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BREVET D'INVENTION "Perfectionnements apportés aux proches et dispositifs de conduite d'un véhicule."
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BREVET D'INVENTION "Perfectionnements apportés aux procèdes et dispositifs de conduite d'un vGhicule".
L'invention est relative à des procèdes et dispositifs de conduite d'un véhicule, notamment d'asservissement 'de sa vitesse àun programme de marche déterminé, ces dispositifs comportant, sur au moins certaines parties du trajet suivi par le véhicule, des moyens capables de diviser, ce trajet en inter,- valles d'espace successifs et d'émettre au terme du parcours par le véhicule de -chaque intervalle d'espace une information ou un signal d'espace, au moins un récepteur de ces signaux d'espace installa sur le véhicule et un dispositif de mesure capable d'exploiter ces signaux pour fournir des grandeurs représentatives,
par exemple des vitesses moyennes du véhicule sur chacun de ces intervalles d'espace ou pour les traduire en ordres susceptibles d'être transmis aux équipements de traction ou de freinage du véhicule.
L'invention concerne notamment de tels procédés et dispositifs appliqués aux trains, plus particulièrement ceux du métro- politain qui sont assujettis à un programme de marche des vitesses très variables sur des longueurs de parcours
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relativement faibles et comprenant de nombreux arrêts,
Si les intervalles d'espaces successifs sont égaux entre eux, la division susdite peut être réalisée, par exemple, par l'intermédiaire d'organes de mesure portés par le train, par exemple d'un générateur entraîné par. l'une des roues du véhicule et produisant des signaux périodiques dont l'amplitude varie en fonction de la vitesse de rotation des roues, le récepteur étant alors capable d'exploiter .les variations périodiques d'amplitude de ces signaux.
Cette division du trajet en intervalles d'espace successifs peut encore être réalisée, et ce, plus particulièrement dans le cas où ces intervalles d'espace successifs ne sont pas égaux entre eux, par l'intermédiaire d'un câble de pilotage parcouru par un courant périodique et dispose sur la voie de façon telle qu'il soit apte à produire un signal séquentiel susceptible d'être reçu par le récepteur chaque fois que le véhicule a achevé le parcours de l'un des intervalles d'espace susdits.
On a déjà proposé de réaliser des dispositifs permettant la conduite automatique d'un véhicule, notamment d'un train, dans lesquels le câble de pilotage est apte à produire des signaux séquentiels chaque fois que le train a parcouru un intervalle d'espace (qui, dans ce cas, sera appelé ci-après "séquence") proportionnel à la vitesse désirée à l'endroit considéré, ces signaux séquentiels étant exploités pour commander le dispositif de pilotage (équipement de traction et de freinage) du train.
Plus particulièrement, ces signaux sont exploités, dans la plupart des dispositifs connus, pour donner un ordre de traction au véhicule si le temps mesuré Tr mis par celui-ci à parcourir une séquence est supérieur à un temps de base To, par exemple égal à 500 ms, cet ordre de traction étant d'autant plus énergique que l'écart entre le temps Tr et To est plus grand et, réciproquement un ordre de
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freinage, si le temps mesuré Ta mis par le véhicule à parcourir une séquence est inférieur au temps To,cet ordre de freinage étant d'autant plus énergique que l'avance du temps Ta sur le temps To est plus importante, les équipements de traction ou de.
freinage étant cependant laissés au repos si le temps mesuré
Ta est égal au temps To ou si l'écart entre Ta et To est inférieur un seuil prédéterminé, le train roulant alors sur l'erre.
On dira dans ce qui suit que le train roule sur l'erre si le temps de parcours d'une "séquence" est égal au temps de base To susdit ou lorsqu'aucun cran de traction ou de freinage du train ne se trouvera être sollicité.
Dans les dispositifs d'asservissement de l'allure de.marche d'un train à un programme de marche détermine, les- plus couramment utilisés jusqu'à ce jour, les récepteurs portés par le train sont constitues par deux capteurs'de champs et le câble de pilotage est disposé sur la voie de façon telle que ces capteurs soient alternativement :
l'un exposé au champ électrique produit par le courant du câble de pilotage, de manière à fournir une information logique 1 ou 0 pendant l'alternance considérée , (ce capteur étant alors dit passer sur un "redan actif'), l'autre protégé pratiquement de ce champ pour fournir l'information logique opposée (l'autre capteur étant alors dit passer sur un "redan inactif'?, les permutations des informations logiques produites étant exploitées pour régler automatiquement la marche du train. on sait que, dans la pratique, la pose de ce câble de pilotage sur la voie est extrêmement délicate, notamment pour s'assurer que les deux capteurs passent simultanément, l'un d'un redan actif à un rcdan iriactif, l'autre d'un redan inactifun redan actif, et coci quelle que soit l'allure de la voie.
En outre, la réalisation de différentes allures de marche pour les trains est extrêmement difficile à réaliser à partir du câble de pilotage qui définit en fait un programme
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de marche unique pour tous les trains, alors qu'il. peut être souhaitable, notamment dans le cas du métropolitain, de pouvoir prévoir une rotation rapide des trains aux heure:
! d'affluence (los trains devant alors avoir un régime de marche accélérée), au contraire une rotation lente de ces trains (régime de marche ralentie) aux heures creuses et, enfin à d'autres heures encore,, 'un régime de Marche "normale".La difficulté susvisée apparaît en effet surtout dans les zones de la voie (dites i-apras "zones de ralentissement"sur lesquelles devront être exécutés le freinage et l'arrêt des trains, notaient dans les stations, et dans lesquelles le câble de pilotage devra définir des séquences de plus en plus courtes suivant une loi de décroissance liée-la décélération , par exemple .égale à 0,
6m/s2 que l'on souhaite imposer au train savant que le câble de pilotage ne soit ! supprimé au dessous du train, l'absence de champ capte par les . récepteurs commandant l'arrêt complet du train. Pour que ces séquences soient toujours parcourues par le train en cours de ralentissement, mais roulant sur l'erre, en des temps restant égaux à un temps de base prédéterminé, par exemple 500 ms , pratiquement jusqu'à l'arrêt du train, les longueurs des séquences successives dans la zone de ralentissement devront décroître très rapidement surtout dans la dernière partie de ces zones de ralentissement et en particulier comme le carré de la vitesse du train roulant sur l'erre.
Il sera donc nécessaire.de commander la mise en action de crans de freinage de plus en plus énergiques, pour imposer au train la décélaration susdite.
Ces crans de freinage seront par exemple déclenches successivement lorsque les séquences sont parcourues en des temps mesures, par exemples égaux à :
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<tb> TF1 <SEP> = <SEP> 450 <SEP> ms
<tb> TF2 <SEP> 400 <SEP> ms
<tb> TF3=300ms
<tb> TF4 <SEP> = <SEP> 330 <SEP> ms
<tb> TF5 <SEP> = <SEP> 310 <SEP> ms
<tb>
dans le cas où les trains comportent par exemple cinq crans
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de freinage F1,F2; F3 F4, F5de forcescroissantes.
Il résulte de ce qui précède que le train ne devra pas entrer dans une telle zone de ralentissement à n'importe quelle vitesse si l'on désire obtenir un freinage progressif du train, autrement dit, si l'on désire que les premiers crans de freinage soient sollicités dès son entrée dans cette zone de ralentissement,
A supposer, en effet, que le pramme de marche déterminé par le câble correspondeà un régime de "marche accélée" (parcours affiche de chaque séquence égalà500ma) il deviendra rapidement d'un usage difficile dans le cas où l'on souhaitera imposer au train un régime de marche ralentie, un tel régime en/ Dans lesdispositifs de conduite connus, on obtient en général/ n'autorisant la mise en service d'un cran de traction que lorsque le train parcourt une séquence de son trajet en un par'exemple,
/ commander l'arrêt du train,qu'une partie temps dépassant,!625 ms. On observera alors, lorsqu'on voudra/ importante de la zone de ralentissement du câble de pilotage fixe restera inexploitée pour le freinage, le train traversant les premières séquences de cette zone de ralentissement en des temps très supérieurs à celui requis (450ms dans l'exemple susdit) pour déclencher*la misé en service du'prcmier cran de freinage F1 Ceci ne sera réalisé qu'au moment où la pente de la loi de décroissance des longueurs des séquences sera déjà très inclinée, de sorte que le système de pilotage commandera les mises en actions très rapprochées dans le temps des crans de freinage plus énergiques,
ce qui aura pour effet un freinage très brutal et même, dans les conditions les plus défavorables, l'absence d'arrêt du train qui continuera sur sa lancée au delà du point d'arrêt prédéterminé par le câble de pilotage.
L'invention a pour but surtout d'éliminer en grande partie les inconvénients qui viennent d'être exposés, aussi bien en ce qui concerne la possibilité de modifier les
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allures de marche du véhicule lorsqu'il fait l'objet d'une conduite automatique que - lorsque cette conduite automatique est réalisée par l'intermédiaire d'un câble de pilotage disposé sur le trajet prévu du véhicule et définissant le programme fixe de pilotage - l'agencement de ce câble de pilotage de façon permettre un pilotage précis et, au surplus, sa pose extrêmement simple sur la voie,
Elle consiste principalement en un dispositif de conduite d'un véhicule comportant des moyens de division du tra- jet prévu pour le véhicule en intervalles d'espace successifs capables d'émettre des signaux séquentiels;
et, à bord du véhicule, au moins un récepteur susceptible de capter ces si- gnaux au terme du parcours par le véhicule de chacun de ces in- tervalles, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre'un dispositif de contrôle des vitesses effectives du véhicule corn" prenant une source propre à fournir, sur au moins certaines par- ties du trajet du véhicule, au moins un signal de référence
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périodique dont la fréquence peut être réglée a une valeur dcster.-.
minée au niveau de chacun des intervalles d'espace de ces par- ties, à une valeur telle que le produit de cette fréquence par
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la longueur de cet intervalle so3 t proportionnel la vitesse moyenne désirée ou affichée pour le véhicule* sur cet intervalle d'espace, et un dispositif de comptage des périodes du signal de référence commandé par le susdit récepteur pour comptât le
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nombre d'linpulsicnq (nombre d'ho.!:1o!J"") reçues lo:;':\',du }1::1rNJUf.r.. par le véhicule dt- chaque 3 nterYïâ r 3 (^çwc, ce dip05Jtif de contrôle de: v3.tei;se>:
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Dans un premier mode ds app2idtbn 'Szfiiculiéremmt avantageux de l'invention - permettant la réalisation d'une conduite complètement automatique du véhicule - les intervalles d'espace constituent des "séquences" de longueurs proportionnelles à la vitesse affichée pour le véhicule à leur niveau et le signal de référence présente la même fréquence, dont la valeur peut cependant être modifiée volonté, au niveau de chacune de ces séquences, et les équipements de traction et de freinage du asservis/ , véhicule sont/au dispositif de comptage pour donner un ordre de traction ou de freinage au véhicule, selon que le nombre d'im- pulsions compté (nombre d'horloge) sur chaque séquence est supérieur ou inférieur à un nombre de base prédéterminé.
Pans un autre mode d'application de linvention,les intervalles d'espaces successifs présentent des longueurs égales entre elles et la fréquence du signal de référence est réglée à une valeur directement' proportionnellela vitesse affichée pour le véhicule au niveau de chacune de ces séquences, et des moyens de détection des survitesses du véhicule sont asservis au dispositif de comptage pour produire - lorsque le nombre d'horloge mesuré tombe au dessous du nombre'de base'susdit - un Signal susceptible d'être exploité par un dispositif d'alerte ou d'agir sur les équipements de freinage du véhicule.
