EP3792134A1 - Caisse de véhicule, notamment de véhicule ferroviaire, et véhicule associé - Google Patents

Caisse de véhicule, notamment de véhicule ferroviaire, et véhicule associé Download PDF

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Publication number
EP3792134A1
EP3792134A1 EP20195434.4A EP20195434A EP3792134A1 EP 3792134 A1 EP3792134 A1 EP 3792134A1 EP 20195434 A EP20195434 A EP 20195434A EP 3792134 A1 EP3792134 A1 EP 3792134A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gravity
center
transverse direction
vehicle
box
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20195434.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Fabrice BENIZEAU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Transport Technologies SAS
Original Assignee
Alstom Transport Technologies SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Transport Technologies SAS filed Critical Alstom Transport Technologies SAS
Publication of EP3792134A1 publication Critical patent/EP3792134A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle body, in particular a rail vehicle, the body having a center of gravity and extending in a longitudinal direction, a transverse direction substantially normal to the longitudinal direction and a direction of elevation substantially normal to the direction. longitudinal and in the transverse direction, the body extending on either side of a median plane substantially normal to the transverse direction.
  • the invention also relates to a vehicle, in particular a railway vehicle, comprising at least one such body.
  • the interior configuration of the vehicle is subject to change during the commercial life of the vehicle.
  • a car originally designed to accommodate passengers in 1st class may thus be modified to accommodate passengers in 2nd class, which implies in particular an increase in the number of seats in the car and / or a change their distribution in the car.
  • the mass distribution of a body of a car 1 st class and a car 2nd class being different, this causes the shift of the transverse position of the box the center of gravity when changing the internal configuration of the body .
  • An object of the invention is to provide a vehicle body whose center of gravity in the transverse direction makes it possible to distribute in a substantially equal manner the load carried by the various support points of the body, whatever the equipment of the body. checkout.
  • the tilting device allows a rapid modification of the position of the center of gravity of the body in the transverse direction and thus to adapt this position to the load due to the equipment of the vehicle, so as to distribute this load substantially evenly over the various support points of the body.
  • the invention further relates to a vehicle, in particular a railway vehicle, comprising at least one body of the aforementioned type.
  • a vehicle 8 according to the invention is shown in cross section on the figure 1 .
  • the vehicle 8 is for example a railway vehicle, in particular a high-speed train, or a tramway, intended to travel on rails 11.
  • the vehicle 8 is a road vehicle, for example a bus.
  • the vehicle 8 is intended to travel within a network, for example a rail network, comprising at least one traffic lane and at least one stopping station, corresponding for example to a platform 12 as shown in the figures. figures 1 and 2 .
  • the vehicle 8 travels according to a running plane P r .
  • the vehicle 8 comprises at least one body 13 delimiting an interior space 14, the body 13 being carried by at least one rolling device 16.
  • the rolling device 16 is a bogie 16.
  • each body 13 is carried by two bogies 16.
  • Each bogie 16 comprises wheels 18 connected in pairs by axles 20 and, optionally, electric motors (not shown) responsible for propelling the vehicle 8.
  • the body 13 is supported on each bogie 16 at the level of support points 21, corresponding here to the support points of the body 13 on the axles 20.
  • the body 13 is described in relation to a longitudinal direction XX extending in the normal direction of movement of the vehicle 8 and corresponding to the length of the body, a transverse direction YY substantially normal to the longitudinal direction XX and corresponding to the width of the body. body, and an elevation direction ZZ substantially normal to the longitudinal direction XX and to the transverse direction YY and corresponding to the height of the body. Under normal conditions of movement of the vehicle 8 along a horizontal running plane P r , the direction of elevation ZZ is substantially vertical.
  • the body 13 comprises a roof 22, at least two side walls, extending in the longitudinal and elevation directions, and a base 26.
  • the body 13 also comprises at its two front and rear ends transverse end walls (not shown) extending in the transverse and elevation directions.
  • the side and transverse walls extend from the base 26 to the roof 28 on either side thereof.
  • the body 13 extends on either side of a median plane P substantially normal to the transverse direction Y-Y and extending at an equal distance from the two side walls.
  • the interior space 14 is delimited by a ceiling 28, separating the interior space 14 from the roof 22, by the side walls and by a floor 30, separating the interior space 14 from the base 26.
  • the floor 30 extends along a plan of floor P p , the floor plane P p forming with a running surface P r of the vehicle 8 an angle of inclination.
  • the interior space 14 is adapted to receive equipment, goods and / or passengers
  • the body 13 is equipped with a plurality of seats 32 arranged in the interior space 14 in rows extending one behind the other in the longitudinal direction XX, and each extending parallel to the transverse direction YY.
  • the rows of seats 32 extend on either side of an aisle 34 extending in the longitudinal direction.
  • two seats 32 are located on one side of the aisle 34 and a single seat 32 is located on the other side of the aisle 34.
  • the body 13 is for example a body of a rail or road vehicle of the first class type , which has improved comfort for travelers compared to a body equipped with rows of seats 32 comprising two seats 32 on each side of aisle 34.
  • the body 13 has a center of gravity B corresponding to the barycenter of all the masses of the body 13.
  • this set of masses corresponds to the sum of the mass of the body itself. and the masses of the various equipment installed in and / or on the body 13.
  • this set of masses corresponds to the sum of the mass of the body itself, masses of the various items of equipment installed in and / or on the body 13 and the masses of said passengers.
  • the body 13 is tiltable between a plurality of configurations, including a rolling configuration, shown in FIG. figure 1 , and an embarkation / disembarkation configuration, shown on the figure 2 .
