EP4048222A1 - Procede et systeme de propulsion electrique amovible pour un objet roulant avec un moyen de mesure et un moyen de controle - Google Patents

Procede et systeme de propulsion electrique amovible pour un objet roulant avec un moyen de mesure et un moyen de controle

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Publication number
EP4048222A1
EP4048222A1 EP20792374.9A EP20792374A EP4048222A1 EP 4048222 A1 EP4048222 A1 EP 4048222A1 EP 20792374 A EP20792374 A EP 20792374A EP 4048222 A1 EP4048222 A1 EP 4048222A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
threshold
propulsion system
setpoint
measurement
electric machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20792374.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Thierry Lepage
Stephane Venturi
Bertrand Lecointe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Publication of EP4048222A1 publication Critical patent/EP4048222A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62B—HAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
    • B62B5/00—Accessories or details specially adapted for hand carts
    • B62B5/0026—Propulsion aids
    • B62B5/0079—Towing by connecting to another vehicle
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G7/00—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons
    • A61G7/08—Apparatus for transporting beds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G2203/00—General characteristics of devices
    • A61G2203/30—General characteristics of devices characterised by sensor means
    • A61G2203/38—General characteristics of devices characterised by sensor means for torque
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/04—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven
    • A61G5/047—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven by a modular detachable drive system

Definitions

  • the invention relates to the field of transporting rolling objects, in particular rolling beds, for example hospital beds.
  • the movement of heavy rolling loads by a user can cause difficulties for the user, particularly if this action is repeated, such as musculoskeletal disorders.
  • patent application WO 01/85086 describes a motorized propulsion system for a bed.
  • the propulsion system is configured to hitch to one or more points of the bed. Due to the coupling means provided for this propulsion system, this system cannot be universal and suitable for different rolling objects. Indeed, it cannot be hitched to a rolling object not fitted with a hitching part. In addition, for this propulsion system, all the wheels of the rolling object remain in contact with the ground. As a result, the orientation of the hitch (propulsion system and bed) is more complicated, the frictional forces are high, and the motorized wheel requires more power.
  • Patent application WO 2012/171079 describes a second system for propelling a hospital bed.
  • the propulsion system is configured to lift two wheels from the bed.
  • the wheel gripping mechanism is complex and bulky: the lateral dimension (direction parallel to the axis of the motorized wheels) is large (greater than the width of the bed wheels) and may exceed the lateral dimensions of the bed, which can be inconvenient for the movement of the bed, especially in a space reduced space such as a hallway or hospital lift.
  • Patent application WO 2013/156030 describes a third system for propelling a hospital bed.
  • the propulsion system is configured to lift two wheels from the bed.
  • the system has lateral (direction parallel to the axis of the motorized wheels) and longitudinal (direction perpendicular to the axis of the wheels) dimensions which are important: the rear platform exceeds the bed and the distance between the non-motorized wheels can exceed the dimensions of the bed, which can be inconvenient for moving the bed, especially in a small space, such as a hallway or a hospital elevator.
  • the present invention relates to a method of controlling a removable electric propulsion system for a rolling object.
  • the propulsion system comprises at least one wheel driven by an electric machine.
  • the control method comprises the following steps: a) measuring at least one signal representative of the torque exerted by the rolling object on the propulsion system at said driven wheel; the signal representative of the torque may be a torque, a force or an elongation; b) said measured signal is compared with at least a first threshold and at least a second threshold; the first threshold being lower than the second threshold; c) the electric machine is controlled:
  • the torque setpoint exerted by the electric machine on the driven wheel is increased by a second predetermined value.
  • the control of the electric machine makes it possible to accelerate or brake the electric machine, and therefore the removable electric propulsion system to adapt it automatically to the needs of the user.
  • the user acts on the system of electric propulsion, for example, by means of a handlebar or directly by action on the object to be moved, to accelerate or brake the electric propulsion system
  • this manual action will be transmitted to the driven wheel whose torque will then be modified (increase in torque if the user wants to accelerate; decrease in torque if the user wishes to brake).
  • the control method then makes it possible to adapt the setpoint of the electric machine to meet the user's request.
  • the setpoint of the electric machine will be increased if the user wishes to accelerate.
  • the setpoint of the electric machine will be reduced if the user wants to brake.
  • the invention relates to a method of controlling a removable electric propulsion system for a rolling object, said propulsion system comprising at least one wheel driven by an electric machine, the control method comprising the following steps: a) measuring at at least one signal representative of the torque exerted by the rolling object on the propulsion system at said driven wheel; b) said measured signal is compared with at least a first threshold and at least a second threshold; c) the electric machine is controlled:
  • the torque setpoint exerted by the electric machine on the driven wheel is increased by a second predetermined value.
  • step c if, during step c), the measurement is between the first threshold and the second threshold, the torque setpoint exerted by the electric machine on the driven wheel is kept.
  • step c) if, during step c), the measurement is between the first threshold and the second threshold, the torque setpoint exerted by the electric machine on the driven wheel is reduced, in predefined increments, up to his stop.
  • step c the setpoint is reduced by using energy dissipation means connected to said electrical machine.
  • the first threshold is negative and the second threshold is positive.
  • the first duration is equal to the second duration.
  • the first predetermined value is equal to the second predetermined value.
  • the first predetermined value is a function of the difference between the measured signal and the first threshold.
