WO1989012234A1 - Procede et dispositif de tachymetrie et localisation des materiels roulants de chemin de fer - Google Patents

Procede et dispositif de tachymetrie et localisation des materiels roulants de chemin de fer Download PDF

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WO1989012234A1
WO1989012234A1 PCT/FR1989/000276 FR8900276W WO8912234A1 WO 1989012234 A1 WO1989012234 A1 WO 1989012234A1 FR 8900276 W FR8900276 W FR 8900276W WO 8912234 A1 WO8912234 A1 WO 8912234A1
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speed
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gyrometer
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Inventor
Charles René DURAND
Jérôme Charles DURAND
Original Assignee
Durand Charles Rene
Durand Jerome Charles
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P7/00—Measuring speed by integrating acceleration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/50—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring linear speed

Definitions

  • the present invention relates to the rail vehicle industry and it relates to a method and a device for determining the speed and for locating these vehicles or mobiles.
  • the identification of the curves is then made by a conventional correlation process consisting in correlating, on the one hand, the recording thus made of the deformation of the vehicle as a function of the curvilinear abscissa estimated along the track and, on the other hand, the theoretical angular deviation as a function of the true abscissa along the channel stored in on-board memory (or obtained by calculation from stored data of the channel in on-board memory).
  • Another example of correlation calculation is proposed in document DE-A-2 751 012, where the signals to be correlated come from two axle boxes placed on the same rail file.
  • the object of the present invention is to improve existing methods with regard to the accuracy of the determination. It is characterized in that the determination of the movement of the mobile is made essentially using inertial detectors operating exclusively from any other motion sensor.
  • the inertial detectors used are accelerometers or gyrometers or a combination of these two instruments.
  • accelerometers measure accelerations with respect to the Galilean space; they are influenced by the terrestrial acceleration £ and must be corrected for this influence for the movements considered with respect to the earth.
  • Gyros measure rotations with respect to the same space.
  • the registration methods used in connection with the invention are conventional: as regards the position, it may be the recognition of beacons placed along the track or the recognition of the geometrical layout of the track itself by the classic method of the mathematical correlation between a movement measurement recording and a recording stored in on-board memory.
  • any measurement of speed by another method than the inertial method can be used: tone wheel, speed of the motors for a traction unit in which motors and wheels are mechanically linked by a gear ratio , Doppler radar, etc.
  • a “reliable” tone wheel that is to say a conventional tachometer, the information of which will only be read, or used, will preferably be used for the purposes of speed registration.
  • the axle in question is not the seat of either a driving torque or a braking torque.
  • the invention also relates to a device for determining the speed or position of a vehicle. railway, comprising means for determining movement, and characterized in that these means are exclusively inertial sensors (that is to say gyroscopes or accelerometers alone or in combination).
  • these inertial sensors consist of at least one gyrometer with a sensitive axis perpendicular to the floor of the vehicle, providing, after integration, the heading of the vehicle, by means of which the recognition of the position can be easily done by comparison with recorded headings.
  • the device of the invention advantageously comprises means for providing a position estimate, a memory for storing path characteristics (such as the heading) as a function of position information (such as the curvilinear abscissa) , a correlator comparator for correlating path characteristics determined by the inertial means and those stored in said memory and providing a correction of the position estimate.
  • path characteristics such as the heading
  • position information such as the curvilinear abscissa
  • the means for providing a position estimate comprise a tone wheel and an integrator.
  • the means for providing a position estimate comprise inertial sensors.
  • said inertial means comprise an accelerometer fixed integrally to the vehicle body, with a longitudinal sensitive axis, associated with a corrector gyrometer with sensitive axis directed transversely relative to the vehicle and parallel to the floor.
  • FIG. 1 represents a device according to the invention in which the movement of the mobile is perceived by a single gyrometer.
  • FIG. 2 illustrates by two curves, the implementation of the correlation method leading to the registration of space or curvilinear abscissa along the track.
  • FIG. 3 shows the diagram of a slightly more complicated equipment making it possible to continuously capture the speed and the position of the mobile.
