La présente invention concerne un dispositif et une méthode de détection d'un frottement roue-piste, selon le préambule des revendications 1 et 12.

En particulier, la présente invention concerne les véhicules lourds, i.e. des véhicules pour lesquels la puissance d'une seule roue ou d'un seul essieu en traction ou freinage par rapport à l'ensemble du véhicule n'est pas suffisante pour provoquer une altération du régime de marche dudit véhicule. Un véhicule lourd est par exemple un véhicule ferroviaire, un "poids lourd", i.e. un véhicule routier de plus de 3.5 tonnes, ou encore un "véhicule guidé". Par véhicule guidé, il est notamment fait référence de manière générale aux moyens de transport en commun tels que des bus, trolleybus, tram ^¬ ways, métros, trains ou unités de train, etc., mais aussi aux moyens de transport de charge tel que, par exemple, les ponts roulants, pour lesquels l'aspect sécuritaire est très impor- tant et pour lesquels le guidage est assuré en particulier par au moins un rail dont le rôle est de définir la trajec ^¬ toire du véhicule guidé au cours de son déplacement.

Pour de tels véhicules, un problème peut survenir lorsqu'une roue ou un essieu est, dans un premier cas, soit bloqué alors que le véhicule est en marche, ou dans un second cas, en ro ^¬ tation alors que le véhicule est à l'arrêt. En effet, il est possible qu'à l'arrêt, même si une seule roue ou un seul es ^¬ sieu est tracté, l'effort de freinage des autres composants assure l'immobilisation du véhicule, et qu'au contraire, qu'une roue ou un essieu bloqué n'altère pas la marche du vé ^¬ hicule .

Dans un cas comme dans l'autre, la sécurité des occupants du véhicule peut être mise à mal. En effet, une roue qui tourne lorsque le véhicule est à l'arrêt peut par exemple engendrer un rapide échauffement de son pneu et dégager des fumées toxiques susceptibles de s'enflammer en présence d'une source de chaleur ou même de s ' auto-enflammer si les températures dépassent 600°C. Un tel incident s'est par exemple produit le 6 août 2005 dans le métro parisien sur la ligne 4 de la RATP. Dans le cas d'un véhicule ferroviaire, un essieu en rotation alors que le véhicule est à l'arrêt peut provoquer une usure précoce des roues et des rails, et les abîmer. Et le cas con- traire, i.e. une roue ou un essieu bloqué alors que le véhi ^¬ cule est en déplacement peut engendrer des efforts non symé ^¬ triques sur le véhicule, compromettre sa stabilité, voire le faire dérailler.

Afin d'éviter le problème susmentionné, il est usuel de con ^¬ trôler le couple au niveau du moteur entraînant la roue ou le couple de roues le plus susceptible de glisser (p. ex. dis ^¬ tribution de charge hétérogène) , ou sinon, en amont directe- ment dans le système de traction.

Afin de détecter le problème susmentionné, plusieurs solu ^¬ tions existent:

- il est par exemple possible d'utiliser des relais différen- tiels contrôlés par les différences de voltage/courant entre les moteurs de traction. L'inconvénient de ce type de système est que les amplitudes de tension et de courant changent selon le régime de marche (vitesse, départ, frei ^¬ nage, ...) et qu'il est donc nécessaire de couvrir toutes les plages de vitesses possibles;

- des balais ou "brush" commandés par un arbre d'essieu per ^¬ mettent de détecter l'existence d'un différentiel de vi ^¬ tesse entre les essieux au moyen de contacts avec des com ^¬ mutateurs. Cependant, ce système est connu pour ne pas être fiable sur de longues périodes d'utilisation à cause de l'usure des surfaces de contact du commutateur et du balai;

- le document US 2,735,090 A intitulé "Apparatus for détec ^¬ tion of nonsynchronous rotation of locomotiv axles" propose d'associer à chaque essieu un générateur qui délivre une fréquence proportionnelle à la vitesse angulaire de l'es ^¬ sieu. Une tension proportionnelle à la fréquence est en ^¬ suite générée et comparée entre les différents essieux. Une variation d'amplitude signifie que la rotation n'est pas synchronisée;

- un autre système utilisé actuellement et tel que décrit dans US 2004/0130618 Al consiste à faire une capture d'image des roues. Après une analyse de la position rela ^¬ tive de la roue, il est possible de déterminer si elle est en train de tourner ou pas. D'une manière similaire, US

2006/0180760 Al décrit une capture thermique de l'image d'une roue afin d'identifier une montée en température de la roue résultant d'un frottement roue/piste ou roue/rail;

- d'autres systèmes tel que décrits dans US 4,071,282 et

US2008/0211434 Al sont basés sur l'utilisation combinée d'une roue dentée entraînée corrélativement à une roue du véhicule, par exemple montée directement sur ladite roue du véhicule, et d'un faisceau lumineux ou un générateur d' impulsions périodiquement coupé par les dents de ladite roue. Un système centralisé permet alors de comparer des signaux issus des différentes roues (ou essieux) et ensuite d'identifier une différence de comptage des impulsions. Le circuit permet des actions correctives, comme la coupure de la traction ou le freinage d'urgence.