  • the second predetermined value is a function of the difference between the measured signal and the second threshold.
  • the setpoint of the electrical machine is reduced by one. third predetermined value.
  • the setpoint of the electric machine is modified by a fourth value. predetermined, the fourth predetermined value being greater than the second predetermined value.
  • the setpoint of the electric machine is increased by a fourth predetermined value.
  • the setpoint of the electric machine is reduced by a fourth predetermined value so as to prevent the system from running wild.
  • the measurement of the signal representative of the torque exerted by the rolling object on the propulsion system at said driven wheel is corrected, preferably when the measurement of the signal representative of the torque is between the first threshold and the second threshold, before comparing this corrected measurement with said first and second thresholds.
  • the invention also relates to a removable electric propulsion system for a rolling object, said propulsion system comprising a frame provided with at least one wheel driven by an electric machine, and at least one non-driven wheel and means. for coupling said propulsion system to said rolling object, said coupling means comprising means for gripping and lifting at least one wheel of said rolling object.
  • the propulsion system comprises means for measuring a signal representative of the torque exerted by the rolling object on the propulsion system at said driven wheel and means for controlling said electrical machine suitable for implementing the method. control described above.
  • said coupling means comprise means for orienting at least one wheel of said rolling object in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of said frame of said propulsion system.
  • At least one of the driven wheels is an off-center wheel orientable about a substantially vertical axis and in that the propulsion system comprises means for controlling said electrical machine to control the electric machine as a function of the measurements obtained by the measuring means.
  • the invention also relates to a coupling comprising a rolling object and an electric propulsion system according to one of the preceding characteristics, said rolling object being coupled to said electric propulsion system by said coupling means.
  • said rolling object is a rolling bed, a cart, a rolling cabinet, or a wheelchair.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a control method according to the invention.
  • Figure 2 shows a second embodiment of a control method according to the invention.
  • Figure 3 shows a third embodiment of a control method according to the invention.
  • Figure 4 shows a first example of a control method according to the invention.
  • FIG. 5 presents a second example of a control method according to the invention.
  • FIG. 6 presents an example of a first variant of the control method according to the invention of FIG. 4.
  • Figure 7 shows an example of a second variant of the control method according to the invention of Figure 4.
  • Figure 8 shows an overall sectional view, in the longitudinal direction, of a propulsion system according to the invention.
  • Figure 9 shows a top view of a propulsion system according to the invention.
  • Figure 0 shows a sectional view, in the longitudinal direction, of a first embodiment of the system according to the invention.
  • Figure 11 shows a mode of operation of the system according to the invention in a given direction.
  • Figure 12 shows a mode of operation of the system according to the invention in the direction opposite to the direction of Figure 11.
  • the invention relates to a method of controlling a removable electric propulsion system for a rolling object.
  • the removable electric propulsion system helps to transport the rolling object.
  • the rolling object may in particular be a hospital bed, the mass to be transported of which may reach about 500 kg.
  • the electric propulsion system is removable and can, as such, be hooked or unhooked from the rolling object.
  • the same propulsion system can thus be used to transport different rolling objects at different times. It therefore represents a lower investment than a specific electrical system permanently mounted on each rolling object concerned.
  • the removable electric propulsion system has in particular at least one wheel driven by an electric machine.
  • This driven wheel provides assistance in moving the rolling object, allowing the user, such as the stretcher bearer for a hospital bed, to make less effort to move the rolling object.
  • At least one signal representative of the torque exerted by the rolling object on the propulsion system at the driven wheel is measured.
  • a measuring means integrated in the electric propulsion system This measurement makes it possible to obtain information on the variation in torque of the driven wheel.
  • the torque applied to the wheel from the electric machine being known (by a setpoint applied to the electric machine), the torque variation will then be explained as coming either from the user, or by variations induced by the wheel contact. / ground (slope, holes, door sills etc.).
  • the user can for example act on the rolling object or on the propulsion system, for example by a handlebar;
  • the measured signal is compared with at least a first threshold and at least a second threshold.
  • the first threshold is less than the second threshold.
  • This comparison can be carried out for example by a computer, data processing means, or an electronic system, capable of communicating with the measuring means.
  • the first and second thresholds can be predefined for example from tests in situation of the system.
  • the torque setpoint exerted by the electric machine on the driven wheel is increased by a second predetermined value. As a result, the electric machine and the system will accelerate.
  • the first and second thresholds are different.
  • first threshold By measurement lower (respectively higher) than a threshold (first threshold, respectively second threshold for example) over a certain period, it is meant that the measurement carried out remains lower (respectively higher) than the considered threshold (first threshold, respectively second threshold for examples) throughout the duration considered (first duration, respectively second duration, for example). On each measurement time increment, the measurement must remain lower (respectively higher) than the threshold considered for the measurement to be considered as being lower (respectively) higher than the threshold.
  • the setpoint of the electric machine is varied incrementally.
  • the measurement of the signal considered is compared with the two thresholds (first and second threshold). If the measurement is lower (respectively higher) than the first threshold (respectively second threshold) during the time increment (first duration, respectively second duration), then the setpoint of the electric machine will be modified for the next time increment to adapt more quickly to the measurement, i.e. that is, to respond more quickly to the needs of the user.
  • the method is also particularly advantageous because the user does not need a remote control or control box to control the system. On the contrary, the user acts manually on the rolling object and the system responds intuitively and automatically to the action exerted by the user.