  • a gyrometer 2 measures the rotations of the vehicle around an axis perpendicular to its floor, that is to say perpendicular to the plane of the figure. It therefore delivers a signal substantially equal to the instantaneous temporal variation of the heading ( ⁇ ) s of the vehicle, ie d ( ⁇ ) s / dt. From this signal, after integration with time in an integrator 3, the vehicle heading is obtained to within a constant, that is (soit) s + C ste . Furthermore, a conventional tachometer with a phonic wheel 4 and its associated dimmer 5 deliver the information of the space traveled by the mobile, ie S.
  • s represents what is traditionally agreed to designate by the position estimate.
  • This information is introduced into a memory 6 which makes it correspond the heading ( ⁇ o ) s of the line thanks to a prior storage of the characteristics of the line.
  • the signals s, ( ⁇ ) s and ( ⁇ o ) s are directed to a correlator 7 which makes it possible to refresh the position estimate 1 by the addition of a correction ⁇ s in the route summator 5 after the complete execution by vehicle 1 of a curve of the course.
  • the correction ⁇ s is obtained in the manner explained with reference to FIG. 2.
  • the variation of the measured heading ( ⁇ ) s , to within a constant, as a function of the estimated course in a given curve responds to a curve such as the curve marked A in FIG. 2.
  • the integration interval to be taken into account for the calculation of the correlation position must be: extend around the curve, upstream and downstream, until the two positions ( ⁇ ) s and ( ⁇ o ) s stabilize one and l other around a constant value to within a threshold.
  • These constant values correspond to the straight sections upstream and downstream according to the data stored in the on-board memory.
  • the true course according to the course, that is ( ⁇ o ) s varies as indicated by curve B.
  • the role of the correlator 7 is then to calculate the correlation function of the two functions ( ⁇ ) s and ( ⁇ o ) s and to determine the peak corresponding to the maximum correlation of the two functions.
  • the abscissa ⁇ B of this peak provides the correction to be applied to the curve under consideration. If the curve in question is followed by a counter-curve, the integration interval of the correlation function will extend so as to fully include the curve and its counter-curve.
  • FIG. 3 shows in its lower part the same elements as those described in connection with FIG. 1.
  • the correlator 7 delivers a correction ⁇ s which is used to readjust the route summator 5.
  • the signal delivered by this accelerometer is equal to dV / dt + gT where g represents the terrestrial acceleration and T the pitch angle of the vehicle.
  • the inclination correction of the accelerometer 8 is made using a gyrometer 9 whose sensitive axis is directed transversely with respect to the vehicle and parallel to its floor, that is to say along the pitch axis.
  • the signal from the gyrometer 8, either dT / dt is multiplied by (-g) and integrated with respect to time in its integrator 10.
  • the integrators 10 and 11 are recalibrated to be carried out when the mobile stops while the recalibration of the integrator 5 is made as explained at the end of each curve.
  • the integrators 10 and 11 can be readjusted by a similar process even while the vehicle is running, using the speed information delivered by a reliable phonic wheel according to a characteristic of the invention, that is to say the information can only be used there during periods of time when the axle on which the tone wheel is fixed is not the seat of either a traction torque or a braking torque.
  • the combinations of inertial sensors shown in the diagrams of Figures 1 and 3 are not limiting of the invention. Much more complex diagrams can be constructed from the inertial sensors in question when high precision is sought in determining the speed.
  • the diagrams in FIGS. 1 and 3 are based on certain simplifying assumptions relating in particular to the movement of the body of the mobile with respect to the terrestrial axes.
  • the equipment operating according to the method of the invention makes it possible not only to determine the speed relative to the ground, but also to know the position of the mobile on a network comprising numerous switches since after each bifurcation, the equipment can determine completely autonomously and by the conventional correlation method, which of the two sections of the bifurcation has been taken.
  • the equipment according to the invention is positioned on the network, however complicated it may be, as soon as all of the geometric characteristics of this network are stored and therefore allow the search by correlation or anthropometric research.
