Brevet FR3047716A1 — publié le 20170818

Dispositif d'aide à la conduite pour un véhicule ferroviaire La présente invention concerne un dispositif d'aide à la conduite pour un véhicule ferroviaire. La consommation d'énergie d'un véhicule ferroviaire est directement liée à la vitesse de celui-ci. Ainsi, il existe des méthodes de détermination d'une vitesse optimale pour le véhicule ferroviaire, permettant de minimiser la consommation d'énergie de ce véhicule, tout en répondant aux exigences d'horaires qu'un véhicule ferroviaire doit habituellement respecter. On connaît déjà, dans l'état de la technique, un dispositif d'aide à la conduite pour un véhicule ferroviaire, comportant des moyens de détermination d'une telle vitesse optimale. Le dispositif d'aide à la conduite comporte par ailleurs des moyens pour indiquer cette vitesse optimale au conducteur, afin qu'il la prenne en compte lorsqu'il conduit le véhicule. L'invention a notamment pour but d'améliorer un tel dispositif d'aide à la conduite, notamment en facilitant son utilisation pour le conducteur. A cet effet, l'invention a notamment pour objet un dispositif d'aide à la conduite pour un véhicule ferroviaire, comprenant des moyens de détermination d'une vitesse cible, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens de comparaison d'une vitesse instantanée du véhicule ferroviaire avec la vitesse cible ou avec un intervalle entourant la vitesse cible, et - des moyens d'indication d'instructions de conduite à destination d'un conducteur du véhicule ferroviaire, lesdites instructions de conduite comportant des instructions de modification de la vitesse instantanée en vue de l'approcher de la vitesse cible. Un tel dispositif permet au conducteur de prendre en compte de manière très simplifiée la vitesse optimale notamment afin d'optimiser la consommation d'énergie du véhicule ferroviaire. En particulier, le dispositif selon l'invention indique directement au conducteur l'action à effectuer (notamment augmenter, maintenir ou réduire la vitesse), plutôt que d'indiquer seulement une vitesse cible que le conducteur aurait à considérer en plus des autres paramètres habituels à prendre en compte lorsqu'il conduit le véhicule. Un dispositif d'aide à la conduite selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables. - Les moyens d'indication comportent un panneau d'affichage, propre à afficher les instructions de conduite. 3047716 2 - Les moyens d'indication comportent un dispositif d'affichage tête haute, propre à afficher les instructions de conduite dans un champ de vision du conducteur. - Les moyens de comparaison comparent la vitesse instantanée avec un intervalle entourant la vitesse cible, et les moyens d'indication d'instructions de conduite sont 5 configurés pour : - indiquer une instruction d'augmentation de la vitesse lorsque la vitesse instantanée est en dessous de l'intervalle, - indiquer une instruction de réduction de la vitesse lorsque la vitesse instantanée est au-dessus de l'intervalle, 10 - indiquer une instruction de maintien de la vitesse lorsque la vitesse instantanée se trouve dans l'intervalle. - Les moyens de comparaison comparent également la vitesse instantanée avec une vitesse maximale, et les moyens d'indication d'instructions de conduite sont configurés pour indiquer une instruction impérative de réduction de la vitesse lorsque la 15 vitesse instantanée est supérieure à la vitesse maximale. - La vitesse cible est prédéterminée, calculée en temps réel, ou définie par des moyens d'apprentissage. L'invention concerne également un procédé d'aide à la conduite d'un véhicule ferroviaire, à l'aide d'un dispositif d'aide à la conduite tel que défini précédemment, 20 caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de détermination d'une vitesse cible, - une étape de comparaison d'une vitesse instantanée du véhicule ferroviaire avec la vitesse cible ou un intervalle entourant la vitesse cible, et - une étape d'indication d'instructions de conduite à destination d'un conducteur du 25 véhicule ferroviaire, lesdites instructions de conduite comportant des instructions de modification de la vitesse instantanée en vue de l'approcher de la vitesse cible. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant à la figure annexée représentant schématiquement un dispositif d'aide à la conduite selon un exemple de 30 mode de réalisation de l'invention. ; On a représenté, sur la figure, un dispositif 10 d'aide à la conduite, destiné à équiper un véhicule ferroviaire. Un véhicule ferroviaire étant destiné à circuler sur une voie ferrée, il suit un parcours prédéfini, si bien qu'il est possible de prévoir une vitesse optimale de 35 déplacement du véhicule ferroviaire, notamment afin de minimiser la consommation 3047716 3 d'énergie du véhicule, tout en prenant en compte les horaires que doit respecter ce véhicule. Plus particulièrement, la voie ferrée peut être découpée en une pluralité de tronçons de voie, une vitesse optimale pouvant être définie sur chaque tronçon. En effet, 5 la vitesse optimale est habituellement différente en fonction du tronçon sur lequel se trouve le véhicule ferroviaire, notamment en fonction du fait que le tronçon est en ligne droite ou en courbe, en descente ou en montée, etc. La longueur d'un tronçon de voie est choisie lors de la configuration du dispositif d'aide à la conduite 10, et peut être quelconque. On peut également prévoir divers tronçons de voie de longueurs différentes. 10 Ainsi, le dispositif d'aide à la conduite 10 selon l'invention comporte des moyens 12 de détermination d'une vitesse cible Vc, correspondant par exemple à une vitesse optimale permettant de limiter la consommation d'énergie du véhicule ferroviaire. Comme indiqué précédemment, la vitesse optimale dépend du tronçon de voie sur lequel se trouve le véhicule ferroviaire, si bien qu'il est nécessaire de pouvoir déterminer 15 sur quel tronçon de voie le véhicule ferroviaire se trouve. A cet effet, le dispositif d'aide à la conduite 10 comporte avantageusement des moyens de localisation 14, par exemple un dispositif de guidage par satellite. Les moyens de détermination 12 peuvent être de tout type envisageable. Conformément à un premier exemple, ces moyens de détermination 12 sont 20 formés par une mémoire dans laquelle est stockée, pour chaque tronçon de voie, une vitesse cible V, (notamment une vitesse optimale) prédéterminée correspondant à ce tronçon de voie. Ainsi, à tout moment, les moyens de localisation 14 permettent de déterminer sur quel tronçon de voie se trouve le véhicule ferroviaire, et les moyens de détermination 12 en déduisent la vitesse cible V,. 25 Chaque vitesse cible V, prédéterminée est calculée préalablement, en prenant en compte la consommation d'énergie du véhicule ferroviaire et les horaires devant être respectée par ce véhicule ferroviaire. D'autres caractéristiques peuvent être prises en compte pour la détermination de la vitesse cible Vc, notamment des caractéristiques du véhicule (telles que son nombre de voitures et sa longueur), des caractéristiques du 30 tronçon de voie considéré (notamment s'il comporte au moins une montée et/ou au moins une descente, s'il est en ligne droite et s'il comporte des courbes, auquel cas les rayons de courbure de ces courbes peut également être pris en compte) et des conditions environnementales (par exemple la saison). Conformément à un second exemple, les moyens de détermination 12 comportent 35 des moyens de calcul en temps réel de la vitesse cible Vc, comprenant un algorithme de calcul déterminant la vitesse cible V, en fonction des caractéristiques évoquées 3047716 4 précédemment. De tels moyens de calcul en temps réel peuvent également prendre en compte un éventuel retard ou une avance sur les horaires que doit respecter le véhicule ferroviaire. Conformément à un troisième exemple, les moyens de détermination 12 5 comportent des moyens d'apprentissage. Dans ce cas, lorsque le véhicule ferroviaire parcourt la voie ferrée, les moyens d'apprentissage enregistrent à chaque trajet la vitesse du véhicule ferroviaire sur chaque tronçon de voie considéré. Ensuite, au cours des trajets ultérieurs, les moyens d'apprentissage choisissent, sur chaque tronçon de voie, la vitesse qui semble la plus adaptée parmi celles enregistrées sur ce tronçon, cette vitesse la plus 10 adaptée formant alors la vitesse cible V,. Le dispositif d'aide à la conduite 10 comporte par ailleurs des moyens classiques de commande de niveau de traction 16, généralement formés par un levier de commande de traction / freinage. Ce levier de commande 16 est actionné par le conducteur du véhicule ferroviaire, pour appliquer à ce véhicule ferroviaire un niveau de traction ou de 15 freinage permettant de modifier la vitesse instantanée V,, souhaitée par le conducteur, en vue de l'approcher de la vitesse cible V,. Le dispositif d'aide à la conduite comporte également des moyens 18 de détermination d'une vitesse maximale Vmax, en fonction du tronçon de voie sur lequel se trouve le véhicule ferroviaire. 