  • the measurement is between the first threshold and the second threshold
  • the torque setpoint exerted by the electric machine on the driven wheel can be kept.
  • measurement between the first threshold and the second threshold it is meant that the measurement is neither lower than the first threshold over the first period, nor higher than the second threshold over the second period.
  • the set point of the electric machine is not changed. The movement of the rolling object can therefore continue without effort on the part of the user.
  • a battery or any other means of energy storage can be used to supply the electrical machine with energy.
  • FIG. 1 illustrates, in a schematic and non-limiting manner, an example of a control method for a removable electric propulsion system according to the invention.
  • a signal representative of the torque exerted at the driven wheel of the removable electric propulsion system is measured (MES).
  • the torque at the driven wheel is determined from the measurements made and is then compared to the setpoint of the electric machine. This is to determine whether a user action is taken, to speed up or brake the system.
  • the measurements taken are then compared (COMP) with at least a first threshold for a first duration and with at least a second threshold for a second duration.
  • These two thresholds are predefined depending on the rolling object, operating situations and / or the user, for example through experiments on the system.
  • measurement lower (respectively higher) than a first threshold (respectively second threshold) during a first duration (respectively second duration) it is meant that the measurement is lower (respectively higher) than the threshold considered over the entire period considered. Consequently, if part of the measurement carried out is greater than the first threshold (respectively less than the second threshold) during the first duration (respectively the second duration), the measurement is not considered less than the first threshold over the first duration (respectively greater than the second threshold during the second duration).
  • condition C1t If the measurement is less than the first threshold for a first period (condition C1t), the torque setpoint (C-) of the electric machine is reduced so as to slow down the electric machine (and therefore the removable electric propulsion system).
  • condition C2t If the measurement is greater than the second threshold for a second period (condition C2t), the torque setpoint (C +) of the electric machine is increased so as to accelerate the electric machine (and therefore the removable electric propulsion system).
  • condition C3 when at least part of the measurement carried out over the period considered is between the first threshold and the second threshold (condition C3), the measurement is considered to be between the first threshold and the second threshold, the previous setpoint of the electrical machine is kept (setpoint 0).
  • the control of the electrical machine is carried out in incremental time steps, corresponding to time increments of durations corresponding to the first duration (for the first threshold) and to the second duration (for the second threshold).
  • the setpoint of the electrical machine Before the start of the control process, for the initialization of the control process, the setpoint of the electrical machine is considered to be zero (no setpoint). The setpoint is applied to the increment following the measurement increment.
  • the torque setpoint exerted by the electric machine on the driven wheel can be progressively reduced, in predefined increments, until the electrical machine stops.
  • This solution has the advantage of allowing the system to stop after a certain time, which limits the risk of potential collision if the user fails to stop / brake the system.
  • this solution is close to natural operation of the system (natural operation is understood to mean operation without electric assistance) and therefore allows the user to gradually get used to the electric assistance system.
  • natural operation is understood to mean operation without electric assistance
  • FIG. 2 illustrates, in a schematic and non-limiting manner, another example of a control method suitable for the system according to the invention.
  • a signal representative of the torque exerted at the driven wheel of the removable electric propulsion system is measured (MES).
  • the measurements taken are then compared (COMP) with at least a first threshold for a first duration and with at least a second threshold for a second duration.
  • These two thresholds are predefined according to the rolling object, the operating situations and / or the user.
  • condition C1t If the measurement is less than the first threshold for a first duration (condition C1t), i.e. if all the measurement points carried out in the time interval of the first duration are less than the first threshold, the torque setpoint (C-) of the electric machine so as to slow down the electric machine (and therefore the removable electric propulsion system).
  • condition C2t If the measurement is greater than the second threshold for a second duration (condition C2t), i.e. if all the measurement points carried out in the time interval of the second duration are greater than the second threshold, the torque setpoint (C +) of the electric machine so as to accelerate the electric machine (and therefore the removable electric propulsion system).
  • the previous setpoint of the electrical machine (Cr setpoint) is reduced in predefined increments.
  • the setpoint increments can therefore be constant or, on the contrary, defined to increase the braking progressively until the electrical machine stops. This way, for each increment of time that the user does not act on the system to control acceleration or deceleration, the system gradually brakes to a stop.
  • This progressive dissipation of energy to brake the system can in particular be done by using energy dissipation means (for example a mechanical brake, resistive electric elements, and / or the use of the electric machine as a generator to recharge the batteries) connected to the electric machine
  • energy dissipation means for example a mechanical brake, resistive electric elements, and / or the use of the electric machine as a generator to recharge the batteries
  • the first threshold can be negative and the second threshold can be positive. Therefore, when the measurement exceeds the second threshold, the setpoint of the electrical machine is increased; on the contrary, when the measurement is below the first threshold, the electrical machine setpoint is reduced until the machine comes to a complete stop.
  • system control is simplified.
  • the first threshold can be the opposite of the second threshold.
  • the system behaves symmetrically under acceleration and braking.
  • the first duration may be equal to the second duration. This allows the number of system parameters to be reduced. In addition, it allows the user to better anticipate the behavior of the system (for example to determine the time to maintain his effort for the system to react). This variant is advantageous because it also makes it possible to simplify the control method by making comparisons at the same time intervals for the first threshold and for the second threshold.
