FR3099735A1 - Acquisition and control system for electric motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Système d’acquisition et de contrôle pour véhicule à moteur électrique, le système comprenant: - au moins un premier capteur de position angulaire apte à indiquer une estimation de position relative d’un rotor du moteur électrique par rapport à un stator du moteur électrique, - un dispositif de contrôle du moteur électrique apte à piloter un fonctionnement du moteur électrique en fonction de ladite estimation de position, dans lequel le dispositif de contrôle est apte à piloter, outre le moteur, un dispositif du véhicule distinct du moteur en fonction de ladite estimation de position. Figure de l’abrégé : Fig. 5Acquisition and control system for an electric motor vehicle, the system comprising: - at least one first angular position sensor capable of indicating an estimate of the relative position of a rotor of the electric motor with respect to a stator of the electric motor, an electric motor control device capable of controlling an operation of the electric motor as a function of said position estimate, in which the control device is able to control, in addition to the engine, a device of the vehicle distinct from the engine as a function of said position estimation. Abstract figure: Fig. 5

Description

Système d’acquisition et de contrôle pour véhicule à moteur électriqueAcquisition and control system for electric motor vehicle

La présente divulgation relève du domaine technique du contrôle de véhicules à moteur électrique.The present disclosure relates to the technical field of the control of electric motor vehicles.

Plus précisément, la présente divulgation porte sur des systèmes d’acquisition et de contrôle pour véhicule à moteur électrique, sur des véhicules à moteur électrique comprenant de tels systèmes, sur des procédés d’acquisition et de contrôle mis en œuvre par de tels systèmes, sur des programmes informatiques pour la mise en œuvre de tels procédés, et sur des supports de stockage de données pour la mise en œuvre de tels procédés.More specifically, the present disclosure relates to acquisition and control systems for electric motor vehicles, to electric motor vehicles comprising such systems, to acquisition and control methods implemented by such systems, on computer programs for the implementation of such methods, and on data storage media for the implementation of such methods.

On connaît divers dispositifs utilisant des capteurs de position angulaire pour :

  • mesurer une position angulaire et/ou une vitesse angulaire d’un élément rotatif d’un système mécanique
  • et utiliser une telle mesure dans un algorithme de contrôle-commande.
Various devices are known using angular position sensors for:
  • measure an angular position and/or an angular speed of a rotating element of a mechanical system
  • and using such a measurement in a control-command algorithm.

Dans le domaine automobile, c’est le cas notamment de la mise en œuvre d’une aide à la conduite par un dispositif dédié.In the automotive field, this is particularly the case for the implementation of driving assistance by a dedicated device.

Les dispositifs d’aide à la conduite sont de plus en plus répandus, conférant un degré d’autonomie de plus en plus important aux véhicules équipés.Driving assistance devices are becoming more and more widespread, conferring an increasingly greater degree of autonomy on equipped vehicles.

RésuméSummary

La présente divulgation vise à élargir les possibilités d’utilisation de tels dispositifs dans un véhicule à moteur électrique.This disclosure aims to expand the possibilities of using such devices in an electric motor vehicle.

Il est proposé un système d’acquisition et de contrôle pour véhicule à moteur électrique, le système comprenant:

  • au moins un premier capteur de position angulaire apte à indiquer une estimation de position relative d’un rotor du moteur électrique par rapport à un stator du moteur électrique,
  • un dispositif de contrôle du moteur électrique apte à piloter un fonctionnement du moteur électrique en fonction de ladite estimation de position,
  • dans lequel le dispositif de contrôle est apte à piloter, outre le moteur, un dispositif du véhicule, distinct du moteur, en fonction de ladite estimation de position.
There is provided an acquisition and control system for an electric motor vehicle, the system comprising:
  • at least one first angular position sensor capable of indicating an estimate of the relative position of a rotor of the electric motor with respect to a stator of the electric motor,
  • a device for controlling the electric motor capable of controlling an operation of the electric motor as a function of said position estimate,
  • in which the control device is capable of controlling, in addition to the motor, a device of the vehicle, separate from the motor, as a function of said position estimate.

Le système est applicable à tout type de véhicule à moteur électrique, incluant notamment les voitures automobiles, bicyclettes et motocyclettes ayant un moteur électrique comme moyen de propulsion.The system is applicable to any type of vehicle with an electric motor, including in particular motor cars, bicycles and motorcycles having an electric motor as a means of propulsion.

Dans une réalisation, le système comprend au moins un bus de données apte à transmettre l’estimation de position au dispositif de contrôle du moteur électrique et apte à transmettre un signal de commande émis par le dispositif de contrôle du moteur électrique sur la base de l’estimation de position au dispositif du véhicule, le dispositif du véhicule étant pilotable sur la base du signal de commande transmis.In one embodiment, the system comprises at least one data bus able to transmit the position estimate to the electric motor control device and able to transmit a control signal emitted by the electric motor control device on the basis of the position estimation to the vehicle device, the vehicle device being controllable on the basis of the transmitted control signal.

Ainsi, l’estimation de position fournie par le premier capteur de position angulaire est exploitée de manière multifonctionnelle. En effet, cette estimation de position est utilisée pour piloter à la fois :

  • la fonction de propulsion du véhicule assurée par le moteur électrique du véhicule,
  • et une fonction distincte de la propulsion du véhicule, assurée par un dispositif du véhicule distinct du moteur.
Thus, the position estimate supplied by the first angular position sensor is used in a multifunctional manner. Indeed, this position estimate is used to control both:
  • the function of propulsion of the vehicle ensured by the electric motor of the vehicle,
  • and a function distinct from the propulsion of the vehicle, ensured by a device of the vehicle distinct from the engine.

Le pilotage du fonctionnement du moteur électrique en fonction de ladite estimation de position est mis en œuvre d’une manière propre au type de moteur électrique du véhicule.The control of the operation of the electric motor as a function of said position estimate is implemented in a manner specific to the type of electric motor of the vehicle.

Tous les moteurs électriques comprennent un élément mobile en rotation, ou rotor, et un élément fixe, ou stator. un mode de réalisation, le moteur électrique du véhicule est un moteur sans balais. Un tel moteur, également désigné par les termes « brushless » ou « bldc » est couramment utilisé pour la propulsion de tous types de véhicules électriques. Trois principaux types de moteurs électriques sont actuellement utilisés dans l’industrie automobile : les moteurs à aimants permanents, les moteurs à induction, et les moteurs à rotor bobiné. Dans le cas des moteurs à aimants permanents, le rotor d’un moteur sans balais comprend au moins un aimant permanent. Le stator comprend au moins un enroulement (ou bobinage) agissant comme un électro-aimant. Classiquement, le moteur sans balais est triphasé et le stator comprend trois groupes de bobines reliées entre elles.All electric motors include a rotating element, or rotor, and a stationary element, or stator. one embodiment, the electric motor of the vehicle is a brushless motor. Such a motor, also designated by the terms “brushless” or “bldc”, is commonly used for the propulsion of all types of electric vehicles. Three main types of electric motors are currently used in the automotive industry: permanent magnet motors, induction motors, and wound rotor motors. In the case of permanent magnet motors, the rotor of a brushless motor includes at least one permanent magnet. The stator includes at least one winding (or winding) acting as an electromagnet. Conventionally, the brushless motor is three-phase and the stator comprises three groups of coils linked together.

Dans cet exemple, le dispositif de contrôle du moteur applique une séquence de commutation qui consiste à alimenter successivement les groupes de bobines du stator. Cette alimentation successive a pour effet de créer un champ magnétique tournant. L’aimant permanent du rotor s’alignant sur le champ magnétique, le rotor entre en rotation, ce qui entraîne la rotation d’un arbre du moteur.In this example, the motor control device applies a switching sequence which consists of successively energizing the groups of stator coils. This successive supply has the effect of creating a rotating magnetic field. As the rotor's permanent magnet aligns with the magnetic field, the rotor spins, causing a motor shaft to rotate.

Pour mettre en œuvre la séquence de commutation, le dispositif de contrôle du moteur sans balais reçoit à chaque instant, par le capteur de position angulaire, une estimation de position relative du rotor par rapport au stator. Sur la base de cette estimation, le dispositif de contrôle du moteur pilote le moteur pour entretenir la rotation du rotor. Le dispositif de contrôle du moteur peut par exemple régler en permanence le courant pour que le moteur fonctionne dans sa zone de rendement maximum.To implement the switching sequence, the brushless motor control device receives at each instant, via the angular position sensor, an estimate of the relative position of the rotor with respect to the stator. Based on this estimate, the motor controller drives the motor to maintain the rotation of the rotor. The motor control device can for example continuously adjust the current so that the motor operates in its maximum efficiency zone.

De manière générale, l’estimation de position angulaire du rotor par rapport au stator permet au dispositif de contrôle du moteur de maintenir un contrôle précis du moteur. En effet, tout désalignement ou changement de phase entre la position attendue et la position réelle du rotor par rapport au stator peut entraîner un comportement indésirable et une baisse de performance du moteur électrique.Generally speaking, estimating the angular position of the rotor relative to the stator allows the motor control device to maintain precise control of the motor. Indeed, any misalignment or phase change between the expected position and the actual position of the rotor relative to the stator can lead to undesirable behavior and a drop in performance of the electric motor.

Dans une réalisation :

  • le premier capteur est monté dans le moteur,
  • le système comporte un deuxième capteur apte à indiquer une évolution de position du véhicule,
  • et le dispositif de contrôle est apte à comparer une première mesure issue du premier capteur à une deuxième mesure issue du deuxième capteur pour générer, en cas d’écart, un signal d’alerte.
In one realization:
  • the first sensor is mounted in the engine,
  • the system comprises a second sensor capable of indicating a change in the position of the vehicle,
  • and the control device is capable of comparing a first measurement from the first sensor with a second measurement from the second sensor to generate, in the event of a deviation, an alert signal.

Dans cette réalisation, le premier capteur, étant monté dans le moteur électrique, estime de manière directe la position angulaire du rotor du moteur par rapport à celle du stator du moteur.In this embodiment, the first sensor, being mounted in the electric motor, directly estimates the angular position of the motor rotor with respect to that of the motor stator.

En reprenant l’exemple précédent d’un moteur sans balais, le premier capteur peut être :

  • un capteur à effet Hall fixé au stator qui mesure une variation de champ magnétique lors du passage des pôles du rotor, la variation étant indicative d’une estimation de position angulaire du rotor,
  • ou un codeur rotatif optique fixé au stator qui détecte la présence d’une strie sur le rotor, la position angulaire du rotor étant déterminée sur la base d’une table de correspondance associant la présence de ladite strie à une estimation de position angulaire du rotor,
  • ou un voltmètre, en l’espèce interne au moteur électrique, qui mesure dans chaque enroulement du stator une force contre-électromotrice induite par la rotation du rotor mesurée par rapport à un point commun des enroulements appelé « neutre », les variations relatives des forces contre-électromotrices ainsi mesurées étant indicatives d’une estimation de position angulaire du rotor.
Continuing the previous example of a brushless motor, the first sensor can be:
  • a Hall effect sensor fixed to the stator which measures a variation in the magnetic field during the passage of the poles of the rotor, the variation being indicative of an estimate of the angular position of the rotor,
  • or an optical rotary encoder fixed to the stator which detects the presence of a groove on the rotor, the angular position of the rotor being determined on the basis of a correspondence table associating the presence of said groove with an estimate of the angular position of the rotor ,
  • or a voltmeter, in this case internal to the electric motor, which measures in each winding of the stator a counter-electromotive force induced by the rotation of the rotor measured with respect to a common point of the windings called "neutral", the relative variations of the forces counter-electromotives thus measured being indicative of an estimation of the angular position of the rotor.

L’estimation de cette position angulaire par le premier capteur peut être répétée après un intervalle de temps prédéfini de manière à estimer la vitesse moyenne de rotation du rotor au cours de cet intervalle de temps.The estimation of this angular position by the first sensor can be repeated after a predefined time interval so as to estimate the average speed of rotation of the rotor during this time interval.

Dans cette réalisation, le deuxième capteur indique une évolution de position du véhicule.In this embodiment, the second sensor indicates a change in position of the vehicle.

Comparativement à un moteur à combustion, le couple d’un moteur électrique est élevé quelle que soit la vitesse de rotation du rotor du moteur. Pour cette raison, les véhicules à moteur électriques sont généralement dénués de boite de vitesses et d’embrayage. Par conséquent, la vitesse de rotation du rotor du moteur électrique est proportionnelle à la vitesse de rotation de la ou des roues motrices du véhicule.Compared to a combustion engine, the torque of an electric motor is high regardless of the rotational speed of the motor rotor. For this reason, electric motor vehicles are generally devoid of gearbox and clutch. Consequently, the speed of rotation of the rotor of the electric motor is proportional to the speed of rotation of the driving wheel(s) of the vehicle.