20 Ces moyens 18 de détermination de vitesse maximale Vmax sont liés aux moyens de localisation 14 indiquant sur quel tronçon de voie se trouve le véhicule ferroviaire, pour que les moyens 18 de détermination de vitesse maximale en déduisent quelle est la vitesse maximale Vmax autorisée pour le véhicule ferroviaire. Les moyens 18 de détermination de vitesse maximale comportent par exemple 25 une base de données dans laquelle une vitesse maximale Vmax prédéterminée respective est renseignée pour chaque tronçon de voie. En variante, la vitesse maximale Vmax pourrait être fournie en temps réel par un centre de commande centralisé, ou par des bornes disposées le long de la voie ferrée. Le dispositif d'aide à la conduite 10 comporte par ailleurs des moyens 20 de 30 comparaison de la vitesse instantanée V, du véhicule ferroviaire, dépendant des moyens de commande 16, avec la vitesse cible V, renseignée par les moyens de détermination 12. Avantageusement, un intervalle de vitesse cible est défini autour de la vitesse cible Vc, et les moyens de comparaison 20 comparent la vitesse instantanée V, avec cet intervalle de vitesse cible. 3047716 5 Avantageusement, ces moyens de comparaison 20 comparent également la vitesse instantanée VI avec la vitesse maximale Vmax renseignée par les moyens de détermination 18. Ces moyens de comparaison 20 fournissent les résultats des comparaisons à des 5 moyens 22 d'indication d'instructions de conduite à destination du conducteur du véhicule ferroviaire. Ces instructions de conduite comportent notamment des instructions de modification de la vitesse instantanée V, en vue de l'approcher de la vitesse cible Vc. Plus particulièrement, les moyens d'indication 22 sont configurés pour indiquer une instruction 10 d'augmentation de la vitesse lorsque la vitesse instantanée V, est en dessous de l'intervalle de vitesse cible Vc, indiquer une instruction de réduction de la vitesse lorsque la vitesse instantanée V, est au-dessus de l'intervalle de vitesse cible Vc, et indiquer une instruction de maintien de la vitesse lorsque la vitesse instantanée V, se trouve dans l'intervalle de vitesse cible Vc. 15 Par ailleurs, lorsque la vitesse instantanée V, est supérieure à la vitesse maximale Vmax, les moyens d'indication d'instructions 22 indiquent une instruction impérative de réduction de la vitesse. Avantageusement, les moyens d'indication 22 indiquent également les valeurs de la vitesse instantanée V,, de la vitesse cible Vc, et de la vitesse maximale Vmax- 20 Les moyens d'indication 22 peuvent comporter différents dispositifs d'indication envisageables. Par exemple, les moyens d'indication 22 comportent un panneau d'affichage 24, notamment un écran d'affichage, propre à afficher les instructions de conduite. . En variante ou de manière complémentaire, les moyens d'indication 22 comportent 25 un dispositif d'affichage tête haute 34, propre à afficher les instructions de conduite dans un champ de vision du conducteur. Un tel dispositif d'affichage tête haute 34 est connu en soi et ne sera donc pas décrit plus en détail. Les instructions affichées par le dispositif d'affichage tête haute 34 sont par exemple identiques à celles affichées par le panneau d'affichage 24. 