CA1062357A

CA1062357A - Procede de controle continu de vitesse pour vehicule moteur et equipement pour la mise en oeuvre de ce procede

Info

Publication number: CA1062357A
Application number: CA268,608A
Authority: CA
Inventors: Jean Salmon
Original assignee: Jeumont Schneider SA
Current assignee: Jeumont Schneider SA
Priority date: 1975-12-24
Filing date: 1976-12-23
Publication date: 1979-09-11
Also published as: ZA767329B; FR2336273B1; MX143333A; BE849706A; FR2336273A1; BR7608494A; US4103851A; GR61786B

Abstract

Procédé et équipement de contrôle continu de vitesse pour véhicule moteur piloté automatiquement ou manuellement, tel qu'un véhicule ferroviaire, dont la voie parcourue est divisée en cantons successifs. On transmet au véhicule, dès son entrée dans un canton donné, la vitesse limite qui lui est imposée à la sortie de ce canton et dénommée "vitesse de sortie", on garde en mémoire cette vitesse dans la cabine de conduite du véhicule et on la compare à la vitesse de sortie du canton précédent, vitesse que l'on a gardée en mémoire. On mesure en permanence la vitesse et la décélération réelles du véhicule. Dans un premier cas où la vitesse de sortie du canton donné est au moins égale à la vitesse de sortie du canton précédent, on déclenche un freinage d'urgence, après une temporisation donnée, dès que la vitesse réelle du véhicule devient supérieure à la vitesse de sortie du canton donné. Dans-un second cas où la vitesse de sortie du canton donné est inférieure à la vitesse de sortie du canton précédent, on déclenche un freinage d'urgence, après une temporisation donnée, dès que la décélération réelle du véhicule devient inférieure à une décélération donnée.

Description

- L'invention concerne, d'une part, un procédé de contrôle continu de vitesse d'un véhicule piloté automatique-ment ou manuellement, et, d'autre part, un équipement pour la mise en oeuvre de ce procédé, équipement utilisé alors comme complément indispensable de l'installation de pilotage automati-que à laquelle ce véhicule est soumis.
- L'invention s'applique en particulier aux véhicules ferroviaires.
Dans les équipements de pilotage automatique actuelle-ments connus, employés par exemple pour des véhicules de métro-politains, pour obtenir le degré de sécurité exigé on combine des équipements en double ou en triple, car la complexité des problèmes à résoudre ne permet plus de concevoir un équipement unique à sécurité intrinsèque, au sens ferroviaire du terme.
Il en résulte un alourdissement des installations au détriment de leur fiabilité. En cas de panne de l'équipement de pilotage automatique, il est n~cessaire de recourir à la conduite manuelle du véhicule, c'est-à-dire avec un personnel peu entrainé et ne disposant plus de la totalité des moyens d'informations habituelle-ment mis en oeuvre dans le cas de la seule conduite manuelle. Letrafic risque donc d'etre ralenti de façon importante.
Par contre, la solution selon l'invention consiste faire contrôler un équipement unique de pilotage automatique, non conçu à sécurité intrinsèque (donc plus simple et plus fiable3, par un équipement de contrôle continu de la vitesse et de la décélération du véhicule, équipement totalement indépen-dant de celui de pilotage automatique, et qui, ~tant moins complexe que ce dernier, peut être conçu à sécurité intrinsèque de fa~on plus économique. Un tel contrôle présente en outre l'avantage de subsister en cas de défaillance de l'équipement de pilotage automatique et de contribuer au bon fonctionnement de la conduite manuelle, dont il accroit la sécurité.

'~

Etant donné que tout véhicule moteur piloté automati-quement est obligé de revenir à son point de départ, la voie qu'il parcourt forme une boucle fermée que l'on divise habituel-lement en tronc,ons successifs appelés cantons.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que :
- on transmet audit véhicule, dès son entrée dans un canton donné, la vitesse limite qui lui est imposée à la sortie de ce canton et dénommée "vitesse de sortie", - on garde en mémoire ladite vitèsse, dans la cabine de conduite du véhicule, - on compare ladite vitesse à la vitesse de sortie au canton précédent, vitesse que l'on a gardée en mémoire, - on mesure en permanence la vitesse et la décélération réelles du véhicule, - dans un premier cas où la vitesse de sortie du canton donné
est au moins égale à la vitesse de sortie du canton précédent, on déclenche un freinage d'urgence, après une temporisation donnée, dès que la vitesse réelle du véhicule devient supé-rieure à la vitesse de sortie du canton donné, - dans un second cas où la vitesse de sortie du canton donné
est inférieure à la vitesse de sortie du canton précédent, on : déclenche un freinage d'urgence, après une temporisation donnée, dès que la décélération réelle du véhicule devient inférieure à une décélération donnée.
L'équipement pour la mise en oeuvre du procédé
précité est caractérisé en ce qu'il comporte, à bord du véhicule moteur:
: - un appareillage de cab signal rec~vant, dans chaque canton, partir d'installations fixes, l'information indiquant la vitesse de sortie, - une m~moire pour délivrer la vitesse de sortie du canton pré-cédent,