  • the angle of inclination of the plane of the floor P p with the running plane P r is preferably strictly less than 2 °, preferably is zero.
  • the center of gravity B of the body 13 is included in the median plane P.
  • the load carried by each wheel 18 of the same axle 20 is therefore substantially identical, which prevents asymmetric wear of the wheels and / or of the wheels. rails when the vehicle 8 is traveling on a track.
  • the plane of the floor P p is inclined with respect to the running plane P r .
  • the center of gravity B of the body 13 is away from the median plane P.
  • the body 13 comprises a detection device 40, configured to determine the position of the center of gravity B of said body 13, and a tilting device 42, configured to move the center of gravity B of the body in the transverse direction YY, and thus move the center of gravity B from its effective position to its desired position.
  • the detection device 40 is configured to determine the position of the center of gravity B of the body 13 at least in the transverse direction Y-Y.
  • the detection device 40 is configured to receive at least one signal characteristic of the mass carried by at least one fulcrum 21.
  • mass sensors 44 are installed on the bogie 16, and in particular on the axle 20, at each fulcrum 21.
  • the detection device 40 is preferably configured to receive, for example via a wireless link, the mass measured by each mass sensor 44.
  • the detection device 40 is also configured to measure, as a function of the position of each sensor 44 and of the mass measured by each sensor 44, the position of the center of gravity B of the body 13 at least in the transverse direction Y-Y.
  • the detection device 40 is arranged in the base 26.
  • the detection device 40 is arranged in the interior space 14.
  • the detection device 40 is configured to communicate with the inclination device 42.
  • the detection device 40 comprises for example a transmitter 46 configured to transmit to the inclination device 42 a signal for detecting the position of the center of gravity B according to at least the transverse position YY, for example via a wireless link.
  • the tilting device 42 comprises at least one ballast 52 installed inside the body 13.
  • the tilting device 42 further comprises at least one driving device 54 configured to move the ballast 52 according to the figure. transverse direction YY and, advantageously, an electronic control device 56 configured to control the displacement of the ballast 52.
  • the box 13 has a single ballast 52.
  • the box 13 has several ballasts 52.
  • the box 13 has two weights 52 arranged at the front and at the rear of the body in the longitudinal direction XX, in particular at the doors.
  • the ballast 52 is installed in the base 36 in order to improve the stability of the body 13.
  • the ballast 52 is installed substantially in the center of the body 13 in the longitudinal direction XX, that is to say that the ballast 52 is located substantially at an equal distance from the transverse end walls of the body 13.
  • the ballast 52 is movable in translation in the transverse direction Y-Y between a plurality of positions, including a balancing position. By virtue of its mass and its position, the ballast 52 thus influences the position of the center of gravity B. In the balancing position, the center of gravity B is included in the median plane P.
  • the ballast 52 is movable in translation in the transverse direction YY between two end positions 58, 59, the ballast being in said end positions 58, 59 located at a distance from the median plane P between 1000 mm and 1500 mm, typically equal to 1250 mm, in the transverse direction YY.
  • the driving device 54 is configured to move the ballast 52 in the transverse direction Y-Y.
  • the drive device 54 is a worm screw system.
  • the drive device is a drive system by rack or by electric or pneumatic cylinder combined with a system of slides.
  • the drive device 54 comprises a motor (not shown) capable of moving the ballast 52 automatically.
  • the drive device 54 comprises a receiver 60 configured to communicate with the control device 56 and to receive a displacement instruction coming from said control device 56.
  • the electronic control device 56 is configured to receive from the detection device 40 the detection signal of the position of the center of gravity B according to at least the transverse position Y-Y.
  • the electronic control device 56 is also configured to transmit, as a function of the effective position of the center of gravity B and of the desired position of the center of gravity B, a displacement instruction to the drive device 54 in order to move the ballast 52 of so that the center of gravity B moves from its actual position to the desired position.
  • the electronic control device 56 is for example integrated into the management system of the vehicle 8 (also designated by the acronym TCMS for “Train Control and Management System”).
  • the electronic control device 56 comprises a reception module 62 configured to receive the detection signal transmitted by the detection device 40 via its transmitter 46.
  • the electronic control device 56 further comprises a control module 64 configured to transmit, as a function of the detection signal, at least one displacement instruction to the receiver 60 of the drive device 54.
  • the electronic control device 56 is configured to transmit the displacement instruction to the drive device 54 when the difference between the position of the center of gravity B and the median plane is greater than or equal to 6 mm.
  • the electronic control device 56 comprises an information processing unit 66 formed, for example, of a memory 68 and of a processor 70 associated with the memory 68.
  • the control device 56 comprises a transceiver 72 configured in particular for receive, for example via wireless data links, the detection signals, sent by the detection device 40 to the reception module 62, and / or to send, in the opposite direction, movement instructions from the control module 64, these instructions being in particular intended for the drive device 54.
  • the reception module 62 and the control module 64 are each produced in the form of software, or of a software brick, which can be executed by the processor 70.
  • the memory 68 of the control device 56 is then able to store software. for receiving detection signals and a control software capable of establishing at least one displacement instruction from the detection signal received and of transmitting each displacement instruction to the drive device 54.
  • the processor 70 is then able to execute each one. software among the receiving software and the control software.
  • reception module 62 and the control module 64 are each produced in the form of a programmable logic component, such as an FPGA (standing for Field Programmable Gâte Array), or else in the form of a a dedicated integrated circuit, such as an ASIC (standing for Application Specific Integrated Circuit).