  • measurement equipment which only captures the longitudinal speed, such as Doppler radars for example, does not allow the mobile to be located on the network if the latter includes bifurcations; by integrating speed, you can get a route at best, but not a position on the network.

Abstract

Pour la détermination de la vitesse ou de la position d'un véhicule (1) de chemin de fer à partir d'une détermination du mouvement, on utilise un gyromètre (2) opérant à l'exclusion de tout autre capteur de mouvement. On utilise un tachymètre (4) à roue phonique calé sur un essieu pour les besoins du recalage en vitesse, dont la lecture n'est possible qu'en dehors des périodes de temps pendant lesquelles ledit essieu est le siège d'un couple moteur ou d'un couple de freinage. Le gyromètre (2) est à axe sensible perpendiculaire au plancher du véhicule (1). Le dispositif comprend aussi des moyens (5) pour fournir une estime de position, une mémoire (6) pour stocker des caractéristiques de trajet en fonction d'informations de position, un comparateur corrélateur (7) pour corréler des caractéristiques de trajet déterminées par les moyens inertiels (2) et celles stockées dans ladite mémoire et fournir une correction de l'estime de position.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE TACHYMKTRTE ET LOCALISATION DES MATERIELS
ROULANTS DE CHEMIN DE FER
La présente invention concerne l'industrie des véhicules ferroviaires et elle vise un procédé et un dispositif pour la détermination de la vitesse et pour la localisation de ces véhicules ou mobiles.
Divers procédés sont préconisés ou sont déjà utilisés pour la mesure de la vitesse et de la position du mobile. L'un des procédés, qui est le plus répandu, consiste dans la mesure de la vitesse de rotation de la roue, dite roue phonique, calée sur mesure. La roue phonique délivrant des impulsions électriques espacées régulièrement au cours d'un tour complet de l'essieu autour de son axe de révolution, il suffit de mesurer le nombre d'impulsions par unité de temps pour en déduire la vitesse et de sommer les Impulsions pour connaître l'espace parcouru pendant l'intervalle de temps correspondant à la soraπation. Ce dispositif ne permet pas d'obtenir toute la précision de mesure qu'il serait souhaitable d'avoir. Les raisons en sont :
- les usures de roues, qui peuvent entraîner une erreur de mesure de l'ordre de plusieurs pourcent.
- Les imprécisions générées par la forme géométrique de la table de roulement de la roue et, de ce fait, des incertitudes du mouvement de roulement de l'essieu sur le rail qui en résultent.
- Le semi-glissement de la roue sur le rail du fait de l'effort de freinage ou de l'effort moteur ou des deux selon que l'essieu considéré est seulement freiné ou seulement moteur ou les deux à la fois. Il est donc nécessaire, tout au moins pour la distance parcourue, et même parfois pour la vitesse, de procéder à des recalages réguliers.
D'autres procédés encore sont préconisés ou sont déjà utilisés pour la détermination de la vitesse et de la position, basés sur divers principes physiques (radar Doppler, guides d'ondes, etc.), mais ces procédés nécessitent eux aussi une mise à jour, ou au moins un recoupement par une autre source, de l'information de vitesse et de position qu'ils délivrent. Les procédés de recalage sont bien connus : outre les recalages manuels il existe des moyens de recalages automatiques, par exemple sous forme de balises placées le long de la route, et en particulier aux arrêts, dont la position est parfaitement connue. Dans certains systèmes, on utilise pour faire le recalage le balisage naturel de la voie que constituent les écarts de celle-ci par rapport à la ligne droite, écarts qui sont plus ou moins permanents. Ainsi selon une technique connue par le document FR-A-2 549 431, c'est la déformation du véhicule sur une voie non rectiligπe qui est utilisée pour caractériser la position du mobile, sur sa trajectoire. Dans une courbe donnée, par exemple l'un des bogies d'un véhicule à bogies prend une orientation par rapport à l'axe longitudinal du véhicule qui est caractéristique de la courbe considérée, à la précision près toutefois du mouvement de lacet du bogie dans le jeu de la voie. L'identification des courbes est faite alors par un procédé de corrélation classique consistant à corréler, d'une part, l'enregistrement ainsi fait de la déformation du véhicule en fonction de l'abscisse curviligne estimée le long de la voie et, d'autre part, l'écart angulaire théorique en fonction de l'abscisse vraie le long de la voie mémorisée sur mémoire embarquée (ou obtenue par calcul à partir de données mémorisées de la voie sur mémoire embarquée). Un autre exemple de calcul de corrélation est proposé dans le document DE-A-2 751 012, où les signaux à corréler sont issus de deux boîtes d'essieux placées sur une même file de rail. La présente invention a pour but d'améliorer les procédés existants, quant à la précision de la détermination. Elle se caractérise en ce que la détermination du mouvement du mobile est faite essentiellement à l'aide de détecteurs inertiels opérant de façon exclusive de tout autre capteur de mouvement. Les détecteurs inertiels utilisés sont des accéléromètres ou des gyromètres ou une association de ces deux instruments.