- 2 -- un comparateur des vitesses de sortie précitées, - un appareil mesurant la vitesse réelle du véhicule, - un détecteur de dépassement de vitesse, dont la mise en action est commandée par le comparateur dans le premier cas cité, - un appareil mesurant la décélération réelle du véhicule, - un détecteur d'insuffisance de décélération, dont la mise en action est commandée par le comparateur dans le second cas cité, - des relais alimentés par lesdits détecteurs pour commander le freinage du véhicule.
L'invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation relatif à un véhicule de traction ferro-viaire et des dessins annexés où :
- la Fig. 1 représente les courbes vitesse-espace d'un véhicule moteur pour un parcours de plu~ieurs cantons, - la Fig. 2 représente le schéma fonctionnel de l'équipement d'un mode de réalisation de l'invention, - la Fig. 3 repr~sente le schéma plu9 détaillé d'un détecteur de dépassement de vitesse.
La figure 1 montre cinq cantons successifs 1,2,3,4,5.
Les vitesse~ limites autorisées aux sorties des cantons par la voie, par les possibilités de freinage des véhicules, par les conditions d'exploitation etc.., sont de 80 km/h pour les cantons 1,2,3 et 5 et 50 km/h pour le canton 4.
Les vitesses V en km/h sont portées sur l'axe des ordonn~es, les espace~ parcouxus X sur l'axe des abscisses.
La courbe 6 en trait plein donne la vitesse maximale autorisée en tout point du parcours.
La courbe 7 en trait interrompu représente une marche qui peut être effectivement réalisée.
Un véhicule, piloté automatiquement ou manuellement, entrant danq le canton 1 en A avec une vitesse inférieure à la vitesse limite de 80 km/h, peut accélérer jusqu'au point B où
la vitesse est un peu inférieure à la vitesse limite. Il doit ensuite régler sa vitesse de manière à ne pas dépasser cette valeur, traverser ainsi tout le canton 2 jusqu'à l'entrée C du canton 3. Là, recevant l'information d'une vitesse de 50 kmth à re respecter à la sortie de ce canton 3, il doit réaliser une décé-l~ration supérieure à la valeur permettant, compte tenu d'un certain retard à l'exécution du freinage (temps de réception de l'information et temps de mise en action du freinage) d'attein-dre la vitesse de sortie imposée de 50 km/h, à la fin du canton 3.
Sur la figure 1, cette décélération minimale corres-pond à la portion JK de la courbe 6.
La portion CD de la courbe 7 correspond au temps mis pour la r~ception de l'information et la mise en action du freinage. La portion DE correspond au freinage réalisé et se trouve au-dessous de la portion JK correspondante de la courbe 6.
Dans le canton 4, le véhicule doit en9uite, comme dans le canton 2, régler sa vitesse pour ne pas dépasser la vitesse de consigne imposée qui est cette fois de 50 km/h.
A l'entrée du canton 5, en F de la courbe 7, le véhicule peut de nouveau accélérer en passant par les points G
et H jusqu'à la vitesse limite de 80 km/h et doit régler ensuite sa vitesse de H en I de facon à ne pas dépasser cette valeur.
Au cours de cette marche, l'équipement de contrôle continu de vitesqe selon l'invention fonctionne en d~tecteur de dépassement de vitesse sur le parcours ABC, puis en détecteur d'insuffisance de décélération sur le parcours CDE et de nouveau en détecteur de dépassement de vitesse suivant EFGHI.
Sur la figure 2 est représenté un appareillage de cab signal 8 recevant dès l'entrée dans chaque canton l'information de vitesse limite de sortie dudit canton. Dans le cas où cette information est délivrée de façon discontinue, un dispositif, non représenté sur 'a figure 2, permet de cab sinal 8 est reliée d'une part à la première entrée 10 d'un comparateur 11, d'autre part à la deuxième entrée 12 dudit comparateur par l'intermédiaire d'une mémoire 13, dont le but est de délivrer la vitesse de sortie du canton précédent.
Suivant les valeurs relatives des vitesses aux entrées 10 et 12, le comparateur 11 met sous tension :
- la sortie 14, si la vitesse à l'entrée 10 est supérieure à la vitesse à l'entrée 12, - la sortie 15, si la vitesse à l'entrée 10 est égale à la vitesse à l'entrée 12, - la sortie 25, si la vitesse à l'entrée 10 est inf~rieure à la vitesse à l'entrée 12.
- Les deux premières sorties 14 et 15 alimentent l'en-roulement de commande d'un relais 45 dont le contact de travail 46 relie la sortie 9 à la première entrée 16 d'un détecteur 17 de dépassement de vitesse. La deuxième entrée 47 du détecteur 17 est reliée à un appareil 48 mesurant la vitesse réelle v du véhicule. La troisièDe entrée 49 du détecteur 17 est reliée à
;, une source de tension continue 24.
Le détecteur 17 actionne un relais 19 (fig. 3) dit relais "terminal de dépassement de vitesse" dont l'équipage mobile 18 et le contact de travail 20 permettent d'alimenter un relais temporisé à la chute 21 dit relais "temporisé de d~passement de vitesse", par la source de tension continue 24.
Le contact de travail 22 de ce relais 21 est inséré dans un circuit de freinage d'urgence 23 alimenté par la source de tension continue 24. Le détecteur 17 actionne également un relais temporisé à la chute 42 (fig.3) dit relais "de contrôle de d~tec-tion de dépassement de vitesse" dont l'équipage mobile 43 et le contact de travail 44 commandent le circuit de freinage d'urgen-ce 23.