  • the first predetermined value may be equal to the second predetermined value.
  • the acceleration and deceleration phases are symmetrical, which allows the user to better anticipate the behavior of the system.
  • the first predetermined value can be a function of the difference between the measured signal and the first threshold.
  • the first predetermined value may not be a predetermined constant but a predefined function.
  • the setpoint will increase, for example linearly.
  • other curves could be used. This makes it possible to respond more quickly and efficiently to the user's needs.
  • the second predetermined value can be a function of the difference between the measured signal and the second threshold.
  • the second predetermined value may not be a predetermined constant but a predefined function.
  • the setpoint of the electric machine can be modified by a third predetermined value.
  • the third predetermined value may for example be greater than the first predetermined value. Therefore, a need for braking necessary for example to pass a small hole in the ground or if the system is subjected to an uphill slope, the system can increase the setpoint to prevent the system from stopping.
  • the third duration may be less than the first duration. This can be used to detect a point braking peak.
  • the machine setpoint can be reset to zero, so as to achieve an emergency stop.
  • the setpoint of the electrical machine can be modified by a fourth predetermined value, the fourth predetermined value being preferably greater than the second predetermined value.
  • the setpoint of the electric machine can be increased by a fourth predetermined value.
  • the system can automatically increase the setpoint to meet the user's needs more quickly and efficiently.
  • the setpoint of the electric machine can be reduced by a fourth predetermined value so as to prevent the system from running wild. In this way, we can avoid overwhelming the system beyond the fourth threshold.
  • the fourth threshold can be used to increase or decrease the setpoint of the electric machine according to the various measurement parameters in order to determine whether the exceeding of the threshold is due to a one-off power peak or to a risk of runaway. .
  • the fourth duration may be less than the second duration. This can help detect a one-time power peak.
  • the correction can for example bring the measurement back to zero.
  • This correction can in particular be used to overcome the disparities that may be created in the system and thus carry out an automatic adjustment.
  • This correction can also be used to prevent runaway of the system which would be subjected to a downhill slope. Indeed, when the system remains for a determined period between the first threshold and the second threshold, a correction can be made to bring the measurement back to zero. As the measurement is brought back to zero, the electrical machine setpoint remains constant. This correction avoids creating an overshoot of the second threshold. Indeed, without the measurement correction, if the system continues its descent on the slope, exceeding the second threshold risks being reached, which would have the effect of increasing the setpoint of the electric machine and therefore accelerating the system when this is not desirable.
  • this correction could also be used to avoid a stop of the system which would be subjected to an uphill slope.
  • a correction can be made to bring the measurement back to zero, thus carrying out a resetting.
  • the electrical machine setpoint remains constant. This correction avoids creating an overshoot below the first threshold. Indeed, without the measurement correction, if the system continues to climb up the slope, exceeding the first threshold risks being reached, which would have the effect of reducing the setpoint of the electrical machine and therefore stopping the system. while this is not desirable.
  • FIG. 3 illustrates, in a schematic and non-limiting manner, another example of a control method suitable for the system according to the invention.
  • a signal representative of the torque exerted at the driven wheel of the removable electric propulsion system is measured (MES).
  • the measurements taken are then compared (COMP) with at least a first threshold for a first duration and with at least a second threshold for a second duration.
  • These two thresholds are predefined according to the rolling object, the operating situations and / or the user. If part of the measurement carried out is greater than the first threshold (respectively less than the second threshold) during the first duration (respectively the second duration), the measurement is not considered less than the first threshold over the first duration (respectively greater than the second threshold during the second duration).
  • the measurement increment is the same for the comparison of the measurement with the first and second thresholds. This means that the first duration is equal to the second duration.
  • condition C1t If the measurement is less than the first threshold for a first period (condition C1t), the torque setpoint (C-) of the electric machine is reduced so as to slow down the electric machine (and therefore the removable electric propulsion system).
  • condition C1t2 If the measurement is less than a third threshold for a third period (condition C1t2), the torque setpoint (C--) of the electric machine is reduced, the third threshold being less than the first threshold, the reduction of the setpoint C- being greater than the reduction in the setpoint C- so as to increase the braking of the electric machine (and therefore the removable electric propulsion system).
  • condition C2t If the measurement is greater than the second threshold for a second period (condition C2t), the torque setpoint (C +) of the electric machine is increased so as to accelerate the electric machine (and therefore the removable electric propulsion system).
  • condition C2t If the measurement is greater than a fourth threshold for a fourth period (condition C2t), the fourth threshold being greater than the second threshold, the torque setpoint (C ++) of the electric machine is increased, the increase in the setpoint being greater than the increase in the C + setpoint, so as to accelerate the electric machine (and therefore the removable electric propulsion system).
  • condition C3 the previous setpoint of the electrical machine is kept ( setpoint 0).
  • the previous instruction is therefore not modified in this case.
  • the invention also relates to a removable electric propulsion system for a rolling object.
  • the system comprises a frame provided with at least one wheel driven by an electric machine, at least one non-driven wheel, a handlebar and means for coupling the propulsion system to the rolling object.
  • the coupling means comprise means for gripping and lifting at least one wheel of the rolling object.
  • the propulsion system comprises means for measuring a signal representative of the torque exerted by the rolling object on the propulsion system at the level of the driven wheel.