  • a programmable logic component such as an FPGA (standing for Field Programmable Gâte Array)
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the electronic control device 56 When the electronic control device 56 is produced in the form of one or more software, that is to say in the form of a computer program, it is also able to be recorded on a medium, not shown, computer readable.
  • the tilting device 42 is switchable between a manual piloting mode and an automatic piloting mode, for example by means of a switching button that can be actuated manually by an operator, in particular by the driver of the vehicle 8 .
  • the tilting device 42 and in particular the driving device 54, can be actuated manually by an operator, for example by means of a control member or “manipulator” which can be actuated manually by the operator.
  • the operator thus directly adjusts the position of the center of gravity B of the body 13.
  • the electronic control device 56 is configured to automatically control the drive device 54 as a function of the position of the center of gravity B determined by the detection device 40.
  • the body 13 of the vehicle 8 comprises a measuring device 80 configured to measure a vertical deviation E, E 'in a vertical direction between the platform 12 and the body 13, in particular the floor 30 of the body 13, when vehicle 8 is at platform 12.
  • the vertical gap E between the platform 12 and the floor 30 of the box 13 in the running configuration is greater than a vertical gap E 'between the platform 12 and the floor 30 of checkout 13 in the embarkation / disembarkation configuration.
  • the measuring device 80 comprises for example a sensor configured to measure the vertical deviation E.
  • the sensor is known per se and is chosen from the group consisting of: an image sensor (s), a lidar light detection and ranging ), a leddar (from English light emitting diode detection and ranging ), a radar (from English radio detection and ranging ) and an ultrasonic sensor.
  • the measuring device 80 is advantageously configured to communicate the measured vertical deviation E to the electronic control device 56 when the latter is present.
  • the control device 56 is for example configured to send a displacement instruction to the drive device 54 as a function of said vertical deviation E.
  • the detection device 40 of the body 13 determines the position of the center of gravity B of the corresponding body 13.
  • the detection device 40 measures, as a function of the position of each sensor 44 and of the mass measured by each sensor 44, the position of the center of gravity B of the body 13 at least in the transverse direction Y-Y.
  • the detection of the position of the center of gravity B in the transverse direction Y-Y is carried out continuously.
  • the detection device 40 communicates with the tilting device 42 and transmits via its transmitter 46 a signal for detecting the position of the center of gravity B according to at least the transverse position Y-Y.
  • the electronic control device 56 receives, via the transceiver 72, the detection signal and transmits as a function of said detection signal at least one displacement instruction, via the control module 64.
  • the drive device 54 then receives, via the receiver 60, the displacement instruction coming from the said control device 56. Then, the drive device 54 moves the ballast 52 in the transverse direction YY to a predefined position, by example the balancing position.
  • the tilting device 42 when the tilting device 42 is switchable between a manual piloting mode and an automatic piloting mode, an operator manually actuates the inclination device 42, in particular the drive device 54 can be actuated manually by an operator, to directly adjust the position of the center of gravity B of the body 13.
  • the transverse position of the center of gravity B of the body 13 of the vehicle 8 according to the invention is easily and rapidly modifiable.
  • the internal arrangement of the boxes 13 may vary.
  • the detection and displacement of the position of the center of gravity B make it possible to adapt to such modifications.
  • the position of the center of gravity B can be modified to take account of the influx and distribution of passengers and / or goods in the vehicle 8.
  • the tilting device 42 makes it possible to maintain the center of gravity B of each body 13 in the balancing position.
  • the body 13 of the vehicle 8 is then in the rolling configuration, making it possible to distribute the load carried by each wheel 18 in a balanced manner and thus avoiding asymmetric wear of the wheels 18.
  • the tilting device 42 controls the displacement of the ballast 52 and thus allows tilting the displacement of the center of gravity B of the body 13 out of the balancing position. .
  • the body 13 of the vehicle 8 is then in the embarkation / disembarkation configuration.
  • the vertical gap E 'between the platform 12 and the floor 30 of the body 13 is reduced compared to the vertical gap E in the running configuration, making it easier for passengers to get on and off, especially people with reduced mobility.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

L'invention concerne une caisse (13) de véhicule (8), notamment de véhicule ferroviaire, s'étendant de part et d'autre d'un plan médian (P) sensiblement normal à une direction transversale (Y-Y). La caisse (13) comprend au moins :- un dispositif de détection (40) configuré pour déterminer la position du centre de gravité (B) de la caisse (13) selon la direction transversale (Y-Y) ; et- un dispositif d'inclinaison (42) configuré pour déplacer le centre de gravité (B) de la caisse (13) selon la direction transversale (Y-Y), le dispositif d'inclinaison (42) comportant au moins un lest (52).Le lest (52) est mobile selon la direction transversale (Y-Y) entre une pluralité de positions, dont une position d'équilibrage dans laquelle le centre de gravité (B) est compris dans le plan médian (P).

Description

  • La présente invention concerne une caisse de véhicule, notamment de véhicule ferroviaire, la caisse présentant un centre de gravité et s'étendant selon une direction longitudinale, une direction transversale sensiblement normale à la direction longitudinale et une direction d'élévation sensiblement normale à la direction longitudinale et à la direction transversale, la caisse s'étendant de part et d'autre d'un plan médian sensiblement normal à la direction transversale.
  • L'invention concerne également un véhicule, notamment ferroviaire, comprenant au moins une telle caisse.
  • Lors de la conception et de l'aménagement d'une caisse de véhicule, notamment de véhicule ferroviaire ou routier destiné au transport de voyageurs, il est connu de placer les différentes installations équipant la caisse de manière à ce que le centre de gravité de la caisse se trouve sensiblement au centre de la caisse, afin de répartir de manière sensiblement égale la charge portée par les différents points d'appui de la caisse sur les roues du véhicule.