Afin de détecter et corriger le problème susmentionné, le do ^¬ cument US 4,463,289 Al propose un dispositif de contrôle du glissement de roues de locomotive tractées par des moteurs électriques alimentés par un générateur, ledit dispositif étant capable de récupérer la vitesse de chaque essieu, et de dériver le signal représentant la différence entre la vitesse la plus grande et la plus petite. La dérivée est ensuite com ^¬ parée avec le courant (ou puissance) de sortie du générateur électrique alimentant lesdits moteurs électriques, et en fonction de ces deux paramètres, le générateur électrique est alors capable de maximiser le courant d'alimentation durant la phase d'accélération.

Malheureusement, les solutions proposées ci-dessus ont les désavantages suivants:

- elles nécessitent des relais différentiels devant tra ^¬ vailler sur une grande amplitude de tension et de cou ^¬ rant; et/ou

- elles comportent des éléments qui s'usent en cours

d'utilisation, nécessitant dès lors maintenance et rem ^¬ placement; et/ou

- l'information corrélée à la rotation des roues du véhicule nécessite un traitement complexe par exemple en transformant une variation de fréquence ou d'inductance en variation de tension, ou en émettant et en comptant des impulsions électriques, cela avant de pouvoir être analysée pour détecter un glissement; et/ou

- elles comportent de nombreux composants, ce qui augmente la probabilité de pannes et diminue la fiabilité des systèmes.

Ainsi, les systèmes actuels permettant de détecter le frotte ^¬ ment roue-piste présentent chacun plusieurs inconvénients auxquels la présente invention se propose de remédier. En ef- fet, un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif et une méthode de détection du frottement roue- piste qui soient simples, sûrs et fiables, notamment en con ^¬ ditions extérieures difficiles (grandes variations de tempé ^¬ rature, vibrations) , utilisant un minimum de composants, éco- nomiquement avantageux, et pouvant être facilement implémen- tés à tout type de véhicule.

Afin de parvenir à cet objectif, un dispositif et une méthode sont proposés par le contenu des revendications 1 et 12.

Un ensemble de sous-revendications présente également des avantages de l'invention. La présente invention se rapporte à un dispositif de détec ^¬ tion d'un frottement roue-piste adapté à la détection d'un frottement d'une roue d'un véhicule avec une piste et destiné à équiper ledit véhicule, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend:

- un circuit électrique, en particulier de type "Pont de

Wheatstone", comprenant deux branches, respectivement une première branche et une seconde branche, montées en pont et s ' intersectant en un premier nœud A ₀ et en un second nœud A _n , chaque branche comprenant n tronçons électriques, avec n ≥ 2, chaque tronçon comprenant une même résistance électrique (i.e. de même valeur ohmique R, ayant un même comportement face à des variations de températures) et un même générateur électrique connectés en série l'un à l'autre de façon à ce que le générateur électrique soit apte à alimenter ledit tronçon en éner ^¬ gie électrique;

- chaque tronçon électrique de chaque branche étant élec ^¬ triquement connectés en série les uns aux autres en des points de raccordement dénotés Ai pour la première branche, et A _n+i pour la seconde branche, i = 1, ... , n-

1, avec par exemple, n étant le nombre de tronçons par branche, lesdits tronçons étant dès lors notés

Ti, ...,T _n , et Ai, respectivement A _n+i , étant le point de raccordement entre le i ^eme tronçon, noté ΤΊ, et le i+ l ^eme tronçon, noté T _i+ i, de la première branche, respective ^¬ ment de la seconde branche, lesdits tronçons étant comp ^¬ tés successivement de ΤΊ à T _n à partir dudit premier nœud A ₀ jusqu'au second nœud A _n , ΪΊ étant le premier tronçon électriquement connecté en série au premier nœud A ₀ et au premier point de raccordement Ai de la première branche, respectivement au premier nœud A ₀ et au premier point de raccordement Ai _+n de la seconde branche, et T _i+ i étant le i+ l ^eme tronçon de la première branche, respecti ^¬ vement de la seconde branche, électriquement connecté en série au i ^eme tronçon ΤΊ au point de raccordement Ai pour la première branche, respectivement A _n+i pour la seconde branche, et le n ^ieme tronçon T _n de la première branche, respectivement de la seconde branche, étant de plus électriquement connecté en série au second nœud A _n ;

pour chaque branche, lesdits tronçons étant en particu ^¬ lier connectés les uns aux autres de façon à ce que les générateurs électriques et les résistances électriques de chaque branche soient connectés en série les uns aux autres, chaque générateur électrique étant au moins apte à fournir en énergie électrique ledit tronçon qu'il équipe ;

chaque générateur électrique comprenant un moyen de cou ^¬ plage apte à le coupler à un élément entrainable en ro ^¬ tation par la rotation d'au moins une roue dudit véhi ^¬ cule, de sorte que ladite énergie électrique soit sus ^¬ ceptible d'être générée par ledit générateur à partir de la rotation dudit élément, ledit élément étant par exemple un élément activement entrainable en rotation par une motorisation dudit véhicule, ou passivement en ^¬ traîné en rotation, et destiné à 1 ' entraînement , ou as ^¬ socié à 1 ' entraînement , en rotation d'au moins une roue du véhicule;

un mesureur de tension apte à mesurer la tension U _A i,An+i entre le point de raccordement Ai et le point de raccor ^¬ dement A _n+i , et à signaler une valeur de tension dépassant une valeur seuil, en particulier le mesureur est capable de mesurer la tension U _Ax ,A _y entre le point de raccordement A _x et le point de raccordement A _y où x e {1, , n-1} et y e {n+1, , 2n-l}. La présente invention se rapporte également à une méthode de détection d'un frottement roue-piste adapté à la détection d'un frottement d'une roue d'un véhicule avec une piste, la ^¬ dite méthode comprenant les étapes suivantes:

- pour chaque élément d'un ensemble comprenant 2n élé ^¬ ments, 2n ≥ 4, chacun entrainable en rotation par la rotation d'au moins une roue, par exemple des éléments ac ^¬ tivement entrainables en rotation indépendamment les uns des autres par une motorisation dudit véhicule, et cha- cun étant associé à 1 ' entraînement en rotation de ladite roue du véhicule, une génération par un générateur électrique d'une énergie électrique à partir d'une rotation dudit élément, par exemple par couplage dudit générateur électrique avec ledit élément par un moyen de couplage direct (p. ex. au moyen d'un cardan) ou indirect (p. ex. au moyen d'une courroie), de sorte que ladite énergie électrique soit susceptible d'être générée par ledit gé ^¬ nérateur à partir de la rotation dudit élément;

- pour chaque énergie électrique générée ou produite par un desdits générateurs électriques, une alimentation avec ladite énergie électrique d'un tronçon électrique d'un circuit électrique, ledit circuit électrique étant en particulier un circuit électrique de type "Pont de Wheatstone", ledit circuit électrique comprenant deux branches, respectivement une première branche et une se ^¬ conde branche, montées en pont et s ' intersectant en un premier nœud A ₀ et en un second nœud A _n , chaque branche comprenant n tronçons électriques raccordés en série les uns à la suite des autres et notés ΤΊ à T _n , chaque tron- çon comprenant un seul desdits générateurs électriques pour son alimentation en énergie électrique et une ré ^¬ sistance électrique, chaque résistance et chaque généra ^¬ teur de chaque branche étant identiques, ladite résis ^¬ tance électrique et ledit générateur électrique étant connectés en série l'un à l'autre de façon à ce que le ^¬ dit générateur puisse alimenter ledit tronçon avec ladite énergie électrique, chaque tronçon étant raccordé à un autre tronçon en un point de raccordement dénoté Ai pour la première branche, et A _n+i pour la seconde

branche, avec par exemple i = 1, n-1, n étant le nombre de tronçons par branche et Ai, respectivement A _n+i , étant le point de raccordement entre le i ^eme tron ^¬ çon, noté Ti, et le i+ l ^eme tronçon, noté T _i+ i, de la première branche, respectivement de la seconde branche, lesdits tronçons étant comptés successivement à partir dudit premier nœud A ₀ jusqu'au second nœud A _n , ΤΊ étant le premier tronçon électriquement connecté en série au premier nœud A ₀ pour la première branche, respectivement pour la seconde branche, et T _i+ i étant le i+ l ^eme tronçon de la première branche, respectivement de la seconde branche, électriquement connecté en série au i ^eme tronçon i au point de raccordement Ai pour la première branche, respectivement A _n+i pour la seconde branche, le n ^eme tron ^¬ çon T _n de la première branche, respectivement de la se ^¬ conde branche, étant électriquement connecté en série au second nœud A _n ;

une mesure de la tension U _A i,An ₊ i entre le point de rac ^¬ cordement Ai et le point de raccordement A _n+i , en parti ^¬ culier, une mesure de la tension U _Ax ,A _y entre le point de raccordement A _x et le point de raccordement A _y , où x e {1, , n-1} et y e {n+1, , 2n-l}. En particulier, une mesure de tension entre A _x ou A _y et un point de mise à la terre du circuit électrique pourrait fournir d'autres points de mesures permettant de détecter un frottement roue-piste ;

un signalement d'une valeur de tension U _A i,An ₊ i, ou en particulier U _Ax ,A _y , dépassant une valeur seuil, par exemple par transmission dudit signalement, ou envoi d'un signal, à un poste de contrôle, ledit poste de con ^¬ trôle pouvant par exemple être embarqué ou au sol.

Le circuit électrique selon 1 ' invention est de préférence du type "Pont de Wheatstone". De manière classique, il est connu de l'homme du métier qu'un pont de Wheatstone comprend une borne d'entrée de courant, une borne de sortie de courant, une borne positive de mesure, une borne négative de mesure, et quatre résistances. Le pont de Wheatstone est notamment formé de deux branches montées en pont, respectivement une première branche reliant successivement la borne d'entrée de courant, une quatrième résistance, la borne positive de me ^¬ sure, une première résistance, et la borne de sortie de cou ^¬ rant, et une seconde branche reliant successivement la borne d'entrée de courant, une troisième résistance, la borne néga- tive de mesure, une seconde résistance, et la borne de sortie de courant. Lesdites branches sont connectées l'une à l'autre en un premier et un second nœud qui forment respectivement ladite borne d'entrée de courant et ladite borne de sortie de courant. Chaque partie de la branche comprise entre la borne d'entrée de courant et la borne positive ou négative de me ^¬ sure, ou entre la borne positive ou négative de mesure et la borne de sortie de courant forme un tronçon de raccordement.

