Brevet FR2088528A1 — publié le 19720107

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour mesurer la vitesse d'un véhicule lorsqu'il se déplace sur une voie. 'invention concerne la mesure des vitesses d'un véhicule dans une plage élevée de la gamme des vitesses de celui-ci, plage qui peut inclure, si on le désire, la vitesse maximale de marche du véhicule, elle ne concerne pas la mesure des vitesses qui se trouvent tout au bas ae la gamme, y compris la vitesse zéro. doums l'un ae ses aspects, l'invention fournit un procédé de mesure de la vitesse de déplacement d'un véhicule sur une voie dans une plage élevée de la gamme des vitesses de celui-ci, procédé qui consiste à produire un signal de temps, représentant, le temps mis par le véhicule pour parcourir une distance prédéterminée, et à produire, comme mesure de la vitesse du véhicule, un signal de vitesse représentant la différence entre le signal de temps et un signal de référence qui, pour la plage élevée des vitesses, est supérieur au signal de temps, la plage élevée des vitesses, et les valeurs respectives du signal de temps et du signal de référence étant telles, que, pour des vitesses de ladite plage, le signal de vitesse se trouve sensiblement dans un rapport connu avec la vitesse du véhicule. Sous un autre de ses aspects, l'invention fournit un appareil pour effectuer la mesure de la vitesse de déplacement d'un véhicule en appliquant le procédé précité, appareil qui comporte des moyens de chronométrage, pour chronométrer automatiquement le véhicule sur une distance prédéterminée et pour produire un signal de temps représentant le temps mis par le véhicule, un générateur ae signaux de référence, pour produire un signal de référence ayant une valeur prédéterminée, et un comparateur, pour produire, comme mesure de la vitesse du véhiaule, un signal de vitesse représentant la différence entre le signal de référence et le signal de temps, la plage élevée des vitesses et les valeurs respectives du signal de temps et du signal de référence étant telles, que, pour des vitesses de laaite plage, le signal de sortie se trouve sensiblement dans un rapport connu avec la vitesse du véhicule. Le signal de temps peut être formé à partir d'une intégrale par rapport à la durée d'au moins un signal constant qui est produit pendant le temps nécessaire au véhicule pour parcourir la distance prédéterminée ; comme variante, le signal de temps peut être formé à partir du signal de sortie d'au moins un générateur de signaux d'une valeur croissante, qui fonctionne pendant ce temps après être parti de zéro. li'invention est particulièrement applicable, mais non limitée, à la mesure de la vitesse de véhicules se-déplaçant sur coussins de gaz au-dessus de voies préparées et, de préférence, le commencement et la fin de l'intervalle de temps pendant lequel la mesure de vitesse est effectuée sont définis par des signaux de sortie produits par un ou plusieurs dispositifs détecteurs sans contact disposés sur le véhicule ou sur la voie, lorsqu'ils réagissent à un ou plusieurs points indicateurs placés respectivement sur la voie ou sur le véhicule. Bien que le ou les dispositifs détecteurs ne doivent pas être nécessairement du type réagissant sans contact, il est cependant désirable qu'ils le soient afin de conserver cette caractéristique à l'ensemble du véhicule. Ceci présente toutefois l'inconvénient que si le ou les dispositifs- détecteurs ont un champ de "vision" sensiblement conique, la période de temps sur laquelle s'effectue la mesure de la vitesse, par exemple, le temps nécessaire au véhicule pour parcourir une distance prédéterminée, dépendra dans une certaine mesure de la position transversale du véhicule sur la voie, ce qui nuit à la précision de la mesure de la vitesse. Pour diminuer l'erreur impliquée par cette relation avec la position transversale du véhicule, le signal de temps peut entre tiré d'une combinaison de signaux dont chacun représente le temps nécessaire au véhicule pour parcourir la distance prédéterminée, mesuré en un point respectif de la section du véhicule. Ainsi, en combinent deux de ces signaux, produits un de chaque coté du vE,;cule, on peut pallier sensiblement les effets des mouvements latéraux de celui-ci sur la voie, même si l'on utilise des dispositifs détecteurs sans contact ayant des champs de"vision" sensiblement coniques. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la descrittion qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de cet appareil Figure 1 est une vue de côté, en élévation et partiellement en coupe, de l'agencement général d'un véhicule à coussins de gaz et de la voie sur laquelle il se déplace Figure 2 est une vue en coupe transversale suivant II - II de figure 1 Figure 3 est un sahéma du circuit de la première forme d' exécution de 1 1appareil de mesure de vitesse selon l'invention Figure 4 est un graphique expliquant un principe utilisé dans l'appareil de figure 7 Figure 5 est un schéma du circuit de la seconde forme d'exécution de l'appareil de mesure de vitesse selon l'invention. Comme le montrent les figures 1 et 2, le véhicule 1 à coussins de gaz est construit de façon à pouvoir circuler sur une voie en béton 2 à section rectangulaire, supportée, à intervalle; par des piliers 3. La sustentation du véhicule 1 au-dessus de la voie 2 est assurée par des coussins d'air créés et maintenus entre la face inférieure de patins 4, montés élastiquement, par paires, à l'avant et à l'arrière du véhicule et la face supérieure horizontale 5 de la voie. De même, le guidage du véhicule 1 le long de la voie 2 est assurétpar des coussins d'air formés entre les flancs verticaux 7 de la voie et des patins de guidage 6 montés élastiquement, par paires, à l'avent et à l'arrière du véhicule, les patins de chaque paire étant disposés l'un en regard de l'autre, de part et d'autre de la voie.D'autres patins 8, générateurs de coussins d'air, sont montés élastiquement audessous des patins de guidage 6 à l'arrière du véhicule, pour empêcher celui-ci de s'abandonner au roulis sous l'effet des vents latéraux, par exemple. La force de propulsion du véhicule est fournie par un moteur d'induction linéaire à inducteur unique, dont le primaire 9 est porté par la carrosserie du véhicule de façon à coopérer avec le secondaire 10, lequel s'étend le long de la voie, encastré dans la face supérieure 5 de celle-ci. La sustentation, le guidage, la diminution du roulis et la propulsion du véhicule ne font pas partie de l'invention et la brève description ci-dessus vise uniquement à permettre de bien comprendre l'ensemble de l'invention. lies patins 6 et 8 sont portés par des jupes latérales 12, qui pendent de la carrosserie du véhicule de façon à se trouver en regard des flancs 7 de la voie 2. Les jupes 12 portent aussi une paire de dispo-sitifs détecteurs 1 (figures 1 et 3), placés l'un en face de l'autre, de part et d'autre de la voie. Des plaques d'acier rectangulaires 14 sont encastrées à intervalles réguliers dans les deux flancs 7 et elles sont disposées de façon à entre "balayées" successivement, par paires, par les dispositifs détecteurs JI lorsque le véhicule se déplace sur la voie. Chaque détecteur 12 fait partie d'un circuit tel que celui représenté à la figure 3, dont l'agencement sera mieux compris à l'aide de la description suivante de son fonctionnement. Lorsque le véhicule circule sur la voie, au moment où les détecteurs 12 "voLent" simultanément le bord avant de chaque plaque 14 d'une paire, ils sont excités et envoient sur les lignes respectives JI un signal de sortie qui dépend du signal d'entrée. L'excitation continue des détecteurs lorsqu"ils passent devant les plaques 14 suivantes fait qu'ils maintiennent ces signaux de sortie à des valeurs sensiblement constantes. lies signaux de sortie des détecteurs 13 sont limités à une valeur prédéterminée par deicircuits limiteurs et de mise en forme 16 puis, par les lignes 17, arrivent à des intégrateurs 18, où ils sont intégrés par rapport au temps. En conséquence, pendant que les détecteurs 13 passent devant la paire de plaques 14, les intégrateurs 18 produisent des signaux de sortie dont la valeur augmente de façon linéaire (visibles à la figure 3) proportionnellement au temps qui s'est écoulé depuis que les détecteurs respectifs ont commence à réagir à la paire de plaques 140 Ces signaux sont envoyés sur les lignes 19 à un addeur 20, qui ajoute l'un à l'autre et envoie sur la ligne 21 un signal de sortie proportionnel à leur soue. Un montage de soustraction 22 reçoit ce signal, le soustrait d'un signal de référence produit par une source de tension de référence 25 et, en conséquence, envoie sur une ligne 24 un signal qui est proportionnel à la différence entre les deux signaux d'entrée. Dès que les détecteurs JI ont franchi le bord arrière des plaques 14, leurs signaux de sortie tombent pratiquement instantanément à une valeur zéro, de sorte que les signaux de sortie des intégrateurs 18 restent à la valeur qu'ils ont alors. Ces valeurs sont elles-mêmes représentatives des temps mis par le véhicule pour parcourir la longueur des plaques 14, définis par les signaux émis par les détecteurs respectifs. Lorsque les signaux de sortie des intégrateurs 18 restent ainsi "figés", le signal envoyé sur la ligne 21 fait de mEme et le signal sortant du montage de soustraction 22 reste aussi "figé" à une valeur V1 proportionnelle à la différence entre la tension de référence et la valeur finale du signal envoyé sur la ligne 21. La figure 4 montre comment la valeur finale x du signal envoyé