Rappelons que les accéléromètres mesurent des accélérations par rapport à l'espace galiléen; ils sont influencés par l'accélération terrestre £ et doivent être corrigés de cette influence pour les mouvements considérés par rapport à la terre. Les gyromètres mesurent des rotations par rapport au même espace.
Les procédés de recalage utilisés en liaison avec l'invention sont classiques : pour ce qui concerne la position, il peut s'agir de la reconnaissance de balises placées le long de la voie ou de la reconnaissance du tracé géométrique de la voie elle-même par le procédé classique de la corrélation mathématique entre un enregistrement de mesure du mouvement et un enregistrement mémorisé sur mémoire embarquée. Pour ce qui concerne le recalage de la vitesse, toute mesure de vitesse par un autre procédé que le procédé inertiel peut être utilisé : roue phonique, vitesse des moteurs pour un engin moteur dans lequel moteurs et roues sont liés mécaniquement par un rapport d'engrenages, radar Doppler, etc.
Toutefois, ainsi qu'il a été dit plus haut, les indicateurs de vitesse ne sont pas toujours fiables et le recours à ces instruments pour les besoins du recalage peut conduire à des erreurs. Selon une autre caractéristique de l'invention, on utilisera préfèrentiellemënt pour les besoins du recalage de vitesse, une roue phonique "fiabilisée", c'est-à-dire un tachymètre conventionnel dont l'information ne sera lue, ou exploitée, que si l'essieu en cause n'est le siège ni d'un couple moteur, ni d'un couple de freinage.
L'invention concerne aussi un dispositif pour la détermination de la vitesse ou de la position d'un véhicule de chemin de fer, comprenant des moyens de détermination du mouvement, et caractérisé en ce que ces moyens sont exclusivement des capteurs inertiels (c'est-à-dire des gyroscopes ou des accéléromètres seuls ou en combinaison). Avantageusement, ces capteurs inertiels consistent en au moins un gyromètre à axe sensible perpendiculaire au plancher du véhicule, fournissant après intégration, le cap du véhicule, grâce auquel la reconnaissance de la position peut se faire aisément par comparaison avec des caps enregistrés. A cet effet, le dispositif de l'invention comprend avantageusement des moyens pour fournir une estime de position, une mémoire pour stocker des caractéristiques de trajet (telles que le cap) en fonction d'informations de position (telles que l'abscisse curviligne), un comparateur corrélateur pour corréler des caractéristiques de trajet déterminées par les moyens inertiels et celles stockées dans ladite mémoire et fournir -une correction de l'estime de position.
Selon -un mode de réalisation, les moyens pour fournir une estime de position comportent une roue phonique et un intégrateur. Selon un autre mode de réalisation, les moyens pour fournir une estime de position comportent des capteurs inertiels.
Avantageusement, lesdits moyens inertiels comportent un accéléromètre fixé solidairement à la caisse du véhicule, à axe sensible longitudinal, associé à un gyromètre correcteur à axe sensible dirigé transversalement par rapport au véhicule et parallèlement au plancher.