La troisième sortie 25 du comparateur 11 est reliée à l'enrou~ement de commande d'un relais 50 dont le contact de travail 51 relie un appareil 52 donnant une décélération minimale de consigne à la première entrée 26 d'un détecteur d'insiffisance de décélération 27. La deuxième entrée 53 du détecteur 27 est reliée à un appareil 54 mesurant la d~célération réelle (-a) du véhicule.
La sortie 28 du détecteur 27 est reliée à un relais temporisé à la chute 29 dit relais de "contrôle de décélération"
dont le contact de travail 30 shunte le contact 22.
Sur la figure 3, est représenté un détecteur de dépassement de vitesse à deux chaines de détection comprenant chacune successivement un alternateur tachymétrique -(311,312), entrainé par un essieu (321,322) du véhicule, un correcteur de forme d'onde (331,332), un seuil de fréquence (341,342) et un ~électeur de fréquence (351,352), ledit sélecteur attaquant l'enroulement de commande d'un relais temporisé à la chute (361,362) comportant un contact de commutation bidirectionnel (401 et 411, 402 et 412), dit relais "de dépassement de vitesse".
Les contacts 401 et 411, 402 et 412, montée en contr81e de concordance, des relais ~361, 362), commandent le relais temporisé
à la chute 42.
~eux autres contacts de travail 371 et 372 commandés respectivement par les relais 361 et 362 sont mis en série pour permettre l'alimentation par la source 24 du relais 19.
: Enfin chaque relais de dépassement de vitesse (361,362) d'une chaine de détection a un contact de travail (381,382) dont la fermeture relie la source de tension continue 24 au seuil de fréquence et au sélecteur de fréquence de l'autre chafne de détection, le contact 381 selon la liaison 392 et le ~ 1062357 contact 382 selon la liaison 391. L'entrée 16 du détecteur 17 est reliée aux seuils de fréquence (341,342) et aux sélecteurs de fréquence ~351,352) des deux chaînes de détection.
L'équipement de contrôle continu de vitesse fonctionne de la manière suivante : il utilise un dispositif de transmission du sol vers les véhicules ou "cab signal" permettant à tout véhi-cule de conna~tre dès l'entrée de chaque canton la vitesse limite autorisée à la sortie de ce canton.
Il y a deux cas de fonctionnement, le premier étant celui où la vitesse de sortie d'un canton donné est au moins ; égale à la vitesse de sortie du canton précédent, le deuxième, celui où la vitesse de sortie d'un canton donné est inférieure à celle du canton précédent.
Dans le premier cas, l'appareillage de cab signal 8 (fig. Z) transmet au comparateur 11 la nouvelle vitesse de sortie en 10 qui est comparée avec la vitesse de sortie du canton précé-dent mise en mémoire en 13.
La sortie 14 ou }a sortie 15 du comparateur autorise la transmission de l'information de vitesse de sortie à l'entrée 16, par la fermeture du contact 46 du relais 45.
L'appareil 48 de la figure 2 mesurant la vitesse réelle du véhicule est ici un alternateur tachymétrique, doublé
pour réaliser un dispositif ~ sécurité intrinsèque (fig. 3). Les deux alternateurs tachymétriques 311 et 312 entraînés par deux essoeix dostomcts (321,322) du véhicule émettent des signaux dont la fréquence est proportionnelle à la vitesse du véhicule.
Ces signaux, après correction de leur forme d'onde en 311 et 332, attaquent les seuils de fréquence ~341,342) et les s~lecteurs de fréquence (351,352~ dans lesquels leur fréquence est comparée à une base de temps dont la valeur est commandée par l'informa-tion de vitesse de sortie transmise à l'entrée 16 du détecteur 17.
Le seuil de fréquence, représenté schématiquement en 341 et 342, est constitué essentiellement par un condensateur qui, déchar~é par chaque impulsion en provenance de l'alternateur tachymétrique associé (311,312), est rechargé entre les impul-sions par une source à tension constante au travers de résistan-ces dont la valeur est commandée par l'information de vitesse de sortie transmise en 16.
La tension aux bornes du condensateur est comparée, dans un amplificateur op~rationnel fonctionnant en bascule bis-table, à une tens,ion de référence fournie à partir de la source de charge du condensateur par un pont diviseur à résistances.
Si la durée entre deux impulsions de l'alternateur tachymétrique est supérieure au temps mis par la tension aux bornes du condensateur pour atteindre la tension de référence, la tension aux bornes du condensateur dépasse la tension de référence et fait basculer l'amplificateur opérationnel qui alimente le relais de dépassement de vitesse correspondant (361,362). Les contacts 371 et 372 restent fermés. Les relais 19 et 21 sont alimentés. Il n'y a pas de freinage d'urgence.
Si au contraire la durée entre deux impulsions de l'alternateur tachymétrique est inférieure au temps mis par la tension aux bornes du condensateur pour atteindre la tension de référence, la tension aux bornes du condensateur n'atteint pas la tension de référence et l'amplificateur opérationnel ne bascule pas. Les relais 19 et 21 ne sont pas alimentés. Le contact 22 s'ouvre, provoquant un freinage d'urgence.
Les deux relais 361,362 sont des relais à sécurité
intrinsèque. Cependant, comme les seuils de fréquence 341 et 342 ne sont pas à sécurité intrinsèque, Gn contrôle leur fonc- -tionnement en les faisant suivre chacun d'un sélecteur de fré-

