, ainsi que la température de l'eau du circuit de refroidissement, la température de l'environnement proche du ralentisseur et la température de la boîte de vitesses habituellement disposée proche du ralentisseur.
Le dispositif de traitement d'informations comporte en générale une partie dite de commande, ainsi qu'une partie dite de puissance. Alors que la partie dite de commande permet la gestion des mesures des différentes grandeurs physiques, la communication avec le réseau de bord du véhicule et un pilotage du ralentisseur, la partie dite de puissance permet l'alimentation du ralentisseur en puissance selon les besoins d'un moment donné.
Le but de l'invention est aussi atteint avec un véhicule automobile équipé d'un ralentisseur de l'invention ayant les caractéristiques décrites plus haut et qui, Lorsque le véhicule automobile comprend un moyen d'affichage d'informations alphanumériques et/ou graphiques, est relié au moyen d'affichage de manière qu'au moins des informations concernant le couple de freinage disponible puissent y être affichées; lorsque le véhicule automobile comprend un moyen de réception et de traitement d'informations et un moyen de génération et d'émission de signaux de commande permettant d'envoyer des signaux de commande résultant de l'exploitation des informations, à des organes commandant 2875968 13 la vitesse du véhicule, est relié au moyen de réception et de traitement d'informations de manière à pouvoir lui envoyer des informations issues du ralentisseur et au moyen de génération et d'émission de signaux de commande de manière à pouvoir en recevoir des signaux de commande résultant de l'exploitation des informations; lorsque le véhicule automobile comprend un réseau de communication et des moyens de communication permettant un échange d'informations, à l'aide du réseau de communication, entre différents organes du véhicule destinés à coopérer dans la commande de la vitesse du véhicule, est relié au réseau de communication de manière à permettre un échange d'informations et de signaux de commande entre le ralentisseur et les organes coopérant dans la commande de la vitesse du véhicule.
Pour la réalisation d'un ralentisseur électromagnétique selon l'invention, ainsi que pour la mise en oeuvre du procédé de commande selon l'invention on utilise avantageusement des éléments habituellement à disposition pour la commande de machines électriques et pour la transmission de signaux et d'informations de commande. Il en est de même des capteurs, notamment des capteurs de température sur le ralentisseur qui peuvent être soit de technologie PT1000 ou des thermocouples, pour ne citer que des exemples courants.
Comme il ressort de la description générale ci-avant de la présente invention, cette dernière n'a pas pour objet des moyens pour une simple activation et désactivation d'un ralentisseur électromagnétique, mais un pilotage du ralentisseur grâce auquel le rendement du ralentisseur est optimisé et la fiabilité des composantes augmentée, tout en offrant la possibilité de réduire le poids et l'encombrement du ralentisseur.
La présente invention permet donc d'augmenter les 35 performances du ralentisseur par une meilleure 2875968 14 connaissance de l'ensemble de ses paramètres et, par là même, une optimisation du fonctionnement du ralentisseur en fonction du travail qui lui est demandé au cours de sa vie.
En résumé, la présente invention permet de réaliser un ralentisseur électromagnétique refroidi par eau et conformé pour être suivi continuellement, à l'égard de ses capacités de freinage, et de mettre en oeuvre un procédé de commande d'un tel ralentisseur, grâce à un système de pilotage du ralentisseur comprenant au moins: - un boîtier électronique comportant un dispositif de traitement d'informations et un boîtier de commande de l'énergie électrique dite de puissance, ces deux boîtiers pouvant être réunis en un seul, - un faisceau de câbles reliant le ou les boîtiers d'une part à l'alimentation électrique du véhicule et d'autre part au ralentisseur pour la commande du ralentisseur et pour la commande de la puissance, - un jeu de capteurs permettant à prendre en compte des informations concernant des grandeurs physiques de différents éléments et composants du ralentisseur ainsi que concernant son refroidissement et son entourage, - un faisceau d'interconnexion de type CAN pour un échange des informations avec le réseau de bord du véhicule dans lequel le ralentisseur est installé et - un logiciel spécifiquement conçu pour la mise en oeuvre du procédé de commande.