Par analogie au pont de Wheatstone, le dispositif de détec- tion selon l'invention propose un circuit électrique compre ^¬ nant également ladite première branche et ladite seconde branche tel que définie pour le pont de Wheatstone, à la dif ^¬ férence que chaque branche comprend préférentiellement suc ^¬ cessivement un générateur électrique adapté pour alimenter ladite branche en énergie électrique (courant ou tension) , une résistance, un point de raccordement équivalent à ladite borne de mesure (positive ou négative selon la branche) , un autre générateur, et une autre résistance. Dans le cas de la présente invention, la tension entre la borne d'entrée de courant et la borne de sortie de courant est nulle. De plus, les générateurs électriques et les résistances électriques du dispositif de détection selon l'invention sont tous et toutes identiques. Préférentiellement , le circuit électrique selon 1 ' invention comprend un nombre de tronçons par branche supé- rieur à deux. En effet, la présente invention a précisément pour but d'identifier d'une manière rapide, sûre et fiable une diffé ^¬ rence de vitesse de rotation entre des roues et/ou des es ^¬ sieux d'un véhicule lorsque ce dernier se déplace sur ladite piste, que ce soit un véhicule ferroviaire, un métro/tramway en roue fer ou pneumatique, ou un véhicule routier de trans ^¬ port lourd. A cette fin, une identification d'une différence de vitesse angulaire entre des roues et/ou des essieux dudit véhicule est effectuée par couplage d'un élément destiné à entraîner en rotation la roue/essieu avec le générateur électrique d'un des tronçons selon l'invention, ledit générateur agissant dès lors comme source de tension ou courant. En par ^¬ ticulier, ledit générateur électrique peut être un générateur à tension constante, ou un générateur tachymétrique, ou un générateur de tension alternée, ou même un générateur de courant. Ainsi, contrairement au pont de Wheatstone pour lequel ce sont les résistances qui varient, la présente invention propose une variation des sources de tension ou courant qui sont chacune corrélées à la vitesse angulaire d'une

roue/essieu afin de déterminer si une roue/essieu tourne à un régime différent.

Au moment de l'identification de cette différence de régime par le mesureur de tension, la différence de potentiel entre les points de raccordement A _x et A _y du dispositif selon l'invention dépasse ladite valeur seuil, par exemple un ni ^¬ veau de déclenchement d'un relai de sécurité, qui par exemple envoie ainsi un signal ou une information de coupure de si ^¬ gnal à un ou plusieurs systèmes en charge de la sécurité (ex. freinage, inhibition de traction, alarme, etc.) du véhicule.

De manière générale, il suffit en particulier que chaque tronçon selon 1 ' invention comprenne des composants identiques aux composants des autres tronçons, par exemple un même géné- rateur et une même résistance. De manière préférentielle, le dispositif de détection selon l'invention est caractérisé en ce que chaque tronçon est disposé de façon à ce que, du pre- mier nœud A ₀ au second nœud A _n , se succèdent alternativement ledit générateur électrique et ladite résistance électrique, le générateur électrique du premier tronçon de chaque branche étant connecté directement audit premier nœud A ₀ . Par

exemple, chaque tronçon T _k de la première et respectivement de la seconde branche avec k = 1, ,n, est disposé de façon à ce que :

- son générateur électrique soit directement connecté au premier nœud A ₀ et sa résistance électrique au premier point de raccordement Ai pour la première branche, res ^¬ pectivement A _k+n pour la seconde branche, lorsque k = 1 ;

- son générateur électrique soit directement connecté au point de raccordement A _k _i pour la première branche, res ^¬ pectivement A _k+n _i pour la seconde branche et sa résis- tance électrique soit directement raccordée au point de raccordement A _k pour la première branche, respectivement A _k+n pour la seconde branche, lorsque 1 < k < n;

- son générateur électrique soit directement connecté au point de raccordement A _n _i pour la première branche, res- pectivement A _n+k _i pour la seconde branche, et sa résis ^¬ tance électrique soit directement raccordée au point de raccordement A _n pour la première et la seconde branche lorsque k = n. Selon un mode préféré de réalisation, le dispositif de détec ^¬ tion selon l'invention est caractérisé en ce que chaque branche comprend deux tronçons, i.e. n=2, le générateur élec ^¬ trique du premier tronçon ΤΊ de la première branche étant apte à être couplé à un élément activement entrainable en ro- tation pour 1 ' entraînement en rotation d'une première roue du véhicule, et ledit générateur électrique du second tronçon T ₂ de la première branche étant apte à être couplé à un élément activement entrainable en rotation pour 1 ' entraînement en ro ^¬ tation d'une seconde roue dudit véhicule, et en ce que pour la seconde branche, ledit générateur électrique du premier tronçon ΤΊ est apte à être couplé à un élément activement en- trainable en rotation pour 1 ' entraînement en rotation d'une troisième roue du véhicule, et ledit générateur électrique du second tronçon T ₂ est apte à être couplé à un élément active- ment entrainable en rotation pour 1 ' entraînement en rotation d'une quatrième roue du véhicule.

Selon une première variante préférentielle, ladite première et ladite troisième roue ont un axe de rotation confondu, et ladite seconde et ladite quatrième roue ont également un axe de rotation confondu, différent de l'axe de rotation de la première ou de la troisième roue. Selon une seconde variante préférentielle, la première et la quatrième roue ont un axe de rotation confondu, et la seconde et la troisième roue ont également un axe de rotation confondu, différent de l'axe de rotation de la première ou de la quatrième roue.