3~ quence 351, 352 à sécurité intrinsèque.

Disposé entre le relais temporisé à la chute ~361,362)et le seuil de fréquence (341,342) le sélecteur de fréquence (351,352) ne laisse passer les impulsions de sortie de ce dernier que si leur fréquence correspond bien à la vitesse de sortie transmise en 16.
Le fonctionnement des deux chaines de détection de dépassement de vitesse étant à sécurité intrinsèque, on détecte toute anomalie de leur fonctionnement qui perturberait l'exploi-tation, sans être contraire à la sécurité, en réalisant le - montage des contacts 401,411 et 402,412 des deux relais 361,362 ~; en contrôle de concordance.
Par ce montage, toute discordance de fonctionnement ; de ces relais provoque, après une légère temporisation, la chute - du relais 42 de contrale de détection de dépassement de vit~sse qui déclenche par l'ouverture du contact 44 un freinage d'urgence.
` On peut ainsi déceler un défaut dans l'une quelconque des deux chaines de détection.
Les contacts 381, 382 de la figure 3 permettent de pallier les différences de réglage inévitables des deux seuils de fréquence 341, 342 et des sélecteurs de fréquence (351,352), différences qui, pour de5 marches du véhicule au voisinage de la vitesse de sortie imposée, risquerqient de provoquer des fonctionnements intempestifs du dispositif précédent de contrôle de concordance.
Tout fonctionnement d'un relais (361,362) d'une chaine de détection provoque, par la chute de son contact corres-pondant (381,382) une modification du réglage du seuil de l'autre chaine de détection, modification dont l'amplitude est supérieure à la fourchette de r~glage.
Dans le deuxième cas où l'information de vitesse de sortie transmise par l'appareillage 8 à l'entrée 10 du compara-teur 11 est inférieure à la vitesse de sortie du canton pr~cé-dent transmise en 12, la sortie 25 du compartiment 11 actionne le relais 50. Le relais 45 n'étant plus alimenté par les sorties 14 ou 15, le détecteur de dépassement de vitesse ne fonctionne pas et le contact 22 est ouvert. Lorsque la décélération réelle du véhicule transmise par l'appareil 54 est inférieure à la décé-lération minimale, la sortie 28 du détecteur 27 supprime l'alimen-tation de l'enroulement de commande du relais temporis~ 29 après une temporisation donnée. Le contact 30, qui était fermé, provo-que en s'ouvrant un freinage d'urgence.
Le détecteur d'insuffisance de décelération, utilisé
dans l'équipement selon le mode décrit est un accéléromètre à
me~cure constltué par un tube isolant en forme de U. I1 est partiellement rempli de mercure et pourvu de contacts pour établir ou couper pour chaque sens de marche du véhicule, un circuit avec la colonne de mercure lorsque, sous l'effet des efforts auxquels est soumis le véhicule (efforts d'accélération ou de freinage, pente de la voie) et de sa propre inertie, cette colonne se déplace dans le tube.
; La décélération minimale indiquée symboliquement par l'appareil 52 est déterminée par la position des contacts dans l'accéléromètre à mercure. La décélération réelle du véhicule mesurée par l'appareil 54 est représentée par ce niveau de mercure dans l'accéléromètre. Lorsque la décélération réalle du véhicule dépasse l'accélération minimale, le circuit d'excita-tion du relais 29 est fermé. Le relais 29 est alimenté. Il n'y a pas de freinage d'urgence.
Lorsque la décélération réelle du véhicule est inféri-eure à la décél~ration minimale, l'accéléromètre ne ferme pas son circuit et provoque la chute du relais 29 qui, par l'ouver-ture de son contact 30, déclenche un freinage d'urgence au bout d'une certaine temporisation.