Dans un mode particulier d’une telle réalisation, le deuxième capteur est un capteur de position angulaire monté sur au moins une roue du véhicule. Un tel récepteur est apte à mesurer une position angulaire de ladite roue du véhicule. Cette mesure de position angulaire peut être répétée après un intervalle de temps prédéfini de manière à calculer une vitesse moyenne de rotation de ladite roue au cours de cet intervalle de temps.In a particular mode of such an embodiment, the second sensor is an angular position sensor mounted on at least one wheel of the vehicle. Such a receiver is capable of measuring an angular position of said wheel of the vehicle. This angular position measurement can be repeated after a predefined time interval so as to calculate an average speed of rotation of said wheel during this time interval.

La plupart des véhicules à moteur électrique comprennent une boîte de vitesses ayant un seul rapport de transmission, prédéfini et fixe, entre le mouvement d’un arbre moteur actionné par la rotation du rotor et le mouvement d’un arbre récepteur entrainant en rotation une ou plusieurs roues motrices.Most electric motor vehicles include a gearbox having a single transmission ratio, predefined and fixed, between the movement of a motor shaft actuated by the rotation of the rotor and the movement of a driven shaft rotating one or multiple wheel drive.

La valeur réelle du rapport entre la vitesse moyenne de rotation du rotor au cours d’un intervalle de temps prédéfini (en tant que « première mesure issue du premier capteur ») et la vitesse moyenne de rotation d’une roue motrice du véhicule (en tant que « deuxième mesure issue du deuxième capteur ») est alors constamment égale à une valeur prédéfinie unique.The actual value of the ratio between the average rotational speed of the rotor during a predefined time interval (as "first measurement from the first sensor") and the average rotational speed of a driving wheel of the vehicle (as as long as "second measurement from the second sensor") is then constantly equal to a unique predefined value.

Dans le cas d’une boite de vitesses comprenant une pluralité de rapports de transmission, la valeur réelle est variable parmi une pluralité de valeurs prédéfinies chacune correspondant à un des rapports de transmission.In the case of a gearbox comprising a plurality of transmission ratios, the actual value is variable among a plurality of predefined values each corresponding to one of the transmission ratios.

Dans ce mode particulier, le dispositif de contrôle compare la deuxième mesure issue du deuxième capteur à la première mesure issue du premier capteur.In this particular mode, the control device compares the second measurement from the second sensor with the first measurement from the first sensor.

Si le rapport entre les deux mesures correspond à la valeur prédéfinie, aucun signal d’alerte n’est généré.If the ratio between the two measurements matches the predefined value, no alert signal is generated.

En revanche, si le rapport entre les deux mesures ne correspond pas à la valeur prédéfinie, alors le dispositif de contrôle identifie un défaut de sécurité du véhicule qui peut être :

  • une anomalie de la transmission de puissance du moteur à la roue motrice,
  • ou une usure excessive d’un pneu d’une roue,
  • ou une défaillance du premier ou du deuxième capteur.
On the other hand, if the ratio between the two measurements does not correspond to the predefined value, then the control device identifies a safety defect of the vehicle which can be:
  • an anomaly in the transmission of power from the engine to the drive wheel,
  • or excessive wear of a tire of a wheel,
  • or a failure of the first or second sensor.

Par exemple, en cas d’anomalie de transmission, le couple moteur n’est pas correctement transmis à la roue motrice, ainsi le rapport entre la vitesse moyenne de rotation du rotor et la vitesse moyenne de rotation de la roue motrice augmente. Une anomalie de transmission survient généralement de manière brusque, ainsi il peut être prévu que le dispositif de contrôle identifie un tel défaut de sécurité lorsque le rapport entre la vitesse moyenne de rotation du rotor et la vitesse moyenne de rotation de la roue motrice augmente brutalement.For example, in the event of a transmission anomaly, the engine torque is not correctly transmitted to the driving wheel, thus the ratio between the average speed of rotation of the rotor and the average speed of rotation of the driving wheel increases. A transmission anomaly generally occurs abruptly, so it can be expected that the control device identifies such a safety fault when the ratio between the average speed of rotation of the rotor and the average speed of rotation of the driving wheel increases suddenly.

Par exemple, en cas d’usure d’un pneu d’une roue, le sol exerce sur le pneu une force de frottement accrue, qui freine la rotation de la roue. Ainsi, la vitesse moyenne de rotation de la roue diminue, donc le rapport entre la vitesse moyenne de rotation du rotor et la vitesse moyenne de rotation de la roue augmente. L’usure du pneu de la roue étant progressive dans le temps, ce rapport augmente également de manière progressive dans le temps. Il peut être prévu que le dispositif de contrôle identifie un tel défaut de sécurité uniquement lorsque ce rapport dépasse un seuil prédéfini correspondant à une usure excessive du pneu.For example, if a tire on a wheel wears out, the ground exerts an increased frictional force on the tire, which slows the rotation of the wheel. Thus, the average speed of rotation of the wheel decreases, therefore the ratio between the average speed of rotation of the rotor and the average speed of rotation of the wheel increases. As wheel tire wear is progressive over time, this ratio also increases gradually over time. Provision may be made for the monitoring device to identify such a safety defect only when this ratio exceeds a predefined threshold corresponding to excessive tire wear.

Le dispositif de contrôle génère alors un signal d’alerte. Le signal d’alerte est un signal électrique destiné à commander un dispositif du véhicule, distinct du moteur, pour :

  • émettre une alerte visuelle, le dispositif étant un voyant d’alerte,
  • et/ou émettre une alerte audio, telle qu’un bip d’alerte, le dispositif étant un haut-parleur.
The control device then generates an alert signal. The warning signal is an electrical signal intended to control a vehicle device, separate from the engine, to:
  • issue a visual alert, the device being a warning light,
  • and/or emitting an audio alert, such as an alert beep, the device being a speaker.

Par exemple, en cas de défaut de sécurité détecté correspondant à une anomalie de la transmission d’une voiture automobile à moteur électrique, il peut être prévu d’allumer ou de faire clignoter un voyant sur le tableau de bord de la voiture automobile pour signaler l’anomalie de transmission au conducteur.For example, in the event of a detected safety defect corresponding to an anomaly in the transmission of a motor car with an electric motor, it may be provided to light up or flash a warning light on the dashboard of the motor car to signal the anomaly of transmission to the driver.

De manière générale, la comparaison instantanée ou répétée dans le temps des mesures issues du premier et du deuxième capteur permet d’identifier la nature d’un défaut de sécurité du véhicule et de signaler ce défaut via le signal d’alerte.In general, the instantaneous or repeated comparison over time of the measurements from the first and the second sensor makes it possible to identify the nature of a safety defect of the vehicle and to signal this defect via the alert signal.

Dans un autre mode particulier d’une telle réalisation, le deuxième capteur est un odomètre.In another particular mode of such an embodiment, the second sensor is an odometer.

Un odomètre est un capteur de position angulaire relié à un élément du véhicule entrainé en rotation par le moteur électrique.An odometer is an angular position sensor connected to an element of the vehicle driven in rotation by the electric motor.

Typiquement, sur une voiture automobile, un odomètre mesure la position angulaire d’un élément de la transmission et associe cette position à une distance parcourue.Typically, on a motor car, an odometer measures the angular position of an element of the transmission and associates this position with a distance traveled.

Typiquement, sur une bicyclette, un odomètre est un dispositif fixé à un rayon d’une roue comprenant un doigt apte à incrémenter un compteur lors de chaque passage du doigt en face d’au moins une position angulaire prédéterminée. Ainsi, dans cet exemple, l’odomètre est un capteur de position angulaire d’une roue de la bicyclette.Typically, on a bicycle, an odometer is a device attached to a spoke of a wheel comprising a finger capable of incrementing a counter each time the finger passes over at least one predetermined angular position. Thus, in this example, the odometer is an angular position sensor of a wheel of the bicycle.

De manière générale, comparativement à la mesure fournie par un capteur de position angulaire d’une roue motrice du véhicule telle que décrite précédemment, la mesure de position angulaire fournie par l’odomètre est traitée de manière similaire en tant que « deuxième mesure issue d’un deuxième capteur » par le dispositif de contrôle du moteur et permet d’identifier les mêmes défauts de sécurité du véhicule que décrits précédemment.In general, compared to the measurement provided by an angular position sensor of a drive wheel of the vehicle as described previously, the angular position measurement provided by the odometer is treated in a similar manner as "second measurement resulting from 'a second sensor' by the engine control device and makes it possible to identify the same vehicle safety faults as previously described.

Dans un autre mode particulier d’une telle réalisation, le deuxième capteur est un récepteur de position de type GPS. Un tel récepteur est apte à mesurer une vitesse du véhicule, indépendamment de la vitesse de rotation des roues du véhicule ou de la vitesse de rotation du stator du moteur électrique. Le deuxième capteur peut alternativement être une caméra du véhicule configurée pour remplir le rôle d’un récepteur de position.In another particular mode of such an embodiment, the second sensor is a GPS-type position receiver. Such a receiver is capable of measuring a speed of the vehicle, independently of the speed of rotation of the wheels of the vehicle or of the speed of rotation of the stator of the electric motor. The second sensor can alternatively be a vehicle camera configured to act as a position receiver.

Dans ce mode particulier, la comparaison effectuée par le dispositif de contrôle entre la première mesure issue du premier capteur et la deuxième mesure issue du deuxième capteur permet d’identifier un risque de perte d’adhérence entre une roue motrice du véhicule et le sol. Une telle perte d’adhérence peut se produire par exemple en cas d’accélération importante ou de freinage intense sur un sol peu adhérent.In this particular mode, the comparison made by the control device between the first measurement from the first sensor and the second measurement from the second sensor makes it possible to identify a risk of loss of grip between a driving wheel of the vehicle and the ground. Such a loss of grip can occur, for example, in the event of strong acceleration or intense braking on poorly adherent ground.

En situation d’adhérence normale, la vitesse de rotation de la ou des roues motrices du véhicule est en effet proportionnelle à la vitesse du véhicule. La valeur réelle du rapport entre la première mesure issue du premier capteur et la deuxième mesure issue du deuxième capteur est alors constamment égale à une valeur prédéfinie.In a situation of normal adhesion, the speed of rotation of the driving wheel(s) of the vehicle is in fact proportional to the speed of the vehicle. The actual value of the ratio between the first measurement from the first sensor and the second measurement from the second sensor is then constantly equal to a predefined value.

Cependant, en situation d’adhérence précaire, la vitesse de rotation de la ou des roues motrices n’est pas proportionnelle à la vitesse du véhicule.However, in a precarious grip situation, the speed of rotation of the drive wheel(s) is not proportional to the speed of the vehicle.

Par exemple, en cas d’accélération importante sur sol peu adhérent, un phénomène de patinage peut se produire, le véhicule restant immobile bien que la ou les roues motrices du véhicule soient en rotation.For example, in the event of significant acceleration on loose ground, a skidding phenomenon may occur, the vehicle remaining stationary although the driving wheel(s) of the vehicle are rotating.

De même, en cas de vitesse excessive dans un virage serré, une ou plusieurs roues arrière du véhicule poursuivent leur rotation tout en glissant vers l’extérieur du virage et sans participer à la poursuite du mouvement du véhicule vers l’avant.Similarly, in the event of excessive speed in a tight bend, one or more rear wheels of the vehicle continue their rotation while sliding towards the outside of the bend and without participating in the continuation of the forward movement of the vehicle.

A l’inverse, en cas de freinage intense sur sol peu adhérent, un phénomène de blocage d’une ou des roues peut se produire, le véhicule continuant à avancer par glissement de la ou les roues motrices du véhicule sur le sol bien que leur rotation soit stoppée.Conversely, in the event of intense braking on poorly adherent ground, a phenomenon of locking of one or more wheels may occur, the vehicle continuing to move forward by sliding of the driving wheel(s) of the vehicle on the ground although their rotation is stopped.

Dans ces situations d’adhérence précaire, la valeur réelle du rapport entre la première mesure issue du premier capteur et la deuxième mesure issue du deuxième capteur diffère de la valeur prédéfinie. Le dispositif de contrôle détecte un écart et génère alors un signal d’alerte. Le signal d’alerte est un signal électrique destiné à commander un dispositif du véhicule, distinct du moteur, pour :

  • émettre une alerte visuelle, le dispositif étant un voyant d’alerte,
  • et/ou émettre une alerte audio, telle qu’un bip d’alerte, le dispositif étant un haut-parleur.
In these precarious grip situations, the actual value of the ratio between the first measurement from the first sensor and the second measurement from the second sensor differs from the predefined value. The control device detects a deviation and then generates an alert signal. The warning signal is an electrical signal intended to control a vehicle device, separate from the engine, to:
  • issue a visual alert, the device being a warning light,
  • and/or emitting an audio alert, such as an alert beep, the device being a speaker.

Dans un mode de réalisation, le dispositif du véhicule distinct du moteur est un dispositif de sécurité active agencé pour corriger une trajectoire du véhicule en fonction du signal d’alerte.In one embodiment, the device of the vehicle separate from the engine is an active safety device arranged to correct a trajectory of the vehicle according to the warning signal.