L'invention va être mieux comprise au vu des figures annexées et des conmentaires y afférents. Les figures 1 et 3 concernent deux dispositifs donnés à titre d'exemples d'application de l'invention. Les avantages procurés par l'invention sur les procédés et dispositifs connus seront exposés après les commentaires relatifs aux figures.
La figure 1 représente un dispositif selon l'invention dans lequel le mouvement du mobile est perçu par un gyromètre unique. La figure 2 illustre par deux courbes, la mise en oeuvre du procédé de corrélation conduisant au recalage d'espace ou abscisse curviligne le long de la voie.
La figure 3 montre le schéma d'un équipement un peu plus compliqué permettant de saisir de manière continue la vitesse et la position du mobile.
Revenant à la figure 1, on y reconnaît un véhicule ferroviaire 1 en vue de dessus. Un gyromètre 2 mesure les rotations du véhicule autour d'un axe perpendiculaire à son plancher, c'est-à-dire perpendiculaire au plan de la figure. Il délivre donc un signal sensiblement égal à la variation temporelle instantanée du cap (ψ)s du véhicule, soit d (ψ)s/dt. A partir de ce signal on obtient après intégration par rapport au temps dans un intégrateur 3 le cap du véhicule à une constante près, soit (ψ)s + Cste. Par ailleurs, un tachymètre conventionnel à roue phonique 4 et son soπmateur associé 5 délivrent l'information d'espace parcouru par le mobile, soit S. s représente ce qu'il est convenu traditionnellement de désigner par l'estime de position. Cette information s est introduite dans une mémoire 6 qui lui fait correspondre le cap (ψo)s de la ligne grâce à une mise en mémoire préalable des caractéristiques de la ligne. Les signaux s, (ψ)s et (ψo)s sont dirigés sur un corrélateur 7 qui permet de rafraîchir l'estime de position 1 par l'addition d'une correction Δs dans le sommateur de parcours 5 après l'exécution complète par le véhicule 1 d'une courbe du parcours. La correction Δs est obtenue de la manière expliquée à propos de la figure 2.
La variation du cap mesuré (Ψ)s , à une constante près, en fonction de l'estime de parcours dans une courbe donnée répond à ue courbe telle que la courbe repérée A sur la figure 2. L'intervalle d'intégration à prendre en compte pour le calcul de la position de corrélation doit être : étendre autour de la courbe, en amont et en aval, jusqu'à ce que les deux positions (ψ)s et (Ψo)s se stabilisent l'une et l'autre autour d'une valeur constante à un seuil près. Ces valeurs constantes correspondent aux sections droites en amont et en aval selon les données mémorisées sur la mémoire embarquée. Le cap vrai en fonction du parcours, soit (ψo)s, varie comme indiqué par la courbe B. Le rôle du corrélateur 7 est alors de calculer la fonction de corrélation des deux fonctions ( ψ )s et (ψo)s et d'en déterminer le pic correspondant à la corrélation maximale des deux fonctions. L'abscisse Δ B de ce pic fournit la correction à appliquer à la coube considérée. Si la courbe en cause est suivie d'une contre-courbe, l'intervalle d'intégration de la fonction de corrélation s'étendra de manière à inclure totalement la courbe et sa contre-courbe.
La figure 3 reprend dans sa partie inférieure les mêmes éléments que ceux décrits à propos de la figure 1. Chaque fois que le mobile a terminé une courbe, le corrélateur 7 délivre une correction Δs qui sert à recaler le sommateur de parcours 5. Cependant, le dispositif selon Figure 3, a été complété par des capteurs inertiels capables de déterminer de manière continue la vitesse d'avancement V = ds/dt du mobile. Ceci est obtenu grâce à un accéléromètre 8 dont l'axe sensible est l'axe longitudinal du mobile schématisé par 1 dans la vue en plan et par l' dans la vue en élévation. Le signal délivré par cet accéléromètre est égal à dV/dt + gT où g représente l'accélération terrestre et T l'angle de tangage du véhicule. La correction d'inclinaison de l'accéléromètre 8 est faite grâce à un gyromètre 9 dont l'axe sensible est dirigé transversalement par rapport au véhicule et parallèlement à son plancher, c'est-à-dire selon l'axe de tangage. Le signal issu du gyromètre 8, soit dT/dt est multiplié par (-g) et intégré par rapport au temps dans son intégrateur 10. Le signal obtenu après cette dernière opération, soit -gT, est ajouté au signal de sortie de l'accéléromètre 8 et cette sonne constitue l'entrée d'un intégrateur par rapport au temps 11 qui délivre à sa sortie de manière continue, la valeur de la vitesse V = ds/dt de l'avancement du mobile selon la voie. C'est ce dernier signal qui est intégré dans l'intégrateur 5 précité et qui fournit donc le parcours du mobile.
