Brevet FR3012101A1 — publié le 20150424

L'invention concerne un récepteur destiné à être agencé sur un véhicule se déplaçant sur une voie et à être mis en relation avec au moins un émetteur disposé au niveau de ladite voie et agencé pour générer en service des champs magnétiques alternatifs et un champ magnétique continu. L'invention concerne également un dispositif de communication comprenant un tel récepteur. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Dans le domaine ferroviaire, il est connu des 10 dispositifs de communication qui comprennent : - un émetteur disposé au niveau de la voie ferrée comprenant des moyens de génération de champs magnétiques alternatifs basses fréquences, l'émetteur étant apte à générer des champs magnétiques alternatifs dont les 15 fréquences sont adaptées selon la configuration de la signalisation ferroviaire le long de la voie ferrée et en particulier selon les signaux latéraux lumineux de la voie ferrée, - un récepteur placé sur le train se déplaçant sur la 20 voie ferrée et comportant des moyens de détection des champs magnétiques alternatifs émis par l'émetteur. En service, les moyens de détection détectent les champs magnétiques alternatifs et transmettent des signaux alternatifs basses fréquences à un tiroir RCSI, lesdits 25 signaux étant représentatifs des champs magnétiques alternatifs basses fréquences générés au niveau de l'émetteur. Lesdits signaux sont alors séparés par une carte filtre du tiroir RCSI puis convertis en signaux logiques pour être ensuite traités par une carte de 30 traitement de signaux mettant en oeuvre des équations logiques combinatoires. Selon les résultats des équations logiques liées à la présence ou non des fréquences des différents champs magnétiques alternatifs, différentes fonctions peuvent être déclenchées dans le train. Ainsi, 35 par l'intermédiaire des champs magnétiques alternatifs, des informations peuvent être échangés entre l'émetteur et le récepteur ce qui permet de transmettre différentes informations au train. Ce ne sont donc pas les fréquences en elles-mêmes qui comportent des informations mais bien la 5 présence ou l'absence de certaines de ces fréquences. Toutefois, il a été constaté que les signaux transmis par les moyens de détection des champs magnétiques alternatifs pouvaient être faussés par des composantes parasites dues notamment à l'effet du retour de courant de 10 traction. Pour pallier à ce problème, il est connu d'équiper l'émetteur de moyens de génération d'un champ magnétique continu et d'équiper le récepteur de moyens de détection dudit champ magnétique continu de sorte que le traitement 15 des signaux provenant des moyens de détection du champ magnétique continu permette de contrôler le traitement des signaux générés par les moyens de détection des champs magnétiques alternatifs basses fréquences au niveau du tiroir RCSI. 20 Usuellement, les signaux provenant des moyens de détection du champ magnétique continu permettent d'ouvrir une fenêtre temporelle uniquement au cours de laquelle les signaux provenant des moyens de détection des champs magnétiques alternatifs basses fréquences sont pris en 25 compte. Par ailleurs, les moyens de génération de champs magnétiques alternatifs génèrent lesdits champs dans une première zone s'étendant au-dessus de l'émetteur et débordant de ce dernier et les moyens de génération du 30 champ magnétique continu génèrent ledit champ continu dans une deuxième zone qui est comprise dans la première zone et qui s'étend au-dessus de l'émetteur et qui déborde de ce dernier. Les champs magnétiques alternatifs basses fréquences peuvent être ainsi détectés avant le champ 35 magnétique continu. L'ordre de détection du champ magnétique continu et des champs magnétiques alternatifs, la présence du champ magnétique continu ainsi que la présence ou non des champs alternatifs permettent de gérer différentes fonctions sur le train dont le freinage d'urgence du train. Tant qu'il n'y a pas de signal généré par les moyens de détection du champ continu indicateur de la présence du champ magnétique continu et transmis au tiroir RCSI aucune fonction n'est gérée dans le train quand bien même des signaux seraient transmis par les moyens de détection des champs magnétiques alternatifs basse fréquences au tiroir RCSI. De