La correction de trajectoire est effectuée par le dispositif de sécurité active afin de récupérer l’adhérence:

  • en contrôlant la vitesse angulaire d’une ou plusieurs roues,
  • et/ou en contrôlant la direction du véhicule ;
  • et/ou en contrôlant la puissance du moteur.
Trajectory correction is performed by the active safety device in order to recover grip:
  • by controlling the angular speed of one or more wheels,
  • and/or by controlling the direction of the vehicle;
  • and/or by controlling engine power.

Ainsi, il est possible de tirer parti des mesures de position angulaire relative du rotor par rapport au stator effectuées par un capteur interne au moteur et habituellement dédiées au pilotage du moteur, dans le but additionnel de détecter une perte d’adhérence pour la signaler ou pour corriger une trajectoire du véhicule de manière à récupérer l’adhérence.Thus, it is possible to take advantage of the measurements of the relative angular position of the rotor with respect to the stator carried out by a sensor internal to the engine and usually dedicated to controlling the engine, with the additional aim of detecting a loss of grip in order to signal it or to correct a trajectory of the vehicle so as to recover grip.

Dans le cas où le véhicule est une motocyclette à moteur électrique freinant brusquement, entraînant une perte d’adhérence de la roue avant, il peut être prévu que le dispositif de sécurité active limite la décélération de la roue avant afin de récupérer l’adhérence et éviter une chute du motocycliste.In the case where the vehicle is a motorcycle with an electric motor braking suddenly, causing a loss of grip of the front wheel, it may be provided that the active safety device limits the deceleration of the front wheel in order to recover the grip and prevent the motorcyclist from falling.

Dans le cas où le véhicule est une voiture automobile à moteur électrique ayant une vitesse excessive dans un virage serré entraînant un dérapage incontrôlé du train arrière (survirage), il peut être prévu que le dispositif de sécurité active actionne un freinage de la roue avant extérieure de manière à récupérer la maîtrise de la trajectoire et mettre fin au survirage.In the case where the vehicle is a motor car with an electric motor having excessive speed in a tight bend causing an uncontrolled skid of the rear axle (oversteer), it may be provided that the active safety device actuates a braking of the outer front wheel so as to recover control of the trajectory and put an end to the oversteer.

Dans le cas où au contraire le train avant dérive davantage que le train arrière (sous-virage), il peut être prévu que le dispositif de sécurité active actionne un freinage de la roue arrière intérieure de manière à récupérer la maîtrise de la trajectoire et éviter une sortie de route.If, on the contrary, the front axle drifts more than the rear axle (understeer), it may be provided that the active safety device actuates braking of the inner rear wheel so as to regain control of the trajectory and avoid a road exit.

Dans une réalisation, le véhicule comporte une pluralité de roues motrices comportant chacune un deuxième capteur de position angulaire de la roue et le dispositif de sécurité active est agencé pour corriger une vitesse angulaire de chaque roue en fonction du signal d’alerte.In one embodiment, the vehicle comprises a plurality of drive wheels each comprising a second wheel angular position sensor and the active safety device is arranged to correct an angular speed of each wheel as a function of the warning signal.

Par exemple, le véhicule peut être une voiture automobile à moteur électrique dont les deux roues avant sont motrices, l’usure du pneu de la roue avant gauche étant excessive et l’usure du pneu de la roue avant droite étant comparativement plus faible.For example, the vehicle may be an electric-powered automobile with both front wheels driven, the tire wear of the left front wheel being excessive, and the tire wear of the right front wheel being comparatively less.

Dans cet exemple, la force de frottement entre le sol et le pneu de la roue avant gauche est plus forte que la force de frottement entre le sol et le pneu de la roue avant droite. Ainsi, la vitesse de rotation de la roue avant gauche est plus faible que la vitesse de rotation de la roue avant droite. Le dispositif de contrôle du moteur du véhicule génère, sur la base de la comparaison entre les mesures issues du premier capteur et du deuxième capteur de la roue avant gauche, un signal d’alerte indiquant que l’usure du pneu de la roue avant gauche est excessive. Sur la base du signal d’alerte généré, un correcteur électronique de trajectoire (en tant que « dispositif de sécurité active ») commande le frein de la roue avant droite de manière à corriger la différence de vitesse angulaire entre la roue avant gauche et la roue avant droite.In this example, the frictional force between the ground and the tire of the left front wheel is stronger than the frictional force between the ground and the tire of the right front wheel. Thus, the rotational speed of the left front wheel is lower than the rotational speed of the right front wheel. The vehicle engine control device generates, on the basis of the comparison between the measurements from the first sensor and the second sensor of the left front wheel, a warning signal indicating that the wear of the tire of the left front wheel is excessive. Based on the generated warning signal, an electronic trajectory corrector (as an "active safety device") controls the brake of the right front wheel so as to correct the difference in angular speed between the left front wheel and the right front wheel.

De manière générale, la correction de la vitesse angulaire de chaque roue motrice sur la base du signal d’alerte permet de contrôler automatiquement la trajectoire du véhicule et d’assurer la sécurité.Generally speaking, correcting the angular speed of each drive wheel based on the warning signal can automatically control the vehicle's trajectory and ensure safety.

Dans une réalisation, le premier capteur de position angulaire est positionné sur une roue du véhicule pour mesurer une position angulaire de la roue et déterminer ladite estimation de position angulaire relative du rotor par rapport au stator du moteur électrique, et de là, piloter le fonctionnement du moteur électrique en fonction de ladite estimation de position angulaire, tandis que le moteur électrique est dénué de capteur de position angulaire.In one embodiment, the first angular position sensor is positioned on a wheel of the vehicle to measure an angular position of the wheel and to determine said estimate of the relative angular position of the rotor with respect to the stator of the electric motor, and from there to control the operation of the electric motor as a function of said angular position estimate, while the electric motor has no angular position sensor.

Par exemple, le véhicule est une bicyclette à moteur électrique. Dans cet exemple, le premier capteur de position angulaire est un simple odomètre normalement prévu pour mesurer la position angulaire d’une roue du véhicule et pour déterminer sur la base de cette mesure de position angulaire une distance parcourue par la bicyclette. Connaissant le facteur démultiplicateur de transmission de la bicyclette électrique, cette mesure de position angulaire est convertie en une estimation de position angulaire du rotor par rapport au stator du moteur électrique. Le facteur démultiplicateur peut être fixe. Alternativement, la bicyclette électrique peut comprendre un sélecteur numérique de vitesse apte à sélectionner une vitesse caractérisée par un facteur démultiplicateur de transmission et transmettre ce facteur démultiplicateur au dispositif de contrôle du moteur électrique. Sur la base de cette estimation de position angulaire, le dispositif de contrôle du moteur pilote le fonctionnement du moteur.For example, the vehicle is an electric motor bicycle. In this example, the first angular position sensor is a simple odometer normally provided to measure the angular position of a wheel of the vehicle and to determine on the basis of this angular position measurement a distance traveled by the bicycle. Knowing the transmission reduction factor of the electric bicycle, this angular position measurement is converted into an estimate of the angular position of the rotor relative to the stator of the electric motor. The multiplier factor can be fixed. Alternatively, the electric bicycle may comprise a digital speed selector capable of selecting a speed characterized by a transmission reduction factor and transmitting this reduction factor to the electric motor control device. Based on this angular position estimate, the motor control device controls the operation of the motor.

Ainsi, le moteur électrique, même dénué de capteur de position angulaire, peut être piloté de manière fiable grâce à l’emploi du premier capteur externe au moteur.Thus, the electric motor, even without an angular position sensor, can be controlled reliably thanks to the use of the first sensor external to the motor.

De manière générale, il est possible d’équiper un véhicule d’un moteur électrique dénué de capteur de position angulaire, donc ayant un coût de production et de maintenance réduit par rapport à un moteur comprenant un capteur de position angulaire tout en étant plus compact.In general, it is possible to equip a vehicle with an electric motor devoid of an angular position sensor, therefore having a reduced production and maintenance cost compared to a motor comprising an angular position sensor while being more compact. .

Dans un mode particulier d’une telle réalisation, le dispositif du véhicule est un indicateur de vitesse courante du véhicule et le dispositif de contrôle est apte à piloter, outre le moteur, l’indicateur de vitesse courante, en fonction de ladite estimation de position.In a particular embodiment of such an embodiment, the device of the vehicle is a current speed indicator of the vehicle and the control device is able to control, in addition to the engine, the current speed indicator, according to said position estimate .

En reprenant l’exemple ci-dessus de l’odomètre en tant que « premier capteur de position angulaire » d’une bicyclette à moteur électrique, la mesure de position angulaire de la roue du véhicule peut également être transmise à un indicateur de vitesse courante. En effet, la vitesse moyenne du véhicule au cours d’un laps de temps prédéterminé correspond à la distance parcourue par la bicyclette au cours de ce laps de temps. Ainsi, l’indicateur de vitesse courante peut déterminer la vitesse courante de la bicyclette sur la base de la première mesure fournie par le premier capteur et d’une mesure temporelle fournie par exemple par une horloge interne à l’indicateur de vitesse courante.Returning to the above example of the odometer as the "first angular position sensor" of an electric motor bicycle, the measurement of the angular position of the wheel of the vehicle can also be transmitted to a current speedometer . Indeed, the average speed of the vehicle during a predetermined period of time corresponds to the distance traveled by the bicycle during this period of time. Thus, the current speed indicator can determine the current speed of the bicycle on the basis of the first measurement provided by the first sensor and a time measurement provided for example by a clock internal to the current speed indicator.

De manière générale, une mesure unique fournie par un capteur unique (le premier capteur de position) est utilisée pour piloter à la fois le moteur du véhicule et l’indicateur de vitesse courante du véhicule. Ainsi, le coût de production du véhicule est minimisé par la présence d’un seul capteur mutualisé entre le moteur et l’indicateur de vitesse courante au lieu de deux capteurs dédiés.In general, a single measurement provided by a single sensor (the first position sensor) is used to drive both the vehicle engine and the current vehicle speed indicator. Thus, the vehicle production cost is minimized by the presence of a single shared sensor between the engine and the current speedometer instead of two dedicated sensors.

Dans un mode de réalisation :

  • le véhicule comporte un deuxième moteur électrique, et
  • le dispositif du véhicule, distinct du moteur, est un dispositif de contrôle du deuxième moteur électrique apte à piloter un fonctionnement du deuxième moteur électrique en fonction de ladite estimation de position.
In one embodiment:
  • the vehicle has a second electric motor, and
  • the vehicle device, separate from the motor, is a control device for the second electric motor capable of controlling an operation of the second electric motor as a function of said position estimate.

Par exemple, le véhicule à moteur électrique peut comprendre un premier moteur électrique et un deuxième moteur électrique en prise avec un même arbre de transmission. Un capteur de position angulaire fournit une estimation de position relative d’un rotor par rapport à un stator du premier moteur électrique.For example, the electric motor vehicle may include a first electric motor and a second electric motor engaged with a same transmission shaft. An angular position sensor provides an estimate of the relative position of a rotor with respect to a stator of the first electric motor.

Dans cet exemple, l’estimation de position relative telle que fournie par le capteur de position angulaire peut être utilisée pour piloter le fonctionnement du premier moteur électrique et le fonctionnement du deuxième moteur électrique par le biais de séquences de commutation respectivement synchronisées.In this example, the relative position estimate as provided by the angular position sensor can be used to drive the operation of the first electric motor and the operation of the second electric motor through respectively synchronized switching sequences.

Par exemple, le véhicule à moteur électrique peut être un deux-roues possédant :

  • un premier moteur électrique placé dans la roue avant et entraînant la rotation de la roue avant,
  • et un deuxième moteur électrique placé dans la roue arrière et entraînant la rotation de la roue arrière.
For example, the electric motor vehicle may be a two-wheeler having:
  • a first electric motor placed in the front wheel and driving the rotation of the front wheel,
  • and a second electric motor placed in the rear wheel and driving the rotation of the rear wheel.

Dans cet exemple, le premier moteur électrique est piloté sur la base d’une estimation de position relative d’un rotor par rapport à un stator du premier moteur électrique. Une telle estimation de position relative est fournie par un capteur de position angulaire, qui classiquement est un capteur à effet Hall présent dans le premier moteur électrique. De plus, un tel capteur permet de déterminer une variation de position relative du rotor par rapport au stator, d’où une variation associée de position angulaire de la roue avant. Il est généralement souhaitable que la vitesse de rotation de la roue avant et de la roue arrière soient égales. Ainsi, il est possible de déterminer une vitesse de rotation désirée pour la roue arrière sur la base de l’estimation de position relative. Ainsi, il est possible, à partir de la vitesse de rotation désirée de la roue arrière, de déterminer une vitesse de rotation désirée du rotor par rapport au stator du deuxième moteur électrique.In this example, the first electric motor is controlled on the basis of an estimate of the relative position of a rotor with respect to a stator of the first electric motor. Such a relative position estimate is supplied by an angular position sensor, which conventionally is a Hall effect sensor present in the first electric motor. In addition, such a sensor makes it possible to determine a variation in the relative position of the rotor with respect to the stator, hence an associated variation in the angular position of the front wheel. It is generally desirable that the speed of rotation of the front wheel and the rear wheel be equal. Thus, it is possible to determine a desired rotational speed for the rear wheel based on the relative position estimation. Thus, it is possible, from the desired rotational speed of the rear wheel, to determine a desired rotational speed of the rotor relative to the stator of the second electric motor.