sur la ligne 21 varie avec la vitesse du véhicule Celuici est construit pour se déplacer à une vitesse pouvant atteindre 240 km/h et, comme on peut le voir, pour des vitesses comprises entre 80 km/h et la vitesse maximale, la courbe du graphique est presque rectiligne. lie signal de référence est aussi porté sur le graphique, à la même échelle que le signal de valeur xo La grandeur du signal de référence est supérieure à la valeur x pour toutes les vitesses eomprises entre 80 km/h et 240 km/h et elle est choisie telle par rapport à la pente de la ligne tension/vitesse, que, pour les vitesses situées dans cette plage, le rapport entre v1 et la vitesse du véhicule est sensiblement constant et a une grandeur connue. Le signal envoyé sur la ligne 24 a donc pratiquement un rapport connu avec la vitesse du véhicule et peut donc être utilisé à des fins d'indication et/ou de commande. Une mesure de vitesse telle que celle qui vient d'être décrite est effectuée pour chaque paire de plaques 14 lorsque les détecteurs 13 passent devant elles. La mesure de la vitesse du véhicule dans la plage des vitesses comprises entre zéro et 80 km/h s'effectue commodément à l'aide d'un tachymètre (non représenté) entraîné par une roue 30 (figure 1), maintenue pressée contre la voie. Aux vitesses supérieures à 80 km/h, la roue se rétracte. Afin d'améliorer la précision de la mesure de la vitesse, on peut donner à un ou plusieurs des appareils 18, 20 ou 22 une caractéristique qui diffère légèrement de celle représentée et décrite ci-dessus. On peut aussi introduire dans le circuit, comme éléments de remplacement ou comme suppléments, un ou plusieurs générateurs de fonctions. Cn comprendra que les plaques 14 auront une hauteur suffisante pour que is détecteurs 13 restent à leur niveau malgré les mouvements verticaux du véhicule sur la voie. La forme d'exécution représentée à la figure -5 est fondamentalement la même que celle qui vient d'être décrite en référence à la figure 3, de sorte que le graphique de la figure 4 reste valable. Elle en diffère toutefois en ce que les circuits limi teurs et de mise en forme 16 et les circuits intégrateurs 18 y sont remplacés par des circuits porte 25 et par des générateurs de signaux dont la valeur augmente constamment de façon linéaire, appelés communément générateurs de rampes et indiqués par la référence 26 Les signaux à croissance pratiquement linéaire qui arrivent aux entrées de l'addeur 20 sont produits par les générateurs de rampes 26, qui sont commutés sur "marche" ou "arrêt" par des impulsions produites par les circuits porte 25, en réaction aux bords avant et arrière des signaux qui leur arrivent des détecteurs 13 Par conséquent, au lieu que les signaux envoyés par les détecteurs 13 soient eumêmes utilisés pour produire les signaux en forme de rampe destinés à être ajoutés l'un à l'autre par 1' addeur 20, ils servent uniquement de signaux de commutation. On comprendra aisément qu'un circuit ainsi modifié présente un avantage sur le circuit représenté à la figure 3 si, pour une raison quelconque, les signaux envoyés par les détecteurs 13 varient sensiblement du point de vue de leur grandeur lorsque ces derniers passent devant les plaques 14. Dans une variante du circuit représenté à la figure 5, les circuits porte 25 sont supprimés et les générateurs de rampes 26 réagissent directement aux signaux de sortie des détecteurs 12, signaux qui sont convenablement limités et mis en forme si on le désire. Chaque générateur de rampes est mis en marche par la présence du signal envoyé par la sortie du détecteur respectif JI lorsqu'il passe devant une plaque 14. Dans une autre variante du circuit de la figure 5, chaque plaque 14 est remplacée par une paire de plaques associées, plus courtes, séparées par un intervalle approprié le long de la voie. Réagissant à cette paire de plaques courtes, chaque détecteur 12 produit une paire d'impulsions espacées, comme celles des signaux qui passent sur les lignes 19 à la figure 5 On peut alors supprimer les circuits porte et leigénérateurs de rampes seront tels que ceux représentés à la figure 5 et décrits en référence à cette figure. On comprendra que, bien qu'ils ne soient pas représentés dans les figures, des circuits supplémentaires sont prévus dans les formes d'exécution qui viennent d'être décrites pour la remise à zéro des intégrateurs 18 et les générateurs de rampes 26 à la fin de chaque mesure de vitesse. Dans un montage possible, la remise à zéro s'effectue un intervalle de temps prédéterminé après que la valeur v1 ait été obtenue, intervalle suffisant pour que la valeur v1 soit enregistrée ou utilisée à des fins d'indication et/ou de commande. Dans chacune des formes d'exécution décrites ci-dessus, la présence de deux détecteurs 13, bien que n'étant pas-indbpen- sable, est désirable pour empêcher les mouvements latéraux du véhicule sur la voie de nuire à la précision de la mesure de la vitesse du fait que les détecteurs sont du type ayant des champs de "vision" sensiblement coniques. 