Préférentiellement , ledit élément activement entrainable en rotation par une motorisation dudit véhicule pour l'entraine- ment en rotation d'au moins une roue du véhicule est un axe d ' entraînement en rotation d'une roue, ou un axe de rotation d'une roue, ou encore un essieu dudit véhicule. En particu ^¬ lier, ledit moyen de couplage selon l'invention est apte à accoupler ledit générateur électrique audit axe d'entraine- ment en rotation d'une roue, ou directement audit axe de ro ^¬ tation de la roue, ou audit essieu dudit véhicule, de façon à ce que ledit générateur électrique soit apte à produire la ^¬ dite énergie électrique à partir de la rotation dudit axe d ' entraînement en rotation, ou dudit axe de rotation de la roue, ou dudit essieu. Ledit moyen de couplage comprend par exemple un arbre de transmission et un système d'engrenage, ou à cardan, ou encore, un système de courroie. Aussi, la mé ^¬ thode selon l'invention est ainsi en particulier caractérisée par un couplage dudit générateur électrique avec un axe de rotation d'une roue dudit véhicule ou un essieu, ou un axe d ' entraînement en rotation de la roue, ledit axe d' entraîne ^¬ ment, ledit axe de rotation ou ledit essieu étant dès lors un des éléments dudit ensemble comprenant 2n éléments selon la présente invention. Les autres éléments dudit ensemble d'élé ^¬ ments étant dès lors respectivement des axes de rotation d'autres roues du véhicule, des axes d ' entraînement en rota ^¬ tion d'autres roues du véhicule, ou d'autres essieux dudit véhicule .

Préférentiellement , la méthode de détection selon l'invention est caractérisée en ce que chaque tronçon de ladite première branche est apte à être alimenté en énergie électrique par des éléments destinés à entraîner en rotation des roues gauches du véhicule par rapport à son sens de déplacement en marche avant et chaque tronçon de ladite seconde branche est apte à être alimenté en énergie électrique par des éléments destinés à entraîner en rotation des roues droites du véhi ^¬ cule par rapport à son sens de déplacement en marche avant ou inversement .

Finalement, des exemples de réalisation et d'application permettant de mieux comprendre la présente invention sont four ^¬ nis à l'aide des figures suivantes:

Figure 1 Exemple de réalisation d'un dispositif de dé ^¬ tection selon l'invention, pour lequel chaque générateur électrique est couplé à un essieu du véhicule;

Figure 2 Exemple de réalisation d'un dispositif de dé ^¬ tection selon l'invention, pour lequel chaque générateur électrique est couplé à un axe de rotation d'une roue du véhicule; Figure 3 Exemple de réalisation d'un dispositif de dé ^¬ tection selon l'invention, pour lequel chaque générateur électrique est couplé à un axe de rotation d'une roue du véhicule selon un ordre particulier;

Figure 4 Exemple de réalisation d'un dispositif de dé ^¬ tection selon 1 ' invention comprenant quatre tronçons par branche.

Les Figures 1 et 2 présentent chacune un exemple de réalisa ^¬ tion d'un dispositif de détection selon l'invention qui diffèrent l'un de l'autre uniquement en ce que chaque générateur électrique est couplé à un essieu du véhicule en Figure 1, et à un axe de rotation d'une roue dudit véhicule en Figure 2.

En particulier, les dispositifs de détection selon l'invention des Figures 1 et 2 comprennent:

- un circuit électrique 1 de type "Pont de Wheatstone", comprenant une première branche 11 et une seconde branche 12 montées en pont et s ' intersectant en un pre ^¬ mier nœud A ₀ et en un second nœud A ₂ , chaque branche comprenant n = 2 tronçons électriques, chaque tronçon comprenant une même résistance électrique Ri = R ₂ = R3 = R ₄ et un même générateur électrique G _lr G ₂ , G ₃ , G ₄ , con ^¬ nectés en série l'un à l'autre de façon à ce que chacun des générateurs électriques G _lr G ₂ , G ₃ , G ₄ soit apte à alimenter en énergie électrique le tronçon qu'il équipe;

- lesdits tronçons de la première branche 11 étant élec- triquement connectés en série l'un à l'autre en un point de raccordement Ai et les tronçons de la seconde branche étant électriquement connectés en série l'un à l'autre en un point A ₃ ;

- lesdits tronçons étant comptés successivement à partir dudit premier nœud A ₀ jusqu'au second nœud A ₂ , ΤΊ étant le premier tronçon électriquement connecté en série au premier nœud A ₀ pour la première branche, respectivement pour la seconde branche, et T ₂ étant le 2 ^eme tronçon de la première branche, respectivement de la seconde branche, électriquement connecté en série au premier tronçon ΤΊ au point de raccordement Ai pour la première branche, respectivement A ₃ pour la seconde branche, le 2 ^eme tronçon T ₂ de la première branche et de la seconde branche étant chacun électriquement directement connecté en série au second nœud A ₂ ;

- chaque générateur électrique G _lr G ₂ , G ₃ , G ₄ comprenant un moyen de couplage Cl, C2, C3, C4, par exemple à courroie ou par engrenage ou par cardan, apte à le coupler à un élément El, E2, E3, E4, par exemple un essieu, passive ^¬ ment entrainable en rotation, ou activement entrainable en rotation par une motorisation dudit véhicule, lors de

1 ' entraînement en rotation d'au moins une roue du véhi ^¬ cule à laquelle il est associé, de sorte que ladite énergie électrique soit susceptible d'être géné ^¬ rée/produite par ledit générateur d, G ₂ , G ₃ , G ₄ à partir de la rotation dudit essieu;

- un mesureur de tension 4 apte à mesurer la tension U _AI , _A3 entre le point de raccordement Ai et le point de raccor ^¬ dement A ₃ , et à signaler une valeur de tension dépassant une valeur seuil, en la communiquant par exemple à un poste de contrôle 5 auquel il peut en particulier être connecté à distance ou par câblage.