  • the propulsion system comprises in particular a means of controlling the electric machine suitable for implementing the control method described above. As a result, the system can act automatically at user requests to adapt the speed of displacement of the removable electric propulsion system (and of the rolling object).
  • the removable electric propulsion system can also include measuring means, such as sensors capable of measuring a quantity representative of the torque at the level of the driven wheel. These sensors can in particular be torque, force or elongation or rotational speed sensors.
  • the method and the system according to the invention can use a single sensor within the system.
  • the system and the method are therefore simplified.
  • the coupling means may comprise means for orienting at least one wheel of the rolling object in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the chassis of the system. propulsion.
  • the coupling means may comprise means for orienting at least one wheel of the rolling object in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the chassis of the system. propulsion.
  • At least one of the driven wheels can be an off-center wheel orientable about a substantially vertical axis.
  • This feature allows the system to orient itself automatically, without any controlled orientation means, by the eccentricity of the wheels relative to the vertical axis serving as a link pivot to the chassis.
  • the system will orient itself in the desired direction when the user acts through the handlebars or rolling object to change the direction of travel. Therefore, the control method only needs to control the speed of the system, without actively controlling the direction, the system allowing passive control of the direction, thereby simplifying the system and the control method.
  • the propulsion system may include an electric machine control means for controlling the electric machine according to the measurements obtained by the measuring means.
  • the control means can in particular comprise a controller.
  • the control means are able to implement the method described above. Thus, control is automatic based on brief requests from the user.
  • FIG. 8 illustrates, schematically and in a non-limiting manner, an electric propulsion system according to the invention.
  • FIG. 8 is a side sectional view of the removable electric propulsion system 1.
  • the removable electric propulsion system 1 comprises a frame 2.
  • the axis x corresponds to the longitudinal axis of the frame 2 and to the direction main displacement of the propulsion system, and the z axis corresponds to the vertical axis of the chassis 2.
  • the chassis supports three wheels.
  • the frame 2 supports a wheel 3, which is a wheel driven by an electric machine 10 by transmission means 17, for example a belt or a chain (alternatively, the electric machine 10 can be connected directly to the wheel 3).
  • the wheel 3 is orientable relative to the frame 2, around a vertical axis 8, called the connecting pivot.
  • the orientation is automatic and does not require any controlled orientation means.
  • the system does not have an active orientation means.
  • the electric machine 10 can be integral with the pivot 8 of the motorized wheel 3.
  • the frame 2 supports two wheels 4, which are two wheels not driven by an electric machine.
  • the wheels 4 are orientable relative to the frame around vertical axes 9. Each wheel, driven or not, is therefore orientable around a vertical axis.
  • the electric propulsion system 1 further comprises coupling means 5.
  • the electric propulsion system 1 comprises two coupling means 5 on either side of the frame in the lateral direction (axis y not shown) in order to achieve the coupling by means of two wheels of the rolling object (not shown).
  • the coupling means 5 are shown in a simplified manner as clamps.
  • the vertical movement of the coupling means 5 is indicated by a double arrow: this vertical movement of the coupling means can constitute a means of gripping and lifting the wheels of the rolling object.
  • the coupling means 5 are placed, in the x direction, between the motorized wheel 3 and the non-motorized wheels 4.
  • the electric propulsion system 1 comprises a handlebar 6, for example in the form of a rod fitted.
  • a handle (not shown) articulated with respect to the frame 2 by means of an articulation 12 with a horizontal axis, in the lateral direction "y" of the frame 2 (perpendicular to the plane of the figure).
  • the handlebars can be connected to the pivot 8.
  • the electric propulsion system 1 comprises a battery 11.
  • the battery 11 is placed on the frame 2 near the electric machine 10 and the motorized wheel 3 and serves as a power supply for the electric machine.
  • the battery 11 can be removable. As a result, it can be easily removed and replaced with a charged battery, without wasting time during recharging. It can also be rackable, that is to say loadable, for example by sliding, on a prepared base or platform (called a rack which corresponds in a way to a storage cabinet intended for electronic sub-assemblies) in a rack compartment where the electrical connection can be pre-wired. By rack mounting, the connection is automatic during installation. As a result, mounting the battery on the rack (or removing it) is quick and easy.
  • FIG. 9 illustrates, schematically and in a non-limiting manner, an electric propulsion system according to one embodiment of the invention coupled to a rolling object 13.
  • FIG. 9 illustrates, schematically and in a non-limiting manner, an electric propulsion system according to one embodiment of the invention coupled to a rolling object 13.
  • the rolling object 13 is a top view of the electric propulsion system 1 and of the 'rolling object 13.
  • the rolling object 13 can be of any type, in particular a rolling bed.
  • the rolling object comprises two wheels 14, arbitrarily called rear wheels, and two wheels 15, arbitrarily called front wheels.
  • the electric propulsion system 1 comprises a frame 2.
  • the x axis corresponds to the longitudinal axis of the frame 2 and to the main direction of movement of the propulsion system, and the y axis corresponds to the lateral axis of the frame 2 , the vertical axis, called z, is not shown.
  • Frame 2 supports three wheels.
  • the chassis supports three wheels.
  • the electric propulsion system 1 further comprises coupling means 5.
  • the electric propulsion system 1 comprises two means of coupling 5 on either side of the frame in the substantially lateral direction (axis y) in order to achieve the coupling by means of two rear wheels 14 of the rolling object.