6'il n'était prévu qu'un seul de ces dispositifs détecteurs, tout mouvement tendant à la rapprocher de la voie tendrait à augmenter la vitesse mesurée du véhicule en réduisant l'intervalle de temps pendant lequel le détecteur réagit à une marque ou à une paire de marques espacées dans le sens longitudinal de la voie ; inversement, tout mouvement du détecteur tendant à l'éloigner de la voie diminuerait la vitesse mesurée en augmentant cet intervalle de temps. En prévoyant deux détecteurs, un sur chaque côté du véhicule, les mouvements latéraux de ce dernier sur la voie n'ont plus qu'un effet minime, voire nul, sur la précision de la mesure parce que leurs effets respectifs sur les signaux additionnés dans l'addeur 20 sont égaux et de sens opposés. Dans une variante des formes d'exécution décrites, il est prévu un seul détecteur 13 it les marques 14 qui lui sont associées. L'utilisation des flancs de la voie au lieu de sa face su périeure permet non seulement de neutraliser les effets des mouvements latéraux du véhicule par l'utilisation de deux détecteurs comme décrit plus haut, mais encore de diminuer l'acuité des problèmes causés par l'environnement (par exemple, formation de glace, préeence de corps étrangers, etc...) et par l'interférence électrique du moteur d'induction linéaire. Bien que dans les formes d'exécution décrites ci-dessus les marques ou repères soient constituées par des plaques d'acier qui sont détectées électromagnétiquement et sans contact par un ou plusieurs détecteurs 15, on comprendra que le ou les détecteurs puissent fonctionner d'autres manières pour détecter les repères sur la voie, repères qui sont évidemment choisis en conséquence. Parmi les diverses possibilités de détection, on peut citer les détecteurs optiques et par contact et les repères actifs, c'est à dire ceux qui produisent eux-memes un signal. L'invention, qui concerne à la fois un procédé et un appareil pour la mesure de la vitesse de véhicules, est particulièrement applicable aux systèmes de transport dans lesquels des véhicules sur coussins de gaz circulent à des vitesses élevées sur des voies préparées, car ils ne nécessitent aucun contact entre le véhicule et la voie si on utilise des détecteurs sans contact. Toutefois, l'inventiçn n'est pas limitée à cette seule application et elle peut être appliquée, par exemple, aux réseaux de chemin de fer. Bien que dans les formes d'exécution décrites un seul détecteur balaie successivement deux points de repère pour définir la période sur laquelle est effectuée une mesure de la vitesse, on peut prévoir comme variante le balayage d'un seul point de repère successivement par deux détecteurs pour assurer cette fonction. En outre, tandis que dans les formes d'exécution décrites les détecteurs Jî sont montés sur le véhicule pour détecter des points de repère fournis par les plaques 14 sur la voie, la disposition inverse est également possible. Dans les formes d'exécution décrites, chaque mesure de la vitesse nécessite que le véhicule soit chronométré sur une distance prédéterminée définie par une plaque 14 ou une paire de plaques associées, espacées dans le sens longitudinal de la voie; il ressort de ltalinéa précédent que la distance prédéterminée peut aussi être définie par la distance entre daux détecteurs associés. On peut aussi imaginer une distance prédéterminée définie comme étant la somme de deux distances, dont lùne est fournie par deux points de repère sur une plaque ou par deux plaques et dont l'autre est fournie par deux détecteurs. Bien que dans chaque forme d'exécution qui vient d'entre décrite, l'appareil de mesure de vitesse selon l'invention soit agencé pour mesurer les vitesses d'un véhicule dans la plage su périeure de la gamme de ses vitesses, comprenant la vitesse maximale, il pourrait, comme variante, entre agencé de façon à pouvoir travailler dans une plage intermédiaire, ne comprenant pas B vitesse maximale. On comprendra que cet appareil, tel qu' il est, ne peut donner une mesure de la vitesse zéro, de sorte que la plage de vitesses dans laquelle il peut fonctionner ne se trouve pas tout au bas de la gamme des vitesses. Un avantage particulier du procédé et de l'appareil selon l'invention est qu'ils peuvent fournir une mesure pratiquement instantanée de la vitesse en chacun de plusieurs points répartis le long de la voie. La distance sur laquelle s'effectue la mesure peut être faible, par exemple, un mètre, de sorte que, pendant chaque mesure, la vitesse du véhicule peut être pratiquement constante. Il convient