la sorte, le traitement des signaux générés par les moyens de détection du champ magnétique continu permet bien de contrôler le traitement des signaux générés par les moyens de détection des champs magnétiques alternatifs basses fréquences. Il est ainsi connu du document FR 2 434 069 des moyens de détection du champ magnétique continu qui comportent une bobine à noyau saturable entourée de deux aimants saturant au repos ladite bobine, la bobine étant couplée à un oscillateur. Ainsi, lorsque le récepteur se trouve au-dessus de l'émetteur, le champ magnétique continu généré par l'émetteur s'oppose à celui créé par les deux aimants ce qui permet à la bobine de ne plus être dans son état saturé. L'inductance de la bobine croit donc fortement ce qui provoque le blocage des oscillations de l'oscillateur. Le changement d'état de l'oscillateur est détecté et utilisé pour contrôler l'ouverture de la fenêtre temporelle de validation. Le dispositif du document FR 2 434 069 s'avère toutefois particulièrement complexe à mettre en oeuvre et coûteux à entretenir et à fabriquer notamment du fait de la présence de l'ensemble bobine saturable - oscillateur aimants. OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer un récepteur pour un dispositif de communication permettant de détecter un champ magnétique continu qui soit de construction simplifiée. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un récepteur destiné à être agencé sur un véhicule se déplaçant sur une voie et à être mis en relation avec au moins un émetteur disposé au niveau de ladite voie et agencé pour générer en service des champs magnétiques alternatifs et un champ magnétique continu, le récepteur comportant des moyens de détection des champs magnétiques alternatifs et des moyens de détection d'un champ magnétique continu qui comprennent des moyens sensibles aux champs magnétiques. Selon l'invention, les moyens sensibles comportent au moins un capteur magnétorésistif, les moyens de détection d'un champ magnétique continu comportant des moyens de traitement d'un signal de sortie généré par le capteur, lorsque les moyens sensibles sont soumis à un champ magnétique continu, pour permettre de contrôler un traitement des signaux qui sont générés par les moyens de détection des champs magnétiques alternatifs. Ainsi, le capteur magnétorésistif suffit seul à 25 permettre la détection du champ magnétique continu. Le récepteur selon l'invention s'avère donc moins complexe et coûteux en terme de maintenance et de fabrication. En outre, grâce au capteur magnétorésistif, le récepteur selon l'invention est d'une masse réduite ce qui 30 permet de réduire la sensibilité du récepteur aux vibrations. Le récepteur selon l'invention s'avère donc particulièrement fiable. De plus, grâce à l'invention, un signal généré par les moyens de traitement demeure compatible avec les moyens de 35 commande actuels traitant les signaux transmis par les moyens de détection des champs magnétiques alternatifs et notamment avec le tiroir RCSI actuel. Le récepteur de l'invention demeure par ailleurs compatible avec les moyens d'attache au train actuels. Il s'avère donc particulièrement simple de remplacer un récepteur actuel par un récepteur selon l'invention. On propose également un dispositif de communication comprenant le récepteur précité et un émetteur comprenant des moyens de génération de champs magnétiques alternatifs 10 à destination du récepteur et des moyens de génération d'un champ magnétique continu à destination du récepteur. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit d'un mode de réalisation non limitatif 15 de l'invention en référence aux figures ci-jointes, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue de côté schématique d'un dispositif de communication selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma des moyens de détection 20 d'un champ magnétique continu généré par l'émetteur du dispositif illustré à la figure 1 et des moyens de traitement associés. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La figure 1 illustre un dispositif de communication 25 selon l'invention qui comporte un émetteur 1 fixé ici entre les rails d'une voie ferrée et un récepteur 2 fixé sous un véhicule ferroviaire et destiné à coopérer avec l'émetteur 1 lorsque le véhicule passe au-dessus de l'émetteur 1. L'émetteur 1 comporte des moyens de génération de 30 champs magnétiques alternatifs dans une première zone s'étendant au-dessus de l'émetteur et débordant de ce dernier et des moyens de génération d'un champ magnétique continu dans une deuxième zone qui est comprise dans la première zone et qui s'étend au-dessus de l'émetteur et qui 35 déborde de ce dernier, de telle manière que, lorsque le véhicule passe au-dessus de l'émetteur 1, le récepteur 2 passe dans la première zone et dans la deuxième zone. Les moyens de génération du champ magnétique continu comportent ici un électroaimant 3 alimenté en courant continu. En variante, les moyens de génération du champ magnétique continu comportent un aimant permanent. Les moyens de génération des champs magnétiques alternatifs sont bien connus de l'art antérieur et ne seront pas décrits plus en détails ici. Comme bien connu du document ferroviaire, l'émetteur 1 est configuré pour générer des champs magnétiques alternatifs basses fréquences et un champ magnétique continu dont les configurations peuvent être adaptées en fonction de la signalisation ferroviaire le long de la voie ferrée et en particulier en fonction des signaux latéraux lumineux de la voie ferrée. Le récepteur 2 comporte de façon correspondante des moyens de détection desdits champs magnétiques alternatifs et des moyens de détection dudit champ magnétique continu. Les moyens de détection des champs magnétiques alternatifs sont bien connus de l'art antérieur et ne seront pas décrits plus en détails ici. De tels moyens de génération et de détection des champs magnétiques alternatifs sont par exemple connus du 25 document FR 2 434 069. Les moyens de détection du champ magnétique continu comprennent des moyens sensibles aux champs magnétiques. Selon l'invention, et en référence à la figure 2, les moyens sensibles comportent un premier capteur 30 magnétorésistif 11 pour détecter en service une intensité du champ magnétique continu émis par l'émetteur 1 et un deuxième capteur magnétique 12, distinct du premier capteur 11, pour détecter en service une orientation du champ magnétique continu émis par l'émetteur 1. De façon avantageuse, le dispositif de communication selon l'invention comporte un premier capteur 11 et un deuxième capteur 12 qui sont de construction simplifiée et qui permettent seuls de détecter le champ magnétique 5 continu quelle que soit son orientation (on rappelle que, dans les dispositifs de l'art antérieur, le récepteur comportait un premier ensemble complexe bobine saturable-oscillateur droit et un deuxième ensemble complexe bobine saturable-oscillateur gauche pour pouvoir détecter le champ 10 magnétique continu quel que soit le sens de circulation dudit champ magnétique). Selon un mode de réalisation préféré, le premier capteur 11 comporte un pont de mesure 13 de type Wheatstone qui comporte ici deux résistances 14 et deux 15 magnétorésistances géantes 15. Les deux résistances 14 sont agencées sur des branches opposées du pont 13 et les deux magnétorésistances géantes 15 sur les deux autres branches opposées du pont 13. On rappelle qu'une magnétorésistance géante est configurée de sorte que, lors de l'application 20 d'un champ magnétique, sa résistance électrique diminue dans une proportion importante proportionnellement à l'intensité du champ magnétique. Les résistances 14 ont en revanche une valeur de résistance électrique qui demeure fixe même en présence d'un champ magnétique. 25 En service, lorsque le récepteur 2 se rapproche de l'émetteur 1, le champ magnétique continu généré par l'électroaimant 3 provoque une modification des valeurs des résistances électriques des magnétorésistances géantes 15, ce qui va entraîner une modification de la tension aux 30 bornes de mesure du pont de Wheatstone 13. Comme les valeurs des résistances électriques des magnétorésistances géantes 15 varient en fonction de l'intensité du champ magnétique continu détecté, la valeur de la tension continue entre les bornes de mesure du pont de Wheatstone 35 13 est fonction de l'intensité du champ magnétique continu détecté. Le premier capteur 11 permet ainsi de générer des signaux représentatifs de l'intensité du champ magnétique continu émis par l'émetteur 1. De façon avantageuse, les magnétorésistances géantes 