A la différence de la Figure 1, les générateurs électriques Gi , G ₂ , G ₃ , G ₄ représentés en Figure 2 sont chacun couplés par un moyen de couplage Cl, C2, C3, C4, par exemple à courroie ou par engrenage ou par cardan, à un axe de rotation El, E2, E3, E4 d'une roue du véhicule 6, chacun étant ainsi couplé à un axe de rotation différent et indépendant des autres axes de rotation, ledit véhicule comprenant notamment ledit poste de contrôle 5 susceptible de recevoir un signal dudit mesu ^¬ reur de tension 4. Ainsi que présenté en Figure 1 ou 2, chaque roue ou essieu du véhicule 6 entraîne un générateur électrique Gi, G ₂ , G ₃ , G ₄ différent, en particulier par un accouplement direct (par ex. cardan) ou indirect (par ex. courroie) . Dans le cas d'un cir- cuit électrique comprenant n tronçons, ses générateurs élec ^¬ triques seront notés G _j avec j = 1, ,2n, les générateurs électriques Gi, , G _n appartenant respectivement aux tronçons Ti, , T _n de la première branche et les générateurs élec ^¬ triques Gn ₊ i, , G ₂ n appartenant respectivement aux tronçons i, , T _n de la seconde branche. Chaque générateur électrique G _j est associé avec une résistance R _j de valeur identique, notée Ri, R ₂ , R3, R4, dans le cas présent où n = 2. Au travers de chaque résistance R _j circule un courant, noté il, i2, i3, i4 dans le cas des Figures 1 et 2. Le mesureur de tension 4 est dès lors capable de détecter une différence de potentiel ap ^¬ pelée U _A I , _A 3 entre les points de raccordement Ai et A ₃ .

L'exemple donné en Figure 2 s'applique en particulier à un véhicule métro pourvu par exemple de quatre roues pneuma- tiques tractées chacune par un moteur électrique. Cependant, la présente invention peut avantageusement s'appliquer à d'autres types de véhicules comme par exemple un train à roues fer en permettant un contrôle de la vitesse de rotation des essieux, ou encore à un camion poids lourd, mais aussi à une voiture de métro ou train non tractée.

La rotation de chacune des roues du véhicule directement ou indirectement couplée à un desdits générateurs électriques selon 1 ' invention entraîne la production par ledit générateur électrique G _j auquel elle est couplée d'une tension Vj pro ^¬ portionnelle à la vitesse de rotation de ladite roue, j = 1, , 2n avec 2n = 4 dans le cas de la Figure 2. A part les tolé ^¬ rances entre les composants et entre les périmètres de roule ^¬ ment des roues/essieux, les tensions fournies par chaque gé- nérateur sont exactement les mêmes. Comme les quatre généra- teurs électriques G _lr G ₂ , G ₃ , G ₄ sont connectés en série avec des résistances de même valeur ohmique conformément au cir ^¬ cuit de la Figure 2, la tension U _AI , _A3 théorique entre les points de raccordement Ai et A ₃ sera donnée par:

F2 - F4 + F3 - F1

^ (i)

Où VI, V2, V3 et V4 représentent les tensions générées par chaque générateur.

Dans le mode de réalisation particulier de l'invention selon la Figure 2, les roues du véhicule ayant un axe de rotation confondu (i.e. les roues droites et gauches du véhicule qui se trouvent en vis-à-vis l'une de l'autre) sont respective- ment couplées à un générateur électrique G _k appartenant à la première branche et à un générateur électrique G _k+n apparte ^¬ nant à la seconde branche, avec k e {1, ,n}. Un générateur électrique G _k ou une résistance R _k appartenant à la première branche 11, respectivement un générateur électrique G _k+n OU une résistance R _k+n appartenant à la seconde branche 12, ap ^¬ partient au tronçon T _k de ladite première branche, respecti ^¬ vement de la seconde branche, qui est compris entre

A ₀ et A _k , respectivement A ₀ et A _n+k , si k = 1 ;

A _k _i et A _k , respectivement A _n+k _i et A _n+k si 1 < k < n; A _k _i et A _n , respectivement A _n+k _i et A _n si k = n.

Dans chaque tronçon T _k , le générateur électrique G _k , respec ^¬ tivement G _k+n , peut précéder la résistance R _k , respectivement Rk ₊ n _/ ou inversement.