Dans cet exemple, l’estimation de position relative fournie par le capteur de position angulaire est utilisée pour piloter non seulement le fonctionnement du premier moteur électrique, mais aussi le fonctionnement du deuxième moteur électrique de manière à obtenir la vitesse de rotation désirée pour la roue arrière.In this example, the relative position estimate provided by the angular position sensor is used to control not only the operation of the first electric motor, but also the operation of the second electric motor so as to obtain the desired rotational speed for the wheel back.

Un autre aspect de l’invention est un véhicule à moteur électrique comprenant le système d’acquisition et de contrôle précité..Another aspect of the invention is an electric motor vehicle comprising the aforementioned acquisition and control system.

Un autre aspect de l’invention est un procédé d’acquisition et de contrôle pour véhicule à moteur électrique, le procédé comprenant :

  • obtenir, par un premier capteur de position angulaire, une estimation de position relative d’un rotor du moteur électrique par rapport à un stator du moteur électrique,
  • piloter, par un dispositif de contrôle du moteur électrique, un fonctionnement du moteur électrique en fonction de ladite estimation de position,
  • et piloter, par le dispositif de contrôle du moteur électrique, un dispositif du véhicule, distinct du moteur, en fonction de ladite estimation de position.
Another aspect of the invention is an acquisition and control method for an electric motor vehicle, the method comprising:
  • obtain, by a first angular position sensor, an estimate of the relative position of a rotor of the electric motor with respect to a stator of the electric motor,
  • controlling, by a device for controlling the electric motor, an operation of the electric motor as a function of said position estimate,
  • and driving, by the electric motor control device, a device of the vehicle, separate from the motor, as a function of said position estimate.

Un autre aspect de l’invention est un circuit de traitement comprenant un processeur connecté à une mémoire et à au moins une interface de communication avec un dispositif de contrôle d’un moteur électrique et au moins un dispositif du véhicule distinct du moteur, le circuit de traitement étant configuré pour réaliser les étapes du procédé d’acquisition et de contrôle précité.Another aspect of the invention is a processing circuit comprising a processor connected to a memory and to at least one communication interface with a device for controlling an electric motor and at least one device of the vehicle separate from the motor, the circuit processing being configured to carry out the steps of the aforementioned acquisition and control method.

Comme illustré sur la , un tel circuit de traitement CT peut comporter à titre d’exemple :
- une interface de communication INT avec un dispositif de contrôle CTR d’un moteur électrique et avec au moins un dispositif DISP du véhicule distinct du moteur, au moins un desdits dispositifs comprenant au moins un capteur de position angulaire indiquant une estimation de position relative du rotor du moteur électrique par rapport au stator du moteur électrique, pour :

  • recevoir (REC) ladite estimation de position relative,
  • délivrer un premier signal de commande (COM1) destiné à piloter le moteur électrique sur la base de ladite estimation de position relative,
  • et délivrer au moins un deuxième signal de commande (COM2) destiné à piloter au moins un dispositif du véhicule distinct du moteur sur la base de ladite estimation de position relative, ce deuxième signal de commande pouvant entraîner par exemple un freinage des roues et/ou une activation d’un signal d’alerte et/ou un affichage d’une information d’assistance à la navigation, etc.
- une mémoire MEM pour stocker notamment ladite estimation de position angulaire, et les données d’un programme informatique décrit ci-après ;
- et un processeur PROC coopérant avec la mémoire MEM pour lire les données du programme et exécuter le procédé d’acquisition et de contrôle ci-avant.As illustrated on the , such a processing circuit CT may comprise, by way of example:
- a communication interface INT with a control device CTR of an electric motor and with at least one device DISP of the vehicle separate from the motor, at least one of said devices comprising at least one angular position sensor indicating an estimate of the relative position of the rotor of the electric motor with respect to the stator of the electric motor, for:
  • receiving (REC) said relative position estimate,
  • delivering a first control signal (COM1) intended to control the electric motor on the basis of said relative position estimate,
  • and delivering at least one second control signal (COM2) intended to control at least one device of the vehicle distinct from the engine on the basis of said relative position estimate, this second control signal being able to cause, for example, braking of the wheels and/or activation of an alert signal and/or display of navigation assistance information, etc.
- A memory MEM for storing in particular said angular position estimate, and the data of a computer program described below;
- And a processor PROC cooperating with the memory MEM to read the program data and execute the above acquisition and control method.

Un autre aspect de l’invention est un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé d’acquisition et de contrôle précité, lorsque lesdites instructions sont exécutées par un processeur.Another aspect of the invention is a computer program comprising instructions for implementing the aforementioned acquisition and control method, when said instructions are executed by a processor.

Une forme d’ordinogramme d’un algorithme général d’un programme informatique, dans un exemple de réalisation, pour la mise en œuvre du procédé proposé est illustrée en .A form of flowchart of a general algorithm of a computer program, in an exemplary embodiment, for the implementation of the proposed method is illustrated in .

Le programme informatique met en œuvre :

  • une réception MES θ(t) d’au moins une première mesure par un premier capteur de position angulaire,
  • une estimation ESTIM ROT/STAT d’une position angulaire relative du rotor par rapport au stator du moteur électrique sur la base au moins de la première mesure,
  • un pilotage PIL1 du moteur électrique par un dispositif de contrôle du moteur électrique sur la base d’une association de l’estimation avec une table de correspondance TAB, le pilotage PIL1 comprenant une commutation COMMUT MOT du moteur électrique
  • et un pilotage PIL2 d’un dispositif du véhicule, distinct du moteur, sur la base d’une association de l’estimation avec une table de correspondance TAB, le pilotage PIL2 comprenant par exemple une détermination d’une distance DIST et/ou d’une vitesse VIT et un affichage AFF de cette distance et/ou vitesse.
The computer program implements:
  • a reception MES θ(t) of at least a first measurement by a first angular position sensor,
  • an ESTIM ROT/STAT estimation of a relative angular position of the rotor with respect to the stator of the electric motor on the basis of at least the first measurement,
  • a piloting PIL1 of the electric motor by a device for controlling the electric motor on the basis of an association of the estimate with a correspondence table TAB, the piloting PIL1 comprising a COMMUT MOT switching of the electric motor
  • and a piloting PIL2 of a device of the vehicle, distinct from the engine, on the basis of an association of the estimate with a correspondence table TAB, the piloting PIL2 comprising for example a determination of a distance DIST and/or of a speed VIT and a display AFF of this distance and/or speed.

Le premier capteur de position angulaire peut désigner par exemple un capteur de position angulaire monté dans le moteur électrique. La première mesure est alors une mesure permettant directement d’estimer la position angulaire relative du rotor par rapport au stator du moteur électrique.The first angular position sensor may designate for example an angular position sensor mounted in the electric motor. The first measurement is then a measurement allowing directly to estimate the relative angular position of the rotor with respect to the stator of the electric motor.

Alternativement, le premier capteur de position angulaire peut désigner un capteur monté dans un dispositif distinct du moteur et mesurant une position angulaire d’une pièce entraînée en rotation par le couple du moteur électrique, c’est-à-dire par l’effet de la rotation du rotor du moteur électrique. La première mesure est alors une mesure permettant indirectement d’estimer la position angulaire relative du rotor par rapport au stator du moteur électrique.Alternatively, the first angular position sensor may designate a sensor mounted in a device separate from the motor and measuring an angular position of a part driven in rotation by the torque of the electric motor, that is to say by the effect of the rotation of the rotor of the electric motor. The first measurement is then a measurement allowing indirectly to estimate the relative angular position of the rotor with respect to the stator of the electric motor.

D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :Other characteristics, details and advantages will appear on reading the detailed description below, and on analyzing the appended drawings, in which:

Fig. 1Fig. 1

illustre une voiture automobile à moteur électrique comprenant un système de contrôle et d’acquisition selon un exemple de réalisation de l’invention. illustrates a motor car with an electric motor comprising a control and acquisition system according to an embodiment of the invention.

Fig. 2Fig. 2

illustre un dispositif de contrôle d’un moteur électrique de la voiture automobile représentée en [Fig. 1]. illustrates a device for controlling an electric motor of the motor car shown in [Fig. 1].

Fig. 3Fig. 3

illustre un dispositif de correction électronique de trajectoire de la voiture automobile représentée en [Fig. 1]. illustrates an electronic trajectory correction device of the motor car shown in [Fig. 1].

Fig. 4Fig. 4

illustre une bicyclette à moteur électrique comprenant un système de contrôle et d’acquisition selon un exemple de réalisation de l’invention. illustrates an electric motor bicycle comprising a control and acquisition system according to an embodiment of the invention.

Fig. 5Fig. 5

illustre un circuit de traitement dans un exemple de réalisation, pour la mise en œuvre du procédé proposé. illustrates a processing circuit in an exemplary embodiment, for the implementation of the proposed method.

Fig. 6Fig. 6

illustre une forme d’ordinogramme d’un algorithme général d’un programme informatique, dans un exemple de réalisation, pour la mise en œuvre du procédé proposé. illustrates a form of flowchart of a general algorithm of a computer program, in an exemplary embodiment, for the implementation of the proposed method.

La représente une voiture automobile montée sur roues dont la propulsion est assurée par un moteur électrique MOT. La puissance mécanique fournie par le moteur électrique MOT est transmise aux roues avant RAV, motrices, de la voiture automobile.There represents a motor car mounted on wheels whose propulsion is ensured by an electric motor MOT. The mechanical power provided by the electric motor MOT is transmitted to the front wheels RAV, driving, of the motor vehicle.

La voiture automobile dispose en outre d’un ordinateur de bord ou unité de contrôle électronique ECU (Electronic Control Unit) destiné à gérer différentes fonctions du véhicule. L’ordinateur de bord ECU est relié à un tableau de bord TBL pour afficher des informations de base (distance parcourue, vitesse moyenne, etc.) et pour activer si nécessaire des témoins visuels d’alerte, d’avertissement et de signalisation et/ou un avertissement sonore.The motor car also has an on-board computer or electronic control unit ECU (Electronic Control Unit) intended to manage various functions of the vehicle. The ECU on-board computer is linked to a TBL dashboard to display basic information (distance travelled, average speed, etc.) and to activate, if necessary, visual alert, warning and signaling indicators and/ or an audible warning.

L’ordinateur de bord, en tant que « système d’acquisition et de contrôle », comprend notamment :
- un dispositif de contrôle du moteur électrique,
- quatre dispositifs distincts du moteur électrique, qui sont :

  • un odomètre,
  • un indicateur de vitesse courante,
  • un dispositif d’assistance à la navigation,
  • et un dispositif de sécurité active.
The on-board computer, as an "acquisition and control system", includes in particular:
- a device for controlling the electric motor,
- four separate devices of the electric motor, which are:
  • an odometer,
  • a current speed indicator,
  • a navigation assistance device,
  • and an active safety device.

Ces cinq dispositifs sont configurés pour se transmettre mutuellement des données par multiplexage via au moins un câble du type bus de données CAN. Typiquement, dans le cas où le dispositif distinct du moteur électrique est un dispositif critique du véhicule, tel qu’un dispositif de type ABS ou ESP, il est prévu un bus de données indépendant de manière à optimiser la sûreté et à minimiser la latence dans la transmission des données.These five devices are configured to mutually transmit data by multiplexing via at least one cable of the CAN data bus type. Typically, in the case where the device separate from the electric motor is a critical device of the vehicle, such as an ABS or ESP type device, an independent data bus is provided so as to optimize safety and minimize latency in data transmission.

Dans la suite de ce document, le fonctionnement de chacun de ces cinq dispositifs est décrit en considérant d’abord chaque dispositif en isolation, puis en considérant l’interaction entre les différents dispositifs.In the rest of this document, the operation of each of these five devices is described by first considering each device in isolation, then by considering the interaction between the different devices.

La détaille le fonctionnement du moteur électrique et du dispositif de contrôle du moteur électrique.There details the operation of the electric motor and the electric motor control device.

En l’espèce, le moteur électrique MOT est une machine électrique tournante du type moteur sans balais (ou « brushless ») à rotor interne (ou « inrunner »). Le moteur électrique comprend une partie mobile en rotation autour d’un axe ou rotor ROT, agencé à l’intérieur d’une partie fixe ou stator STAT. Le rotor ROT constitué de deux aimants permanents a la forme d’un disque ayant deux paires de pôles représentés par les lettres N et S sur la ).In this instance, the electric motor MOT is a rotating electric machine of the brushless (or “brushless”) motor type with an internal rotor (or “inrunner”). The electric motor comprises a mobile part in rotation around an axis or rotor ROT, arranged inside a fixed part or stator STAT. The ROT rotor made up of two permanent magnets has the shape of a disc having two pairs of poles represented by the letters N and S on the ).