La présente invention permet par ailleurs aussi de mettre en oeuvre un système de diagnostique du ralentisseur et d'intégrer dans le pilotage du ralentisseur un mode de fonctionnement dit dégradé.
En effet, le fait de suivre continuellement la capacité de freinage du ralentisseur permet, à long terme, d'accumuler une quantité de données sur l'évolution des différentes grandeurs physiques du ralentisseur au cours de sa vie. Ce cumul d'informations permet d'une part d'observer le vieillissement de certains composants du ralentisseur et de prévoir des échéances pour des travaux d'entretien ou des échanges préventifs de pièces du ralentisseur. D'autre part, ce suivi permet de détecter des disfonctionnements de l'un ou de l'autre des composants du ralentisseur et de changer le régime du ralentisseur automatiquement en un mode de fonctionnement dégradé, lorsque des critères prédéterminés sont atteints.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après d'un procédé de commande selon l'invention, cette description illustrative et nullement limitative étant faite en référence aux dessins dans lesquels: - la figure 1 montre schématiquement les interconnexions entre un véhicule équipé d'un ralentisseur selon l'invention et du ralentisseur lui- même, et - la figure 2 montre schématiquement les étapes principales d'un procédé de l'invention.
DESCRIPTION D'UN MODE DE MISE EN UVRE DU PROCEDE DE L'INVENTION La figure 1 représente schématiquement, sous la forme d'un synoptique d'implantation, les principaux éléments nécessaires pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Les étapes principales du procédé de l'invention sont, pour mémoire, la mesure d'au moins une grandeur physique du ralentisseur, le ou les résultats de la mesure constituant des informations, l'envoi des informations à un dispositif de traitement d'informations, la génération de signaux de commande 2875968 16 permettant d'agir sur des organes commandant le fonctionnement du ralentisseur, ces signaux de commande étant engendrés par le dispositif de traitement d'information et sur la base des informations traitées par ces dispositifs, et l'envoi des signaux de commande aux organes de commande concernés.
Pour la mise en uvre de ces étapes et d'étapes supplémentaires éventuelles et/ou alternatives, il faut intégrer sur un véhicule automobile destiné à être équipé d'un ralentisseur selon l'invention, des moyens pour fournir de l'énergie électrique au ralentisseur en une quantité assez importante, dite "la puissance", des moyens de commande et les éléments d'un réseau CAN. D'autres éléments ou composants nécessaires à la mise en uvre du procédé de l'invention sont disposés dans un boîtier électronique unique monté sur le ralentisseur ou de manière éloignée du ralentisseur, ou encore sous forme de deux boîtiers électroniques complémentaires dont un premier comprend des connecteurs et liaisons pour la transmission de l'énergie électrique et l'autre les éléments de commande pour la mise en uvre du procédé, par exemple pour effectuer une mesure, et les moyens à cet effet, par exemple un capteur. Ce boîtier comprend également les éléments du réseau CAN.
Le ralentisseur est équipé lui-même d'une interface sur laquelle arrive au moins une partie des câbles venant des capteurs. Quant à la disposition du boîtier électronique unique ou des boîtiers
électroniques complémentaires, il est concevable que le boîtier électronique soit disposé sur le ralentisseur tout aussi bien comme il est concevable que seul le premier boîtier, dit de puissance, soit disposé sur le ralentisseur alors que le second boîtier, dit de commande, soit déporté du ralentisseur et est relié à une interface du ralentisseur par 2875968 17 l'intermédiaire de câbles ou encore que le ou les 2 boîtiers soient déportés du ralentisseur sur le châssis du véhicule ou en tout autre endroit de celui-ci selon les recommandations du constructeur. Le choix de la configuration selon laquelle le boîtier électronique unique ou un des deux boîtiers partiels soit déporté du ralentisseur, présente l'avantage de pouvoir positionner le boîtier électronique entier ou les éléments correspondants à un endroit approprié.