Ainsi, les entraînements en rotation indépendants de roues droites et gauches ayant un axe de rotation confondu sont destinés à être couplés respectivement au générateur élec ^¬ trique G _k et G _k+n appartenant aux tronçons T _k de la première et respectivement de la seconde branche. Lorsque les roues tournent toutes à la même vitesse, alors les tensions VI, V2, V3 et V4 ont toutes la même valeur, i.e. VI = V2 = V3 = V4, et la tension U _A I , _A 3 sera nulle pour n'importe quelle vitesse du véhicule. Par contre, si une de ces roues rompt le régime de rotation des autres roues et tourne à une vitesse diffé ^¬ rente des autres roues, alors un déséquilibre est créé dans les branches du circuit électrique selon l'invention, et la tension U _A I , _A 3 cesse d'être nulle. En particulier, le mesureur de tension 4 est capable de détecter si la tension U _A I , _A 3 est non nulle et est apte par exemple à déclencher un système d'alarme ou à ouvrir une boucle de sécurité qui avertirait un opérateur au poste de contrôle, ou encore à transmettre un signal d'avertissement à un système de commande centrale ou un système d'automatisme dudit véhicule dès que la tension U _A I , _A 3 diffère de la valeur nulle. La valeur seuil selon l'invention est dans ce cas particulier une valeur nulle de tension, et le mesureur de tension est capable de détecter si la tension U _A I , _A 3 diffère ou non de cette valeur seuil. La Figure 3 décrit un autre mode de réalisation particulier de l'invention permettant avantageusement d'éviter une fausse détection de différence de vitesse de rotation de certaines roues lorsque ledit véhicule aborde une trajectoire curvi ^¬ ligne. En effet, lorsque ledit véhicule aborde une courbe, la différence de vitesse de rotation entre les roues extérieures et les roues intérieures à la courbe est susceptible de dé ^¬ clencher une fausse alerte. Il s'agit en effet d'une "fausse" alerte car cette différence de vitesse de rotation est sim ^¬ plement due à la trajectoire curviligne et non à un déplace- ment avec frottement d'une des roues. Par contre, lorsque le véhicule se trouve inscrit dans une courbe de rayon constant, bien que les roues extérieures du véhicule tournent plus vite que les roues intérieures, le mode de réalisation particulier présenté en Figure 2 ne déclenche pas de fausses alertes de détection de frottement d'une roue, puisque: VI = V2 < V3 = V4 (cas où les axes de rotation E2 et E4 appartiennent à des roues antérieures par rapport au sens de déplacement du véhi ^¬ cule qui se déplace dans une courbe à gauche, El et E3 étant des axes de rotation de roues postérieures) , et donc, selon la formule mathématique (1), U _AI , _A 3 = 0. Ainsi, un problème de détection de fausses alertes ne se pose ni en alignement droit (i.e. trajectoire rectiligne) , ni en courbe de rayon constant, mais uniquement lors de l'inscription du véhicule dans une courbe, car dans ce cas V2 < VI = V3 < V4 et donc U _A I,A3 est non nulle.

Le mode de réalisation particulier de la Figure 3 permet de résoudre ce problème de fausse alerte par un couplage appro ^¬ prié des éléments entrainables en rotation par la rotation d'une roue du véhicule auxdits générateurs électriques. En effet, dans le cas particulier de la Figure 3 pour laquelle n = 2, la solution consiste à réarranger le circuit électrique selon l'invention de façon à ce que les soustractions V2-V4 et V3-V1 de la formule (1) soient faites entre les tensions générées par des générateurs électriques couplés à des élé- ments entrainables en rotation par des roues disposées à des côtés opposés par rapport l'axe longitudinal (droite-gauche) et transversal (devant-derrière) du véhicule, conformément à la Figure 3. Dans ce cas, la tension U _AI , _A3 théorique entre les points de raccordement Ai et A ₃ sera donnée par:

F2 - F3 + F4 - F1

~ (2)

Bien entendu, l'homme du métier saura appliquer un raisonne ^¬ ment analogue dans le cas d'un ensemble comprenant 2n élé- ments avec n > 2, lesdits éléments étant entrainables en ro ^¬ tation indépendamment les uns des autres par la rotation d'au moins une roue dudit véhicule. Egalement, l'homme du métier saura trouver d'autres configurations du circuit électrique: par exemple, selon la Figure 3, le "croisement" a été fait entre les essieux avant-arrière à droite (i.e. se succèdent dans le circuit A ₀ , Gi, Ri, Ai, G ₂ , R2, A ₂ , R3, G ₃ , A ₃ , R ₄ , puis G ₄ et retour sur A ₀ . Mais d'autres croisements pourraient également être réalisés, par exemple à gauche, de sorte que l'on aurait successivement: A ₀ , G ₂ , R ₂ , Ai, Gi, Ri, A ₂ , R ₄ , G ₄ , A ₃ , R ₃ , et G ₃ , puis retour sur A ₀ , ou encore, entre avant droit et arrière gauche ou inversement.

La configuration particulière du dispositif de détection se ^¬ lon la Figure 3 permet par exemple de calculer pour une ins- cription dudit véhicule en courbe une tension U _A I , _A 3 théorique maximum de l'ordre de ~10 ^~7 V, alors que la configuration particulière selon la Figure 2 du dispositif de détection selon l'invention donne lieu à une tension U _A I , _A 3 théorique maximum de l'ordre de -0,03 V pour un véhicule et une courbe ayant les caractéristiques suivantes:

- courbe de 55 m précédée et suivie d'une clothoide de 17 m de long entre deux lignes droites, la clothoide étant une courbe transcendante dont la courbure est propor ^¬ tionnelle à l'abscisse curviligne et utilisée pour ré- duire le jerk horizontal;

- Distance entre axes: 8,6 m;

- Empattement: 2,08 m;

- Rayon de roulement: 0,495 m;

- Tension de sortie du générateur électrique: 1 V/Hz, le générateur électrique étant dans ce cas particulier un générateur électrique tachymétrique .

Ces valeurs théoriques de tension U _A I , _A 3 doivent encore être multipliées par un facteur 10 à 100 afin de représenter la réalité.