Le stator STAT comprend trois bobines BOB1, BOB2, BOB3 alimentées de façon séquentielle. Cela crée un champ magnétique tournant à la même fréquence que les tensions d’alimentation. Les aimants permanents du rotor ROT tendent à chaque instant à s’orienter dans le sens du champ magnétique. Pour que le moteur MOT brushless tourne, les tensions d’alimentation doivent être adaptées continuellement pour que le champ reste en avance sur la position du rotor ROT de façon à créer un couple moteur.The stator STAT comprises three coils BOB1, BOB2, BOB3 fed sequentially. This creates a rotating magnetic field at the same frequency as the supply voltages. The permanent magnets of the ROT rotor tend at all times to orient themselves in the direction of the magnetic field. For the brushless MOT motor to rotate, the supply voltages must be continuously matched to keep the field ahead of the ROT rotor position in order to create motor torque.

Trois capteurs à effet Hall CEH1, CEH2, CEH3 (ou capteurs électromagnétiques) sont agencés sur le stator STAT et sont utilisés pour connaitre à tout moment la position angulaire du rotor ROT relativement au stator STAT et adapter en conséquence l’alimentation des bobines BOB1, BOB2, BOB3 et le champ magnétique. Chaque capteur CEH détecte le passage d’un pôle magnétique d’un aimant permanent du rotor.Three Hall effect sensors CEH1, CEH2, CEH3 (or electromagnetic sensors) are arranged on the stator STAT and are used to know at any time the angular position of the rotor ROT relative to the stator STAT and adapt the supply of the coils BOB1 accordingly, BOB2, BOB3 and the magnetic field. Each CEH sensor detects the passage of a magnetic pole of a permanent magnet of the rotor.

Les trois capteurs à effet Hall CEH1, CEH2, CEH3 sont répartis angulairement de manière à renvoyer six combinaisons de signaux possibles pour l’ensemble des positions angulaires possibles du rotor, correspondant respectivement à la détection du passage d’un pôle N du rotor devant :

  • le capteur CEH1 seul,
  • le capteur CEH2 seul,
  • le capteur CEH3 seul,
  • les capteurs CEH1 et CEH2,
  • les capteurs CEH1 et CEH3,
  • et les capteurs CEH2 et CEH3.
The three Hall effect sensors CEH1, CEH2, CEH3 are angularly distributed so as to send back six possible combinations of signals for all the possible angular positions of the rotor, corresponding respectively to the detection of the passage of an N pole of the rotor in front of:
  • the CEH1 sensor alone,
  • the CEH2 sensor alone,
  • the CEH3 sensor alone,
  • the CEH1 and CEH2 sensors,
  • the CEH1 and CEH3 sensors,
  • and the CEH2 and CEH3 sensors.

A titre d’exemple, dans la position angulaire du rotor ROT représentée en , le passage d’un pôle N du rotor est détecté par les capteurs CEH1 et CEH2. Si de cette position, le rotor effectue un mouvement de 45° dans le sens horaire, le passage d’un pôle N du rotor est détecté seulement par le capteur CEH1.By way of example, in the angular position of the rotor ROT represented in , the passage of an N pole of the rotor is detected by the sensors CEH1 and CEH2. If from this position, the rotor performs a movement of 45° in the clockwise direction, the passage of an N pole of the rotor is detected only by the CEH1 sensor.

A partir de cette information un dispositif de contrôle du moteur électrique comprenant un premier circuit de traitement CT1 assure la commutation du courant électronique de manière séquentielle dans les trois bobines. Pour cela, le premier circuit de traitement CT1 dispose de six sorties Q1H_bit, Q1L_bit, Q2H_bit, Q2L_bit, Q3H_bit, Q3L_bit reliées à un circuit électronique représenté sur la comprenant six transistors TRQ1H, TRQ1L, TRQ2H, TRQ2L, TRQ3H, TRQ3L agissant comme interrupteurs électroniques. Chaque sortie pilote l’ouverture et la fermeture d’un interrupteur électronique respectif.Based on this information, a device for controlling the electric motor comprising a first processing circuit CT1 ensures the switching of the electronic current in a sequential manner in the three coils. For this, the first processing circuit CT1 has six outputs Q1H_bit, Q1L_bit, Q2H_bit, Q2L_bit, Q3H_bit, Q3L_bit connected to an electronic circuit represented on the comprising six transistors TRQ1H, TRQ1L, TRQ2H, TRQ2L, TRQ3H, TRQ3L acting as electronic switches. Each output controls the opening and closing of a respective electronic switch.

L’alimentation de chaque bobine BOB1 (ou « phase ») du stator est contrôlée par une paire d’interrupteurs électroniques, comprenant un premier et un deuxième interrupteurs électroniques TRQ1H, TRQ1L.The power supply to each coil BOB1 (or "phase") of the stator is controlled by a pair of electronic switches, comprising a first and a second electronic switch TRQ1H, TRQ1L.

Lorsque le premier interrupteur électronique TRQ1H est ouvert et le deuxième interrupteur électronique TRQ1L est fermé, une bobine BOB1 est reliée à la masse.When the first electronic switch TRQ1H is open and the second electronic switch TRQ1L is closed, a coil BOB1 is connected to ground.

Lorsque le premier interrupteur électronique TRQ1H est fermé et le deuxième interrupteur électronique TRQ1L est ouvert, la bobine BOB1 est reliée à la phase, ainsi une tension positive est appliquée à la bobine BOB1.When the first electronic switch TRQ1H is closed and the second electronic switch TRQ1L is open, the coil BOB1 is connected to the phase, thus a positive voltage is applied to the coil BOB1.

Lorsque le premier et le deuxième interrupteurs électroniques TRQ1H, TRQ1L sont tous deux ouverts, la bobine BOB1 n’est reliée ni à la phase ni à la masse.When the first and the second electronic switches TRQ1H, TRQ1L are both open, the coil BOB1 is neither connected to phase nor to ground.

Ainsi, il est possible de contrôler le champ magnétique généré par les trois bobines BOB1, BOB2, BOB3 du stator STAT en faisant varier chaque bobine entre trois états : reliée à la masse, reliée à la phase, ou reliée ni à la phase ni à la masse. Six combinaisons d’états sont possibles :

  • BOB1 reliée à la masse, BOB2 reliée à la phase et BOB3 non reliée,
  • BOB2 reliée à la masse, BOB1 reliée à la phase et BOB3 non reliée,
  • BOB1 reliée à la masse, BOB3 reliée à la phase et BOB2 non reliée,
  • BOB2 reliée à la masse, BOB3 reliée à la phase et BOB1 non reliée,
  • BOB3 reliée à la masse, BOB1 reliée à la phase et BOB2 non reliée,
  • et BOB3 reliée à la masse, BOB2 reliée à la phase et BOB1 non reliée.
Thus, it is possible to control the magnetic field generated by the three coils BOB1, BOB2, BOB3 of the stator STAT by varying each coil between three states: connected to ground, connected to the phase, or connected neither to the phase nor to the mass. Six combinations of states are possible:
  • BOB1 connected to ground, BOB2 connected to phase and BOB3 not connected,
  • BOB2 connected to ground, BOB1 connected to phase and BOB3 not connected,
  • BOB1 connected to ground, BOB3 connected to phase and BOB2 not connected,
  • BOB2 connected to ground, BOB3 connected to phase and BOB1 not connected,
  • BOB3 connected to ground, BOB1 connected to phase and BOB2 not connected,
  • and BOB3 connected to ground, BOB2 connected to phase and BOB1 not connected.

Le pilotage du moteur s’effectue à l’aide d’une table de commutation, selon laquelle à chaque combinaison de signaux issue des capteurs à effet Hall CEH1, CEH2, CEH3 correspond une combinaison d’états des bobines.The motor is controlled using a switching table, according to which each combination of signals from the Hall effect sensors CEH1, CEH2, CEH3 corresponds to a combination of states of the coils.

Le moteur MOT brushless est un moteur synchrone, c'est-à-dire que le rotor tourne à la même vitesse angulaire, dite « vitesse de synchronisme » que le système de tensions qui alimente le stator STAT. Tant que le couple moteur est supérieur à la charge à entraîner, la rotation du rotor ROT est synchronisée avec le champ magnétique. Si le couple résistant devient supérieur au couple moteur, et que la tension d’alimentation n’est pas ajustée en conséquence, il y a un risque de décrochage, c'est-à-dire que le rotor ROT risque de ne plus suivre le champ magnétique. A partir de ce moment, le rotor ROT oscille, sans pouvoir se resynchroniser avec le champ magnétique, ce qui peut provoquer sa destruction. Pour éviter cela, il est prévu que les capteurs à effet Hall CEH détectent un ralentissement du rotor ROT en cas d’augmentation du couple résistant, et que le dispositif de contrôle du moteur électrique MOT ajuste la fréquence de la commutation en conséquence.The MOT brushless motor is a synchronous motor, ie the rotor turns at the same angular speed, called “synchronism speed” as the voltage system which supplies the stator STAT. As long as the motor torque is greater than the load to be driven, the rotation of the ROT rotor is synchronized with the magnetic field. If the resistive torque becomes greater than the motor torque, and the supply voltage is not adjusted accordingly, there is a risk of stalling, i.e. the rotor ROT may no longer follow the magnetic field. From this moment, the ROT rotor oscillates, without being able to resynchronize with the magnetic field, which can cause its destruction. To avoid this, it is intended that the Hall effect sensors CEH detect a slowing down of the rotor ROT in the event of an increase in the resistive torque, and that the control device of the electric motor MOT adjusts the frequency of the commutation accordingly.

La vitesse de synchronisme du moteur MOT brushless en fonctionnement telle que déterminée sur la base des mesures issues des capteurs à effet Hall CEH est affichée sur le tableau de bord TBL du véhicule. La vitesse de synchronisme atteint typiquement plusieurs milliers de tours par minute.The synchronous speed of the running MOT brushless motor as determined based on measurements from the CEH Hall effect sensors is displayed on the vehicle's TBL instrument panel. The synchronous speed typically reaches several thousand revolutions per minute.

Lors du démarrage du moteur MOT brushless, le rotor ROT est initialement à l’arrêt et ne peut pas atteindre instantanément une telle vitesse de synchronisme. Le dispositif de contrôle du moteur électrique MOT assure donc un démarrage progressif grâce à une augmentation progressive de la fréquence de commutation, d’abord très basse, puis augmentée progressivement en contrôlant à tout instant la position angulaire relative du rotor ROT par rapport au stator STAT.When starting the MOT brushless motor, the ROT rotor is initially stationary and cannot instantly reach such a synchronism speed. The electric motor control device MOT therefore ensures a progressive start thanks to a progressive increase in the switching frequency, at first very low, then gradually increased by controlling at all times the relative angular position of the rotor ROT with respect to the stator STAT .

Alternativement, le stator STAT peut être initialement non alimenté, un moteur auxiliaire étant prévu et piloté par le dispositif de contrôle du moteur pour entraîner le rotor jusqu’à une vitesse angulaire prédéfinie. Pendant cette phase transitoire, la vitesse angulaire du rotor est acquise par les capteurs à effet Hall. Lorsque cette vitesse est égale à la vitesse angulaire prédéfinie, le dispositif de contrôle du moteur alimente les bobines du stator de manière séquentielle avec une vitesse de commutation égale à la vitesse angulaire prédéfinie atteinte par le rotor.Alternatively, the stator STAT can be initially unpowered, an auxiliary motor being provided and driven by the motor control device to drive the rotor up to a predefined angular speed. During this transient phase, the angular speed of the rotor is acquired by the Hall effect sensors. When this speed is equal to the predefined angular speed, the motor control device energizes the stator coils sequentially with a switching speed equal to the predefined angular speed reached by the rotor.

Le déplacement angulaire du rotor ROT du moteur électrique MOT entraîne, par le biais d’une transmission, un déplacement angulaire des roues motrices RAV du véhicule. A chaque instant, la valeur moyenne des vitesses angulaires instantanées de chacune des quatre roues de la voiture automobile est proportionnelle à la vitesse angulaire instantanée du rotor ROT. Le facteur de proportionnalité ou facteur de transmission est une constante dont la valeur est de l’ordre de la dizaine. C’est-à-dire que le rotor ROT du moteur électrique MOTeffectue environ une dizaine de tours complets pour que les roues motrices RAV effectuent un tour complet. Le facteur de transmission est une grandeur connue, qui peut être fixe ou sélectionnée parmi plusieurs facteurs de transmission possibles à l’aide d’un sélecteur numérique de vitesse du véhicule. Un tel sélecteur numérique de vitesse est apte à sélectionner une vitesse caractérisée par un facteur de transmission et transmettre, par exemple à travers un bus de données CAN, le facteur de transmission au dispositif de contrôle du moteur électrique.The angular displacement of the rotor ROT of the electric motor MOT causes, through a transmission, an angular displacement of the driving wheels RAV of the vehicle. At each instant, the average value of the instantaneous angular speeds of each of the four wheels of the motor car is proportional to the instantaneous angular speed of the rotor ROT. The proportionality factor or transmission factor is a constant whose value is of the order of ten. That is to say that the ROT rotor of the MOT electric motor completes about ten complete turns for the RAV drive wheels to complete a complete turn. The transmission factor is a known quantity, which can be fixed or selected from several possible transmission factors using a digital vehicle speed selector. Such a digital speed selector is capable of selecting a speed characterized by a transmission factor and transmitting, for example through a CAN data bus, the transmission factor to the electric motor control device.