  • En effet, une différence de charge trop importante entre les roues du côté droit et celles du côté gauche du véhicule, typiquement une différence de charge supérieure à 6%, entraine une usure asymétrique des roues, conduisant à des opérations de maintenance et/ou de remplacement des roues plus fréquentes pour les roues du côté portant la charge la plus lourde. Dans le domaine du ferroviaire, les rails sont également soumis à ce phénomène et une différence de charge trop importante entre les roues du côté droit et celles du côté gauche du véhicule entraine une usure asymétrique des rails, et donc des opérations de maintenance plus fréquentes.
  • De plus, notamment pour les véhicules ferroviaires circulant à grande ou très grande vitesse sur des voies présentant des virages, le déséquilibrage engendré par cette différence de charge augmente le risque de déraillement.
  • Il est ainsi connu de répartir les différents équipements à l'intérieur de la caisse pour que le centre de gravité de la caisse se trouve sensiblement au centre de cette dernière.
  • Toutefois, il est difficile de maitriser la position transversale du centre de gravité de la caisse, cette dernière dépendant des tolérances de masse et de positionnement de chacun des équipements de la caisse, ainsi que de la répartition des passagers.
  • De plus, la configuration intérieure du véhicule est susceptible de changer au cours de la vie commerciale du véhicule. Par exemple, une voiture initialement destinée à accueillir des passagers en 1ère classe est ainsi susceptible d'être modifiée pour accueillir des passagers en 2ème classe, ce qui implique notamment une augmentation du nombre de sièges dans la voiture et/ou une modification de leur répartition dans la voiture. La répartition des masses d'une caisse d'une voiture 1ère classe et d'une voiture 2ème classe étant différentes, cela entraine le décalage de la position transversale du centre de gravité de la caisse lors du changement de configuration intérieure de la caisse.
  • Un but de l'invention est de proposer une caisse de véhicule dont le centre de gravité selon la direction transversale permet de répartir de manière sensiblement égale la charge portée par les différents points d'appui de la caisse, quel que soient les équipements de la caisse.
  • A cet effet, l'invention a pour objet une caisse du type précité, la caisse comprenant au moins :
    • un dispositif de détection configuré pour déterminer la position du centre de gravité de la caisse selon la direction transversale ; et
    • un dispositif d'inclinaison configuré pour déplacer le centre de gravité de la caisse selon la direction transversale, le dispositif d'inclinaison comportant au moins un lest, le lest étant mobile selon la direction transversale entre une pluralité de positions, dont une position d'équilibrage dans laquelle le centre de gravité est compris dans le plan médian.
  • Le dispositif d'inclinaison permet une modification rapide de la position du centre de gravité de la caisse selon la direction transversale et ainsi d'adapter cette position à la charge due aux équipements du véhicule, de sorte à répartir sensiblement équitablement cette charge sur les différents points d'appui de la caisse.
  • Selon des modes de réalisation particuliers, la caisse selon l'invention comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toute combinaison techniquement réalisable :
    • le dispositif d'inclinaison comporte en outre un dispositif d'entrainement configuré pour déplacer le lest selon la direction transversale, le dispositif d'entrainement comprenant de préférence un moteur ;
    • le dispositif d'entrainement est un système de vis sans fin ou un système d'entrainement par crémaillère ou par vérin ;
    • le dispositif d'inclinaison comprend en outre un dispositif électronique de commande configuré pour commander le dispositif d'entrainement en fonction de la position du centre de gravité déterminée par le dispositif de détection, de préférence lorsque l'écart entre ladite position du centre de gravité et la position d'équilibrage est supérieur ou égal à 6 mm ;
    • la caisse comporte un plancher délimitant un soubassement et un espace intérieur destiné à accueillir des passagers et/ou des marchandises, le lest étant installé dans le soubassement ;
    • le lest est mobile en translation selon la direction transversale entre deux premières extrémales, le centre de gravité de la caisse dans lesdites positions extrémales étant situé à une distance comprise entre 1000 mm et 1500 mm, de préférence égale à 1250 mm, du plan médian selon la direction transversale ;
    • la caisse comprend en outre un dispositif de mesure configuré pour mesurer un écart vertical entre un quai et la caisse ;
    • le dispositif d'inclinaison est commutable entre un mode de pilotage manuel et un mode de pilotage automatique, par exemple au moyen d'un bouton de commutation actionnable manuellement par un opérateur ;
    • le dispositif d'inclinaison est propre à déplacer le centre de gravité de la caisse entre une pluralité de positions correspondant à une pluralité de configurations de la caisse, dont une configuration de roulement, dans laquelle le centre de gravité de la caisse est compris dans le plan médian, et une configuration d'embarquement/débarquement, dans laquelle le centre de gravité de la caisse est à l'écart du plan médian, de sorte que lorsque la caisse est au bord d'un quai et forme avec ledit quai un écart vertical, l'écart entre le quai et la caisse dans la configuration de roulement est plus grand que l'écart entre le quai et la caisse dans la configuration d'embarquement/débarquement.
  • L'invention concerne en outre un véhicule, notamment ferroviaire, comprenant au moins une caisse du type précité.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnée à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une caisse de véhicule selon l'invention, la caisse étant dans une configuration de roulement ; et
    • la figure 2 est une vue schématique en coupe de la caisse de la figure 1, la caisse étant dans une configuration d'embarquement/débarquement.