L'invention comprend, mise à part cette disposition principale, certaines autres dispositions, qui s'utilisent de préférence: en même temps, mais qui pourraient, le cas échéant, être utilisées isolement, et dont il sera plus explicitement parle ci-après, notaient en une seconde disposition consistant
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S faire comporter au cài>ic de pilotage une pluralité de segments de câble disposes sur la voie parcourue par le véhicula,dans le prolongement les uns des autres, ces segments de câblc étant relias deux àdoux par des groupe, semblables entre eux,
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d'clients de câbles d'orientations discontinues par rapport S celles des ±'e.',';:
nt5 surciits, ces S1"OUpCS s'étendant rc5PectLverùr") sur des distances relativement courtes de la voie, chaque
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segment et l'un des groupes susdits atsocios presentant une longueur chaque fois égale à une séquence, et à établir sur le véhicule au moins un capteur exposé en permanence au champ produit par le courant parcourant le câble de pilotage, et des moyens pour exploiter les variations relatives du champ capté lor.s du passage du véhicule au-dessus desdits groupes pour commander.le dispositif de pilotage du véhicule,.L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complémat de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
La figure 1, de ces dessins, est une représentation schématique d'un câble de pilotage conforme à un mode de réali- sation préféré de l'invention, posé sur la voie empruntée par le train.
La figure 2 est une courbe représentative d'un signal séquentiel de captation obtenu à l'aide d'un capteur à deux bobines coopérant avec un câble de pilotage du type de celui représenté à la figure 1.
La figure 3 montre les différentes positions d'un tel capteur par rapport à un tel câble de pilotage, lors de la course du train au-dessus des parties de câble adaptées à permettre la détection par le capteur des moments du passage du train d'une séquence à l'autre, ainsi que les modifications du champ capté.
La figure 4 montre une variante de la pose du câble représenté dans la figure 1,
La figure 5 représente schématiquement un circuit avantageux de mise en forme des signaux séquentiels de captation..
La figure 6 illustre un programme de commande des équipements de traction, de freinage et de marche sur l'erre du train.
La figure 7 représente de façon schématique la consti- tution du couit électronique d'un dispositif,commandé par les signaux séquentiels de captation, de comptage d'impulsions d'une source de fréquence déterminée, pour commander les équipements susdits.
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La figure 8, enfin, montre une courbe representative d'un signal de commande produit par une génératrice entraînée par un axe de roue du train et une courbe à signaux carrés résultant de la mise en forme de ce signal de commande,
Selon l'invention,.et plus spécialement selon.l'un de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisatio:
de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par exemple, d'établir un dispositif de conduite automatique d'un train, notamment du métro- politain, à partir d'un programme de marche inscrit sur la voie sous la forme d'un câble de pilotage disposé sur cette voie et parcouru par un courant électrique de commande, on s'y prend comme suit ou de manière analogue.
Concernant tout d'abord le câble de pilotage lui-même, on le constituera avantageusement, conformément à l'invention, en lui, faisant comporter une pluralité de segments de câbles 11 disposes parallèlement aux rails et sensiblement dans le prolon- gemnnt les uns des autres, ces segments de câble étant reliés entre eux par des groupes 12, semblables entre eux, d'éléments de câbles d'orientations dscontinues par rapport à celle dos segments susdits, s'étendant sur des distances relativement courtes de la voie, chaque segment 11 et l'un des groupes 12 associes présentant une longeur égale une séquence, le train étant alors équipe d'un capteur C exposé en permanence au champ produit par le courant parcourant le câble de pilotage et de moyens, dont un mode de réalisation avantageux sera décrit ci-après,
pour exploiter les variations de champ reçues par le capteur, au niveau des groupes d'éléments susdits, pour commander le dispositif de pilotage proprement dit du véhicule,
Dans la pratique, ce câble sera avantageusement constitué d'un câble unique, auquel on fera décrire une figure de discontinuité au niveau prévu., pour chacun de ces groupes.
Ce câble s'étend par exemple, dans le cas du métropolitain, d'une station à l'autre, ses extrémités étant reliées à un poste
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d'alimentation de courant périodique 9, par exemple par un fil 10a courant le long du rail 10b ou par le rail.lui-même (figure 1).
Conformément à un mode. de réalisation plus particu- lièrement avantageux de la disposition.qui précède, les groupes 12 d'éléments de câble, présentant une orientation discontinue par rapport à celle des segments de câble 11, sont constitués par un Z incliné dont les barres supérieure et inférieure, 13 et 14, reliées aux extrémités en regard de deux segments 11 successifs, forment un angle, par exemple, de 45 , avec les segments 11, l'élément 15 de liaison de ces deux barres 13,14 dans le Z étant avantageusement perpendiculaire la direction commune des deux segments 11 considérés. Chaque groupe d'éléments 12 forme donc un double chevron ayant une barre commune,.ce groupe d'éléments étant désigné plus simplement ci-après, pour la commodité du langage, par le terme "chevron".
On fait avantageusement comporter au capteur deux bobines (une seule cependant étant nécessaire) A, B (fig 3) portées par le train, toutes deux à l'aplomb des segments 11 et à une courte distance l'une de l'autre, ces deux bobines , formant par exemple un angle de 45 par rapport à la direction des segments et étant situées à une distance d'approximativement
8 à 12 cm de ceux-ci, et on lui fait avantageusement comporter en outre une bobine de référence R également soumise au champ et qui, entre autres, contribuera à mettre en forme le signal son/ produit par le capteur lors de/passage d'une séquence à ,l'autre, dans un mode de réalsation préféré du circuit de mise en forme qui sera décrit plus loin. Un tel signal sera appelé ci-après "signal de captation" pour la commodité du langage.
L'une des extrémités de la bobine A est reliée à une extrémité de la bobine B de sorte que les tensions induites dans chacune d'elles soient en phase, et que la tension recueillie aux bornes S1 S2 ( visibles dans la figure 5 ) constituées par leurs extrémités libres soit nulle, lorsque ces bobines se déplacent toutes deux au-dessus des segments 11 du câble de
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pilotage,
Lorsque les bobines arrivent à l'aplomb d'ùn chevron 12, la modification du tracé du câble de pilotage a pour effet de faire apparaître un déphasage entre les tensions induites dans les deux bobines et, par conséquent aux bornes S1, S2 ,une tension différentielle qui, après démodulation, donne lieu à une tension efficace variable, fonction des positions respectives des deux bobines A et B par rapport au chevron,
cette tension efficace variable pouvant alors être exploitée pour piloter le train, par exemple, comme il sera décrit ci-après.
Lorsque les éléments 12-et 13 des chevrons forment un angle de 45 avec la direction des segments des câbles 11 auxquels ils sont respectivement reliés, et les deux bobines A,B du capteur sont situées à une distance l'une de l'autre égale à la moitié de la diagonale du carré, dont les éléments 12 et-13 définissent deux côtés opposés, la tension efficace recueillie aux bornes S1, S2 des bobines A et B varie sensiblement su'ivant la courbe E passant'par les points 1,2,3,4,5,6,7 de la figure 2(les valeurs Ueff de cette tension étant portées sur l'axe des ordonnées) en fonction de la position relative (indiquée sur l'axe des abscisses du capteur au-dessus.d'un chevron 11 (reporté en pointillés dans , la figure 2).
Cette courbe peut être explicitée encore davantage à l'aide de la figure 3, dont les parties 3aà 3g représentent, d'une part, des positions successives des bobines A et B par rapport aux éléments 13,14, 15 d'un chevron et, d'autre part, les déphasages entre les tensions induites qui en résultent, les 'valeurs correspondantes de la tension efficace Ueff aux bornes, Si, S2 étant donnée,- par les points 1,2,3,4,5,6,7 de la courbe
E de la figure 2 (sur laquelle on a représenta un chevron 12 de référence en pointillés).
Lorsque les bobines A, B se trouvent dans la position représentée dans la partie 3a de la figure 3, toutes deux encore pratiquement da's la seule zone d'influence des segments 11, le champ pènètre dans les bobines A et B par leurs faces respectives
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16a, 17a;
les tensions induites dans ces bobines étant en phase, comme schématise par la courbe unique montrée au-dessus des bobines A et B, et la tension aux bornes S1, S2 est nulle,
Lorsque la bobine A arrive au-dessus de l'élément de câble 13, comme représente dans la partie 3b, la. modification de son orientation relative par rapport au champ global reçu, :rait apparaître une différence ,de phase entre les tensions induites dans les bobines A, B, et par Conséquent;
, une tension efficace Ueff représentée en 2 dans '.a figure 2, aux bornes
S1S2, la bobine B se trouvant encore exposée au seul champ du segment 11, cette différence de phase étant aussi symbolisée la par la courbe A2 ,en traits pleins pour/tension induite rlans la bobine A et la courbe 13 2'on pointillés pour la tension induite dans la bobine B, au-dessus du dessin figurant dans la partie 3b de la figure 3.
Cette différence de phase va croissant et les tensions induites dans les bobines finissent par être en totale opposi- tion de phase (comme indique par les courbes A3, B3), Ueff ayant la valeur absolue maximum représentée par le point lorsqu'elles occupent respectivement les positions représentées' dans la partie 3c de la figure 3, étant donn:
que, dans cette position, le champ pénètre dans la bobine A par sa face 16b, opposée à celle sous laquelle il entre, sous le Renie angle de 45 , lorsqu'elle se trouve au-dessus d'un segment 11, tandis que la bobina B est encore essentiellement soumise au champ du segment 11, qui y entre par sa face 17a,
Cette différence de phase, de même que Ueff'vont de nouveau décroître lorsque les bobinas B et A continuent de se déplacer vers les position., représentées dans la partie 3d de la figure 3,
dans lesquelles les tensions dans
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lesdites 'bobines se trouvent à nouveau en phase, (Ueff re- présenté par le point 3), étant donné les positions symétriques des 'bobines par rapport à l'élément 15 du chevron.
La différence de phase et la tension Ueff (ayant ce- rendant change de signe) reparaissent a nouveau quand le cap- teur continus son trajet, les phases étant de nouveau en oppo- 'sition (courbes A4,B4 de la position de la figure 3e) et Ueff maximum en valeur absolue (point 5 do la fig.
2) quand les bobines atteignent les positions représentées dans la par- tie de figure 3e, la bobine A-rentrant une nouvelle fois dans la zone d'action du segment 11 suivant, le champ'y entrant alors de nouveau par sa face 16a, tandis que la bobine B se trouve essentiellement dans la zone d'action de l'élément 14, le champ y pénétrant par sa face 17b (au -lieu de 17a cornue' dans le cas de la partie de figure 3a),
Ce déphasage décroîtà nouveau en valeur absolue jus- qu'au moment où les bobines viennent occuper les positions re- présentées dans. la partie de figure 3f, la différence de phase et Ueff s'annulant complètement lorsque les deux bobines se trouvent toutes deux, de nouveau exposées au seul champ d'un. nouveau segment 11.
Au passage d'un chevron, il s'ensuit (fig, 2) une tension induite,dont la loi est portée en ordon- née, affectée des signes + et- permettant de montrer le changement de phase par rapport à une référence (avantageusament issue de le, bobine de référence R ).
Le signal do captation ainsi obtenu peut donc être ex-. ploité, avantageusement après mise en forme, par l'intermé- diaire, notaient, d'un circuit de nixe en fore préféré qui sera décrit ci-après, pour détarminer dans le temps, d'une façon extrêmement précise, les moments de passage du train
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d'une séquence s.ur l'autre, ces signaux pouvant alors être ,exploités par une chronométrie classique ou, de préférence, par un dispositif de comptage conforme à l'invention qui sera également décrit plus loin,
pour actionner les crans .de .traction, de freinage ou de marche sur l'erré du trains en conformité avec les ordres envoyas par le capteur.