5 15 permettent des mesures précises, stables en température, sur une large plage de valeurs du champ magnétique continu, avec un signal de sortie plus élevé que les capteurs à effet hall ou les capteurs à magnétorésistance anisotrope. Le pont de Wheatstone 13 est de préférence polarisé en 10 courant. De façon avantageuse, le premier capteur 11 est ainsi moins sensible aux variations de températures. Selon un mode de réalisation préféré, le deuxième capteur 12 est également un capteur magnétorésistif. De 15 préférence, le deuxième capteur 12 est de type magnétorésistance géante. Ainsi, le signal de sortie du deuxième capteur 12 est de valeur plus élevée à champ égal qu'avec d'autres technologies de type effet Hall, ou magnétorésistance 20 anisotrope (AMR). Les moyens de détection comportent en outre des moyens de traitement des signaux générés par le premier capteur 11 et par le deuxième capteur 12. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens 25 de traitement comportent des premiers moyens de filtrage 21 qui sont reliés au premier capteur 11 , des premiers moyens d'amplification 22 reliés aux premiers moyens de filtrage 21 et des premiers moyens de comparaison 23 reliés aux premiers moyens d'amplification 22. 30 Les premiers moyens de filtrage 21 permettent notamment de soustraire au signal généré par le premier capteur 11 les composantes parasites éventuellement produites par la présence des champs magnétiques alternatifs générés par l'émetteur 1. Les premiers moyens d'amplification 22 comportent de préférence un amplificateur de d'instrumentation (parfois appelé amplificateur de mesure). Les premiers moyens de comparaison 23 comportent ici 5 un comparateur à hystérésis et permettent de comparer le signal en sortie des premiers moyens d'amplification à un premier signal de référence 24 éventuellement réglable. Le premier signal de référence 24 est fixé à une valeur donnée qui est calculée en fonction d'une valeur 10 d'induction électromagnétique minimale souhaitée pour laquelle on considère que l'on est en présence d'un champ magnétique continu délivré par l'émetteur 1 et en fonction de l'élongation souhaitée. Ces deux paramètres, valeur d'induction 15 électromagnétique et élongation, sont directement liés à la position du premier capteur 11 dans le récepteur 2 et notamment de la hauteur du premier capteur 11 relativement aux moyens de génération du champ magnétique continu lorsque le premier capteur 11 est au-dessus desdits moyens 20 de génération. En effet, en fonction de la position du premier capteur 11 et notamment de la hauteur du premier capteur 11 relativement aux moyens de génération du champ continu, le premier capteur 11 sera plus ou moins sensible à l'influence du champ magnétique continu généré par 25 l'émetteur 1. Il convient donc de porter un soin particulier à la position du premier capteur 11 dans le récepteur 2 et de connaître cette position pour calculer le premier signal de référence 24. De la même façon, les moyens de traitement comportent 30 des deuxièmes moyens de filtrage 31 qui sont reliés au deuxième capteur 12, des deuxièmes moyens d'amplification 32 reliés aux deuxièmes moyens de filtrage 31 et des deuxièmes moyens de comparaison 33 reliés aux deuxièmes moyens d'amplification 32. Les deuxièmes moyens de filtrage 31 permettent notamment de soustraire au signal généré par le deuxième capteur 12 les composantes parasites éventuellement produites par la présence des champs magnétiques alternatifs générés par l'émetteur 1. Les deuxièmes moyens d'amplification 32 comportent un amplificateur de mesure. En variante, les deuxièmes moyens d'amplification 32 comportent un amplificateur opérationnel. En effet, le deuxième capteur 12 détecte la direction du champ magnétique continu et non sa valeur de sorte que le besoin en précision du signal issu du deuxième capteur 12 est moindre que pour le premier capteur 11. Les deuxièmes moyens de comparaison 33 comportent ici un comparateur à hystérésis et permettent de comparer le 15 signal en sortie des moyens d'amplification 32 à un deuxième signal de référence 34 éventuellement réglable. Le deuxième signal de référence 34 est fixé à une valeur donnée qui est calculée en fonction d'une valeur d'induction électromagnétique minimale souhaitée pour 20 laquelle