  • Un véhicule 8 selon l'invention est représenté en coupe transversale sur la figure 1. Le véhicule 8 est par exemple un véhicule ferroviaire, notamment un train à grande vitesse, ou un tramway, destiné à circuler sur des rails 11.
  • En variante (non représentée), le véhicule 8 est un véhicule routier, par exemple un car.
  • Le véhicule 8 est destiné à circuler au sein d'un réseau, par exemple un réseau ferroviaire, comprenant au moins une voie de circulation et au moins une station d'arrêt, correspondant par exemple à un quai 12 comme représenté sur les figures 1 et 2. Le véhicule 8 circule selon un plan de roulement Pr.
  • Le véhicule 8 comprend au moins une caisse 13 délimitant un espace intérieur 14, la caisse 13 étant portée par au moins un dispositif de roulement 16. Sur les figures 1 et 2, le dispositif de roulement 16 est un bogie 16. Par exemple, chaque caisse 13 est portée par deux bogies 16. Chaque bogie 16 comprend des roues 18 reliées deux à deux par des essieux 20 et, éventuellement, des moteurs électriques (non représentés) chargés de la propulsion du véhicule 8.
  • La caisse 13 prend appui sur chaque bogie 16 au niveau de points d'appui 21, correspondant ici aux points d'appui de la caisse 13 sur les essieux 20.
  • La caisse 13 est décrite relativement à une direction longitudinale X-X s'étendant selon le sens de circulation normal du véhicule 8 et correspondant à la longueur de la caisse, une direction transversale Y-Y sensiblement normale à la direction longitudinale X-X et correspondant à la largeur de la caisse, et une direction d'élévation Z-Z sensiblement normale à la direction longitudinale X-X et à la direction transversale Y-Y et correspondant à la hauteur de la caisse. Dans les conditions normales de circulation du véhicule 8 selon un plan de roulement Pr horizontal, la direction d'élévation Z-Z est sensiblement verticale.
  • La caisse 13 comprend un toit 22, au moins deux parois latérales, s'étendant selon les directions longitudinale et d'élévation, et un soubassement 26. La caisse 13 comprend également à ses deux extrémités avant et arrière des parois transversales d'extrémité (non représentées) s'étendant selon les directions transversale et d'élévation. Les parois latérales et transversales s'étendent du soubassement 26 au toit 28 de part et d'autre de ceux-ci. La caisse 13 s'étend de part et d'autre d'un plan médian P sensiblement normal à la direction transversale Y-Y et s'étendant à égale distance des deux parois latérales.
  • Sur la figure 1, l'espace intérieur 14 est délimité par un plafond 28, séparant l'espace intérieur 14 du toit 22, par les parois latérales et par un plancher 30, séparant l'espace intérieur 14 du soubassement 26. Le plancher 30 s'étend selon un plan de plancher Pp, le plan de plancher Pp formant avec un plan de roulement Pr du véhicule 8 un angle d'inclinaison.
  • L'espace intérieur 14 est adapté pour recevoir des équipements, des marchandises et/ou des passagers
  • Dans l'exemple de la figure 1, la caisse 13 est équipée d'une pluralité de sièges 32 disposés dans l'espace intérieur 14 selon des rangées s'étendant les unes derrière les autres selon la direction longitudinale X-X, et s'étendant chacune parallèlement à la direction transversale Y-Y. Les rangées de sièges 32 s'étendent de part et d'autre d'une allée 34 s'étendant selon la direction longitudinale. Dans l'exemple de la figure 1, deux sièges 32 sont situés d'un côté de l'allée 34 et un unique siège 32 est situé de l'autre côté de l'allée 34. La caisse 13 est par exemple une caisse de véhicule ferroviaire ou routier de type première classe, qui présente un confort amélioré pour les voyageurs par rapport à une caisse équipée de rangées de sièges 32 comprenant deux sièges 32 de chaque côté de l'allée 34.
  • La caisse 13 présente un centre de gravité B correspondant au barycentre de l'ensemble des masses de la caisse 13. Lorsque la caisse 13 est vide de passagers, cet ensemble des masses correspond à la somme de la masse de la caisse en elle-même et des masses des différents équipements installés dans et/ou sur la caisse 13. Lorsque des passagers se trouvent à l'intérieur de la caisse 13, cet ensemble des masses correspond à la somme de la masse de la caisse en elle-même, des masses des différents équipements installés dans et/ou sur la caisse 13 et des masses desdits passagers.
  • On comprend aisément que l'aménagement de l'espace intérieur 14, notamment la répartition des sièges 32, ainsi que des autres équipements, influe sur la position du centre de gravité B de la caisse 13.
  • Selon un mode de réalisation, la caisse 13 est inclinable entre une pluralité de configurations, dont une configuration de roulement, représentée sur la figure 1, et une configuration d'embarquement/débarquement, représentée sur la figure 2.
  • Dans la configuration de roulement, l'angle d'inclinaison du plan du plancher Pp avec le plan de roulement Pr est de préférence strictement inférieur à 2°, de préférence est nul. De préférence, le centre de gravité B de la caisse 13 est compris dans le plan médian P. La charge portée par chaque roue 18 d'un même essieu 20 est donc sensiblement identique, ce qui évite une usure asymétrique des roues et/ou des rails lorsque le véhicule 8 circule sur une voie.
  • Dans la configuration d'embarquement/débarquement, le plan du plancher Pp est incliné par rapport au plan de roulement Pr. De préférence, le centre de gravité B de la caisse 13 est à l'écart du plan médian P. Lorsque le véhicule 8 est au bord du quai 12, cet écart permet de pencher la caisse 13 vers le quai afin de réduire la lacune verticale, et ainsi de faciliter la montée et/ou la descente des passagers.