Le type de câble de pilotage qui vient d'être décrit est d'une pose extrêmement facile puisque la majeure partie
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(qui pourraattoindre plus de 95% de sa longueur) sera posée en ligne droite, les chevrons pouvant être très simplement obtenus en faisant passer le câble aux endroits voulus autour d'organes de fixation rapportés sur une planchette poséeà demeure sur la voie.
En outre, la disposition selon l'invention offre l'avantage de pouvoir inscrire les chevrons dans des carres de faible dimension, par exemple de 200 mm de côté. On obtient donc ainsi également un câbla de pilotage présentant une
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longueur ;'J:ée:l1'j;: ..-.-..-#.-.-.---.--.###'--''--""---'-'.-""-"* *-'-'-'*'-r-i#'':-"S-f"rF-'.'-.-'r'?.-T'"'"*'" r6du1 te à la longueur de la voie, Rus faibles alloncsnents 11':08 du cb1 c ncçs..,,i r. ct' t la réalisation des chevrons nusditu, donc une., rc;ca,i otz à un minicua de la puissance dec postes d'alinentation du câble on courant périodique.
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second capteur C1 susceptible d'entrer dans la zone d'influence du champ des segments 11a de la partie décalée du câble de pilotage pour se substituer au capteur C, les extrémités des segments 11 interrompus du câble central et celles du câble latéral étant'reliées de telle façon que le capteur C1 entre dans 'la'zone d'influence des segments 11a du câble latéral avant que le capteur C,ne quitte la zone d'influence des segments 11 du '' câble central et vice versa lorsque l'on revient sur le câble central, les signaux produits par l'un ou l'autre des deux capteurs C, C1 étant appliqués aux entrées d'une parte "OU" 18,
la chronométrie susvisée étant alors commandée par le signal de captation recueilli à la sortie de cette porte.
La mise en forme envisagée plus haut du signal de captation'est alors avantageusement réalisée comme suit
Le signal différentiel de captation recueilli aux bornes SI et S2 des deux bobines A et B du capteur, est appliqué à un discriminateur de phase 21 (fig. 5) , dont la référence de phase provient de la tension induite dans la bobine de référence R, ce discriminatcur de phase fournissant un signal démodulé dont la tension efficace varie suivant la loi schématisée par la courbe E en traits pleins de la figure 2 (cette courbe correspondant sen- siblement à l'enveloppe du signal différentiel recueilli aux bornes des bobines A et B lorsque celles-ci passent au-dessus d'un chevron 12), Comme représenté sur la figure 2,
cette tension présenta par exemple une alternance positive suivie d'une alternance' négative par rapport 3 la référence de phase.
Le signal démodulé en question est utilisé pour attaquer
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l'entrée (-) 23 d'un a.Clplificat0u:r opérationnel 22, l'entrée (+) 24. de ce dernier étant alimentée avec une tension, positive obtenue par redresseront du signal fourni par un second en- roulement R2 porté par la bovins de référence, cette tension étant inférieure en valeur absolue à. l'amplitude maximum de la tension démodulée.... - * .
L'amplificateur opérationnel 22 est réglé de façon telle que l'on obtienne h sa sortie une tension positive constante (état +) tant que son entrée (-) 23 n'est pas atta- quée par une tension négative supérieure en valeur absolue la tension redressée attaquant son entrée (+) .
Lorsque la tension négative attaquant l'entrée (-) de l'amplificateur opérationnel dépasse ce seuil (représenté par le, point, 26 de la figure 2) , l'amplificateur opérationnel bascule pour fournir une tension négative (état -) à sa sortie,
Le signal produit par l'amplificateur opérationnel lors
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de ce bascu7.ur.wnt ost exploité pour faire passer une bascule de SchEiidt 27 par exemple d'un état (.} ) à un état(-), de Pr4±6i'enca quand la tension du signal de sortie de 1'aJipi.iii- cateur opérationnel passe par 0.
Le front négatif du signal fourni par la bascule do
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Sohmidt est alors utilise pour déclencher un monostable 28 qui fournit un signal carre de duré* d6tQruina, par sxple un signal carre n6eatif de 100 microsecondes, oc sins.1 carre étant direct0r:lJnt oxploite p'2.r la cr.:r'or.or..:étrio clq sys tDt::'J é.1 pilotagt automatique du train pour co,i-ar,r les t'";.F:;
pris par le train pour parcourir chaque s4qu>nce au tç::1PS d.:7 t;*s.> prédéterminé.
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xi lZ' 11.7. 3 a t. 7. 017 da un t te"nsion ... 1)osi ti V x 3 .2^ s .-^.. :.3. 10, ri '12 1'<nro.ii;m;nt R2(rfrc) pour tteq3r l'antr-+) 24 de
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l'amplificateur opérationnel est Avantageuse en ce sens qu'elle rend la totalité du circuit sensiblement indépendante des variations d'amplitude possibles de l'intensité du courant périodique parcourant le câble de pilotage et', en général, des variations aléatoires du champ capté.
A supposer, en'effet, que l'intensité de ce courant décroisse, on obtient aux bornes de sortie du discriminateur de phase 21, une tenpion efficace d'amplitude moindre, présentant par exemple une loi de vari.ations selon la courbe E1 représentée en traits mixtes dans la figure 2, mais également une diminution dans le même rapport de la tension positive redressée attaquant l'entrée (4)
24 de l'amplificateur opérationnel, de sorte que le seuil de basculement (point 26a de la figure 2) de celui-ci est également diminué dans le même rapport, ce basculement étant alors obtenu à un niveau sensiblement constant.du capteur par rapport au chevron ayant provoqué l'apparition du signal différentiel, quelle ; que soit l'intensité du courant périodique dans le câble de pilotage.
Un tel système de mise en forme des signaux différen- ; tiels recueillis aux bornes S1, S2 des bobines A,B, permet d'éliminer pratiquement les parasites qui peuvent être captés isolément par les bobines A, B. Pour que ces parasites puissent perturber la mise en forme du signal différentiel, il faudrait non seulement qu'ils influencent de façon différente les deux bobines A et B, mais aussi qu'ils présentent la même fréquence que le courant périodique parcourant le câble de pilotage, pour passer à travers le discriminateur de phase 21.
Le signaux carrés sortant du monostable peuvent alors être directement appliqués à un dispositif de chronométrie mesurant! le temps pris par¯le train pour parcourir chaque séquence, ce dispositif de chronométrie étant apte à commander l'équipement de freinage ou l'équipement de traction du train, ou encore de laisser rouler celui-ci sur l'erre selon que le temps mis par le train 5 parcourir une séquence est plus petit, plus grand ou
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de l'ordre de grandeur du temps et base, par exemple de 500 millisecondes (ms), qu'il devrait normalement mettre à parcourir cette séquence s'il roulait alors à la vitesse désirée.
En particulier, dans le cas normal où les équipements de freinage et de traction comprennent respectivement plusieurs crans de traction T2, T3 etc... et de freinage F1, F2, F3, F4 etc, le dispositif de chronométrie doit être adapté choisir le cran de traction ou le cran de freinage approprié suivant la valeur de l'écart entre le temps mesuré sur la séquence parcourue par le train et le temps de base.
Bien que l'on puisse alimenter avec les signaux carrés obtenus à la sortie du dispositif de mise en forme décrit ci-dessus, tout dispositif de chronométrin classique capable de mesurer et comparer les temps de passage réels du train sur chaque séquence, à celui qu'il aurait'du mettre-théoriquement et "ce pour commander les équipements de freinage ou de traction du train pour constamment corriger sa vitesse de marche, on aura avantageusement recours au dispositif de conduite automatique selon l'invention auquel on fait comporter une source d'impulsions (signal de référence), de fréquence réglable à une valeur détcr- minée, susceptible cependant d'être modifiée volonté, ce signal.
de référence étant avantageusement fourni par les alternances du courant parcourant le câble de pilotage dont on règle soigneu- sement la fréquence à une valeur déterminée, par exemple égale à 1000 Hz et un dispositif de comptage des impulsions reçues, comrnandé par les signaux séquentiels fournis par les capteurs, notamment par les signaux carrés susdits résultant de leur mise en forme, pour compter le nombre d'impulsions (nombre d'horloge) reçues par le train au-dessus de chaque séquence, ce dispositif de comptage étant apte à commander les crans de freinage ou de traction selon que le nombre d'horloge est plusfaible ou plus élevé que le nombre de base, par exemple 500,
A supposer donc que le courant parcourant le câble
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pilotage ait une fréquence de 1000 Hz(frequence de pilotage)
, on se rendra compte que le train roulera sur l'erre si le dispo- sitif de comptage compte 500 périodes de ce courant lors du passage du train sur chaque séquence. Si, en outre, on prévoit des moyens pour commander les crans de freinage d'energies croissantes, par exemple cinq crans de freinage F1, F2, F3, F4, F5 lorsque le nombre d'horloge ..mesuré par le dispositif de comptage tombe ' au-dessous de valeurs NF1 à NF5 respectivement égales à :
450
400
360
330
310 lors du passage du train au-dessus de chaque séquence et, inver- soment pour commander par exemples deux crans de traction T2, T3 lorsque le nombré d'horloge mesure dépasse des valeurs respectivement égales
NT2 = 560
NT3=630 on constatera que l'on se trouve dans des conditions de pilotage dans lesquelles le train roule sur l'erre losqu'il parcourt les séquences respectives en des temps de 500 ms, et dans lesquelles les différents crans des équipements de traction et de freinage sont actionnes lorsque les temps effectifs de passage du train au-dessus de chaque séquence tombent au-dessous de :
TF1 =450 ms
TF2 = 400 ms
TF3 = 360 ms
TF4 = 330 ms
TF5 = 310 ms pour les crans de freinage et dépassent les temps de :
TF2 =560 ms
TT3 = 630 ms Il -va de soi, comme il résulte des exemples donnes ci-dessus, qu'il y a lieu de prévoir une certaine latitude entre les différentes valeursdes nombres d'horlo g e "F1' NF2 ... mesurées au-dessus des séquences pour respectivement déclencher les crans F1, F2..., de façon àéviter le "pompage" du dispositif
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électronique de pilotage lorsque les temps mesures au-dessu des séquences oscillent autour d'une valeur critique, ce qui aurait pour effet des mises en action alternées trop rapides, de crans consécutifs..
Le grand avantage de compter des impulsions du signal de référence et de commander les équipements de traction, de' freinage et de marche sur l'erre du train, lorsque les nombres d'horloge franchissent des seuils déterminés, plutôt que d'asservir ces équipements à la mesure des temps de passage du train au-dessus des séquences successives et à leur comparaison avec une base de temps fixe, réside dans le fait que (ces nombres d'horloge de commande ne variant pas), l'on dispose d'un paramètre supplémentaire constitué par la fréquence du signal de référence, qui peut être réglée à des valeurs différentes.
Il devient alors possible d'obtenir des bases de temps d'importance variable, de môme' que', par conséquent; des vitesses de marche du train sur l'erré variables, par le simple réglage de la fréquence du signal de référence, ladite base de temps étant maintenant inversement proportionnelle et la vitesse de marche sur l'erre proportionnelle à ladite fréquence. Le même cable de pilotage est des lors susceptible de s'adapter à tout régime de ,marche du train, déterminé d'après le temps de passage désiré du train sur chaque séquence.
En particulier, lorsque l'on désire passer par exemple du régime défini ci-dessus,qui correspondait par exemple à un régime de marche accélérée à un régime ralenti, il suffit de réduire la fréquence du signal de référence, doncd'accroitre le temps de base correspondant au temps de passage de chaque séquence du câble de pilotage par le train, lorsque celui-ci roule sur l'erre.