Claims

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué
sont définies comme il suit:

1. Procédé de contrôle continu de vitesse pour véhicule moteur piloté automatiquement ou manuellement, tel qu'un véhicule ferroviaire, dont la voie parcourue est divisée en cantons successifs, caractérisé en ce que :
- on transmet audit véhicule, dès son entrée dans un canton donné
la vitesse limite qui lui est imposée à la sortie de ce canton et dénommée "vitesse sortie", - on garde en mémoire ladite vitesse dans la cabine de conduite du véhicule, - on compare ladite vitesse à la vitesse de sortie du canton précédent, vitesse que l'on a gardée en mémoire, - on mesure en permanence la vitesse et la décélération réelles du véhicule, - dans un premier cas où la vitesse de sortie du canton donné
est au moins égale à la vitesse de sortie du canton précédent, on déclenche un freinage d'urgence, après une temporisation donnée, dès que la vitesse réelle du véhicule devient supéri-eure à la vitesse de sortie du canton donné, - dans un second cas où la vitesse de sortie du canton donné
est inférieure à la vitesse de sortie du canton précédent, on déclenche un freinage d'urgence, après une temporisation donnée, dès que la décélération réelle du véhicule devient inférieure à une décélération donnée.

2. Equipement pour la mise en oeuvre du procédé

selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, à
bord du véhicule moteur :
- un appareillage de cab signal recevant, dans chaque canton, à partir d'installations fixes, l'information indiquant la vitesse de sortie, - une mémoire pour délivrer la vitesse de sortie du canton précédent, - un comparateur des vitesses de sortie précitées, - un appareil mesurant la vitesse réelle du véhicule, - un détecteur de dépassement de vitesse, dont la mise en action est commandée par le comparateur dans le premier cas cité, - des relais alimentés par lesdits détecteurs pour commander le freinage du véhicule.

3. Equipement selon la revendication 2, caractérisé
en ce que le détecteur de dépassement de vitesse comporte deux chaînes de détection comprenant chacune successivement un alternateur tachymétrique, un correcteur de forme d'onde, un seuil de fréquence dont le seuil est établi en fonction de la vitesse de sortie et un sélecteur de fréquence dont la fréquence est déterminée en fonction de la vitesse de sortie, ledit sélecteur attaquant l'enroulement d'un relais temporisé à contact de commutation bidirectionnel, les contacts desdits relais étant montée en contrôle de concordance sur un circuit de commande du freinage.

4. Equipement selon la revendication 2 ou 3, carac-térisé en ce que le détecteur d'insuffisance de décélération est un accéléromètre à mercure fonctionnant en seuil de décéléra-tion.

5. Equipement selon la revendication 3, dans lequel chaque relais temporisé commande, par un contact supplémentaire, une modification des réglages du seuil de fréquence et du sélecteur de fréquence de l'autre chaîne.