  • La caisse 13 comporte un dispositif de détection 40, configuré pour déterminer la position du centre de gravité B de ladite caisse 13, et un dispositif d'inclinaison 42, configuré pour déplacer le centre de gravité B de la caisse selon la direction transversale Y-Y, et ainsi faire déplacer le centre de gravité B de sa position effective jusqu'à sa position souhaitée.
  • Le dispositif de détection 40 est configuré pour déterminer la position du centre de gravité B de la caisse 13 au moins selon la direction transversale Y-Y.
  • Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, le dispositif de détection 40 est configuré pour recevoir au moins un signal caractéristique de la masse portée par au moins un point d'appui 21. Par exemple, des capteurs 44 de masse sont installés sur le bogie 16, et notamment sur l'essieu 20, au niveau de chaque point d'appui 21.
  • Le dispositif de détection 40 est de préférence configuré pour recevoir, par exemple via une liaison sans fil, la masse mesurée par chaque capteur 44 de masse.
  • Le dispositif de détection 40 est également configuré pour mesurer, en fonction de la position de chaque capteur 44 et de la masse mesurée par chaque capteur 44, la position du centre de gravité B de la caisse 13 au moins selon la direction transversale Y-Y.
  • Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, le dispositif de détection 40 est disposé dans le soubassement 26. En variante, le dispositif de détection 40 est disposé dans l'espace intérieur 14.
  • Le dispositif de détection 40 est configuré pour communiquer avec le dispositif d'inclinaison 42. Le dispositif de détection 40 comprend par exemple un émetteur 46 configuré pour transmettre au dispositif d'inclinaison 42 un signal de détection de la position du centre de gravité B selon au moins la position transversale Y-Y, par exemple via une liaison sans fil.
  • Le dispositif d'inclinaison 42 comporte au moins un lest 52 installé à l'intérieur de la caisse 13. De préférence, le dispositif d'inclinaison 42 comprend en outre au moins un dispositif d'entrainement 54 configuré pour déplacer le lest 52 selon la direction transversale Y-Y et, avantageusement, un dispositif électronique de commande 56 configuré pour commander le déplacement du lest 52.
  • Sur les figures 1 et 2, la caisse 13 comporte un unique lest 52. En variante, la caisse 13 comporte plusieurs lests 52. Par exemple, la caisse 13 comporte deux lests 52 disposés à l'avant et à l'arrière de la caisse selon la direction longitudinale X-X, notamment au niveau de portes.
  • De préférence, le lest 52 est installé dans le soubassement 36 afin d'améliorer la stabilité de la caisse 13. Avantageusement, le lest 52 est installé sensiblement au centre de la caisse 13 selon la direction longitudinale X-X, c'est-à-dire que le lest 52 se trouve sensiblement à égale distance des parois transversales d'extrémité de la caisse 13.
  • Le lest 52 est mobile en translation selon la direction transversale Y-Y entre une pluralité de positions, dont une position d'équilibrage. De par sa masse et sa position, le lest 52 influe ainsi sur la position du centre de gravité B. Dans la position d'équilibrage, le centre de gravité B est compris dans le plan médian P.
  • Le lest 52 est mobile en translation selon la direction transversale Y-Y entre deux positions extrémales 58, 59, le lest étant dans lesdites positions extrémales 58, 59 situé à une distance du plan médian P comprise entre 1000 mm et 1500 mm, typiquement égale à 1250 mm, selon la direction transversale Y-Y.
  • Le dispositif d'entrainement 54 est configuré pour déplacer le lest 52 selon la direction transversale Y-Y.
  • Par exemple, le dispositif d'entrainement 54 est un système de vis sans fin. En variante, le dispositif d'entrainement est un système d'entrainement par crémaillère ou par vérin électrique ou pneumatique combiné avec un système de glissières.
  • De préférence, le dispositif d'entrainement 54 comprend un moteur (non représenté) apte à déplacer le lest 52 de manière automatique.
  • Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, le dispositif d'entrainement 54 comprend un récepteur 60 configuré pour communiquer avec le dispositif de commande 56 et pour recevoir une consigne de déplacement venant dudit dispositif de commande 56.
  • Le dispositif électronique de commande 56 est configuré pour recevoir de la part du dispositif de détection 40 le signal de détection de la position du centre de gravité B selon au moins la position transversale Y-Y.
  • Le dispositif électronique de commande 56 est également configuré pour transmettre, en fonction de la position effective du centre de gravité B et de la position souhaitée du centre de gravité B, une consigne de déplacement au dispositif d'entrainement 54 pour déplacer le lest 52 de sorte que le centre de gravité B passe de sa position effective à la position souhaitée.
  • Le dispositif électronique de commande 56 est par exemple intégré au système de management du véhicule 8 (aussi désigné par l'acronyme TCMS pour « Train Control and Management System »).
  • Le dispositif électronique de commande 56 comporte un module de réception 62 configuré pour recevoir le signal de détection émis par le dispositif de détection 40 via son émetteur 46.
  • Le dispositif électronique de commande 56 comporte en outre un module de commande 64 configuré pour transmettre en fonction du signal de détection au moins une consigne de déplacement au récepteur 60 du dispositif d'entrainement 54.
  • Par exemple, le dispositif électronique de commande 56 est configuré pour transmettre la consigne de déplacement au dispositif d'entrainement 54 lorsque l'écart entre la position du centre de gravité B et le plan médian est supérieur ou égal à 6 mm.