on considère que l'on est en présence d'un champ magnétique continu délivré par l'émetteur 1 et en fonction de l'élongation souhaitée. Ces deux paramètres, valeur d'induction électromagnétique et élongation, sont directement liés à la 25 position du deuxième capteur 12 dans le récepteur 2 et notamment de la hauteur du deuxième capteur 12 relativement aux moyens de génération du champ magnétique continu lorsque du deuxième capteur 12 est au-dessus desdits moyens de génération. En effet, en fonction de la position du 30 deuxième capteur 12 et notamment de la hauteur du deuxième capteur 12 relativement aux moyens de génération du champ continu, le deuxième capteur 12 sera plus ou moins sensible à l'influence du champ magnétique continu généré par l'émetteur 1. Il convient donc de porter un soin 35 particulier à la position du deuxième capteur 12 dans le récepteur 2 et de connaître cette position pour calculer le deuxième signal de référence 34. De préférence, la valeur d'induction électromagnétique est prise plus faible que pour le premier signal de 5 référence 24 afin qu'un signal soit plus rapidement généré par les deuxièmes moyens de comparaison 33 que par les premiers moyens de comparaison 23. Pour le deuxième signal de référence 34, la valeur d'induction électromagnétique est par exemple prise à 4 Gauss. Pour le premier signal de 10 référence 24, la valeur d'induction électromagnétique est par exemple prise à 13 gauss ou à 30 gauss. Les moyens de traitement comportent en outre des moyens de décodage 40 des signaux provenant des premiers moyens de comparaison 23 et des deuxièmes moyens de 15 comparaison 33 et comportent des moyens de mémorisation 41 reliés aux moyens de décodage 40. Les moyens de décodage 40 comportent ici une bascule de Schmitt. Les moyens de mémorisation 41 comportent ici une bascule D de type maître-esclave. 20 Les moyens de décodage 40 et les moyens de mémorisation 41 sont agencés pour générer un signal de sortie 42 à partir des signaux provenant des premiers moyens de comparaison 23 et des deuxièmes moyens de comparaison 33 qui permet de contrôler l'ouverture d'une 25 fenêtre temporelle d'acquisition uniquement au cours de laquelle les signaux provenant des moyens de détection des champs magnétiques alternatifs sont pris en compte. La fenêtre temporelle se ferme à l'issue de l'élongation. Selon un mode de réalisation particulier, le signal de 30 sortie 42 est de type binaire : lorsque ledit signal indique qu'aucun champ magnétique continu n'est détecté il est égal à un. Dans le cas contraire, soit dès ouverture de la fenêtre temporelle, le signal est égal à zéro. En service, le premier capteur 11 et le deuxième 35 capteur 12 sont de plus en plus soumis à l'action du champ magnétique continu au fur et à mesure que le récepteur 2 se rapproche de l'émetteur 1. Lorsque le signal amplifié issu du deuxième capteur 12 devient supérieur au deuxième signal de référence 34, les deuxièmes moyens de comparaison 33 émettent un signal à destination des moyens de décodage 40. Puis, lorsque le signal amplifié issu du premier capteur 11 devient supérieur au premier signal de référence 24, les premiers moyens de comparaison 23 émettent également un signal à destination des moyens de décodage 40. Dès que les moyens de décodage 40 reçoivent les signaux des premiers moyens de comparaison et des deuxièmes moyens de comparaison, les moyens de décodage 40 génèrent un signal de sortie 42 égal à zéro. Ceci va permettre de déclencher la fenêtre temporelle. Lorsque le récepteur 2 commence à s'éloigner de l'émetteur 1, le signal amplifié issu du premier capteur 11 finit par devenir inférieur au premier signal de référence 24. Aucun signal n'est alors transmis par les premiers moyens de comparaison 23 aux moyens de décodage 40. Dès que les moyens de décodage 40 ne reçoivent plus que le signal des deuxièmes moyens de comparaison 33, les moyens de décodage 40 génèrent un signal de sortie 42 égal à un. Ceci va permettre de fermer la fenêtre temporelle. Ainsi à partir des signaux générés par le premier 25 capteur 11 et le deuxième capteur 12, on contrôle le traitement des signaux générés par les moyens de détection des champs magnétiques alternatifs. De façon avantageuse, grâce à l'invention, le signal de sortie 42 est compatible avec les moyens de commande 30 actuels traitant les signaux provenant des moyens de détection des champs magnétiques alternatifs et notamment avec le tiroir RCSI actuel. En outre, le récepteur de l'invention peut être de même format que les récepteurs actuels ce qui permet de ne pas avoir à modifier les moyens 35 d'attache du récepteur au train. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, bien qu'ici l'émetteur soit fixé à des rails et le récepteur à un véhicule ferroviaire, le récepteur pourra de façon plus général être porté par tout véhicule se déplaçant sur une voie donnée selon une trajectoire déterminée, l'émetteur étant alors placé sur cette trajectoire. Le pont de Wheatstone du premier capteur pourra comporter un nombre différent de magnétorésistances géantes voire une seule magnétorésistance géante. Bien qu'ici le deuxième capteur soit de type magnétorésistif, tout capteur apte à détecter la direction d'un champ magnétique continu pourra être utilisé comme deuxième capteur. Ainsi, le deuxième capteur pourra également être de type à effet Hall. Le deuxième capteur pourra aussi être de type magnétorésistance à effet tunnel ou magnétorésistance anisotrope. Le deuxième capteur pourra directement être relié aux moyens de décodage, les deuxièmes moyens de filtrage, les deuxièmes moyens d'amplification et les deuxièmes moyens de comparaison étant directement intégrés au deuxième capteur. L'ensemble premier capteur, deuxième capteur et moyens de traitement associés pourront aussi être intégrés sur une même puce, par exemple un ASIC. Le nombre de capteurs pourra être différent de celui décrit. En particulier, plusieurs capteurs pourront être utilisés pour détecter la direction du champ magnétique continu afin de respecter par redondance des contraintes de sécurité. REVENDICATIONS1.Récepteur (2) destiné à être agencé sur un véhicule se déplaçant sur une voie et à être mis en relation avec au moins un émetteur (1) disposé au niveau de ladite voie et agencé pour générer en service des champs magnétiques alternatifs et un champ magnétique continu, le récepteur comportant des moyens de détection des champs magnétiques alternatifs et des moyens de détection d'un champ magnétique continu qui comprennent des moyens sensibles aux champs magnétiques, le récepteur étant caractérisé en ce que lesdits moyens sensibles comportent au moins un capteur magnétorésistif (11), les moyens de détection d'un champ magnétique continu comportant des moyens de traitement d'un signal de sortie généré par le capteur, lorsque les moyens sensibles sont soumis à un champ magnétique continu, pour permettre de contrôler un traitement des signaux qui sont générés par les moyens de détection des champs magnétiques alternatifs. 2.Récepteur selon la revendication 1, dans lequel le capteur est un capteur est de type magnétorésistance géante. 3.Récepteur selon la revendication 1, dans lequel les moyens sensibles comportent un premier capteur magnétorésistif (11) pour détecter en service une intensité d'un champ magnétique continu et au moins un deuxième capteur magnétique (12), distinct du premier capteur, pour détecter en service une orientation dudit champ magnétique continu. 4.Récepteur selon la revendication 3, dans lequel le premier capteur (11) est de type magnétorésistance géante. 5.Récepteur selon la revendication 4, dans lequel le premier capteur (11) comporte un pont de mesure deWheatstone (13), ledit pont comportant au moins une magnétorésistance géante (15). 6.Récepteur selon la revendication 5, dans lequel le pont de mesure de Wheatstone (13) est polarisé en 5 courant. 7.Récepteur selon la revendication 3, dans lequel le deuxième capteur (12) est un capteur magnétorésistif. 8.Récepteur selon la revendication 7, dans lequel le deuxième capteur (12) est de type magnétorésistance à 10 effet tunnel ou magnétorésistance anisotrope ou magnétorésistance géante. 9.Récepteur selon la revendication 3, dans lequel le deuxième capteur (12) est de type à effet Hall. 10. Dispositif de communication comprenant un 15 récepteur (2) selon l'une des revendications précédentes et un émetteur (1) comprenant des moyens de génération de champs magnétiques alternatifs à destination du récepteur et des moyens de génération (3) d'un champ magnétique continu à destination du récepteur.