Ainsi, le boîtier électronique unique peut être positionné sur le châssis du véhicule non loin du ralentisseur ou dans tout autre endroit du véhicule selon les besoins d'implantation spécifiques à chaque constructeur de véhicules. En effet, le choix de l'implantation du boîtier électronique sur les véhicules peut être fait en fonction de la place disponible, mais également en fonction de l'accessibilité aussi bien pour l'installation que pour la réparation du boîtier ou le remplacement des câbles. Un autre critère est enfin l'environnement dans lequel le ralentisseur est installé sur le véhicule ou de l'environnement des endroits possibles pour l'implantation d'un boîtier déporté.
A l'inverse, la disposition de tout ou de partie des éléments électroniques de commande directement sur le ralentisseur réduit ou évite une interconnexion par câbles, mais ajoute des contraintes, notamment thermiques, aux éléments fixés sur le ralentisseur.
En ce qui concerne les capteurs, la figure 1 indique les grandeurs physiques principales à mesurer.
Selon cette synoptique, il s'agit de prévoir des capteurs pour mesurer la température de l'eau de refroidissement du ralentisseur, la température du boîtier du ralentisseur et la température des bobines du ralentisseur. D'autres capteurs peuvent être utilisés pour mesurer la température de la ou des platines 2875968 18 comportant des composants électroniques, et la température de l'environnement dans lequel le boîtier électronique déporté est monté.
En effet, pour analyser le fonctionnement du ralentisseur et pour en déduire les contraintes thermiques à prévoir, on peut répartir les utilisations d'un ralentisseur en deux grandes familles. La première famille correspond à une utilisation essentiellement urbaine du véhicule. Cette utilisation implique des démarrages et des arrêts nombreux ainsi que des ralentissements nombreux en raison de la densité de circulation et des arrêts fréquents devant les feux de signalisation ou, par exemple, pour un autocar, des arrêts fréquents et des redémarrages aux arrêts de bus permettant à des passagers de monter ou de descendre.
La seconde famille d'utilisations correspond à un cycle essentiellement routier avec une utilisation moins fréquente sur des trajets de comparaison, mais avec des durées de ralentissement beaucoup plus longues et avec, éventuellement, un mode de fonctionnement dit "régulation de vitesse".
Selon la première famille d'utilisation, qui peut facilement être imagée par le fonctionnement d'une benne à ordure ménagère ou d'un bus de ville, c'est-à-dire par des véhicules s'arrêtant et redémarrant tous les cents mètres. Dans ce mode de fonctionnement, le ralentisseur est utilisé pour décharger les freins de service du véhicule. En conséquence, le ralentisseur est sollicité sur des durées courtes mais avec une puissance relativement importante. Ce mode de fonctionnement demande une capacité de refroidissement particulièrement importante. Dans ce cas, la commande du ralentisseur selon le procédé de l'invention permet une optimisation du fonctionnement du ralentisseur et, en même temps, notamment par l'affichage du couple disponible du 2875968 19 ralentisseur, sur un écran dans la cabine de conduite du véhicule, permet d'équilibrer les sollicitations entre le ralentisseur et les freins.
La seconde famille de fonctionnement du ralentisseur peut facilement être imagée par un véhicule circulant sur une autoroute où il est exposé plutôt à des ralentissements prévisibles et s'étalant sur une certaine distance, comme l'approche à une section d'autoroute en descente ou l'approche à une section d'autoroute à vitesse limitée. Avec ce fonctionnement, le ralentisseur est utilisé sur des durées longues, mais avec une puissance plus faible que le cas précédent. Par ailleurs, ce mode de fonctionnement est proche de celui que l'on retrouve lorsque le ralentisseur intervient dans le cadre de la conduite en vitesse régulée, c'est-à-dire il y a des utilisations du ralentisseur avec une puissance moyennes et sur des durées plus longues qu'en utilisation urbaine.