  • Dans l'exemple de la figure 1, le dispositif électronique de commande 56 comprend une unité de traitement d'informations 66 formée par exemple d'une mémoire 68 et d'un processeur 70 associé à la mémoire 68. Le dispositif de commande 56 comprend un émetteur-récepteur 72 configuré notamment pour recevoir, par exemple via des liaisons de données sans fil, les signaux de détection, envoyés par le dispositif de détection 40 à destination du module de réception 62, et/ou pour émettre, en sens inverse, des consignes de déplacement de la part du module de commande 64, ces consignes étant notamment destinées au dispositif d'entrainement 54.
  • Dans l'exemple de la figure 1, le module de réception 62 et le module de commande 64 sont réalisés chacun sous forme d'un logiciel, ou d'une brique logicielle, exécutable par le processeur 70. La mémoire 68 du dispositif de commande 56 est alors apte à stocker un logiciel de réception de signaux de détection et un logiciel de commande apte à établir au moins une consigne de déplacement à partir du signal de détection reçu et à transmettre chaque consigne de déplacement au dispositif d'entrainement 54. Le processeur 70 est alors apte à exécuter chacun des logiciels parmi le logiciel de réception et le logiciel de commande.
  • En variante non représentée, le module de réception 62 et le module de commande 64 sont réalisés chacun sous forme d'un composant logique programmable, tel qu'un FPGA (de l'anglais Field Programmable Gâte Array), ou encore sous forme d'un circuit intégré dédié, tel qu'un ASIC (de l'anglais Application Specific Integrated Circuit).
  • Lorsque le dispositif électronique de commande 56 est réalisé sous forme d'un ou plusieurs logiciels, c'est-à-dire sous forme d'un programme d'ordinateur, il est en outre apte à être enregistré sur un support, non représenté, lisible par ordinateur.
  • En variante ou en complément, le dispositif d'inclinaison 42 est commutable entre un mode de pilotage manuel et un mode de pilotage automatique, par exemple au moyen d'un bouton de commutation actionnable manuellement par un opérateur, notamment par le chauffeur du véhicule 8.
  • Dans le mode de pilotage manuel, le dispositif d'inclinaison 42, et notamment le dispositif d'entrainement 54 est actionnable manuellement par un opérateur, par exemple au moyen d'un organe de commande ou « manipulateur » actionnable manuellement par l'opérateur. L'opérateur règle ainsi directement la position du centre de gravité B de la caisse 13.
  • Dans le mode de pilotage automatique, le dispositif électronique de commande 56 est configuré pour commander automatiquement le dispositif d'entrainement 54 en fonction de la position du centre de gravité B déterminée par le dispositif de détection 40.
  • En variante ou en complément, la caisse 13 du véhicule 8 comprend un dispositif de mesure 80 configuré pour mesurer un écart vertical E, E' selon une direction verticale entre le quai 12 et la caisse 13, notamment le plancher 30 de la caisse 13, lorsque le véhicule 8 est au niveau du quai 12.
  • Lorsque la caisse 13 est au bord du quai 12, l'écart vertical E entre le quai 12 et le plancher 30 de la caisse 13 dans la configuration de roulement est plus grand qu'un écart vertical E' entre le quai 12 et le plancher 30 de la caisse 13 dans la configuration d'embarquement/débarquement.
  • Le dispositif de mesure 80 comprend par exemple un capteur configuré pour mesurer l'écart vertical E. Le capteur est connu en soi et est choisi parmi le groupe consistant en : un capteur d'image(s), un lidar (de l'anglais light detection and ranging), un leddar (de l'anglais light emitting diode detection and ranging), un radar (de l'anglais radio detection and ranging) et un capteur à ultrasons.
  • Le dispositif de mesure 80 est avantageusement configuré pour communiquer l'écart vertical E mesuré au dispositif électronique de commande 56 lorsque celui-ci est présent. Le dispositif de commande 56 est par exemple configuré pour émettre une consigne de déplacement au dispositif d'entrainement 54 en fonction dudit écart vertical E.
  • Le principe de déplacement du centre de gravité B d'une telle caisse 13 de véhicule 8 va maintenant être décrit.
  • Le dispositif de détection 40 de la caisse 13 détermine la position du centre de gravité B de la caisse 13 correspondante.
  • Par exemple, le dispositif de détection 40 mesure, en fonction de la position de chaque capteur 44 et de la masse mesurée par chaque capteur 44, la position du centre de gravité B de la caisse 13 au moins selon la direction transversale Y-Y. Avantageusement, la détection de la position du centre de gravité B selon la direction transversale Y-Y est réalisée en continu.
  • Puis, le dispositif de détection 40 communique avec le dispositif d'inclinaison 42 et transmet via son émetteur 46 un signal de détection de la position du centre de gravité B selon au moins la position transversale Y-Y.
  • Le dispositif électronique de commande 56 reçoit, via l'émetteur-récepteur 72, le signal de détection et transmet en fonction dudit signal de détection au moins une consigne de déplacement, via le module de commande 64.
  • Le dispositif d'entrainement 54 reçoit alors, via le récepteur 60, la consigne de déplacement venant dudit dispositif de commande 56. Puis, le dispositif d'entrainement 54 déplace le lest 52 selon la direction transversale Y-Y jusqu'à une position prédéfinie, par exemple la position d'équilibrage.
  • En variante ou en complément, lorsque le dispositif d'inclinaison 42 est commutable entre un mode de pilotage manuel et un mode de pilotage automatique, un opérateur actionne manuellement le dispositif d'inclinaison 42, notamment le dispositif d'entrainement 54 est actionnable manuellement par un opérateur, pour régler directement la position du centre de gravité B de la caisse 13.