La possibilité de varier la vitesse de marche sur l'erré du train, en particulier d'autoriser des régimes lents de marche, entraîne donc également le fait que le train pourra également aborder .les zones de ralentissement de son trajet à une vitesse plus'lente. Les équipements de freinage seront sollicités progres- sivement des le passage du train sur les premières séquences qui
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vont se raccourcissant, de sorte que l on obtiendra une décéléra- tion plus douce qu'en régime de marche accélérée.
En effet, étant donn6 que les vitesses en palier du train sont proportionnelles à la fréquence dusignal de référence, les décélérations, dans les zones de ralentissement susdites, varieront comme le carré du rappor des fréquences, de sorte qu'à chaque fréquence du signal de réfé- rence correspondra maintenant une loi de décroissance différente des décélérations affichée pour le train, à partir d'un même câble de pilotage.
A supposer, par exemple, que l'on veuille prévoir un régime de "marche normale" avec une vitesse vn=vo correspondant à la vitesse vo en palier du régime en marche accélé- rée, il suffira de modifier la fréquence- de pilotage dans le-même rapport, c'est-à-dire d'alimenter le câble de pilotage avec un courant de fréquence égale à 1000 x1 = 910 Hz
1,1
Le temps effectif de passage du train sur une séquence, lorsqu'il roule sur l'erré, variera donc dans le même rapport, le temps effectif de base correspondant à la marche du train sur l'erré, devenant alors égal à 550 ms.
Les temps de base, pour trois types de marche différents ayant en commun des nombres d'horloge fixes NF de commande dés crans de traction ou de freinage ou de la marche sur l'erre, sont reportés dans la figure 6 qui se présente en fait sous forme d'un tableau ; les nombres d'horloge fixes NF, munis chacun de l'indice correspondant à celui du cran de freinage qu'il commande, figurant dans la colonne de gauche et les temps de base' effectifs TF munis des indices correspondants, fonctions respecti- veinent des trois fréquences choisies du courant parcourant le câble de pilotage, à savoir 1000 Hz, 910 Hz 800 Hz, correspondant respectivement à un même nombre d'horloge, figurant sur une même ' ligne horizontale que celui-ci.
En particulier, chacun des crans de freinage est maintenu tant que le nombre d'horloge mesuré est compris entre le
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le nombre NF présentant l'indice correspondant indiqué dans la figure 10 et le nombre NF correspondant à la mise en action du cran de freinage plus énergique consécutif, et ceci quelle que soit la valeur de la fréquence.
On a également représenté dans ce tableau, les condi- tions de commande des crans de traction, le premier d'entre eux T2 n'étant actionné que lorsque le nombre d'horloge mesuré tombe, par exemple, au-dessous de 560, (et reste compris entre 560 et 630), le train roulant sur l'erre jusqu'à cette valeur du nombre:
d'horloge, comme indiqué par la flèche descendante Ea, le cran T2, une fois déclenché étant cependant maintenu jusqu'à ce que le nombre d'hor- loge a de nouveau atteint 500 (ce qui' est symbolisé par la flèche ascendante T2a entre les valeurs indiquées pour NT2 (560) et E (500
De même, T3 est actionné losque le nombrc d'horloge tombe par exemple au-dessous de 630, T3 étant 'maintenu avantageux sement jusqu'à ce que le nombre d'horloge ait de nouveau atteint 500 (flèche ascendante T3a),
Il est clair naturellement que 1'établissement des troi, régimes de marche du train qui vient d'être décrit n'avait qu'un bu purement illustratif, étant entendu que l'on peut en fait: établir autant de régimes de marche pour le train que l'on peut choisir de fréquences pour le signal de référence.
La nouvelle disposition selon l'invention permet donc d'envisager un réglage tout fait analogique des régimes de marche du train.
Concernant maintenant plus particulièrement le dispositi de comptage susdit, pour compter le nombre d'impulsions remues du ' signal de référence, au cours du passage du train au-desses de chaque séquence, il pourra. être établi de toute façon appropria.
On aura, cependant, avantageusement recoursàla chaîne de comptage commandée par les signaux séquentiels recueillis au,x bornes S1-S2 des capteurs, telle que celle qui sera décrite ci-après, cette chaîne de comptage comprenant essentiellement (fig..7) un registre à décades alimenté avec le signal de référence, comportant avantageusement:
trois décades D1, D2, D3, montées en cascade, réalisant
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successivement une division par 10, une division par 100 et une division par 1000 de la fréquence de référence appliquée à l'entrée de la première décade ; des matrices de décodage MD1, MD2 pour réaliser la conversion binaire décimale des informations binaires données par le registre de décades, pour fournir des nombres d'horloge sous formes de décimales ;
une matrice programme MP sur laquelle sont envoyés les nombres d'horloge obtenus à la sortie des matrices de décodage, capable d'aiguiller les nombrés d'horloge vers l'une
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des mémoires, par exemple, MT3, HT2' ME, HF1' 14F 2e l1F3' MF4, HFS' chacune de ces mémoires étant destinée à ne pouvoir recevoir que les.nombres d'horloge contenus dans un intervalle qui lui est propre (par exemple conformément au programme du tableau 1 ci-dessous)et à à ne pouvoir l'enregistrer qu'en synchronisme avec l'entrée dans le dispositif de comptage d'un signal séquentiel de captation, pour commander, par l'intermédiaire de relais de puissance (non représentes), l'un des crans
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correspondants T2, T3 de traction, de freinage FI, F2) F3t F4' Fs ou E de marche sur l'erre du train.
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<tb> Nombre <SEP> d'horloge <SEP> Mémoire
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> - <SEP> 279 <SEP> MF5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 280- <SEP> 329 <SEP> MF4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 330 <SEP> - <SEP> 359 <SEP> MF3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 360 <SEP> - <SEP> 399 <SEP> MF2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 400 <SEP> - <SEP> 449 <SEP> MF1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 450 <SEP> - <SEP> 559 <SEP> -E
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 560 <SEP> - <SEP> 629 <SEP> T2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 630-et <SEP> davantage <SEP> T3
<tb>
Ces mémoires sont telles qu'une seule d'entre elles seulement peut commander une ligne do train ou un cran, deux mémoires ne pouvant être commandées simultanément.
'
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EMI25.1
Elles définissent alors un jeu de Jér.1<3Í'r'I!r,- lsi"ll.l'Jbl' à un clavier à touches où l'enfoncement d'une touche libère colle déjà enfoncée auparavant, sans que jamais deux touches puissent être maintenues enfoncées simultanément, une telle disposition permettant alors de passer d'une commande 3 une autre par simple excitation de la mémoire 1 commuter,
Le signal de référence alimentant le dispositif de comptage est avantageusement recueilli aux bornes de sortie S3, S4 (figure 5) de la bobine de référence R du capteur central C ou celles de la bobine de référence du capteur latéral Ci, selon que la train passe au-dessus d'une portion centrale ou d'une portion décalée latéralement du câble de pilotage,
les signaux correspondants étant respectivement appliques sur les entrées 101 ou 102 d'une porte "OU" P1du dispositif de comptage, le signal obtenu à la sortie de la porte Pi étant envoya, après amplification, dans un amplificateur A, sur l'entrée 103 d'une bascule de Schmitt B, réalisant la mise en forme du signal de référence et fournissant à sa sortie 104 un signal carré capable d'attaquer la première décade D, à travers une porte déclenchée P.
Les signaux séquentiels de captation, avantageusement mis en forme par un dispositif tel que celui décrit en rapport avec la figure 5, commandant le dispocitif de comptage susdit' pour compter le nombre d'impulsions reçues lors du passage du train au-dessus de chaque séquence, sont avantageusement exploites pour : - interrompre le comptage en cours - commander la mise en mémoire du nombre d'horloge alors obtenu à la sortie des matrices de décodage - remettre la chaîne de comptage zéro ' et - recommencer un nouveau comptage ;
Toutes ces opérations étant réalisées successivement dans un temps très court, inférieur à la durée,par exemple de 100 us de l'impulsion de commande, de sorte que le nombre
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d'horloge, mesuré au-dessus de chaque séquence, est pro- portionnel à la valeur. absolue du temps mis. par le train à la parcourir.
La Mémoire ayant enregistre le nombre d'horloge précèdent, pourra alors commander, pendant le nouveau comptage, le cran correspondant des équipements de freinage, d'erre ou de traction du train.
Ces opérations sont avantageusement commandées par les fronts raides successifs de l'impulsion carrée de commande de 100 us et des signaux obtenus aux sorties successives d'une série de monostables M1, M2, M3, montés en cascade. Le premier est déclenché par le front raide négatif de l'impulsion carrée de commande, obtenue à la sortie 106 d'une porte "OU" P2 aux entrées 98,99 de laquelle sont appliques âpres leur mise en .forme les signaux de captation provenant, soit du capteur central C, soit du capteur latéral C1 selon la disposition du câble de pilotage sur la voie à l'endroit du signal séquentiel capté.
En particulier, le signal carré de commande, obtenu à la-sortie 106 de la porte "OU" P2 est appliqué, dans le circuit électronique de comptage dont la figure 7 est un schéma de principe, d'une part, à l'entrée 107 de la porte P susdite, qui est alors fermée par le front raide négatif de ladite impulsion pour interrompre la succession d'impulsions à l'entrée de la première décade D1, et par conséquent leur comptage, d'autre part, à l'entrée du monostable M1 adapté à fournir à sa sortie une impulsion carrée positive
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ayant une durée 'de 10 Us, qui est appliquée l'entrée du second monostable M2; celui-ci est adapte à être déclenche par le front Relatif de cette derniers impulsion;
soitavec un retard de 10 S, EST.à fournir, d'une part, à sa sortie 108, une impulsion ayant une durée de 20 s exploitée par celle des mémoires Qui est alors capable d'enregistrer la nombre d'horloge,et, d'autre
EMI27.1
part, à sa sortia 109, une impulsion conoomitat-lu-o de 20 uS dont le front négatif déclenche, avec un retard supplénantaira de 20 jÀSe le troisième monostable 3 - celui-ci envoie a son tour, par sa sortie 111, une impulsion de 20 S sur les entrées duo remise à zéro 112, n3, 1 14 des décades D , D 2t D, cellas-ci étant'alors prêtes à roooririencer un nouveau conptage das impul- sions fournies par le signal de référence,
des que la porte P aura de nouveau été libéreée par le front positif de l'impulsion
EMI27.2
de commande 100 LS pour mesurer le nouveau nonbre d'horloge correspondant au parcours par le train de la séquence suivante du câble de pilotage, etc.
On remarquera que , dans le circuit de .la figure 11, on n'a proposé de ne décoder que les chiffres des centaines et des dizaines du nombre d'horloge et non ses unités. En se reportant cependant au tableau 1 ci-dessus, il est apparent
EMI27.3
que la con-il.Àtatioli entre deux ctdnoires sora réaliséa à une unité près du nombre d'nar7,a:, étant donné que 1a commutation d'une tnénoire à l'autre ir,rp2iqu toujours égalent Is. co':'/"tUta %ion du chiffre dos dlzain-s Çlon nor'.brss é'h>Jt'?.l'ig de e.=u#r %i.on p*rtj,ciJliars c:nc>1,zis. tion particuliers choisis.
Il va de soi que ai l'on souhaitait c?àfl i ier 1> pro- eau7,a do coagulation dé::3 t'',a:.s"c?3, en particulier provoquer lùurz oomriuf:xéions xir àài no;#'Jà<sa G,ihe,rloea ;>yr;nt ;luoe i:n#irirjr leurs 0 Li r -. u t0 nv des t'. 0 l. D 1 - 10 E F:rr:r.# das -e chiffra
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d'unités non nuls, il deviendrait alors nécessaire de prévoir une matrice de décodage supplémentaire capable de faire apparaître le chiffre dos unîtes des nombres d'horloge.