de noter que l'appareil qui vient d'être décrit ne procède pratiquement que par addition ou soustraction, et la multiplication ou la division n'y interviennent que très peu ou pas du tout. Cet appareil est donc, par sa nature même, relativement bon marché et viable. REEEDICATIONS 1. - Procédé de mesure de la vitesse de déplacement d'un véhicule circulant sur une voie dans une plage élevée de la gamme de vitesse de ce véhicule, caractérisé en ce qu'il consiste à produire un signal de temps, représentant le temps mis par le véhicule pour parcourir une distance prédéterminée, et à produire comme mesure de la vitesse du véhicule, un signal de vitesse représentant la différence entre le signal de temps et un signal de référence qui, pour la plage élevée des vitesses, est supérieur au signal de temps, la plage élevée des vitesses et les valeurs respectives du signal de temps et du signal de référence étant telles, que, pour des vitesses situées dans ladite plage, le signal de vitesse se trouve sensiblement dans un rapport connu avec la vitesse du véhicule. 2. - Appareil pour effectuer la mesure de la vitesse de déplacement d'un véhicule sur une voie, dans une plage élevée de sa gamme de vitesses, en appliquant le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qusil comporte des moyens pour chronemétrer automatiquement le véhicule sur une distance prédéterminée et pour produire un signal de temps représentant le temps mis par le véhicule, un générateur de signaux de référence, pour produire un signal de référence ayant une valeur prédéterminée, qui, pour la plage élevée des vitesses, est supérieure à la valeur du signal de temps, et un comparateur, pour produire, comme mesure de la vitesse du véhicule, un signal de vitesse représentant la différence entre le signal de référence et le signal de temps, la plage élevée des vitesses et leavaleurs respectives du signal de temps et du signal de référence étant telles, que, pour des vitesses de ladite plage, le signal de sortie se trouve sensiblement dans un rapport connu avec la vitesse du véhicule. 3o - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le signal de temps est formé à partir d'une intégrale par rapport à la durée d'au moins un signal constant qui est produit durant le temps mis pas le véhicule pour parcourir la distance prédéterminée0 4. - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le signal de temps est formé à partir du signal de sortie d'au moins un générateur de rampes qui fonctionne pendant le temps mis par le véhicule pour parcourir la distance prédétermines,' le signal de sortie de ce générateur étant égal à zéro au commence ment de la distance -prédéterminée et étant maintenu à la valeur qu'il possède au moment où le véhicule atteint la fin de la distance prédéterminée. 5. - Appareil selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que pour mesurer la vitesse, le temps mis par le véhicule pour parcourir la distance prédéterminée est défini, à son commencement et à sa fin, respectivement par un premier et un second signal de sortie produits par un ou plusieurs dispositifs détecteurs sans contact placés soit sur le véhicule, soit sur la voie, lorsqu'ils réagissent à la présence d'un ou de plusieurs points de repère placés respectivement, soit sur la voie, soit sur le véhicule. 6e - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour chaque dispositif détecteur et pour chaque point de repère, il est prévu, respectivement, un autre dispositif détecteur et un autre point de repère placés en face deux, transversalement à l'axe de la voie et au sens de déplacement du véhicule, le signal de temps étant représenté par le temps moyen mis par le véhicule pour parcourir la distance prédéterminée, telle qu'il est représenté par les intervalles de temps entre les premiers et les seconds signaux associés. 7. - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que pour produire le premier et le second signal de sortie, les moyens de chronométrage comportent respectivement un premier et un second point de repère sur la voie, séparés l'un de l'autre par la pitance prédéterminée, et un dispositif détecteur sur le véhicule pour détecter i'un après l'autre les dits points de repère. 8. - Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier et le second point de repère sont fournis par le bord avant et le bord arrière d'une marque unique. 9. - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de chronométrage sont agencés de façon à chronométrer le véhicule sur une pluralité des dites distances prédéterminées, à intervalles, le long de la voie, afin que l'appareil puisse effectuer plusieurs mesures successives de la vitesse, ledit appareil comportent en outre des moyens pour ramener le signal à zéro après chaque mesure de vitesse.