Les Figures 2 et 3 présentent des exemples de réalisation du dispositif selon l'invention pour des cas typiques de véhi ^¬ cules comprenant 4 roues indépendantes. Cependant, le dispo- sitif de détection selon l'invention peut également être uti- Usé pour des véhicules ayant 4 ou plus roues ou essieux. Egalement, plusieurs circuits électriques du dispositif selon l'invention peuvent préférentiellement être reliés en série afin de détecter un possible frottement d'une roue sur une piste, lorsque ledit véhicule comprend 6, 8, ou 10 essieux ou roues. Ainsi, le dispositif de détection selon l'invention est en particulier caractérisé en ce qu'il peut comprendre un premier dispositif de détection de frottement tel que précé ^¬ demment décrit couplé en série à un second dispositif de dé- tection similaire.

La Figure 4 montre finalement un dispositif de détection se ^¬ lon 1 ' invention destiné à équiper un véhicule comprenant 8 roues ou essieux fer. Dans ce cas, chacune des 8 roues est accouplée à un générateur électrique G _lr G ₈ par un moyen de couplage, par exemple un cardan apte à coupler un axe de rotation de la roue audit générateur électrique G _lr ... , G ₈ . Chacun de ces générateurs électriques produit une tension proportionnelle à la vitesse de rotation de la roue. Dès lors, chaque résistance électrique Ri , . . . , R ₈ est traversée par un courant électrique il, ...,i8. Un mesureur de tension 4 permet de mesurer la tension entre un point de raccordement Ai de la première branche 11 et un point de raccordement A _4+i de la seconde branche 12, avec i = 1, ,3 dans ce cas particu- lier pour lequel n=4. Le couplage de chaque générateur élec ^¬ trique à un élément entrainable en rotation par la rotation d'au moins une roue du véhicule est préférentiellement réali ^¬ sé de façon à ce qu'une différence de vitesse de rotation d'une desdites roues du véhicule n'entraine pas une fausse détection par le mesureur de tension d'un frottement d'une desdites roues. En particulier, les croisements mentionnés plus haut sont applicables mutatis mutandis au circuit élec ^¬ trique de la Figure 4. Selon la Figure 4, le mesureur de tension 4 est en particulier apte à mesurer la tension U _A 7, _A 3 entre les points de rac ^¬ cordement A ₇ et A ₃ . Dans ce cas, la valeur seuil serait égale à zéro. Néanmoins, il pourrait également mesurer la tension U _A 6, _A 3 entre les points de raccordement A ₆ et A ₃ , la valeur seuil étant dès lors égale à U _A7 , _A6 . De manière préféren ^¬ tielle, quelque soit la configuration du dispositif selon l'invention, si le mesureur de tension 4 mesure la tension U _Ax ,Ay entre le point de raccordement A _X de la première branche 11 et le point de raccordement A _Y de la seconde branche 12, avec x e {1, , n-1} et y e {n+1, , 2n-l}, alors la valeur seuil de tension est égale à U _An +x,A _y si y < n + x, U _Ay ,An+x s i y > n + x, et 0 si y = n + x. Finalement, la présente invention concerne également un véhi ^¬ cule comprenant le dispositif de détection précédemment dé ^¬ crit et pour lequel chacun desdits générateurs électriques est couplé au moyen dudit moyen de couplage à un élément en- trainable en rotation par la rotation d'au moins une roue du véhicule, par exemple chaque générateur électrique étant cou ^¬ plé à un essieu ou à une roue différente dudit véhicule.

En résumé, le dispositif et la méthode selon l'invention pré ^¬ sentent les avantages suivants par rapport aux techniques existantes:

- ils ne nécessitent pas de relais différentiels devant travailler sur une grande amplitude de tension et de courant ;

- ils nécessitent une faible maintenance;

- ils permettent une utilisation directe d'un signal géné ^¬ ré par la rotation des roues du véhicule, libre d'une transformation dudit signal comme par exemple: variation de fréquence → variation de tension → système d'analyse; ou variation d'inductance → variation de tension → sys- tème d'analyse; ou générateur d'impulsion lumineuse → impulsion électrique → système d'analyse;

le dispositif de détection fonctionne avec très peu de composants et ceux qui sont utilisés possèdent une grande fiabilité;

les pannes de la majorité des composants provoquent un déclenchement de la situation sécuritaire (arrêt du vé ^¬ hicule, freins serrés, inhibition de la traction) ;

Le mesureur de tension est libre d'une électronique em ^¬ barquée, avec des composants critiques, d'un circuit complexe ou de logiciels dédiés;

du fait de sa simplicité, le dispositif de détection peut se déployer sur différents types de véhicule avec un très bas coût d'installation et de maintenance;

le dispositif de détection est libre d'éléments optiques destiné à une capture d'image et susceptibles d'être perturbé par l'environnement d'utilisation;

les composants du dispositif de détection selon l'inven ^¬ tion qui sont susceptibles de se trouver à l'extérieur du véhicule sont rustiques et fiables, donc, résistants aux grandes variations de température;

le dispositif de détection est libre d'un échantillonnage de signaux ou de la nécessité de les dérivés, évi ^¬ tant ainsi un développement logiciel et un matériel (hardware) spécifique;

ledit signalement d'une valeur de tension U _Ax ,Ay dépas ^¬ sant une valeur seuil est apte à couper une alimentation d'un moteur dudit véhicule, en particulier de tous les moteurs du véhicule dans le cas où une roue tourne alors que le véhicule est arrêté, ou encore à entraîner l'ar ^¬ rêt dudit véhicule dans le cas d'une roue bloquée pen ^¬ dant un déplacement du véhicule.