En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopte, on établit toujours un dispositif de conduite automatique de véhciules, notamment de trains dont le fonctionnement ressort suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'insister à son sujet et qui présente, par rapport aux dispositifs de conduite automatique du genre en question, déjà existants, de nombreux avantages qui ont été déjàsoulignes, dont la possibilité du réglage analogique des régimes de marche du train.
Il devient également possible, sur un trajet qui comporte plusieurs tronçons de câbles de pilotage (cantons) alimentas par des sources de courant distinctes, d'envisager la régulation des intervalles de'temps entre les passages des trains successifs dans une même station.
A supposer, par exemple, que l'un des trains de la ligne prenne du retard (attentes plus longues en station on raison par exemple de la descente ou de la montée d'un nombre de voyageurs plus grand que pour les autres trains), il pourra être avantageux de ralentir le'train qui précède le train retardataire , ce qui pourra être aisément réalise par la dimi- nution dans le rapport voulu de la fréquence du courant parcourant le tronçon du câble de pilotage au-dessus duquel circule à ce moment là le train précèdent.
On peut encore réaliser un dispositif de conduite complètement automatique d'un train en ne faisant intervenir que les variations de fréquence du signal de référence, notamment dans le cas où, toutes les autres parties du dispositif de conduite restant les marnas, le trajet prévu pour le véhicule serait divis en intervalles d'espaces successifs de longueurs égales entre elles et, de préférence, au tour de roue du véhicule, les variations d'allures affichées d'un intervalle
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d'espace à l'autre étant alors commandées par modification dans le même sens de la fréquence du signal de référence.
Là encore, le dispositif de comptage susdéerit agira, soit sur les équipements de traction, soit sur les équipements de freinage, selon que les nombres d'horloge mesurés seront inférieurs ou supérieurs un. nombre de base déterminé toujours constant.
Les signaux séquentiels exploités par le dispositif de comptage peuvent, comme dans le dispositif de conduite sus- décrit , lui.être fournis par une ou, de préférence, plusieurs portions de câble de pilotage disposées sur la voie de façon à diviser la voie en séquences successives égales entre elles, les courants périodiques parcourant ces portions de câble constituant avantageusement, là encore, le signal de référence exploite par le'dispositif de comptage.
Cependant conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, la division de la voie parcourue par le véhicula' en intervalles d'espaces égaux, de préférence, au tour de roue du véhicule et l'émission d'un signal séquentiel chaque fois! que le véhicule a parcouru un tel intervalle d'espace sont obtenues par -l'intermédiaire de moyens également portés par le véhicule, notamment par l'intermédiaire d'un contact qui est ferme pério- diquement par l'une des roues chaque fois que celle-ci a effectue un tour complet ou, plus avantageusement, d'un générateur entraîne par l'une des roues du véhicule et produisant des signaux ayant une fréquence proportionnelle àla vitesse de rotation des roues, ces signaux présentant, au terme de chaque tour de roue,
une amplitude déterminée exploitée pour commander l'arrêt du comptage des impulsions du signal de référence lorsque le véhicule a complété le parcours d'un intervalle d'espace donné et le début du comptage desdites impulsions sur l'linter- valle d'espace suivant.
La source fournissant le signal de référence est alors dans ce mode de réalisation de l'invention, constituée par des éléments de conducteurs disposés sur les parties de voies considérées et parcourues par des courants périodiques ,
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de préférence alternatifs, de fréquences déterminées fonction des vitesses affichées sur chacune de ces parties pour le véhicule'.'
Le dispositif de conduite ainsi modifié, et plus particulièrement le dispositif de comptage, peut en outre être utilisé, non seulement, pour réaliser une conduite complètement automatique de véhicules, mais également pour réaliser une conduite semi-automatique, ou conformément à une de ses applica- , tions particulièrement avantageuses,
être adapté en dispositif de détection automatique des survitesses de marche de véhicules sur certaines parties de leurs trajets, par exemple, ; dans les courbes, dans les zones qui procèdent leurs passages sur les aiguillages, etc...
Le dispositif de comptage est alors adapté à commander ; le déclenchement du signal d'alerte susdit ou la mise en action des équipements de freinage du véhicule lorsque le nombre d'horloge mesure sur l'un des intervalles d'espeac susdit dépasse un seuil constant déterminé.
La construction d'un tel détecteur de survitesse pourra faire intervenir les mêmes éléments que ceux décrits en rapport-avec le dispositif de conduite susdit; le signal fourni par le générateur entraîne par l'une des roues du train, dont on a représente, à titre d'exemple, dans la figure 8 les variations de tension V (reportées sur l'axe des ordonnées) en fonction des distances 1 parcourues par le 'train (reportées sur l'axe des abscisses) peut être mis en forme par un circuit du genre de celui décrit en rapport avec la figure 5 pour fournir à chaque période (aux points 204 de la courbe de la figure 8) un, signal carré négatif 208 ;
ces signaux carrés 208 commandent alors une échelle de comptage analogue à celle décrite en rapport avec la figure 7, dans laquelle cependant la matrice programme MP et les mémoires MT3, MT2, etc.. sont remplacées par une mémoire unique qui enregistrera le nombre d'horloge fourni sous formede décimales par les matrices de décodage
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MD1, MD2,etc..en synchronisme avec l'entrée d'un signal carré 208 de commande dans l'échelle de comptage pour commander le freinage automatique du train, l'actionnement d'un système d'alerte, etc...si le nombre d'horloge est inférieur à un nombre de base déterminé,
Ensuite de quoi on obtient des moyens très simples de détection des survitesses d'un train en certaines parties de son trajet,
les vitesses maximum autorisées sur chacune de ces parties pouvant être aisément modifiées par le changement correspondant de la fréquence du signal de référence.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux . de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisations de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
Selon une variante de l'invention, la source susceptible de fournir le signal de référence sous plusieurs fréquences, pourrait être établie également bord du train, sa mise en action étant commandée et la fréquence choisie, lorsque le train parcourt certaines parties de la voie, par des signaux séquentiels fournis au train pax des émetteurs établis en certains endroits de la voie.
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PATENT OF INVENTION "Improvements to relatives and devices for driving a vehicle."
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PATENT OF INVENTION "Improvements to the procedures and devices for driving a vehicle".
The invention relates to methods and devices for driving a vehicle, in particular for slaving its speed to a determined walking program, these devices comprising, on at least certain parts of the path followed by the vehicle, means capable to divide this journey into successive space intervals and to emit at the end of the journey by the vehicle of each space interval information or a space signal, at least one receiver of these signals from space installed on the vehicle and a measuring device capable of using these signals to provide representative quantities,
for example average vehicle speeds over each of these space intervals or to translate them into orders capable of being transmitted to the traction or braking equipment of the vehicle.
The invention relates in particular to such methods and devices applied to trains, more particularly those of the metropolitan area which are subject to a running program of highly variable speeds over lengths of travel.
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relatively low and including many stops,
If the intervals of successive spaces are equal to each other, the aforesaid division can be carried out, for example, by means of measuring devices carried by the train, for example a generator driven by. one of the wheels of the vehicle and producing periodic signals whose amplitude varies as a function of the speed of rotation of the wheels, the receiver then being able to exploit the periodic variations in amplitude of these signals.
This division of the path into successive space intervals can still be carried out, and this, more particularly in the case where these successive space intervals are not equal to each other, by means of a pilot cable traversed by a periodic current and placed on the track in such a way that it is able to produce a sequential signal capable of being received by the receiver each time the vehicle has completed the journey of one of the aforementioned space intervals.
It has already been proposed to produce devices allowing the automatic driving of a vehicle, in particular a train, in which the control cable is able to produce sequential signals each time the train has traveled a space interval (which , in this case, will be called hereinafter "sequence") proportional to the speed desired at the location considered, these sequential signals being used to control the control device (traction and braking equipment) of the train.
More particularly, these signals are used, in most of the known devices, to give a traction order to the vehicle if the measured time Tr taken by the latter to travel a sequence is greater than a base time To, for example equal to 500 ms, this traction order being all the more energetic as the difference between the time Tr and To is greater and, conversely, an order of
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braking, if the measured time Ta taken by the vehicle to go through a sequence is less than the time To, this braking order being all the more forceful as the advance of time Ta over time To is greater, the traction equipment or from.
braking being, however, left at rest if the time measured
Ta is equal to the time To or if the difference between Ta and To is less than a predetermined threshold, the train then running on the wander.
In what follows, we will say that the train is running on the right track if the travel time of a "sequence" is equal to the aforementioned base time To or when no notch of traction or braking of the train will be requested. .
In devices for slaving the speed of a train to a determined walking program, the most commonly used to date, the receivers carried by the train consist of two field sensors and the control cable is placed on the track in such a way that these sensors are alternately:
one exposed to the electric field produced by the current of the control cable, so as to provide logical 1 or 0 information during the considered half-wave, (this sensor then being said to pass on an "active step"), the other practically protected from this field to provide the opposite logical information (the other sensor then being said to pass on an "inactive step '?, the permutations of the logical information produced being exploited to automatically adjust the running of the train. it is known that, in In practice, the installation of this control cable on the track is extremely delicate, in particular to ensure that the two sensors pass simultaneously, one from an active step to an active step, the other from an inactive step. step active, and coci whatever the pace of the track.
In addition, achieving different gaits for trains is extremely difficult to achieve from the pilot cable which actually defines a program.
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single walk for all trains, while there. may be desirable, especially in the case of metropolitan, to be able to provide a rapid rotation of trains at times:
! crowds (the trains then having to have an accelerated running regime), on the contrary a slow rotation of these trains (slow running regime) at off-peak hours and, finally at other times still, 'a walking regime' The aforementioned difficulty appears in fact especially in the areas of the track (called i-apras "slowing zones" on which the braking and stopping of trains must be carried out, noted in the stations, and in which the cable control will have to define increasingly short sequences according to a law of decrease linked to deceleration, for example equal to 0,
6m / s2 that one wishes to impose on the learned train that the pilot cable is not! removed below the train, the absence of field captured by the. receivers controlling the complete stop of the train. So that these sequences are always traversed by the slowing down train, but rolling on the track, in times remaining equal to a predetermined basic time, for example 500 ms, practically until the stop of the train, the lengths of successive sequences in the slowing down zone will have to decrease very quickly, especially in the last part of these slowing down zones and in particular as the square of the speed of the train running on the track.
It will therefore be necessary to control the actuation of increasingly energetic braking notches, in order to impose the above-mentioned deceleration on the train.
These braking steps will for example be triggered successively when the sequences are covered in measured times, for example equal to:
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<tb> TF1 <SEP> = <SEP> 450 <SEP> ms
<tb> TF2 <SEP> 400 <SEP> ms
<tb> TF3 = 300ms
<tb> TF4 <SEP> = <SEP> 330 <SEP> ms
<tb> TF5 <SEP> = <SEP> 310 <SEP> ms
<tb>
in the case where the trains have for example five notches
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brake F1, F2; F3 F4, F5 of increasing forces.