La commande du ralentisseur peut être perfectionnée jusqu'à libérer quasi totalement le conducteur du véhicule de la gestion du fonctionnement du ralentisseur. Cette dernière est alors effectuée en automatique par un ordinateur central de bord coopérant en permanence avec le dispositif de traitement d'informations du ralentisseur électromagnétique. Dans ce cas, le pilotage du ralentisseur est effectué en tenant continuellement compte de paramètres propres au véhicule, tel que le régime du moteur, la vitesse du véhicule, éventuellement le rapport de boîte de vitesses, mais en tenant également compte d'informations extérieures telles que des conditions de circulation.
Il va sans dire qu'il est possible, sans sortir du principe de la présente invention, d'adapter la commande du ralentisseur à tout autre mode d'utilisation que les deux grandes familles énoncées ci avant et qu'il est donc 2875968 20 bien possible de prendre en compte des applications particulières définies par un fabricant de véhicule voire selon les recommandations de l'utilisateur. Une telle application peut être, par exemple, l'utilisation d'un véhicule léger pour des déplacements tout-terrain dans une région montagneuse où les freins sont très sollicités et où il est donc très avantageux de pouvoir utiliser, même sur un véhicule léger, un ralentisseur électromagnétique.
La figure 2 montre les étapes principales d'un programme permettant d'automatiser la gestion d'un ralentisseur selon l'invention.
Cette figure montre dans la partie gauche le déroulement du programme avec les deux boucles possibles, selon que le ralentisseur est utilisé ou non, pour effectuer les étapes du programme de manière répétée selon une fréquence de répétitions prédéterminée. La colonne de droite donne des renseignements complémentaires sur les actions que chacune des étapes du programme implique. Ainsi, à titre d'exemple, lors de l'initialisation du système du ralentisseur, il y a d'abord une mise sous tension des différents composants formant ce système, une initialisation du dispositif de traitement d'informations et notamment de son moyen de calcul, ainsi qu'une communication par le réseau indiquant que le système est prêt à fonctionner. Ensuite, lorsque le système fonctionne, il y a une étape de lecture des valeurs mesurées par les différents capteurs, par exemple la température de l'eau de refroidissement, la température du boîtier du ralentisseur, la mesure de la tension et du courant éventuellement fourni pour le fonctionnement du ralentisseur, la mesure du régime moteur et/ou de la vitesse du véhicule. Dans l'étape suivante, où l'on calcule le couple disponible du ralentisseur, toutes les données préalablement entrées et 2875968 21 lues par le dispositif du traitement d'informations sont traitées selon un algorithme prédéterminé. Cette étape est suivie d'une étape de communication par exemple du couple disponible, au réseau et, entre autre, au conducteur du véhicule à l'aide d'un écran alphanumérique. Le couple disponible du ralentisseur peut par ailleurs être également affiché par voie graphique.
Selon le programme représenté sur la figure 2, l'étape suivante est une interrogation sur l'utilisation du ralentisseur. Lorsque le ralentisseur n'est pas utilisé, le programme retourne à l'étape de mesure des différentes grandeurs physiques. Dans le cas contraire, le programme continue avec une étape de calcul et régulation du ralentisseur pendant laquelle le ralentisseur est alimenté en puissance électrique, cette alimentation étant régulée par un microprocesseur selon un tableau de valeurs de fonctionnement. En plus, il y a une communication sur l'état du ralentisseur par le réseau à des organes impliqués dans la sécurité du véhicule tel que, par exemple, le dispositif antiblocage.
Cette étape est suivie d'une étape de lecture d'entrée de valeur, ces valeurs venant des capteurs mesurant les différentes grandeurs physiques comme dans la première boucle. L'étape suivante comprend la régulation du ralentisseur et un calcul permanent du couple disponible. Ce programme se termine sur une communication du couple disponible à l'aide du réseau et une communication d'autres paramètres à des organes pour lesquelles ces paramètres sont utiles.
Le programme reprend ensuite, sous la forme d'une boucle, la question de savoir si le ralentisseur est utilisé ou non.