  • the coupling means 5 are shown in a simplified manner as clamps.
  • the rear wheels 14 of the rolling object are placed in the clamp, and are oriented substantially along the y axis, that is to say along an axis perpendicular to the longitudinal axis (x axis) of the frame 2, from so as to prevent relative movement in the longitudinal direction of the rolling object and the electric propulsion system.
  • the front wheels 15 of the rolling object are free and not coupled.
  • the electric propulsion system 1 also comprises a handlebar 6, for example in the form of a rod equipped with a handle (not shown) articulated with respect to the frame 2.
  • the electric propulsion system 1 comprises a platform 7 support (for example a user for the use of the electric propulsion system in electric scooter mode for example).
  • the platform 7 is located at the end of the frame 2 which supports the non-motorized wheels 4.
  • the coupling means 5, the non-motorized wheels 4, the platform 7, and a major part of the frame 2 are located below. the rolling object. Only the motorized wheel 3 and the handlebar 6 can protrude from the rolling object 13 in the longitudinal direction x
  • Figure 10 illustrates, schematically and without limitation, a sectional view along the transverse axis of an embodiment of the invention.
  • FIG. 10 illustrates a wheel 3 driven by an electric machine 10.
  • the wheel 3 is connected to the frame by a connecting pivot, the axis 8 of which is substantially vertical.
  • the axis 8 of the connecting pivot between the driven wheel 3 and the frame 2 is rigidly fixed to the support part 20.
  • the support part 20 is itself in a pivot connection around the axis 21 of the driven wheel 3.
  • the axis 21 of the driven wheel 3 is at a distance e from the axis of the connecting pivot 8.
  • the driven wheel 3 is offset from the axis of the pivot. link 8 (we can also say that it is eccentric or off-center from the axis of the link pivot 8).
  • the driven wheel 3 is a steerable off-center wheel, the orientation of which is automatic. It is therefore a passive system of automatic orientation in the direction of travel.
  • the electric machine 10 is connected to the driven wheel 3.
  • the axis 22 of the electric machine 10 is not coaxial with the axis 21 of the driven wheel 3.
  • a transmission means 17 consisting of a belt or chain is used for the connection and power transmission between the electric machine 10 and the driven wheel 3.
  • the electric machine 10 is fixed to a connecting piece 23 serving as a support plate.
  • the connecting piece 23 is in a pivot connection around the axis 21 of the driven wheel 3.
  • the connecting piece 23 and the support piece 20 can pivot with respect to one another around the axis. 21 of the driven wheel 3.
  • a measuring means 24 can be positioned between these two parts, this measuring means 24 being fixed on the one hand to the support part 20 and to the connecting part 23 to measure a variation in distance.
  • This measuring means 24 can in particular be a torque pickup rod, which makes it possible to measure the variations in torque generated on the driven wheel 3 and, on the other hand, to block the rotation of the connecting piece 23. This measurement makes it possible to determine the torque at the level of the driven wheel 3. The value of the torque is then used as data for the control-command of the electric machine by control means (not shown), for example a controller comprising electronic control equipment.
  • Figures 11 and 12 illustrate modes of operation corresponding to the removable electric propulsion system of Figure 10.
  • the user acts on the handlebars or on the rolling object by a force F1 which is transmitted to the frame 2, then to the support part 20 and finally to the driven wheel 3.
  • the force F1 is collinear. to the x direction which will be considered as a forward direction.
  • This force creates a reaction - F1 at the level of the contact between the driven wheel 3 and the ground (not shown).
  • a torque Cr1, created by the force F1 is generated at the level of the driven wheel 3.
  • This torque Cr1 generated on the driven wheel 3 creates a rotation of the driven wheel, partially countered by the resistive torque of the electric motor, and a rotation of the connecting piece 23 around the axis of the driven wheel 3, generating a downward movement of the connecting piece 23 (in the direction opposite to z).
  • the measuring means can then detecting an elongation d1 or an increase in the angle or in the force between the support part 20 and the connecting part 23.
  • the measuring means 24 may for example consist of a torque take-up rod.
  • the control means can then control the electric machine to increase the torque generated (or the speed of rotation).
  • the system will be able to accelerate and the speed can be maintained afterwards without effort from the user.
  • a simple user-generated pulse is enough to achieve acceleration.
  • the measurement carried out by the measuring means is always carried out in the direction of the direction of movement, which makes it possible in particular to be free from parasitic forces in the other. directions.
  • the user acts on the handlebars or on the rolling object by a force F2 which is transmitted to the frame 2, then to the support part 20 and finally to the driven wheel 3.
  • the force F2 is in a direction opposite to the direction x of the force F1 of FIG. 11; the F2 effort is towards the rear.
  • This force F2 creates a reaction - F2 at the level of the contact between the driven wheel 3 and the ground (not shown).
  • a torque Cr2, created by the force F2 is generated at the level of the driven wheel 3.
  • This torque Cr2 generated on the driven wheel 3 creates a rotation of the connecting piece 23 around the axis of the driven wheel 3, generating an upward movement of the connecting piece 23 (in the z direction).
  • the measuring means can then detect a decrease d2 in the length, the angle or the force between the support part 20 and the connecting part 23.
  • the control means can then control the electric machine to decrease. the torque generated (or the speed of rotation).