  • La position transversale du centre de gravité B de la caisse 13 de véhicule 8 selon l'invention est facilement et rapidement modifiable.
  • Au cours du fonctionnent du véhicule 8, l'agencement intérieur des caisses 13 est susceptible de varier. La détection et le déplacement de la position du centre de gravité B permettent de s'adapter à de telles modifications.
  • De plus, la détection de la position du centre de gravité B étant réalisée en continu, la position du centre de gravité B est modifiable pour tenir compte de l'affluence et de la répartition des passagers et/ou des marchandises dans le véhicule 8.
  • Lorsque le véhicule 8 circule sur une voie, le dispositif d'inclinaison 42 permet de maintenir le centre de gravité B de chaque caisse 13 dans la position d'équilibrage. La caisse 13 du véhicule 8 se trouve alors dans la configuration de roulement, permettant de répartir de manière équilibrée la charge portée par chaque roue 18 et évitant ainsi une usure asymétrique des roues 18.
  • Lorsque le véhicule 8 se trouve au niveau d'un quai 12, le dispositif d'inclinaison 42 commande le déplacement du lest 52 et permet ainsi l'inclinaison le déplacement du centre de gravité B de la caisse 13 hors de la position d'équilibrage. La caisse 13 du véhicule 8 se trouve alors dans la configuration d'embarquement/débarquement. L'écart vertical E' entre le quai 12 et le plancher 30 de la caisse 13 est réduit par rapport à l'écart vertical E dans la configuration de roulement, facilitant la montée et la descente des passagers, notamment des personnes à mobilité réduite.

Claims (10)

  1. Caisse (13) de véhicule (8), notamment de véhicule ferroviaire, la caisse (13) présentant un centre de gravité (B) et s'étendant selon une direction longitudinale (X-X), une direction transversale (Y-Y) sensiblement normale à la direction longitudinale (X-X) et une direction d'élévation (Z-Z) sensiblement normale à la direction longitudinale (X-X) et à la direction transversale (Y-Y), la caisse (13) s'étendant de part et d'autre d'un plan médian (P) sensiblement normal à la direction transversale (Y-Y), la caisse (13) comprenant au moins :
    - un dispositif de détection (40) configuré pour déterminer la position du centre de gravité (B) de la caisse (13) selon la direction transversale (Y-Y) ; et
    - un dispositif d'inclinaison (42) configuré pour déplacer le centre de gravité (B) de la caisse (13) selon la direction transversale (Y-Y), le dispositif d'inclinaison (42) comportant au moins un lest (52), le lest (52) étant mobile selon la direction transversale (Y-Y) entre une pluralité de positions, dont une position d'équilibrage dans laquelle le centre de gravité (B) est compris dans le plan médian (P).
  2. Caisse (13) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif d'inclinaison (42) comporte en outre un dispositif d'entrainement (54) configuré pour déplacer le lest (52) selon la direction transversale (Y-Y), le dispositif d'entrainement (54) comprenant de préférence un moteur.
  3. Caisse (13) selon la revendication 2, dans laquelle le dispositif d'entrainement (54) est un système de vis sans fin ou un système d'entrainement par crémaillère ou par vérin.
  4. Caisse (13) selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle le dispositif d'inclinaison (42) comprend en outre un dispositif électronique de commande (56) configuré pour commander le dispositif d'entrainement (54) en fonction de la position du centre de gravité (B) déterminée par le dispositif de détection (40), de préférence lorsque l'écart entre ladite position du centre de gravité (B) et le plan médian est supérieur ou égal à 6 mm.
  5. Caisse (13) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la caisse (13) comporte un plancher (30) délimitant un soubassement (26) et un espace intérieur (14) destiné à accueillir des passagers et/ou des marchandises, le lest (52) étant installé dans le soubassement (26).
  6. Caisse (13) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le lest (52) est mobile en translation selon la direction transversale (Y-Y) entre deux positions extrémales (58, 59), le lest étant dans lesdites positions extrémales (58, 59) situé à une distance comprise entre 1000 mm et 1500 mm, de préférence égale à 1250 mm, du plan médian (P) selon la direction transversale (Y-Y).
  7. Caisse (13) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un dispositif de mesure (80) configuré pour mesurer un écart vertical (E, E') entre un quai (12) et la caisse (13).
  8. Caisse (13) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le dispositif d'inclinaison (42) est commutable entre un mode de pilotage manuel et un mode de pilotage automatique, par exemple au moyen d'un bouton de commutation actionnable manuellement par un opérateur.
  9. Caisse (13) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le dispositif d'inclinaison (42) étant propre à déplacer le centre de gravité (B) de la caisse (13) entre une pluralité de positions correspondant à une pluralité de configurations de la caisse (13), dont une configuration de roulement, dans laquelle le centre de gravité (B) de la caisse (13) est compris dans le plan médian (P), et une configuration d'embarquement/débarquement, dans laquelle le centre de gravité (B) de la caisse (13) est à l'écart du plan médian (P), de sorte que lorsque la caisse (13) est au bord d'un quai (12) et forme avec ledit quai un écart vertical (E, E'), l'écart (E) entre le quai (12) et la caisse (13) dans la configuration de roulement est plus grand que l'écart (E') entre le quai (12) et la caisse (13) dans la configuration d'embarquement/débarquement.
  10. Véhicule (8), notamment ferroviaire, comprenant au moins une caisse (13) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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