Claims (14)
1. Ralentisseur électromagnétique refroidi par eau, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un capteur permettant de collecter des informations concernant au moins une grandeur physique du ralentisseur, le ou les capteurs étant destinés à être reliés à un dispositif de traitement d'informations susceptible d'engendrer, sur la base des informations traitées, des signaux de commande permettant d'agir sur des organes commandant le fonctionnement du ralentisseur.
2. Ralentisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un capteur permettant de collecter des informations concernant une grandeur physique de l'eau de refroidissement, le capteur étant destiné à être relié au dispositif de traitement d'informations.
3. Ralentisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif permettant de traiter les informations venant du ou des capteurs et des informations de consigne venant du poste de conduite d'un véhicule automobile équipé du ralentisseur, ainsi qu'un dispositif permettant d'engendrer des signaux de commande destinés à des organes commandant le fonctionnement du ralentisseur.
4. Ralentisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de liaison permettant de relier le ralentisseur à un dispositif traitement des informations venant du ou des capteurs et à un dispositif de génération et d'émission de signaux de commande destinés à des organes commandant le fonctionnement du ralentisseur.
5. Ralentisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un 35 dispositif de régulation de la puissance de 2875968 23 ralentissement, le dispositif étant destiné à être relié au dispositif de traitement d'informations.
6. Ralentisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier de régulation avec des moyens intervenant dans la régulation de la puissance de ralentissement et des moyens intervenant dans la transmission et/ou le traitement des informations fournies par le ou les capteurs.
7. Ralentisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur permettant de calculer, à partir des informations obtenues par le ou les capteurs, le couple de ralentissement disponible du ralentisseur.
8. Procédé de commande pour un ralentisseur refroidi par eau et comprenant au moins un capteur permettant de collecter des informations concernant au moins une grandeur physique du ralentisseur, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes: mesurer au moins une grandeur physique du ralentisseur, le ou les résultats de la mesure constituant des informations, envoyer les informations à un dispositif de traitement d'informations, engendrer par le dispositif de traitement d'informations, sur la base des informations traitées, des signaux de commande permettant d'agir sur des organes commandant le fonctionnement du ralentisseur, envoyer les signaux de commande aux organes de 30 commande concernés.
9. Procédé de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une étape d'affichage d'au moins une partie des informations collectées, sur un moyen d'affichage situé dans le poste 2875968 24 de conduite d'un véhicule automobile équipé du ralentisseur.
10. Procédé de commande selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de calcul du couple disponible du ralentisseur et une étape d'affichage du résultat du calcul sur un moyen d'affichage situé dans le poste de conduite d'un véhicule automobile équipé du ralentisseur.
11. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de calcul du couple disponible du ralentisseur et une étape d'envoi du résultat du calcul à un dispositif de commande automatique de la vitesse d'un véhicule automobile équipé du ralentisseur.
12. Véhicule automobile comprenant un moyen d'affichage d'informations alphanumériques et/ou graphiques, caractérisé en ce qu'il comprend un ralentisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, le ralentisseur étant relié au moyen d'affichage de manière qu'au moins des informations concernant le couple de freinage disponible puissent y être affichées.
13. Véhicule automobile comprenant un moyen de réception et de traitement d'informations et un moyen de génération et d'émission de signaux de commande permettant d'envoyer des signaux de commande résultant de l'exploitation des informations, à des organes commandant la vitesse du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend manière à pouvoir lui envoyer des informations issues du ralentisseur et au moyen de génération et d'émission de signaux de commande de manière à pouvoir en recevoir des signaux de commande résultant de l'exploitation des informations.
d'un ralentisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, le ralentisseur étant relié au moyen de réception et de traitement d'informations de 2875968 25
14. Véhicule automobile comprenant un réseau de communication et des moyens de communication permettant un échange d'informations, à l'aide du réseau de communication, entre différents organes du véhicule destinés à coopérer dans la commande de la vitesse du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend d'un ralentisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, le ralentisseur étant relié au réseau de communication de manière à permettre un échange d'informations et de signaux de commande entre le ralentisseur et les organes coopérant dans la commande de la vitesse du véhicule.
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