It follows from the foregoing that the train should not enter such a slowdown zone at any speed if it is desired to obtain progressive braking of the train, in other words, if it is desired that the first notches of braking are requested as soon as it enters this deceleration zone,
Assuming, in fact, that the running preamble determined by the cable corresponds to an "accelerated running" regime (displayed route of each sequence equal to 500ma), it will quickly become difficult to use in the event that one wishes to impose on the train a slowed-down speed, such a speed in / In the known driving devices, one generally obtains / authorizing the commissioning of a traction notch only when the train travels a sequence of its journey in one example ,
/ order the train to stop, only for a part of time exceeding,! 625 ms. We will then observe, when desired / important of the slowdown zone of the fixed piloting cable will remain unexploited for braking, the train crossing the first sequences of this slowdown zone in times much greater than that required (450ms in the above example) to trigger * the commissioning of the first brake step F1 This will only be done when the slope of the law of decrease of the lengths of the sequences will already be very inclined, so that the control system will command more energetic braking steps are put into action very close in time,
which will have the effect of very brutal braking and even, in the most unfavorable conditions, the absence of stopping of the train which will continue its momentum beyond the stopping point predetermined by the control cable.
The object of the invention is above all to largely eliminate the drawbacks which have just been exposed, both as regards the possibility of modifying the
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driving speeds of the vehicle when it is the subject of automatic driving that - when this automatic driving is carried out by means of a piloting cable arranged on the intended path of the vehicle and defining the fixed piloting program - the arrangement of this piloting cable so as to allow precise piloting and, moreover, its extremely simple installation on the track,
It mainly consists of a device for driving a vehicle comprising means for dividing the route planned for the vehicle into successive space intervals capable of emitting sequential signals;
and, on board the vehicle, at least one receiver capable of picking up these signals at the end of the journey by the vehicle of each of these intervals, characterized in that it further comprises a speed control device effective of the vehicle corn "taking a source suitable for supplying, over at least certain parts of the path of the vehicle, at least one reference signal
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periodic whose frequency can be set to a dcster.- value.
mined at the level of each of the space intervals of these parts, to a value such that the product of this frequency by
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the length of this interval is proportional to the average speed desired or displayed for the vehicle * over this space interval, and a device for counting the periods of the reference signal controlled by the aforesaid receiver to count the
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number of linpulsicnq (number of ho.!: 1o! J "") received lo:; ': \', du} 1 :: 1rNJUf.r .. by the vehicle dt- each 3 nterYïâ r 3 (^ çwc , this control dip05Jtif of: v3.tei; se>:
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In a first form of advantageous application of the invention - allowing the realization of fully automatic driving of the vehicle - the space intervals constitute "sequences" of lengths proportional to the speed displayed for the vehicle at their level and the reference signal has the same frequency, the value of which can however be modified at will, at the level of each of these sequences, and the traction and braking equipment of the slave /, vehicle are / at the counting device to give an order to traction or braking to the vehicle, depending on whether the number of pulses counted (number of clocks) in each sequence is greater or less than a predetermined base number.
Pans another mode of application of the invention, the intervals of successive spaces have equal lengths between them and the frequency of the reference signal is set to a value directly proportional to the speed displayed for the vehicle at the level of each of these sequences, and means for detecting the overspeeds of the vehicle are slaved to the counting device to produce - when the measured clock number falls below the base number of the aforesaid - a Signal capable of being exploited by a warning device or act on the vehicle's braking equipment.
The invention comprises, apart from this main arrangement, certain other arrangements, which are preferably used: at the same time, but which could, where appropriate, be used in isolation, and which will be more explicitly discussed below, noted in a second arrangement consisting
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Make the piloting cài> ic include a plurality of cable segments arranged on the path traveled by the vehicle, in the extension of each other, these cable segments being connected two to soft by groups, similar to each other,
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customers of cables with discontinuous orientations with respect to S those of ± 'e.', ';:
nt5 surciits, these S1 "OUpCS extending rc5PectLverùr") over relatively short distances from the track, each
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segment and one of the aforementioned groups atsocios having a length each time equal to a sequence, and to establish on the vehicle at least one sensor permanently exposed to the field produced by the current flowing through the control cable, and means for exploiting the relative variations of the field picked up lor.s the passage of the vehicle above said groups to control the vehicle control device, .The invention can, in any case, be well understood with the aid of the following description , as well as the accompanying drawings, which supplement and drawings are, of course, given mainly by way of indication.
FIG. 1 of these drawings is a schematic representation of a pilot cable according to a preferred embodiment of the invention, laid on the track taken by the train.
FIG. 2 is a curve representative of a sequential sensing signal obtained using a sensor with two coils cooperating with a control cable of the type of that shown in FIG. 1.
FIG. 3 shows the different positions of such a sensor with respect to such a control cable, during the running of the train above the cable parts adapted to allow the detection by the sensor of the moments of the passage of the train. one sequence to another, as well as the modifications of the captured field.
Figure 4 shows a variant of the laying of the cable shown in Figure 1,
FIG. 5 diagrammatically represents an advantageous circuit for shaping the sequential pick-up signals.
FIG. 6 illustrates a program for controlling the traction, braking and walking equipment on the train.
FIG. 7 schematically represents the constitution of the electronic component of a device, controlled by the sequential signals for capturing and counting pulses from a source of determined frequency, for controlling the aforesaid equipment.
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FIG. 8, finally, shows a curve representative of a control signal produced by a generator driven by a wheel axle of the train and a square wave curve resulting from the shaping of this control signal,
According to the invention, and more especially according to one of its modes of application, as well as according to those of the embodiments:
of its various parts, to which it seems that preference should be given, proposing, for example, to establish a device for automatic control of a train, in particular of the metropolitan, from a walking program written on the track in the form of a control cable arranged on this track and traversed by an electric control current, it is done as follows or in a similar manner.
Regarding first of all the control cable itself, it will advantageously be constituted, in accordance with the invention, by making it comprise a plurality of cable segments 11 arranged parallel to the rails and substantially in the extension of one of the others, these cable segments being interconnected by groups 12, similar to each other, of cable elements with continuous orientations with respect to that of the aforementioned segments, extending over relatively short distances of the track, each segment 11 and one of the associated groups 12 having a length equal to a sequence, the train then being fitted with a sensor C permanently exposed to the field produced by the current flowing through the control cable and means, including an advantageous embodiment will be described below,
to exploit the field variations received by the sensor, at the level of the aforementioned groups of elements, to control the actual control device of the vehicle,
In practice, this cable will advantageously consist of a single cable, to which a figure of discontinuity at the planned level will be described for each of these groups.
This cable extends for example, in the case of the metro, from one station to another, its ends being connected to a station
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periodic current supply 9, for example by a wire 10a running along the rail 10b or by the rail itself (Figure 1).
In accordance with a fashion. more particularly advantageous embodiment of the above arrangement, the groups 12 of cable elements, having a discontinuous orientation with respect to that of the cable segments 11, are constituted by an inclined Z whose upper and lower bars, 13 and 14, connected at the opposite ends of two successive segments 11, form an angle, for example, of 45, with the segments 11, the connecting element 15 of these two bars 13,14 in the Z being advantageously perpendicular to the common direction of the two segments 11 considered. Each group of elements 12 therefore forms a double chevron having a common bar, this group of elements being referred to more simply below, for convenience of language, by the term “chevron”.
The sensor is advantageously made to include two coils (only one however being necessary) A, B (fig 3) carried by the train, both directly above the segments 11 and at a short distance from each other, these two coils, for example forming an angle of 45 with respect to the direction of the segments and being located at a distance of approximately
8 to 12 cm from these, and it is advantageously made to include in addition a reference coil R also subjected to the field and which, among other things, will help to shape the sound signal / produced by the sensor during / passage of 'one sequence to the other, in a preferred embodiment of the shaping circuit which will be described later. Such a signal will be referred to hereinafter as a “pick-up signal” for convenience of language.
One end of coil A is connected to one end of coil B so that the voltages induced in each of them are in phase, and that the voltage collected at terminals S1 S2 (visible in figure 5) is formed by their free ends is zero, when these coils both move above the segments 11 of the
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piloting,
When the coils arrive plumb with a chevron 12, the modification of the route of the control cable has the effect of showing a phase shift between the voltages induced in the two coils and, consequently at the terminals S1, S2, a voltage differential which, after demodulation, gives rise to a variable effective voltage, depending on the respective positions of the two coils A and B with respect to the chevron,
this variable rms voltage can then be used to control the train, for example, as will be described below.
When the elements 12-and 13 of the rafters form an angle of 45 with the direction of the segments of the cables 11 to which they are respectively connected, and the two coils A, B of the sensor are located at an equal distance from each other at half of the diagonal of the square, whose elements 12 and-13 define two opposite sides, the rms voltage collected at the terminals S1, S2 of coils A and B varies appreciably following the curve E passing through points 1, 2,3,4,5,6,7 in figure 2 (the Ueff values of this voltage being plotted on the ordinate axis) as a function of the relative position (indicated on the abscissa axis of the sensor above .a chevron 11 (shown in dotted lines in, Figure 2).
This curve can be further explained with the aid of FIG. 3, the parts 3a to 3g of which represent, on the one hand, successive positions of the coils A and B with respect to the elements 13,14, 15 of a chevron and , on the other hand, the phase shifts between the induced voltages which result therefrom, the 'corresponding values of the effective voltage Ueff at the terminals, Si, S2 being given, - by points 1,2,3,4,5,6, 7 of the curve
E of FIG. 2 (which shows a dotted reference chevron 12).
When the coils A, B are in the position shown in part 3a of FIG. 3, both still practically in the sole area of influence of segments 11, the field penetrates into coils A and B via their respective faces.
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16a, 17a;
the voltages induced in these coils being in phase, as shown schematically by the single curve shown above coils A and B, and the voltage at terminals S1, S2 is zero,
When the coil A arrives above the cable element 13, as shown in part 3b, 1a. modification of its relative orientation with respect to the overall field received,: a phase difference would appear between the voltages induced in coils A, B, and consequently;
, an effective voltage Ueff shown at 2 in '.a figure 2, at the terminals
S1S2, coil B still being exposed only to the field of segment 11, this phase difference also being symbolized by curve A2, in solid lines for / voltage induced in coil A and curve 13 2 'with dotted lines for voltage induced in coil B, above the drawing in part 3b of figure 3.
This phase difference increases and the voltages induced in the coils end up being in total phase opposition (as indicated by the curves A3, B3), Ueff having the maximum absolute value represented by the point when they respectively occupy the positions represented 'in part 3c of figure 3, given:
that, in this position, the field enters the coil A by its face 16b, opposite to that under which it enters, under the Renie angle of 45, when it is above a segment 11, while the coil B is still essentially subject to the field of segment 11, which enters it through its face 17a,
This phase difference, as well as Ueff 'will decrease again when the coils B and A continue to move towards the positions, represented in part 3d of FIG. 3,
in which the tensions in
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said coils are again in phase, (Ueff represented by point 3), given the symmetrical positions of the coils with respect to the element 15 of the chevron.
The phase difference and the voltage Ueff (thus having change of sign) reappear again when the sensor continues its path, the phases being again in opposition (curves A4, B4 of the position of the figure 3e) and maximum Ueff in absolute value (point 5 of fig.
2) when the coils reach the positions shown in part of figure 3e, the coil A-re-entering the action zone of the next segment 11, the field then entering it again via its face 16a, while the coil B is located essentially in the zone of action of the element 14, the field penetrating there by its face 17b (instead of retort 17a 'in the case of the part of FIG. 3a),
This phase shift decreases again in absolute value until the moment when the coils come to occupy the positions represented in. the part of FIG. 3f, the phase difference and Ueff canceling out completely when the two coils are both found, again exposed to the single field of one. new segment 11.
When passing a chevron, it follows (fig, 2) an induced voltage, the law of which is given in ordinate, affected by the signs + and - making it possible to show the change of phase with respect to a reference (advantageously from the, reference coil R).
The capture signal thus obtained can therefore be ex-. used, advantageously after shaping, by the intermediary, noted, of a preferred nixing circuit in foreground which will be described below, in order to determine over time, in an extremely precise manner, the moments of passage of the train
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from one sequence to the other, these signals then being able to be used by conventional chronometry or, preferably, by a counting device in accordance with the invention which will also be described later,
to actuate the pulling, braking or running notches on the wrong side of the train in accordance with the orders sent by the sensor.