Si la voiture automobile se déplace en ligne droite, la vitesse angulaire instantanée de chacune des quatre roues a une valeur identique égale à la valeur moyenne.If the motor car moves in a straight line, the instantaneous angular velocity of each of the four wheels has an identical value equal to the average value.

Si la voiture automobile se déplace le long d’une courbe, les roues de la voiture tournent à des vitesses différentes : les roues situées à l’extérieur du virage tournent plus vite que celles situées à l’intérieur. Cette différence de vitesse est causée par un différentiel de la voiture automobile. Ce différentiel est un dispositif mécanique connu dont la fonction est de distribuer la rotation occasionnée par le déplacement angulaire du rotor du moteur électrique.If the motor car is moving along a curve, the wheels of the car rotate at different speeds: the wheels on the outside of the curve rotate faster than those on the inside. This difference in speed is caused by a differential of the motor car. This differential is a known mechanical device whose function is to distribute the rotation caused by the angular displacement of the rotor of the electric motor.

Le dispositif d’assistance à la navigation comprend un récepteur GPS capable de localiser l’endroit où se situe le véhicule. Le dispositif d’assistance à la navigation comprend en outre un deuxième circuit de traitement CT2 configuré pour utiliser une information de localisation fournie par le récepteur GPS pour afficher un itinéraire sur le tableau de bord ou signaler un point d’intérêt au conducteur. Le deuxième circuit de traitement CT2 du dispositif d’assistance à la navigation peut par ailleurs commander un indicateur de vitesse intégré au tableau de bord de la voiture automobile. La vitesse du véhicule est calculée par rapport au positionnement GPS du véhicule. La limitation de vitesse courante peut également être affichée si elle est disponible par exemple dans une mémoire du deuxième circuit de traitement CT2. Une alerte sonore et/ou visuelle peut être déclenchée en cas de dépassement.The navigation assistance device includes a GPS receiver capable of locating the location of the vehicle. The navigation assistance device further comprises a second processing circuit CT2 configured to use location information provided by the GPS receiver to display a route on the dashboard or signal a point of interest to the driver. The second processing circuit CT2 of the navigation assistance device can moreover control a speedometer integrated into the dashboard of the motor car. Vehicle speed is calculated based on the vehicle's GPS position. The current speed limit can also be displayed if it is available for example in a memory of the second processing circuit CT2. An audible and/or visual alert can be triggered in the event of overrun.

L'avantage de l'indicateur de vitesse par GPS est sa précision à vitesse constante. Très utile sur autoroute, un tel indicateur de vitesse perd de sa fiabilité en agglomération en raison du changement fréquent d'allure et du temps de réaction du GPS bien plus important que les indicateurs d'origine des véhicules. Par ailleurs, les indicateurs de vitesses GPS sont inopérants dans les tunnels, en raison de la perte du signal GPS.The advantage of the GPS speedometer is its accuracy at constant speed. Very useful on the highway, such a speedometer loses its reliability in built-up areas due to the frequent change of speed and the much longer reaction time of the GPS than the original vehicle indicators. Furthermore, the GPS speed indicators are inoperative in the tunnels, due to the loss of the GPS signal.

Le dispositif de sécurité active est configuré pour mesurer la position angulaire de chaque roue du véhicule, à partir de capteurs optiques ou électromagnétiques de position angulaire.The active safety device is configured to measure the angular position of each wheel of the vehicle, from optical or electromagnetic angular position sensors.

Le principe physique de fonctionnement des capteurs électromagnétiques de position angulaire est décrit précédemment pour le cas de capteurs électromagnétiques fixés au stator du moteur électrique et estimant la position angulaire relative du rotor du moteur électrique par rapport au stator.The physical principle of operation of electromagnetic angular position sensors is described previously for the case of electromagnetic sensors fixed to the stator of the electric motor and estimating the relative angular position of the rotor of the electric motor with respect to the stator.

Pour mesurer la position angulaire de chaque roue du véhicule, un capteur électromagnétique de position angulaire peut être fixé soit :

  • à une partie fixe du véhicule (par exemple le châssis), un aimant étant fixé à la roue mobile en rotation par rapport au châssis, de manière à mesurer le passage de l’aimant face au capteur, ou
  • à la roue, un aimant étant fixé au châssis, de manière à mesurer le passage du capteur face à l’aimant.
To measure the angular position of each wheel of the vehicle, an electromagnetic angular position sensor can be attached either:
  • to a fixed part of the vehicle (for example the chassis), a magnet being fixed to the mobile wheel in rotation relative to the chassis, so as to measure the passage of the magnet in front of the sensor, or
  • to the wheel, a magnet being fixed to the frame, so as to measure the passage of the sensor facing the magnet.

Généralement, pour des raisons de coût, le capteur, étant plus cher que l’aimant, est fixé au châssis. En effet, les roues de la voiture automobile sont susceptibles d’être remplacées, ce qui n’est pas le cas du châssis.Generally, for cost reasons, the sensor, being more expensive than the magnet, is fixed to the chassis. Indeed, the wheels of the motor car are likely to be replaced, which is not the case of the chassis.

Dans l’exemple représenté en , les capteurs de position angulaire de chaque roue sont optiques. Le dispositif de sécurité active comprend pour chaque roue :

  • un disque cranté DCR comprenant une pluralité N de crans équirépartis angulairement et agencé dans la roue de manière solidaire à la roue,
  • un capteur optique COP de position angulaire positionné face au disque cranté DCR et configuré pour détecter le passage d’un cran du disque cranté DCR,
In the example shown in , the angular position sensors of each wheel are optical. The active safety device includes for each wheel:
  • a notched disc DCR comprising a plurality N of notches equally distributed angularly and arranged in the wheel in a manner integral with the wheel,
  • an optical angular position sensor COP positioned facing the notched disc DCR and configured to detect the passage of a notch of the notched disc DCR,

Le dispositif de sécurité active comprend en outre un deuxième circuit de traitement CT2 relié par au moins un bus de données BUS au capteur optique COP et apte à recevoir chaque mesure issue de chaque capteur optique de position angulaire et à commander les freins de chaque roue.The active safety device further comprises a second processing circuit CT2 connected by at least one data bus BUS to the optical sensor COP and able to receive each measurement from each optical angular position sensor and to control the brakes of each wheel.

Ainsi, lorsque le capteur optique de position angulaire COP d’une roue détecte au cours d’un laps de temps donné le passage de M crans du disque cranté DCR, le nombre de tours effectué par la roue au cours de ce laps de temps est égal à M/N.Thus, when the optical angular position sensor COP of a wheel detects during a given period of time the passage of M notches of the notched disc DCR, the number of revolutions performed by the wheel during this period of time is equal to M/N.

Le deuxième circuit de traitement CT2 du dispositif de sécurité active est configuré pour recevoir de manière continue les mesures issues de chaque capteur optique de position angulaire et pour comparer ces mesures entre elles de manière à :
- détecter une perte d'adhérence en virage et la contrecarrer en freinant une ou plusieurs roues, permettant ainsi d'améliorer la tenue de route, le deuxième circuit de traitement CT2 a alors une fonction de correction électronique de trajectoire,
- et/ou détecter un freinage intense sur sol peu adhérent et en réponse limiter le blocage des roues, le deuxième circuit de traitement CT2 a alors une fonction anti-blocage des roues,
- et/ou détecter une accélération importante sur sol peu adhérent et en réponse réguler l’accélération du véhicule, le deuxième circuit de traitement CT2 a alors une fonction antipatinage.
The second processing circuit CT2 of the active safety device is configured to continuously receive the measurements from each optical angular position sensor and to compare these measurements with each other so as to:
- detect a loss of cornering grip and counteract it by braking one or more wheels, thus making it possible to improve road holding, the second processing circuit CT2 then has an electronic trajectory correction function,
- and/or detect intense braking on loose ground and in response limit the locking of the wheels, the second processing circuit CT2 then has an anti-locking function of the wheels,
and/or detect significant acceleration on loose ground and in response regulate the acceleration of the vehicle, the second processing circuit CT2 then has a traction control function.

Le deuxième circuit de traitement CT2 peut être en outre configuré de manière à activer un signal visuel, tel que l’activation d’un témoin d’alerte ou d’avertissement sur le tableau de bord, ou un signal sonore simultanément à l’action de correction électronique de trajectoire, d’anti-blocage des roues ou d’antipatinage.The second processing circuit CT2 can also be configured so as to activate a visual signal, such as the activation of an alert or warning light on the dashboard, or an audible signal simultaneously with the action electronic trajectory correction, anti-lock braking or traction control.

L’odomètre comprend :

  • au moins un capteur électromagnétique ou optique de position angulaire pour mesurer une position angulaire d’au moins une roue,
  • une unité de commande destiné à convertir la mesure issue du capteur en une distance parcourue par le véhicule,
  • et un afficheur, typiquement sur le tableau de bord, pour afficher la distance parcourue par le véhicule.
The odometer includes:
  • at least one electromagnetic or optical angular position sensor for measuring an angular position of at least one wheel,
  • a control unit for converting the measurement from the sensor into a distance traveled by the vehicle,
  • and a display, typically on the dashboard, to display the distance traveled by the vehicle.

L’indicateur de vitesse courante comprend :

  • au moins un capteur électromagnétique ou optique de position angulaire pour mesurer de manière continue une position angulaire d’au moins une roue,
  • une unité de commande destiné à convertir les mesures issues du capteur en une indication de vitesse courante du véhicule,
  • et un afficheur, typiquement sur le tableau de bord, pour afficher l’indication de vitesse courante du véhicule.
The running speedometer includes:
  • at least one electromagnetic or optical angular position sensor for continuously measuring an angular position of at least one wheel,
  • a control unit intended to convert the measurements from the sensor into an indication of the current speed of the vehicle,
  • and a display, typically on the dashboard, for displaying the current vehicle speed indication.

Les capteurs électromagnétiques ou optiques de position angulaire sont partagés avec le dispositif de sécurité active.The electromagnetic or optical angular position sensors are shared with the active safety device.

Comme précisé précédemment, dans l’exemple de réalisation illustré par , [Fig. 2] et [Fig. 3], un bus de données CAN assure une transmission mutuelle de données entre le dispositif de contrôle du moteur électrique, l’odomètre, l’indicateur de vitesse courante, le dispositif d’aide à la navigation, et le dispositif de sécurité active de la voiture automobile. Grâce à cette transmission de données, chacun de ces dispositifs a accès aux mesures issues respectivement des capteurs à effet Hall du moteur électrique, du récepteur GPS du dispositif d’aide à la navigation et des capteurs optiques du dispositif de sécurité active.As specified previously, in the example embodiment illustrated by , [Fig. 2] and [Fig. 3], a CAN data bus ensures mutual transmission of data between the electric motor control device, the odometer, the current speedometer, the navigation aid device, and the active safety device of the automobile car. Thanks to this data transmission, each of these devices has access to the measurements coming respectively from the Hall effect sensors of the electric motor, from the GPS receiver of the navigation aid device and from the optical sensors of the active safety device.

Vis-à-vis du dispositif d’aide à la navigation, les données de localisation reçues par le récepteur GPS sont complémentées par les mesures issues d’au moins un capteur à effet Hall CEH du moteur électrique MOT et fournies par le dispositif de contrôle du moteur électrique.Vis-à-vis the navigation aid device, the location data received by the GPS receiver are supplemented by the measurements from at least one Hall effect sensor CEH of the electric motor MOT and supplied by the control device of the electric motor.

En effet, la voiture peut se trouver de manière prolongée dans un espace tel qu’un tunnel où la réception du signal GPS est interrompue. Dans une telle situation, le deuxième circuit de traitement CT2 du dispositif d’aide à la navigation dispose des dernières positions reçues et peut estimer la position et la direction de circulation de la voiture automobile au moment de l’interruption de la réception du signal GPS.Indeed, the car may be in a space such as a tunnel for a long time where the reception of the GPS signal is interrupted. In such a situation, the second processing circuit CT2 of the navigation aid device has the last positions received and can estimate the position and the direction of travel of the motor car at the time of the interruption of the reception of the GPS signal. .