Les recalages des intégrateurs 10 et 11 sont prévus pour être effectués lors des arrêts du mobile alors que le recalage de l'intégrateur 5 est fait comme il a été expliqué à la fin de chaque courbe.
Les recalages des intégrateurs 10 et 11 sont opérés, lors des arrêts, par des mises à jour schématisées par la fermeture lors de ces arrêts des interrupteurs In et l2. En effet, lorsque le mobile s'arrête dV/dt = 0. La sortie de l'accéléromètre 8 se réduit au signal gT. La fermeture de l'interrupteur I1, placé en série d'un inverseur 12, recale la sortie de l'intégrateur 10 qui, pendant l'arrêt, prend donc la valeur -gT en sorte que l'entrée de l'intégrateur 11 est nulle. L'intégrateur 11 est recalé lui aussi lors des arrêts grâce à l'interrupteur I2 qui substitue à la sortie de l'intégrateur 11 un signal nul.
Les recalages des intégrateurs 10 et 11 peuvent être faits par un procédé analogue même pendant la marche du véhicule en utilisant l'information de vitesse délivrée par une roue phonique fiabilisée selon une caractéristique de l'invention, c'est-à-dire l'information n'y est utilisable que pendant les périodes de temps où l'essieu sur lequel est calé la roue phonique n'est le siège ni d'un couple de traction ni d'un couple de freinage. Les combinaisons de capteurs inertiels montrées sur les schémas des figures 1 et 3 ne sont pas limitatives de l'invention. Des schémas beaucoup plus complexes peuvent être bâtis à partir des capteurs inertiels en cause lorsque l'on recherche une grande précision dans la détermination de la vitesse. Les schémas des figures 1 et 3 reposent sur certaines hypothèses simplificatrices portant notamment sur le mouvement de la caisse du mobile par rapport aux axes terrestres. Lorsqu'on veut totalement s'affranchir de ces hypothèses simplificatrices, il convient de saisir les rotations et les accélérations autour des trois axes principaux du mobile et déterminer les caractéristiques du mouvement, vitesse et position, par rapport à des axes terrestres en procédant à des calculs de changements d'axes de coordonnées. Les caractéristiques de la voie sont mémorisées par rapport aux axes terrestres et le recalage de position s'effectue de manière analogue dans les trois dimensions des axes terrestres. Enfin, s'agissant de centrales de navigation utilisant des gyromètres de "qualité navigation", il convient de leur apporter la correction de rotation terrestre dont les éléments de calcul sont repris dans la mémoire embarquée de la ligne dans laquelle sont stockés, pour chaque point de la ligne, la pente et l'azimut de la ligne au point considéré.
Les avantages présentés par l'invention résultent de ce que les équipements fonctionnant suivant le procédé de l'invention permettent non seulement de déterminer la vitesse par rapport au sol, mais encore de connaître la position du mobile sur un réseau comportant de nombreuses aiguillages puisque après chaque bifurcation, l'équipement peut déterminer de manière totalement autonome et par le procédé de corrélation classique, laquelle des deux tranches de la bifurcation a été empruntée. En d'autres termes, l'équipement selon l'invention, se positionne sur le réseau, si compliqué soit-il, dès l'instant que l'ensemble des caractéristiques géométrique de ce réseau sont mémorisées et permettent donc la recherche par corrélation ou recherche anthropométrique. En revanche, les équipements de mesure qui ne captent que la seule vitesse longitudinale, tels les radars Doppler par exemple, ne permettent pas de situer le mobile sur le réseau si celui-ci comporte des bifurcations; par intégration de la vitesse, on peut obtenir au mieux un parcours, mais non une position sur le réseau.