The type of pilot cable which has just been described is extremely easy to install since the major part
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(which can reach more than 95% of its length) will be laid in a straight line, the rafters can be very simply obtained by passing the cable to the desired places around fasteners attached to a board placed permanently on the track.
In addition, the arrangement according to the invention offers the advantage of being able to inscribe the rafters in edges of small dimension, for example with a side of 200 mm. A pilot cable is thus also obtained having a
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length; 'J: ée: l1'j ;: ..-.-..- #.-.-. --- .--. ###' --''-- "" ---'- '.- "" - "* * -'-'-' * '- ri #' ': -" Sf "rF -'.'-.-' r '? .- T'" '"*'" r6du1 te to the length of the track, Rus weak alloncsnents 11 ': 08 du cb1 c ncçs .. ,, i r. ct 't the realization of the bare rafters, so a., rc; ca, i otz at a minicua of the power of the stations of alignment of the cable on periodic current.
Another 3 Î c. .... r'1do d? .ne la i i vJ a. t 4 of 4eo- caler fa, ci'4: er.tt a part of o \ bJtJ of 3 w4 '...' 'V',. wa by rl'j) l ': rt direction (., .- ", ......., é, 1 1 ± bi. ,, by J> =: 1, '. corxr:; o; j, # <6>;, # # T4 in the. fisr % 4, by .....,., ... ", '\ ....., ..... 4'-1> .. ds' 1" 1 vaiéâ (.t .... ¯., F "ce.ritra.l) è a position pro;. :: l: it6 dss rails (Ct ::. Ltl 1 <; 4ç <1> 1), par.! R <, 41.w W 4 0 cri uns f ",: ;;.: V or Ut;. ;;
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second sensor C1 capable of entering the zone of influence of the field of segments 11a of the offset part of the control cable to replace sensor C, the ends of the interrupted segments 11 of the central cable and those of the side cable being 'connected in such a way that the sensor C1 enters the area of influence of the segments 11a of the side cable before the sensor C leaves the area of influence of the segments 11 of the central cable and vice versa when one returns to the central cable, the signals produced by one or the other of the two sensors C, C1 being applied to the inputs of an "OR" part 18,
the aforementioned chronometry then being controlled by the capture signal collected at the exit of this gate.
The shaping envisaged above of the capture signal is then advantageously carried out as follows
The differential pickup signal collected at the terminals SI and S2 of the two coils A and B of the sensor, is applied to a phase discriminator 21 (fig. 5), whose phase reference comes from the voltage induced in the reference coil R , this phase discriminator supplying a demodulated signal whose rms voltage varies according to the law shown schematically by the curve E in solid lines in FIG. 2 (this curve substantially corresponding to the envelope of the differential signal collected at the terminals of the coils A and B when they pass over a rafter 12), As shown in Figure 2,
this voltage exhibited for example a positive half-wave followed by a negative half-wave with respect to the phase reference.
The demodulated signal in question is used to drive
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input (-) 23 of an operational a.Clplificat0u: r 22, input (+) 24. of the latter being supplied with a positive voltage obtained by rectifying the signal supplied by a second winding R2 carried by the reference cattle, this tension being lower in absolute value than. the maximum amplitude of the demodulated voltage .... - *.
The operational amplifier 22 is adjusted in such a way that a constant positive voltage (+ state) is obtained at its output as long as its input (-) 23 is not attacked by a negative voltage greater in absolute value than rectified voltage attacking its input (+).
When the negative voltage driving the input (-) of the operational amplifier exceeds this threshold (represented by the, point, 26 of figure 2), the operational amplifier switches to provide a negative voltage (state -) at its output ,
The signal produced by the operational amplifier during
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of this flip-flop ost exploited to change a flip-flop of SchEiidt 27 for example from a state (.}) to a state (-), from Pr4 ± 6i'enca when the voltage of the output signal of 1 ' aJipi.iii- operator goes through 0.
The negative edge of the signal supplied by the do rocker
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Sohmidt is then used to trigger a monostable 28 which provides a square signal of duration * d6tQruina, by sxple a negative square signal of 100 microseconds, oc sins.1 square being direct: lJnt operates for the cr.:r ' or.or ..: étrio clq sys tDt :: 'J é.1 automatic piloting of the train for co, i-ar, r les t' ";. F :;
taken by the train to cover each s4qu> nce at the predetermined tç :: 1PS d.:7 t; * s.>.
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xi lZ '11.7. 3 at t. 7. 017 in a t te "nsion ... 1) osi ti V x 3 .2 ^ s .- ^ ..: .3. 10, ri '12 1 '<nro.ii; m; nt R2 (rfrc ) for tteq3r the antr- +) 24 of
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the operational amplifier is Advantageous in that it makes the whole of the circuit substantially independent of the possible variations in amplitude of the intensity of the periodic current flowing through the pilot cable and, in general, of the random variations of the field picked up.
Assuming, in effect, that the intensity of this current decreases, one obtains at the output terminals of the phase discriminator 21, an effective tenpion of lesser amplitude, exhibiting for example a law of variations according to the curve E1 shown. in phantom in figure 2, but also a decrease in the same ratio of the rectified positive voltage attacking the input (4)
24 of the operational amplifier, so that the tilting threshold (point 26a of FIG. 2) thereof is also reduced in the same ratio, this tilting then being obtained at a substantially constant level. Of the sensor with respect to the chevron which caused the appearance of the differential signal, which; regardless of the intensity of the periodic current in the control cable.
Such a system for shaping different signals; tiel collected at terminals S1, S2 of coils A, B, makes it possible to practically eliminate interference which can be picked up in isolation by coils A, B. For these interference to be able to disturb the shaping of the differential signal, it would not only be necessary that they influence the two coils A and B in a different way, but also that they have the same frequency as the periodic current flowing through the control cable, to pass through the phase discriminator 21.
The square signals coming out of the monostable can then be directly applied to a measuring chronometry device! the time taken by the train to go through each sequence, this chronometry device being able to control the braking equipment or the traction equipment of the train, or even to let it run on the track depending on the weather put by train 5 go through a sequence is smaller, larger or
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of the order of magnitude of time and base, for example 500 milliseconds (ms), that it should normally take to cover this sequence if it was then traveling at the desired speed.
In particular, in the normal case where the braking and traction equipment respectively comprise several traction notches T2, T3 etc ... and braking F1, F2, F3, F4 etc, the timing device must be adapted to choose the notch traction or the appropriate braking step according to the value of the difference between the time measured on the sequence traveled by the train and the base time.
Although it is possible to feed with the square signals obtained at the output of the shaping device described above, any conventional stopwatch device capable of measuring and comparing the actual passage times of the train on each sequence, with that which 'he would have had to put-theoretically and "this to control the braking or traction equipment of the train to constantly correct its running speed, we will advantageously have recourse to the automatic driving device according to the invention which is made to include a source of 'pulses (reference signal), of adjustable frequency to a determined value, which may however be modified at will, this signal.
reference being advantageously supplied by the alternations of the current flowing through the control cable, the frequency of which is carefully adjusted to a determined value, for example equal to 1000 Hz and a device for counting the pulses received, controlled by the sequential signals supplied by the sensors, in particular by the aforesaid square signals resulting from their shaping, to count the number of pulses (number of clocks) received by the train above each sequence, this counting device being able to control the notches braking or traction depending on whether the clock number is lower or higher than the base number, for example 500,
Assuming therefore that the current flowing through the cable
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piloting has a frequency of 1000 Hz (piloting frequency)
, we will realize that the train will run on the track if the counting device counts 500 periods of this current during the passage of the train on each sequence. If, in addition, means are provided for controlling the braking steps of increasing energies, for example five braking steps F1, F2, F3, F4, F5 when the number of clocks ... measured by the counting device falls 'below values NF1 to NF5 respectively equal to:
450
400
360
330
310 during the passage of the train over each sequence and, invert to order for example two traction notches T2, T3 when the number of measured clocks exceeds respectively equal values
NT2 = 560
NT3 = 630 it will be noted that one is in piloting conditions in which the train rolls on the track when it traverses the respective sequences in times of 500 ms, and in which the different notches of the traction equipment and brake are activated when the effective times of passage of the train above each sequence fall below:
TF1 = 450 ms
TF2 = 400 ms
TF3 = 360 ms
TF4 = 330 ms
TF5 = 310 ms for the braking steps and exceed the times of:
TF2 = 560 ms
TT3 = 630 ms It goes without saying, as it follows from the examples given above, that it is necessary to provide a certain latitude between the different values of the clock numbers "F1 'NF2 ... measured at- above the sequences to respectively trigger notches F1, F2 ..., so as to avoid "pumping" of the device
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electronic control when the times measured above the sequences oscillate around a critical value, which would have the effect of too fast alternate actuations, of consecutive notches.
The great advantage of counting the pulses of the reference signal and of controlling the traction, braking and running equipment on the train, when the clock numbers cross determined thresholds, rather than slaving these equipments the measurement of the passage times of the train over the successive sequences and their comparison with a fixed time base, lies in the fact that (these control clock numbers do not vary), we have an additional parameter consisting of the frequency of the reference signal, which can be set to different values.
It then becomes possible to obtain time bases of variable importance, like 'that', consequently; variable running speeds of the train on the errand by simply adjusting the frequency of the reference signal, said time base now being inversely proportional and the speed of running on the errand proportional to said frequency. The same piloting cable is therefore able to adapt to any speed of the train, determined according to the desired passage time of the train on each sequence.
In particular, when it is desired to switch from the speed defined above, for example, which corresponded for example to an accelerated speed to an idling speed, it suffices to reduce the frequency of the reference signal, therefore to increase the time of operation. base corresponding to the passage time of each sequence of the control cable by the train, when the latter rolls on the track.
The possibility of varying the speed of travel on the errand of the train, in particular of authorizing slow speeds of travel, therefore also entails the fact that the train will also be able to approach the slowing zones of its journey at a faster speed. slow. The braking equipment will be used gradually as soon as the train passes through the first sequences which
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will become shorter, so that a smoother deceleration will be obtained than in accelerated mode.
In fact, given that the level speeds of the train are proportional to the frequency of the reference signal, the decelerations, in the aforementioned deceleration zones, will vary as the square of the ratio of the frequencies, so that at each frequency of the signal of The reference will now correspond to a different deceleration law displayed for the train, from the same control cable.
Assuming, for example, that we want to provide a "normal" speed with a speed vn = vo corresponding to the speed vo in level with the speed in accelerated mode, it will suffice to modify the control frequency in the same ratio, i.e. to supply the control cable with a current of frequency equal to 1000 x1 = 910 Hz
1.1
The effective time of passage of the train on a sequence, when it is running on the error, will therefore vary in the same ratio, the basic effective time corresponding to the movement of the train on the error, then becoming equal to 550 ms.
The basic times, for three different types of operation having in common the number of fixed NC clocks for controlling the traction or braking notches or for running on the wander, are shown in figure 6 which is actually presented. in the form of a table; the fixed clock numbers NF, each provided with the index corresponding to that of the braking step it controls, appearing in the left column and the effective base times TF provided with the corresponding indices, respective functions of the three selected frequencies of the current flowing through the control cable, namely 1000 Hz, 910 Hz 800 Hz, corresponding respectively to the same clock number, appearing on the same horizontal line as the latter.
In particular, each of the braking steps is maintained as long as the number of measured clocks is between the
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the number NF having the corresponding index indicated in FIG. 10 and the number NF corresponding to the activation of the consecutive more energetic braking notch, and this whatever the value of the frequency.