30 En variante, ou de manière complémentaire, les moyens d'indication d'instructions 22 comportent des moyens audio 36, indiquant de manière sonore des instructions de modification ou de maintien de la vitesse instantanée. Le dispositif d'aide à la conduite 10 permet de réaliser un procédé d'aide à la 35 conduite, comportant les étapes suivantes : 3047716 6 - une étape de détermination d'une vitesse cible V, (par les moyens de détermination 12), - une étape de comparaison d'une vitesse instantanée V, du véhicule ferroviaire avec la vitesse cible V, (par les moyens de comparaison 20), et 5 - une étape d'indication d'instructions de conduite à destination du conducteur du véhicule ferroviaire, les instructions de conduite comportant des instructions de modification de la vitesse instantanée V, en vue de l'approcher de la vitesse cible V, (par les moyens d'indication 22). On notera que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment 10 décrit, mais pourrait présenter diverses variantes. En particulier, la vitesse cible pourrait être déterminée avec d'autres critères que la vitesse optimale évoquée précédemment. Par exemple, la vitesse cible pourrait prendre en compte uniquement les horaires à respecter, ou uniquement la consommation d'énergie. 15 REVENDICATIONS1. Dispositif (10) d'aide à la conduite pour un véhicule ferroviaire, comprenant des moyens (12) de détermination d'une vitesse cible (Vs), caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens (20) de comparaison d'une vitesse instantanée (V,) du véhicule ferroviaire avec la vitesse cible (Vs) ou avec un intervalle entourant la vitesse cible, et - des moyens (22) d'indication d'instructions de conduite à destination d'un conducteur du véhicule ferroviaire, lesdites instructions de conduite comportant des instructions (25, 26, 28, 30) de modification de la vitesse instantanée (V,) en vue de l'approcher de la vitesse cible (Vs). 2. Dispositif d'aide à la conduite (10) selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'indication (22) comportent un panneau d'affichage (24), propre à afficher les instructions de conduite (25, 26, 28, 30). 3. Dispositif d'aide à la conduite (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens d'indication (22) comportent un dispositif d'affichage tête haute (34), propre à afficher les instructions de conduite (25, 26, 28, 30) dans un champ de vision du conducteur. 4. Dispositif d'aide à la conduite (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens d'indication d'instructions (22) comportent des moyens audio (36), propres à indiquer de manière sonore des instructions de modification ou de maintien de la vitesse instantanée. 5. Dispositif d'aide à la conduite (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de comparaison (20) comparent la vitesse instantanée (V,) avec un intervalle entourant la vitesse cible (Vs), et les moyens d'indication d'instructions de conduite (22) sont configurés pour : - indiquer une instruction (26) d'augmentation de la vitesse lorsque la vitesse instantanée (V,) est en dessous de l'intervalle, - indiquer une instruction (30) de réduction de la vitesse lorsque la vitesse instantanée (V,) est au-dessus de l'intervalle, - indiquer une instruction (28) de maintien de la vitesse lorsque la vitesse instantanée (V,) se trouve dans l'intervalle. 6. Dispositif d'aide à la conduite (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de comparaison (20) comparent également la vitesse instantanée (V,) avec une vitesse maximale (Vmax), et les moyens d'indication d'instructions de conduite (22) sont configurés pour indiquer une instruction impérative 3047716 8 (32) de réduction de la vitesse lorsque la vitesse instantanée (V,) est supérieure à la vitesse maximale (Vmax)- 7. Dispositif d'aide à la conduite (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la vitesse cible (Vs) est prédéterminée, calculée en temps réel, 5 ou définie par des moyens d'apprentissage. 8. Procédé d'aide à la conduite d'un véhicule ferroviaire, à l'aide d'un dispositif d'aide à la conduite (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de détermination d'une vitesse cible (Vs), 10 - une étape de comparaison d'une vitesse instantanée (V,) du véhicule ferroviaire avec la vitesse cible (Vs) ou un intervalle entourant la vitesse cible, et - une étape d'indication d'instructions de conduite à destination d'un conducteur du véhicule ferroviaire, lesdites instructions de conduite comportant des instructions de modification de la vitesse instantanée (V,) en vue de l'approcher de la vitesse cible (Vs). 15