Brevet FR2455539A1 — publié le 19801128

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de pilotage automatique d'une véhiculemoteur et, plus particulièrement, un procédé et un dispositif permettant de tenir compte des déclivités de la voie sur laquelle le vehicule circule lors de la réception d'un ordre d'arrêt à un but. D'une manière générale, les performances de freinage d'un véhicule sont définies par sa décélération en palier pour une charge maximale. Or, cette décélération doit être corrigée par addition ou soustraction, selon la déclivité de la voie, d'un terme qui est fonction de cette déclivité et du moment d'inertie des masses tournantes se trouvant à bord. A cet effet, un procédé de pilotage automatique tenant compte des déclivités de la voie sur laquelle le véhicule circule est décrit dans la demande de brevet français 79.06225 déposee le 12 Mars 1979 au nom de la demanderesse, selon lequel on détermine, à bord du véhi- cule, son altitude instantanée et, dès réception d'un signal d'ordre d'arret à un but, signal contenant des informations relatives à la distance à parcourir jusqu'au but et à Altitude de ce dernier, on détermine à bord à tout instant la valeur de la pente moyenne du trajet restant à parcourir. et une vitesse corrigée en fonction de cette pente et permettant l'arrêt du véhicu- le au but, et on asservit la vitesse du véhicule à cette vitesse corrigée Toutefois, ce procédé présente l'inconvénient pour sa mise en oeuvre, de nécessiter ltémission signal de très haute fréquence modulée en fonction du grand nombre d'informations différentes à transmettre, car, à bord du véhicule, toutes les informations requises doivent être décodées à partir d'un signal reçu extrêmement court. La présente invention a pour but de diminuer le nombre d'informations différentes à transmettre au véhicule, de telle manière que le signal reçu, malgré sa faible durée, contienne, de façon certaine, toutes les informations nécessaires. Selon le procédé de pilotage automatique conforme à la présente invention, une vitesse fictive de référence supérieure à la vitesse maximale autorisée sur la voie est au préalable mise en mémoire à bord du véhi- cule. A l'aide de balises disposées le long de la voie, on émet un premier signal simple d'ordre d'arrêt au but à une distance connue du but, puis un second signal simple à l'endroit précis où la vitesse de freinage à effort constant est égale à la vitesse fictive de référence mise préalablement en mémoire.A bord du véhicule, après ré- ception du premier signal, on calcule à tout instant la distance restant à parcourir pour atteindre le but, puis, après réception du second signal, on calcule la pente moyenne instantanée du trajet restant à parcourir et une vitesse corrigée de freinage en fonction de cette pente moyenne instantanée, vitesse corrigée à laquellé est asservie la vitesse du véhicule. Pour mettre en oeuvre ce procédé, le dispositif comporte d'une part, le long de la voie, une première et une seconde balises émettant les signaux requis et, d'autre part, à bord du véhicule - un indicateur de vitesse mesurant à tout instant la vitesse du véhicule, - un altimètre électronique muni d'une entrée d'autorisation, - un récepteur-décodeur recevant et décodant les signaux émis par les balises dont les bornes de sortie sont respectivement reliées, d'une part, à la.borne d'entrée d'un compteur de la distance parcourue à partir-de la réception du premier signal et, d'autre part, à I'entrée d'autorisation de l'altimètre, de façon à déterminer à partir de la réception du second signal, l'altitude instantanée du véhicule par rapport au point où est située la seconde balise, - un premier comparateur dont les entrées sont respectivement reliées à la borne de lecture d'une première mé- moire dans laquelle a e été préalablement introduite la valeur de la distance D à laquelle la première balise est distante d'un but et å la borne de sortie du compteur, de manière à mesurer à tout instant la distance restant à parcourir jusqu'au but, - un premier calculateur dont une entrée est reliée à la borne de lecture d'une deuxième mémoire dans laquelle a été préalablement introduite la vitesse fictive de référence et dont l'autre entrée est reliée à la borne de sortie du premier comparateur, de manière à déterminer la différence- d'altitude entre le but et la seconde balise lors de la réception du second signal, - une troisième mémoire dans laquelle est introduite cette différence d'altitude, - un deuxième comparateur dont les entrées sont respectivement reliées à la borne de lecture de la troisième mémoire et à la borne de sortie de l'altimètre, - un diviseur relié aux bornes de sortie des premier et deuxième comparateurs, de manière à calculer la pente moyenne instantanée du trajet restant à parcourir, - un second calculateur relié d'une part à la borne de sortie du diviseur, d'autre part, à la borne de sortie du premier comparateur et effectuant le calcul de la vitesse du véhicule en fonction de la pente moyenne instantanée et de la distance instantanée restant à parcourir jusqu'au but, - un troisième comparateur dont les entrées sont respectivement reliées à l'indicateur de vitesse et à la borne de sortie du second calculateur, de façon à déterminer la différence entre la vitesse réelle du véhicule et la vitesse calculée, la borne de sortie de ce troisième comparateur étant reliée à un organe de commande du véhi- cule. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques et avantages apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, à laquelle un dessin est annexé, d'un mode préféré de réalisation. - La figure 1 représente schématiquement le diagramme de la boucle d'asservissement conformément à l'invention, et, - La figure 2 est un diagramme des vitesses en fonction de la distance. En référence maintenant aux figures,un indicateur de vitesse 1 et un altimètre 2 sont embarqués à bord du véhicule. Cet altimètre 2 est, par exemple, constitué par un jeu d'accéléromètres linéaires mis en oeuvre pour connaître la valeur instantanée de la déclivité, ramenée au centre de gravité du véhicule, et par intégration, l'altitude du véhicule. Un premier signal d'ordre d'arrêt a un but 21 détecté par le récepteur-decodeur 3 est émis à l'aide d'une première balise disposée le long de la voie à une distance connue D du but. Cette distance D, identique pour toutes les premières balises de la ligne, a été, au préalable, introduite dans une mémoire 6. Un compteur 7, par exemple des tours de roue du véhicule, est mis en action lors de la réception de ce premier signal de façon à déterminer la distance parcourue par le véhicule à partir de la réception de ce premier signal. La borne de sortie de ce compteur 7 est reliée à la première borne d'entrée d'un comparateur 12 dont la seconde borne d'entre est reliée à la borne de lecture de la mémoire 6, de façon à déterminer la distance instantanée restant à parcourir jusqu'au but 21. A partir de la réception du second signal émis par une seconde balise 23 disposée le long de la voie à un endroit précis, comme décrit ultérieurement, on me sure, à l'aide de l'altimètre 2 l'altitude instantanée du véhicule par rapport au point où est située cette seconde balise 23. Pour cela, dès réception du second signal, le récepteur-décodeur 3 émet vers l'altimètre 2 un signal d'autorisation. Un calculateur 10 est connecté, d'une part, à la borne de lecture d'une mémoire Il dans laquelle a été préalablement introduite une vitesse fictive de référen- ce supérieure à la vitesse maximale autorisée du véhicule, comme illustré figure 2, et, d'autre part, à la borne de sortie du comparateur 12. Le calculateur 10 dispose de toutes les données nécessaires pour effectuer le calcul de la différence d'altitude entre le point où a été reçu le second signal et le but, si les deux balises ont été convenablement disposées,dàs réception de ce second signal. On sait en effet que la vitesse du véhicule à effort de freinage constant est donnée par la formule suivante formule dans laquelle a est la décélération en palier, g est l'accélération de la pesanteur, i est la pente algébrique moyenne du trajet res tant à parcourir, c est un coefficient tenant compte de la masse du véhicule et du moment d'inertie de ses masses tournantes, et x est la distance restant à parcourir pour attein dre le but 21. La balise 23 émettant le second signal doit être disposée le long de la voie où circule le véhicule, à l'endroit précis où la vitesse V de la formule (1) est égale à la vitesse fictive de référence qui a e été préalablement introduite dans la mémoire 11. En effet, la pente i peut être alors calculée, puisqu'a ce moment-là V est égale à la vitesse de référence connue et que a, g, c et x sont également complètement déterminés. La différence d'altitude est alors égale au produit de la pente moyenne i par la distance x restant à parcourir, x étant égale à cet endroit à d (fig.2). Cette différence d'altitude entre le but 21 et la seconde balise 23 est alors introduite dans une mémoire 13, de telle façon que la pente moyenne instantanée du trajet restant à parcourir puisse être calculée à tout instant à l'aide d'un diviseur 16.Dans ce but, un comparateur 15 a ses entrées connectées respectivement à la borne de sortie de l'altimètre 2 et à la borne de lecture de la mémoire 13. De ce fait, un signal correspondant à la différence instantanée d'altitude entre le but 21 et le véhicule est engendré sur la borne de sortie de ce comparateur 15. Ce signal est appliqué à la première borne d'entrée du diviseur 16 qui reçoit sur sa seconde borne d'entrée le signal issu du comparateur 12 en vue de déterminer la pente moyenne instantanée du trajet restant à parcourir. Un calculateur 17 effectue alors le calcul de la valeur instantanée de.la vitesse en fonction de la déclivité et de la distance restant à parcourir jusqu'au but, selon la formule (i) indiquée précédemment.Cette vitesse calculée est comparée à la vitesse réelle mesurée par l'indicateur de vitesse 1 à l'aide d'un comparateur 