This table also shows the conditions for controlling the traction notches, the first of them T2 being actuated only when the measured clock number falls, for example, below 560, ( and remains between 560 and 630), the train running on the wander up to this value of the number:
clock, as indicated by the downward arrow Ea, the notch T2, once triggered being however maintained until the number of clock has again reached 500 (which is symbolized by the upward arrow T2a between the values indicated for NT2 (560) and E (500
Likewise, T3 is actuated when the number of clocks falls for example below 630, T3 being advantageously maintained until the number of clocks has again reached 500 (ascending arrow T3a),
It is naturally clear that the establishment of the three operating regimes of the train which has just been described had only a purely illustrative effect, it being understood that one can in fact: establish as many operating regimes for the selectable train of frequencies for the reference signal.
The new arrangement according to the invention therefore makes it possible to envisage a completely analogue adjustment of the running speeds of the train.
Regarding now more particularly the aforementioned counting device, to count the number of pulses stirred 'of the reference signal, during the passage of the train above each sequence, it may. be established anyway appropria.
However, advantageously recourse will be had to the counting chain controlled by the sequential signals collected at the, x S1-S2 terminals of the sensors, such as that which will be described below, this counting chain comprising essentially (fig. 7) a register decade fed with the reference signal, advantageously comprising:
three decades D1, D2, D3, cascaded, achieving
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successively a division by 10, a division by 100 and a division by 1000 of the reference frequency applied to the entry of the first decade; decoding matrices MD1, MD2 for performing the binary to decimal conversion of the binary information given by the decade register, to provide clock numbers in the form of decimals;
a program matrix MP to which are sent the clock numbers obtained at the output of the decoding matrices, capable of directing the clock numbers to one
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memories, for example MT3, HT2 'ME, HF1' 14F 2e l1F3 'MF4, HFS' each of these memories being intended to be able to receive only the clock numbers contained in an interval which is specific to it (for example according to the program in Table 1 below) and to be able to record it only in synchronism with the entry into the counting device of a sequential sensing signal, to control, by means of power relays (not shown), one of the notches
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correspondents T2, T3 traction, braking FI, F2) F3t F4 'Fs or E walking on the train wander.
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<tb> Number <SEP> of clock <SEP> Memory
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> - <SEP> 279 <SEP> MF5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 280- <SEP> 329 <SEP> MF4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 330 <SEP> - <SEP> 359 <SEP> MF3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 360 <SEP> - <SEP> 399 <SEP> MF2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 400 <SEP> - <SEP> 449 <SEP> MF1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 450 <SEP> - <SEP> 559 <SEP> -E
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 560 <SEP> - <SEP> 629 <SEP> T2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 630-and <SEP> more <SEP> T3
<tb>
These memories are such that only one of them can control a train line or a notch, two memories cannot be controlled simultaneously.
'
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They then define a set of Jer.1 <3Í'r'I! R, - lsi "ll.l'Jbl 'to a keyboard where the pressing of a key releases glue already pressed before, without ever two keys can be kept pressed simultaneously, such an arrangement then making it possible to switch from one command 3 to another by simply activating the memory 1 to switch,
The reference signal supplying the counting device is advantageously collected at the output terminals S3, S4 (FIG. 5) of the reference coil R of the central sensor C or those of the reference coil of the lateral sensor Ci, depending on whether the train passes above a central portion or a laterally offset portion of the pilot cable,
the corresponding signals being respectively applied to the inputs 101 or 102 of an "OR" gate P1 of the counting device, the signal obtained at the output of the gate Pi being sent, after amplification, to an amplifier A, to the input 103 of a Schmitt flip-flop B, carrying out the shaping of the reference signal and supplying at its output 104 a square signal capable of attacking the first decade D, through a triggered gate P.
The sequential capture signals, advantageously shaped by a device such as that described in relation to FIG. 5, controlling the aforementioned counting device 'to count the number of pulses received during the passage of the train above each sequence , are advantageously used to: - interrupt the counting in progress - order the storage of the number of clocks then obtained at the output of the decoding matrices - reset the counting chain to zero 'and - start a new counting;
All these operations being carried out successively in a very short time, less than the duration, for example of 100 μs of the control pulse, so that the number
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clock, measured above each sequence, is proportional to the value. absolute time taken. by train to go through it.
The Memory having recorded the previous number of clocks, will then be able to control, during the new counting, the corresponding notch of the braking, wander or traction equipment of the train.
These operations are advantageously controlled by the successive steep edges of the square control pulse of 100 μs and the signals obtained at the successive outputs of a series of monostables M1, M2, M3, mounted in cascade. The first is triggered by the negative steep edge of the square control pulse, obtained at the output 106 of an "OR" gate P2 to the inputs 98.99 of which the pick-up signals coming from them are applied after their shaping. , either the central sensor C or the side sensor C1 depending on the arrangement of the control cable on the track at the location of the sequential signal picked up.
In particular, the square control signal, obtained at the output 106 of the "OR" gate P2 is applied, in the electronic counting circuit of which FIG. 7 is a block diagram, on the one hand, at the input 107 of the aforesaid gate P, which is then closed by the negative steep edge of said pulse to interrupt the succession of pulses at the entry of the first decade D1, and consequently their counting, on the other hand, at the monostable M1 input adapted to provide a positive square pulse at its output
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having a duration of 10 Us, which is applied to the input of the second monostable M2; this is adapted to be triggered by the Relative front of this last impulse;
either with a delay of 10 S, EST. to provide, on the one hand, at its output 108, a pulse having a duration of 20 s used by that of the memories which is then capable of recording the number of clocks, and, else
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leaves, at its output 109, a conoomitat-lu-o pulse of 20 uS whose negative edge triggers, with an additional delay of 20 days, the third monostable 3 - this in turn sends, through its output 111, a pulse of 20 S on the duo inputs reset to zero 112, n3, 1 14 of decades D, D 2t D, these then being ready to roooririencer a new counting in the pulses supplied by the reference signal,
as soon as the P gate has been released again by the positive edge of the pulse
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control 100 LS to measure the new clock nonbra corresponding to the course by the train of the following sequence of the control cable, etc.
It will be noted that, in the circuit of FIG. 11, it has been proposed to decode only the digits of the hundreds and tens of the clock number and not its units. Referring however to Table 1 above, it is apparent
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that the con-il.Àtatioli between two black ctdnoires sora will be carried out to a unit close to the number of nar7, a :, given that the switching from one tnoire to the other ir, rp2iqu always equal Is. co ':' / "tUta% ion of the figure back dlzain-s Çlon nor'.brss é'h> Jt '?. the ig of e. = u # r% i.on p * rtj, ciJliars c: nc> 1, zis. particular tion chosen.
It goes without saying that we wanted to c? Afli ier 1> water7, a do coagulation de :: 3 t '', a: .s "c? 3, in particular cause lùurz oomriuf: xéions xir àài no; # 'Jà <sa G, ihe, rloea;> yr; nt; luoe i: n # irirjr their 0 Li r -. u t0 nv des t'. 0 l. D 1 - 10 EF: rr: r. # das -e encrypted
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of non-zero units, it would then become necessary to provide an additional decoding matrix capable of showing the number of units of the clock numbers.
As a result, whatever the embodiment adopted, a device is always established for automatic driving of vehicles, in particular of trains, the operation of which emerges sufficiently from the above for it to be unnecessary to dwell on it and which has, compared to the automatic driving devices of the type in question, already existing, many advantages which have been already emphasized, including the possibility of analogical adjustment of the running speeds of the train.
It also becomes possible, on a route which includes several sections of control cables (blocks) supplied by separate current sources, to consider the regulation of the time intervals between the passages of successive trains in the same station.
Assuming, for example, that one of the trains on the line is late (longer waits in the station are due for example to the descent or the rise of a greater number of passengers than for the other trains), it may be advantageous to slow down the train which precedes the late train, which can easily be achieved by reducing the frequency of the current flowing through the section of the control cable above which is currently running at the desired ratio. there the train precedes.
It is also possible to produce a fully automatic device for driving a train by only involving the frequency variations of the reference signal, in particular in the case where, all the other parts of the driving device remaining the marnas, the path planned for the vehicle would be divided into intervals of successive spaces of equal lengths between them and, preferably, around the wheel of the vehicle, the displayed variations of speed of an interval
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space to the other being then controlled by modification in the same direction of the frequency of the reference signal.
Here again, the above counting device will act, either on the traction equipment, or on the braking equipment, depending on whether the measured clock numbers will be less than or greater than one. base number determined always constant.
The sequential signals used by the counting device can, as in the control device described above, be supplied to it by one or, preferably, several portions of control cable arranged on the track so as to divide the track into sequences. successive equal to each other, the periodic currents flowing through these cable portions advantageously constituting, here again, the reference signal used by the counting device.
However, in accordance with another embodiment of the invention, the division of the path traveled by the vehicle into intervals of equal spaces, preferably around the wheel of the vehicle and the emission of a sequential signal each time. ! that the vehicle has covered such an interval of space are obtained by -l'intermediate means also carried by the vehicle, in particular by means of a contact which is periodically closed by one of the wheels each time that this has made a complete revolution or, more advantageously, of a generator driven by one of the wheels of the vehicle and producing signals having a frequency proportional to the speed of rotation of the wheels, these signals having, at the end of each revolution wheel,
a determined amplitude used to control the stopping of the counting of the pulses of the reference signal when the vehicle has completed the journey of a given space interval and the start of the counting of said pulses over the following space interval.
The source providing the reference signal is then in this embodiment of the invention, constituted by conductor elements arranged on the parts of the tracks considered and traversed by periodic currents,
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preferably alternative, of frequencies determined as a function of the speeds displayed on each of these parts for the vehicle '.'
The driving device thus modified, and more particularly the counting device, can furthermore be used, not only to achieve fully automatic driving of vehicles, but also to perform semi-automatic driving, or in accordance with one of its applications. - particularly advantageous terms,
be adapted as a device for automatically detecting vehicle overspeeds on certain parts of their journeys, for example; in curves, in areas which pass through switches, etc ...
The counting device is then suitable for controlling; the triggering of the aforesaid warning signal or the activation of the vehicle's braking equipment when the number of clocks measured on one of the aforesaid intervals of space exceeds a determined constant threshold.
The construction of such an overspeed detector could involve the same elements as those described in relation to the aforesaid driving device; the signal supplied by the generator driven by one of the wheels of the train, of which we have shown, by way of example, in figure 8 the voltage variations V (reported on the ordinate axis) as a function of the distances 1 traveled by the 'train (reported on the x-axis) can be shaped by a circuit of the type described in relation to figure 5 to provide each period (at points 204 of the curve of figure 8) a, negative square signal 208;
these square signals 208 then control a counting scale analogous to that described in relation to FIG. 7, in which however the program matrix MP and the memories MT3, MT2, etc. are replaced by a single memory which will record the number of clock supplied as decimals by decoding matrices
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MD1, MD2, etc ... in synchronism with the input of a square control signal 208 in the counting scale to control the automatic braking of the train, the actuation of a warning system, etc ... if the number of clocks is less than a determined base number,
Then we obtain very simple means of detecting the overspeeds of a train in certain parts of its route,
the maximum speeds authorized on each of these parts can be easily modified by the corresponding change in the frequency of the reference signal.
As goes without saying, and as it follows moreover already from what precedes, the invention is by no means limited to those. of its modes of application, nor of those of the embodiments of its various parts, having been more specially indicated; on the contrary, it embraces all the variants.
According to a variant of the invention, the source capable of supplying the reference signal under several frequencies could also be set up on board the train, its activation being controlled and the frequency chosen, when the train travels through certain parts of the track, by sequential signals supplied to the train pax from transmitters established in certain places of the track.