Les mesures issues des capteurs à effet Hall CEH du moteur électrique MOT indiquent la position relative du rotor ROT par rapport au stator STAT du moteur électrique MOT et permettent ainsi de déterminer le nombre de tours effectués par le rotor ROT du moteur électrique MOT à partir de l’interruption de la réception du signal GPS.The measurements from the Hall effect sensors CEH of the electric motor MOT indicate the relative position of the rotor ROT with respect to the stator STAT of the electric motor MOT and thus make it possible to determine the number of revolutions performed by the rotor ROT of the electric motor MOT from interruption of GPS signal reception.

Comme décrit précédemment, le nombre de tours effectués par le rotor ROT du moteur électrique MOT est proportionnel à la moyenne du nombre de tours effectués par chacune des quatre roues de la voiture automobile. Ainsi, les mesures effectuées par au moins un capteur à effet Hall CEH monté dans le moteur électrique MOT permettent de déterminer, sur la base du facteur de transmission, la distance parcourue par le véhicule à partir de l’interruption de la réception du signal GPS.As described above, the number of revolutions performed by the rotor ROT of the electric motor MOT is proportional to the average number of revolutions performed by each of the four wheels of the motor vehicle. Thus, the measurements carried out by at least one CEH Hall effect sensor mounted in the electric motor MOT make it possible to determine, on the basis of the transmission factor, the distance traveled by the vehicle from the interruption of the reception of the GPS signal .

Les données de localisation reçues par le récepteur GPS peuvent également être complémentées par les mesures issues des capteurs optiques COP ou électromagnétiques montés sur chaque roue.The location data received by the GPS receiver can also be supplemented by measurements from the COP optical or electromagnetic sensors mounted on each wheel.

En effet, en reprenant l’exemple précédemment cité de l’interruption de la réception du signal GPS, les mesures issues des capteurs optiques COP permettent de déterminer la distance parcourue par chaque roue à partir de l’interruption de la réception du signal GPS. La distance parcourue par chaque roue peut permettre de déterminer non seulement la distance parcourue par le véhicule mais également l’angle d’un changement de direction éventuel.Indeed, taking the previously cited example of the interruption of the reception of the GPS signal, the measurements from the COP optical sensors make it possible to determine the distance traveled by each wheel from the interruption of the reception of the GPS signal. The distance traveled by each wheel can be used to determine not only the distance traveled by the vehicle but also the angle of a possible change of direction.

La position du véhicule peut ainsi être estimée par le deuxième circuit de traitement CT2 du dispositif d’aide à la navigation à partir :

  • de la position et de la direction de circulation de la voiture automobile au moment de l’interruption de la réception du signal GPS, telle que déterminée à partir de mesures issues du récepteur GPS,
  • de la distance parcourue par le véhicule à partir de l’interruption de la réception du signal GPS, telle que déterminée à partir de mesures issues d’au moins un capteur à effet Hall CEH monté dans le moteur MOT et/ou issues d’au moins un capteur optique COP ou électromagnétique monté dans au moins une roue,
  • et, optionnellement, de l’angle d’un changement de direction éventuel à partir de l’interruption de la réception du signal GPS, tel que déterminé à partir de mesures issues des capteurs optiques COP ou électromagnétiques montés dans chaque roue.
The position of the vehicle can thus be estimated by the second processing circuit CT2 of the navigation aid device from:
  • the position and the direction of travel of the motor car at the time of the interruption of reception of the GPS signal, as determined from measurements from the GPS receiver,
  • the distance traveled by the vehicle from the interruption of reception of the GPS signal, as determined from measurements from at least one CEH Hall effect sensor mounted in the engine MOT and/or from at least one at least one COP or electromagnetic optical sensor mounted in at least one wheel,
  • and, optionally, the angle of a possible change of direction from the interruption of the reception of the GPS signal, as determined from measurements from the COP optical or electromagnetic sensors mounted in each wheel.

Vis-à-vis de l’odomètre, de l’indicateur de vitesse courante, et du dispositif de sécurité active, les mesures issues des capteurs optiques COP ou électromagnétiques montés dans les roues sont complémentées par les mesures issues d’au moins un capteur à effet Hall CEH du moteur électrique CEH et fournies par le dispositif de contrôle du moteur électrique.Vis-à-vis the odometer, the current speedometer, and the active safety device, the measurements from the COP optical or electromagnetic sensors mounted in the wheels are supplemented by the measurements from at least one sensor Hall effect CEH of the electric motor CEH and provided by the electric motor control device.

En particulier, un ratio peut être déterminé entre les mesures de position angulaire issues respectivement des capteurs montés dans les roues et d’au moins un capteur monté dans le moteur électrique. Ce ratio prend une valeur constante, égale à une valeur de référence appelée « rapport de transmission » lorsque la transmission du couple moteur aux roues motrices s’effectue de manière efficace.In particular, a ratio can be determined between the angular position measurements coming respectively from the sensors mounted in the wheels and from at least one sensor mounted in the electric motor. This ratio takes on a constant value, equal to a reference value called the "transmission ratio" when the transmission of engine torque to the drive wheels is effective.

Ainsi, la comparaison de ce ratio à une valeur seuil prédéterminée sur la base de la valeur de référence peut mettre en évidence un défaut de sécurité du véhicule, qui peut être dû à :

  • un niveau insuffisant de fluide de transmission,
  • et/ou une pièce mécanique endommagée, telle qu’un engrenage,
  • et/ou un élément électronique endommagé, tel qu’un bus de données ou un capteur de position angulaire,
  • et/ou une usure excessive d’un pneu.
Thus, the comparison of this ratio with a predetermined threshold value on the basis of the reference value can highlight a safety defect of the vehicle, which can be due to:
  • an insufficient level of transmission fluid,
  • and/or a damaged mechanical part, such as a gear,
  • and/or a damaged electronic element, such as a data bus or an angular position sensor,
  • and/or excessive tire wear.

Typiquement, la force de frottement exercée par le sol sur le pneu crée un couple résistant qui s’oppose au couple moteur et réduit la vitesse de rotation de la roue. En cas d’usure excessive du pneu, la valeur du couple résistant est particulièrement élevée et le ratio entre la vitesse de rotation de la roue et la vitesse de rotation du rotor du moteur électrique est particulièrement faible.Typically, the frictional force exerted by the ground on the tire creates a resistive torque which opposes the engine torque and reduces the rotational speed of the wheel. In the event of excessive tire wear, the value of the resistive torque is particularly high and the ratio between the rotational speed of the wheel and the rotational speed of the rotor of the electric motor is particularly low.

Sur la base du défaut de sécurité identifié, le dispositif de sécurité active peut générer un signal d’alerte permettant l’activation d’un témoin d’alerte sur le tableau de bord du véhicule et/ou l’activation d’un signal d’alerte sonore.Based on the safety defect identified, the active safety device can generate a warning signal allowing the activation of a warning lamp on the dashboard of the vehicle and/or the activation of a warning signal. sound alert.

De plus le signal d’alerte peut déclencher une mise en sécurité automatique du véhicule, par exemple en éteignant le moteur électrique, de manière à préserver l’intégrité du véhicule et éviter un dommage supplémentaire.In addition, the alert signal can trigger automatic vehicle safety, for example by switching off the electric motor, so as to preserve the integrity of the vehicle and avoid additional damage.

Les mesures issues des capteurs optiques ou électromagnétiques montés sur chaque roue peuvent également être complémentées par les données de localisation reçues par le récepteur GPS.The measurements from the optical or electromagnetic sensors mounted on each wheel can also be supplemented by the location data received by the GPS receiver.

En effet, lorsque l’utilisateur roule à vitesse constante, par exemple sur autoroute, la détermination de la vitesse de localisation sur la base du signal GPS est particulièrement fiable.Indeed, when the user is driving at a constant speed, for example on the highway, the determination of the location speed on the basis of the GPS signal is particularly reliable.

Une valeur unique d’estimation de la vitesse courante, issue de la fusion des mesures obtenues par les différents capteurs, peut être affichée sur le tableau de bord.A single estimated value of the current speed, resulting from the fusion of the measurements obtained by the various sensors, can be displayed on the dashboard.

De plus, toutes les situations de conduite entrainant une perte d’adhérence entre les roues du véhicule et le sol induisent un déplacement du véhicule par glissement et non uniquement par roulement. Ce glissement induit un écart entre :

  • d’une part, les mesures issues des capteurs montés sur les roues ou montés dans le moteur électrique qui estiment le déplacement du véhicule par roulement,
  • et, d’autre part, le signal reçu par le récepteur GPS qui estime par géolocalisation le déplacement du véhicule indépendamment de l’adhérence entre les pneus du véhicule et le sol.
In addition, all driving situations resulting in a loss of grip between the wheels of the vehicle and the ground induce movement of the vehicle by sliding and not only by rolling. This shift induces a difference between:
  • on the one hand, the measurements from the sensors mounted on the wheels or mounted in the electric motor which estimate the movement of the vehicle in rolling,
  • and, on the other hand, the signal received by the GPS receiver which estimates by geolocation the movement of the vehicle independently of the adhesion between the tires of the vehicle and the ground.

La représente une bicyclette à moteur électrique. La bicyclette comporte notamment une roue avant RAV, une roue arrière RAR et un moteur électrique MOT, typiquement un moteur sans balais, monté sur la roue arrière RAR et apte à transmettre un couple moteur à la roue arrière RAR, motrice.There represents an electric motor bicycle. The bicycle notably comprises a front wheel RAV, a rear wheel RAR and an electric motor MOT, typically a brushless motor, mounted on the rear wheel RAR and able to transmit a motor torque to the rear wheel RAR, driving.

Le moteur électrique comporte un stator STAT fixe et un rotor ROT en mouvement rotatif par rapport au stator STAT.The electric motor comprises a fixed stator STAT and a rotor ROT in rotary motion with respect to the stator STAT.

Le moteur électrique MOT est par ailleurs dénué de capteur de position angulaire. Plus précisément, le moteur électrique MOT ne comporte pas de capteur à effet Hall, ni de capteur optique et n’est pas non plus apte à mesurer une force contre-électromotrice. Ainsi, le moteur électrique MOT ne comprend pas de composant apte à déterminer une estimation de la position du rotor ROT par rapport au stator STAT.The MOT electric motor also has no angular position sensor. More specifically, the MOT electric motor does not include a Hall effect sensor or an optical sensor and is also not suitable for measuring a counter-electromotive force. Thus, the electric motor MOT does not include a component capable of determining an estimate of the position of the rotor ROT with respect to the stator STAT.

Un tel moteur électrique dénué de capteur de position angulaire présente un coût réduit et une plus grande compacité qu’un moteur électrique comprenant au moins un capteur de position angulaire. De plus, un tel moteur électrique n’est pas sujet à une panne de capteur de position angulaire qui est coûteuse en termes de maintenance.Such an electric motor devoid of angular position sensor has a reduced cost and greater compactness than an electric motor comprising at least one angular position sensor. Moreover, such an electric motor is not subject to angular position sensor failure which is costly in terms of maintenance.

La bicyclette comprend en outre un odomètre ODO.The bicycle further includes an ODO odometer.

L’odomètre comprend un capteur de position angulaire CPA monté sur la roue arrière, mesurant la position angulaire de la roue arrière.The odometer includes a CPA angular position sensor mounted on the rear wheel, measuring the angular position of the rear wheel.

L’odomètre comprend en outre un troisième circuit de traitement CT3 en communication filaire avec le capteur de position angulaire et avec le moteur électrique.The odometer further comprises a third processing circuit CT3 in wired communication with the angular position sensor and with the electric motor.

L’odomètre comprend en outre un afficheur AFF en communication sans-fil avec le troisième circuit de traitement CT3 et disposé sur un guidon de la bicyclette.The odometer further comprises a display AFF in wireless communication with the third processing circuit CT3 and placed on a handlebar of the bicycle.

Le troisième circuit de traitement CT3 est apte à :

  • recevoir des mesures effectuées par le capteur de position angulaire,
  • déterminer une position angulaire de la roue arrière RAR,
  • déterminer une vitesse angulaire de la roue arrière RAR,
  • estimer la position angulaire du rotor ROT du moteur électrique MOT par rapport au stator STAT,
  • piloter le moteur électrique MOT sur la base de cette estimation, et
  • piloter l’afficheur pour afficher une indication de vitesse courante sur la base de cette estimation.
The third processing circuit CT3 is capable of:
  • receive measurements made by the angular position sensor,
  • determine an angular position of the rear wheel RAR,
  • determine an angular speed of the rear wheel RAR,
  • estimate the angular position of the rotor ROT of the electric motor MOT with respect to the stator STAT,
  • drive the electric motor MOT based on this estimate, and
  • drive the display to display a current speed indication based on this estimate.

Il est à noter qu’il existe un intervalle de temps fini entre la mesure de la position angulaire de la roue arrière RAR et la commande du moteur électrique MOT.It should be noted that there is a finite time interval between the measurement of the angular position of the rear wheel RAR and the control of the electric motor MOT.