  • the system will slow down or slow down its travel speed on a simple push from the user backwards. The system then allows this reduced speed to be maintained without user effort.
  • Figures 11 and 12 explain the principle of operation of the system in the x direction corresponding to the longitudinal direction of the chassis but the wheels being automatically orientable in the direction of displacement by the eccentricity of the wheel with respect to the connecting pivot between the wheel and frame, the effect of the operation of Figures 11 and 12 could be applied in any desired direction of travel.
  • the invention also relates to a coupling comprising a rolling object and an electric propulsion system as described above, the rolling object being coupled to the electric propulsion system by the coupling means.
  • the rolling object can be moved by simple way, with limited interactions with the user. It does not require remote controls and reacts almost intuitively to user requests.
  • the rolling object is a rolling bed, a cart, a rolling cabinet, or a wheelchair.
  • the electric propulsion system since the electric propulsion system has a small footprint, the footprint of the hitch thus formed is also reduced, which allows maneuvering in restricted areas.
  • Figures 4 to 7 illustrate examples of control methods for a removable electric propulsion system of rolling objects according to the invention.
  • FIG. 4 corresponds to the embodiment of Figure 1.
  • CM a measurement curve CM of a signal representative of the torque at the level of the driven wheel, measured by the measuring means (torque sensor for example) of the removable electric propulsion system over time t .
  • the measurement is compared, on each considered increment, with the thresholds S- and S +, corresponding respectively to a first threshold (S-) and a second threshold (S +).
  • S- first threshold
  • S + second threshold
  • the measurement will be considered as greater than a threshold, for example at the second threshold S +, if the measurement is greater than the threshold S + over the entire duration of the increment, the increment corresponding to the interval between two lines vertical dotted lines, the comparison increment being here identical for the comparison of the measurement CM to the first threshold S- and to the second threshold S +.
  • the first duration and the second duration over which the measurement is compared to the first and second thresholds (S- and S +) are identical, which simplifies the analysis.
  • the measurement CM cannot be considered to be greater than the threshold S + during the time increment situated between the instant t2 and the instant t3.
  • the setpoint Csg is therefore kept identical for the following increment between the instant t3 and the instant t4 to that of the previous setpoint Csg, corresponding to the setpoint Csg applied between the instant t2 and the instant t3.
  • the entire measurement curve 102 is greater than the threshold S +, the setpoint Csg of the electrical machine is therefore increased on the following increment starting at the instant t4 , which is materialized by the first notch observed on the setpoint curve Csg.
  • the measurement CM always remains greater than the threshold S + so that the reference Csg is increased in steps, corresponding to the various increments.
  • the setpoint is increased by a predefined constant value.
  • the CM curve remains between S- and S + so that the setpoint is not changed between t19 and t20, nor between t20 and t21.
  • the portion of curve 112 remains below the threshold S-. Consequently, on the various increments considered, the setpoint is progressively reduced by slot.
  • the march of each of the slots is identical.
  • the decrease in the setpoint is determined by a predefined constant value.
  • the assistance of the electrical machine is provided to the system between times t4 and t33, with a setpoint adapted to the measurement to meet the user's needs.
  • FIG. 5 schematically and nonlimitingly illustrates a second example of the control method according to the invention.
  • the references corresponding to the references in FIG. 4 are identical and are therefore not redetailed. They correspond to the same elements.
  • FIG. 5 corresponds to the embodiment of FIG. 2.
  • FIG. 5 differs from FIG. 4 by applying a variant of the strategy for controlling the setpoint Csg between time t11 and t22, corresponding to the end of the increment which begins at time t11, then enter t27 until the end of the Csg setpoint curve.
  • the setpoint Csg of the electric machine is kept constant between t11 and t22.
  • the setpoint Csg of the electric machine is progressively reduced by steps 150, the reduction corresponds to a constant step.
  • the steps 150 of the setpoint reduction Csg are therefore identical between t11 and t22.
  • the setpoint Csg of the electrical machine is gradually reduced until it stops, while in FIG. 4, this setpoint Csg remained constant. Indeed, as between time t26 and time t27, the measurement is considered to be between the first threshold S- and the second threshold S +, the setpoint applied between time t26 and time t27, is reduced d 'a step 150 between time t27 and time t28. Likewise, the setpoint is reduced between the instant t28 and t29 when it reaches a zero value. In the following increments, as the measurement always remains between the first threshold S- and the second threshold S +, the zero setpoint is maintained since the shutdown of the electric propulsion system has been obtained.
  • the assistance of the electrical machine is provided to the system between times t4 and t29, with a setpoint adapted to the measurement to meet the user's needs.
  • FIG. 6 illustrates, in a schematic and non-limiting manner, a first variant of the method for controlling the electric propulsion system of FIG. 4.
  • the control of the FIG. 6 defines an additional threshold S ++ (fourth threshold), greater than the threshold S +.
  • This threshold is used to detect punctual power peaks where the setpoint must be readjusted. For example, this may be the case if the S ++ threshold is much greater than the S + threshold or if the power peak is high (door threshold passage for example for a hospitalized bed, or short slope on which the system is raised) but over a short period.
  • the considered increment PRS + located between two successive vertical lines (perpendicular to the time axis t), for the comparison of the measurement to the S ++ threshold, can be less than the increment used for figure 4, used for the comparison of the measurement with the thresholds S + and S- (the increment used for the thresholds S + and S- is not represented in FIG. 6).