L'avantage qui vient d'être cité est partagé, il est vrai, avec des équipements qui procèdent à la reconnaissance de la trajectoire suivie par le mobile, non par des moyens inertiels, mais par des capteurs de déformation du mobile lui-même. Tel est le cas de l'équipement revendiqué par le brevet
FR-A-2.549.431 où les évolutions du véhicule dans le plan horizontal et dans le plan vertical sont perçues par l'inclinaison que prennent les roues ou le châssis de bogie avec la caisse du mobile lui-même. Mais la précision de tels équipements est faible pour des voies de faible courbure. Pour un rayon de courbe de 3000 m qui est la valeur minimale du rayon d'une voie recourbée empruntée par un train à grande vitesse TGV, l'angularité entre châssis de bogie et caisse est de l'ordre de 10 minutes d'angle. En dehors de la difficulté de mesurer des angles aussi faibles sur un véhicule ferroviaire, il faut noter que le simple jeu des essieux dans la voie conduit à des valeurs du même ordre. L'imprécision de mesure est encore plus grande pour les débattements angulaires dans le plan vertical.
En revanche, une courbe de 3000 m franchie par un TGV à la vitesse d'un hcsnne au pas (5 km/h), vitesse tout à fait exceptionnelle pour lui, mais défavorable du point de vue de la captation inertielle du mouvement de virage, conduit à un mouvement de virage de l'ordre de 100° par heure soit encore 100 fois plus que la limite de perception d'un gyromètre de qualité navigation du bas de gamme.
Il apparaît donc à la lumière de ces explications que les moyens inertiels utilisés selon l'invention sur un véhicule ferroviaire, dont il est notoire qu'il offre de nombreuses opportunités de recalage, permettent de déterminer avec précision la vitesse et la position de ce véhicule soit de manière continue, soit de manière discrète.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour la détermination de la vitesse ou de la position d'un véhicule (1,1') de chemin de fer à partir d'une détermination du mouvement, caractérisé en ce qu'on utilise pour déterminer le mouvement des capteurs inertiels (2) opérant à l'exclusion de tout autre capteur de mouvement.
2. Procédé selon la revendication 1, du type selon lequel on utilise un tachymètre à roue phonique calé sur un essieu pour les besoins du recalage en vitesse, caractérisé en ce que la lecture de ce tachymètre n'est possible qu'en dehors des périodes de temps pendant lesquelles ledit essieu est le siège d'un couple moteur ou d'un couple de freinage.
3. Dispositif pour la détermination de la vitesse ou de la position d'un véhicule (1,1') de chemin de fer, comprenant des moyens de détermination du mouvement, caractérisé en ce que ces moyens sont exclusivement des capteurs inertiels (2).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les capteurs inertiels (2) consistent en un gyromètre à axe sensible perpendiculaire au plancher du véhicule (1).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (4,8,9) pour fournir une estime de position, une mémoire (6) pour stocker des caractéristiques de trajet en fonction d'informations de position, un comparateur corrélateur (7) pour corréler des caractéristiques de trajet déterminées par les moyens inertiels et celles stockées dans ladite mémoire et fournir une correction de l'estime de position.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens (4) pour fournir une estime de position comportent une roue phonique et un intégrateur.
7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lès moyens pour fournir une estime de position comportent des capteurs inertiels (8,9).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens (8,9) comportent un accéléromètre (8) fixé solidairement à la caisse du véhicule, à axe sensible longitudinal, associé à un gyromètre correcteur (5) à axe sensible dirigé transversalement par rapport au véhicule et parallèlement au plancher.
PCT/FR1989/000276 1988-06-03 1989-06-02 Procede et dispositif de tachymetrie et localisation des materiels roulants de chemin de fer WO1989012234A1 (fr)

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