Cet intervalle de temps est subdivisé en :

  • un premier intervalle de transmission d’une mesure du capteur CPA vers le troisième circuit de traitement CT3,
  • un deuxième intervalle de traitement de la mesure par le troisième circuit de traitement CT3 et de génération d’un signal de commande pour piloter le moteur électrique MOT,
  • un troisième intervalle de transmission du signal de commande du troisième circuit de traitement CT3 vers le moteur électrique MOT, et
  • un quatrième intervalle de mise en œuvre du signal de commande par le moteur électrique MOT.
This time interval is subdivided into:
  • a first transmission interval of a measurement from the CPA sensor to the third processing circuit CT3,
  • a second interval for processing the measurement by the third processing circuit CT3 and for generating a control signal to drive the electric motor MOT,
  • a third transmission interval of the control signal from the third processing circuit CT3 to the electric motor MOT, and
  • a fourth interval of implementation of the control signal by the electric motor MOT.

Les premier et troisième intervalles sont constants car la transmission de données est effectuée de manière filaire.The first and third intervals are constant because the data transmission is carried out by wire.

Le troisième circuit de traitement CT3 et le moteur électrique MOT sont en outre configurés respectivement pour que le deuxième et le quatrième intervalle soient constants.The third processing circuit CT3 and the electric motor MOT are further configured respectively so that the second and the fourth interval are constant.

Ainsi l’intervalle de temps est constant.So the time interval is constant.

Au cours de cet intervalle de temps constant, la position angulaire du rotor ROT varie de manière prévisible et calculable sur la base de la vitesse angulaire de la roue arrière RAR.During this constant time interval, the angular position of the rotor ROT varies in a predictable and calculable way based on the angular velocity of the rear wheel RAR.

Ainsi, le troisième circuit de traitement CT3 prend en compte cet intervalle de temps constant en estimant la position angulaire du rotor ROT non pas à l’instant de la mesure effectuée par le capteur CAPT mais à l’issue de l’intervalle de temps constant et en pilotant le moteur MOT sur la base de cette estimation.Thus, the third processing circuit CT3 takes this constant time interval into account by estimating the angular position of the rotor ROT not at the instant of the measurement performed by the sensor CAPT but at the end of the constant time interval and controlling the engine MOT based on this estimate.

Sur la base de l’estimation de la position angulaire du rotor ROT, le troisième circuit de traitement CT3 peut piloter le moteur électrique MOT. Par exemple, le troisième circuit de traitement CT3 peut piloter la commutation des enroulements du stator d’un moteur électrique du type « moteur sans balais » dénué de capteur à effet Hall de manière à entretenir le mouvement du rotor.Based on the estimation of the angular position of the rotor ROT, the third processing circuit CT3 can control the electric motor MOT. For example, the third processing circuit CT3 can drive the switching of the stator windings of an electric motor of the “brushless motor” type without a Hall effect sensor so as to maintain the movement of the rotor.

Ainsi, la mesure de position angulaire effectuée par un capteur de position angulaire CPA d’un odomètre ODO normalement prévu pour déterminer et afficher une indication de vitesse courante est également utilisée pour piloter un moteur électrique MOT dénué de capteur de position angulaire.Thus, the angular position measurement performed by an angular position sensor CPA of an odometer ODO normally provided for determining and displaying a current speed indication is also used to drive an electric motor MOT without an angular position sensor.

Bien entendu, l’estimation de position relative issue d’un capteur de position angulaire CPA externe au moteur peut également être utilisée pour renforcer la sécurité du pilotage de n’importe quel moteur électrique non dénué de capteur de position angulaire.Of course, the relative position estimate from an angular position sensor CPA external to the motor can also be used to enhance the safety of piloting any electric motor not without an angular position sensor.

En particulier, une telle estimation permet de continuer à piloter le moteur électrique même si le capteur de position angulaire interne au moteur, tel qu’un capteur à effet Hall CEH, est soudainement défaillant et ne peut plus indiquer une estimation de la position relative du rotor ROT par rapport au stator STAT.In particular, such an estimate makes it possible to continue to drive the electric motor even if the angular position sensor internal to the motor, such as a CEH Hall effect sensor, suddenly fails and can no longer indicate an estimate of the relative position of the rotor ROT with respect to the stator STAT.

Claims (17)

Système d’acquisition et de contrôle pour véhicule à moteur électrique, le système comprenant:
  • au moins un premier capteur de position angulaire apte à indiquer une estimation de position relative d’un rotor du moteur électrique par rapport à un stator du moteur électrique,
  • un dispositif de contrôle du moteur électrique apte à piloter un fonctionnement du moteur électrique en fonction de ladite estimation de position,
dans lequelle dispositif de contrôle est apte à piloter, outre le moteur, un dispositif du véhicule distinct du moteur en fonction de ladite estimation de position.
Acquisition and control system for an electric motor vehicle, the system comprising:
  • at least one first angular position sensor capable of indicating an estimate of the relative position of a rotor of the electric motor with respect to a stator of the electric motor,
  • a device for controlling the electric motor capable of controlling an operation of the electric motor as a function of said position estimate,
In whichthe control device is capable of controlling, in addition to the motor, a device of the vehicle distinct from the motor as a function of said position estimate.
Système d’acquisition et de contrôle selon la revendication 1, dans lequel :
  • le premier capteur est monté dans le moteur,
  • le système comporte un deuxième capteur apte à indiquer une évolution de position du véhicule,
  • et le dispositif de contrôle est apte à comparer une première mesure issue du premier capteur à une deuxième mesure issue du deuxième capteur pour générer, en cas d’écart, un signal d’alerte.
Acquisition and control system according to claim 1, in which:
  • the first sensor is mounted in the engine,
  • the system comprises a second sensor capable of indicating a change in the position of the vehicle,
  • and the control device is capable of comparing a first measurement from the first sensor with a second measurement from the second sensor to generate, in the event of a deviation, an alert signal.
Système d’acquisition et de contrôle selon la revendication 2, dans lequel le deuxième capteur est un capteur de position angulaire monté sur au moins une roue du véhicule.Acquisition and control system according to claim 2, in which the second sensor is an angular position sensor mounted on at least one wheel of the vehicle. Système d’acquisition et de contrôle selon la revendication 2, dans lequel le deuxième capteur est un odomètre.Acquisition and control system according to claim 2, in which the second sensor is an odometer. Système d’acquisition et de contrôle selon la revendication 2, dans lequel le deuxième capteur est un récepteur de position de type GPS.Acquisition and control system according to claim 2, in which the second sensor is a position receiver of the GPS type. Système d’acquisition et de contrôle selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel le dispositif du véhicule distinct du moteur est un dispositif de sécurité active agencé pour corriger une trajectoire du véhicule en fonction du signal d’alerte.Acquisition and control system according to any one of Claims 3 to 5, in which the device of the vehicle separate from the engine is an active safety device arranged to correct a trajectory of the vehicle as a function of the warning signal. Système d’acquisition et de contrôle selon la revendication 6, dans lequel le véhicule comporte une pluralité de roues motrices comportant chacune un deuxième capteur de position angulaire de la roue et dans lequel le dispositif de sécurité active est agencé pour corriger une vitesse angulaire de chaque roue en fonction du signal d’alerte.Acquisition and control system according to claim 6, in which the vehicle comprises a plurality of drive wheels each comprising a second wheel angular position sensor and in which the active safety device is arranged to correct an angular speed of each wheel depending on the warning signal. Système d’acquisition et de contrôle selon la revendication 1, dans lequel le premier capteur de position angulaire est positionné sur une roue du véhicule pour mesurer une position angulaire de la roue et déterminer ladite estimation de position angulaire relative du rotor par rapport au stator du moteur électrique, et de là, piloter le fonctionnement du moteur électrique en fonction de ladite estimation de position angulaire, tandis que le moteur électrique est dénué de capteur de position angulaire.Acquisition and control system according to claim 1, in which the first angular position sensor is positioned on a wheel of the vehicle to measure an angular position of the wheel and to determine said estimate of the relative angular position of the rotor with respect to the stator of the electric motor, and from there, controlling the operation of the electric motor according to said angular position estimate, while the electric motor has no angular position sensor. Système d’acquisition et de contrôle selon la revendication 8, dans lequel :
  • le dispositif du véhicule est un indicateur de vitesse courante du véhicule,
  • et le dispositif de contrôle est apte à piloter, outre le moteur, l’indicateur de vitesse courante, en fonction de ladite estimation de position.
Acquisition and control system according to claim 8, in which:
  • the vehicle device is a current vehicle speed indicator,
  • and the control device is capable of driving, in addition to the motor, the current speed indicator, as a function of said position estimate.
Système d’acquisition et de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le premier capteur est un capteur à effet Hall.Acquisition and control system according to any one of Claims 1 to 9, in which the first sensor is a Hall effect sensor. Système d’acquisition et de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le moteur électrique est un moteur sans balais.Acquisition and control system according to any one of claims 1 to 10, in which the electric motor is a brushless motor. Système d’acquisition et de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, comprenant au moins un bus de données apte à transmettre l’estimation de position au dispositif de contrôle du moteur électrique et apte à transmettre un signal de commande émis par le dispositif de contrôle du moteur électrique sur la base de l’estimation de position au dispositif du véhicule, le dispositif du véhicule étant pilotable sur la base du signal de commande transmis.Acquisition and control system according to any one of Claims 1 to 11, comprising at least one data bus capable of transmitting the position estimate to the control device of the electric motor and capable of transmitting a control signal emitted by the electric motor control device based on the position estimation to the vehicle device, the vehicle device being controllable based on the transmitted control signal. Système d’acquisition et de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, le véhicule comportant un deuxième moteur électrique, dans lequel :
  • le dispositif du véhicule, distinct du moteur, est un dispositif de contrôle du deuxième moteur électrique apte à piloter un fonctionnement du deuxième moteur électrique en fonction de ladite estimation de position.
Acquisition and control system according to any one of Claims 1 to 12, the vehicle comprising a second electric motor, in which:
  • the vehicle device, separate from the motor, is a control device for the second electric motor capable of controlling an operation of the second electric motor as a function of said position estimate.
Véhicule à moteur électrique comprenant un système d’acquisition et de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 13.Electric motor vehicle comprising an acquisition and control system according to any one of Claims 1 to 13. Procédé d’acquisition et de contrôle pour véhicule à moteur électrique, le procédé comprenant :
  • obtenir, par un premier capteur de position angulaire, une estimation de position relative d’un rotor du moteur électrique par rapport à un stator du moteur électrique,
  • piloter, par un dispositif de contrôle du moteur électrique, un fonctionnement du moteur électrique en fonction de ladite estimation de position,
et piloter, par le dispositif de contrôle du moteur électrique, un dispositif du véhicule, distinct du moteur, en fonction de ladite estimation de position.
Acquisition and control method for an electric motor vehicle, the method comprising:
  • obtain, by a first angular position sensor, an estimate of the relative position of a rotor of the electric motor with respect to a stator of the electric motor,
  • controlling, by a device for controlling the electric motor, an operation of the electric motor as a function of said position estimate,
and driving, by the electric motor control device, a device of the vehicle, separate from the motor, as a function of said position estimate.
Programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé d’acquisition et de contrôle selon la revendication 15, lorsque lesdites instructions sont exécutées par un processeur.Computer program comprising instructions for implementing the acquisition and control method according to claim 15, when said instructions are executed by a processor. Circuit de traitement comprenant un processeur connecté à une mémoire et à au moins une interface de communication avec un dispositif de contrôle d’un moteur électrique et au moins un dispositif du véhicule distinct du moteur, le circuit de traitement étant configuré pour réaliser les étapes du procédé d’acquisition et de contrôle selon la revendication 15.Processing circuit comprising a processor connected to a memory and to at least one communication interface with a device for controlling an electric motor and at least one device of the vehicle separate from the engine, the processing circuit being configured to carry out the steps of method of acquisition and control according to claim 15.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11921484B1 (en) * 2020-07-21 2024-03-05 Amazon Technologies, Inc. Safety rated robotic motor control

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RO119872B1 (en) * 2003-08-28 2005-05-30 Augustin Popescu Installation for driving the dimmers of electrical railway engines by means of a d. c. brushless motor
US20140277888A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Boosted, Inc. Dynamic control for light electric vehicles
KR20160019688A (en) * 2014-08-12 2016-02-22 현대자동차주식회사 Apparatus for correcting resolver offset of electric vehicle and method thereof
EP3050743A1 (en) * 2013-09-24 2016-08-03 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Control device for electric vehicle and control method for electric vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RO119872B1 (en) * 2003-08-28 2005-05-30 Augustin Popescu Installation for driving the dimmers of electrical railway engines by means of a d. c. brushless motor
US20140277888A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Boosted, Inc. Dynamic control for light electric vehicles
EP3050743A1 (en) * 2013-09-24 2016-08-03 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Control device for electric vehicle and control method for electric vehicle
KR20160019688A (en) * 2014-08-12 2016-02-22 현대자동차주식회사 Apparatus for correcting resolver offset of electric vehicle and method thereof

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