18 dont le signal de sortie est appliqué à un organe de commande 19 du véhicule afin de modifier la vitesse réelle de ce dernier en conséquence. De toute évidence, la courbe de la vitesse calculée 20 est comprise, comme représenté figure 2, entre la courbe 24 correspondant à la vitesse calcule du véhicule pour un freinage à effort constant sur la partie du trajet présentant la plus forte pente affectée d'un premier signe et la courbe 25 similaire, mais correspondant à la partie du trajet présentant la plus forte pente affectée du signe contraire. De ce fait, la seconde balise 23 émettant le second signal doit être disposée entre les points 26 et 27 correspondant aux intersections de la droite de la vitesse fictive de référence et les courbes limites de la vitesse de freinage à effort constant sur la voie alors que la première balise 22 doit être disposée en amont de la balise 23. Bien évidemment, toute modification apportée par l'Homme de l'Art dans l'esprit de l'invention, ne sortirait pas du cadre de la présente invention. Par exemple, une autre balise pourrait être placée le long de la voie, en -aval, de façon à présenter une redondance d'informations. Les signaux émis peuvent également inclure d'autres informations. Enfin, des moyens classiques doivent être prévus pour lever l'indétermination mathématique résul- tant du fait que les signaux appliqués aux entrées du diviseur 16 tendent simultanément vers zéro lorsque le véhicule s'approche du but. REVENDICATIONS 1. - Procédé de pilotage automatique d'un véhicule le long d'une voie présentant des déclivités, caracteri- sé en ce que, une vitesse fictive de référence supérieure à la vitesse maximale autorisée sur la voie étant au préalable mise en mémoire à bord dudit véhicule, on émet à l'aide de balises disposées le long de la voie, un premier signal simple d'ordre d'arrêt au but a une distance connue dudit but, puis un second signal simple à l'endroit précis où la vitesse de freinage a effort constant est égale à ladite vitesse fictive de référence, et que, à bord dudit véhicule, dès réception du premier signal, on calcule à tout instant, la distance restant à parcourir pour atteindre ledit but, puis après réception dudit second signal, on calcule la pente moyenne instantanée du trajet restant à parcourir, et une vitesse corrigée de freinage en fonction de ladite pente moyenne instantanée et enfin, on asservit la vitesse dudit véhicule à cette vitesse corrigée. 2.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de pilotage automatique selon la revendication 1, carac terisé en ce qu'i:l comporte, d'une part, le long de la voie, une première (22) et une seconde (23) balises émettant respectivement les premier et second signaux, la première (22) étant disposée à une distance connue dudit but et la seconde (23) à l'endroit précis où la vitesse de freinage à effort constant est égale à une vitesse fictive de référence et, d'autre part, à bord du vehicule:: - un indicateur de vitesse (i) mesurant à tout instant la vitesse du véhicule, - un altimètre electronique (2) muni d'une entrée d'autorisation, - un récepteur-decodeur (3) recevant et décodant lesdits signaux, dont la borne de sortie est reliée d'une part, à la borne d'entrée d'un compteur (7) de la distance parcourue à partir de la réception dudit premier signal, et, d'autre part, à l'entrée d'autorisation de l'altimètre (2), de façon à déterminer à partir de la réception dudit second signal, l'altitude instantanée dudit véhi- cule par rapport au point où est située ladite seconde balise. - un premier comparateur (12) dont les entrées sont respectivement reliées à la borne de lecture d'une première mémoire (6) dans laquelle a e été préalablement introduite la valeur de la distance du but à ladite première balise (22) et à la borne de sortie dudit compteur(7), - un premier calculateur (10) dont une entrée est reliée à la borne de lecture d'une deuxième mémoire (11) dans laquelle a e été préalablement introduite ladite vitesse fictive de référence et dont l'autre entrée est reliée à la borne de sortie dudit premier comparateur (a2), de manière à déterminer la différence d'altitude entre le but (21) et la seconde balise (23) lors de la réception dudit second signal, - une troisième mémoire (13) dans laquelle est introduite cette différence d'altitude, - un deuxième comparateur (15) dont les entrées sont respectivement reliées à la borne de lecture de ladite troisième mémoire (13) et à la borne de sortie dudit altimètre (2), - un diviseur (16) relié aux bornes de sortie desdits premier et deuxième comparateurs (12,15), - un second calculateur (17) relié d'une part à la borne de sortie dudit diviseur (16), et d'autre part, à la borne de sortie dudit premier comparateur (12), - un troisième comparateur (18) dont les entrées sont respectivement reliées à l'indicateur de vitesse (1) et à la borne de sortie dudit second calculateur (17), la borne de sortie dudit troisième comparateur (18) étant reliée à un organe de commande (i9) dudit véhicule.