  • the measurement curve of the signal representative of the torque at the level of the driven wheel CM is between the first threshold S- and the second threshold S + before the instant t100.
  • the Csg setpoint is therefore kept constant until the instant t101.
  • part of the curve CM remains below the threshold S + (and a fortiori below the threshold S ++).
  • the measurement is therefore not greater than the second threshold S +.
  • the parts of curves 300 and 303 remain below the threshold S ++ while the part of the curve 301 is above the threshold S ++ on the PRS + increment located between time t100 and time t101.
  • the measurement cannot therefore be considered to be greater than the S ++ threshold during the PRS + increment located between t100 and t101.
  • the torque setpoint Csg is therefore not modified. It is kept constant on the next increment, starting after t101.
  • the measurement curve CM is between S- and S + on the various increments considered. Even if there is a slight overshoot of the curve CM just before time t102, this overshoot does not exist over the entire increment ending at time t102 so that the measurement cannot be considered as greater than threshold S + on this increment ending at time t102.
  • the setpoint is therefore kept at the next increment between t102 and t103.
  • the portion of curve 304 is greater than threshold S ++, over the entire increment.
  • the measurement on the PRS + increment between t102 and t103 is greater than the S ++ threshold on this increment.
  • the setpoint is increased by a value greater than that of the square waves in Figure 4, so as to rapidly provide the power required for the measured peak. A rapid response is therefore provided to the user's demand for power.
  • the measurement remains between the first threshold S- and the second threshold S +, including on the increment starting at time t103, because part of the curve 305 is less than the threshold S +.
  • the Csg setpoint applied to the increment starting at time t103 is retained over the entire end of the Csg setpoint curve.
  • FIG. 7 illustrates, in a schematic and non-limiting manner, a second variant of the method for controlling the electric propulsion system of FIG. 4.
  • the control of the FIG. 7 defines an additional threshold S - (third threshold), lower than the threshold S-.
  • This threshold S- is used to detect occasional power reductions where the setpoint must be readjusted. For example, this may be the case if the threshold S-- is much lower than the threshold S- (the system needs to be braked quickly for example) or if the decrease in power is significant over a short period. This case may correspond to the passage of a hole or a more or less long slope through which a medical bed transported by the removable electric propulsion system is lowered.
  • the considered increment PRS-, located between two successive vertical lines (perpendicular to the time axis t), for the comparison of the measurement to the threshold S- may be less than the increment used for figure 4 (the increment used for the thresholds S + and S- is not represented in FIG. 7).
  • the measurement curve of the signal representative of the torque at the level of the driven wheel CM is between S- and S + before the instant t201.
  • the torque setpoint Csg of the electric machine is therefore kept constant.
  • part of the curve CM remains greater than the threshold S- (and a fortiori greater than the threshold S-).
  • the parts of curves 200 and 203 remain above the threshold S- while the part of the curve 201 is below the threshold S-.
  • the measurement cannot therefore be considered as lower than the threshold S- during the increment PRS- located between t201 and t202.
  • the torque setpoint Csg is therefore not modified. It is kept constant on the increment starting at t 202.
  • the measurement curve CM is between S- and S + on the various increments considered. Even if there is a portion of the CM curve just before time t203 below threshold S-, the measurement is not less than threshold S- over the entire increment ending in t203. The setpoint is therefore kept at the next increment between t203 and t204.
  • the portion of the curve 204 is below the threshold S-.
  • the measurement on the PRS- increment between t203 and t1204 is less than the S- threshold.
  • the setpoint is reduced by a value greater than that of the slots in Figure 4. The setpoint reduction is therefore higher, which makes it possible to obtain greater braking.
  • the torque reduction is such that the setpoint is voluntarily reduced to zero, so as to achieve an emergency stop.
  • the setpoint is not determined by a predefined reduction value but by definition directly from the value of the setpoint to be applied to the next increment starting at time t204.
  • This setpoint is then kept zero over the rest of the curve CM, the curve remaining, over the various increments located after t204, between the first threshold S- and the second threshold S +. The stop is therefore retained.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de contrôle d'un système de propulsion électrique amovible pour un objet roulant. Dans ce procédé, on mesure (MES) un signal représentatif du couple au niveau d'une roue entraînée par une machine électrique du système de propulsion électrique. On compare (COMP) cette mesure, sur différents incréments de temps, à deux seuils et on commande la machine électrique en fonction de cette comparaison. L'invention concerne également un système de propulsion adapté à cette méthode et un attelage comprenant le système de propulsion et un objet roulant.

Description

PROCEDE ET SYSTEME DE PROPULSION ELECTRIQUE AMOVIBLE POUR UN OBJET ROULANT AVEC UN MOYEN DE MESURE ET UN MOYEN DE CONTROLE
Domaine technique
L’invention concerne le domaine de transport d’objets roulants, en particulier des lits roulants, par exemple des lits d’hôpitaux.
Le déplacement des charges lourdes roulantes par un utilisateur peut entraîner des difficultés pour l’utilisateur, en particulier si cette action est répétée, telles que des troubles musculo-squelettiques.
Technique antérieure
Afin de rendre le déplacement des charges lourdes roulantes (par exemple lit roulant dont la masse totale approche ou dépasse les 500 kg) plus facile et plus ergonomique, il a été envisagé d’équiper ces charges lourdes de machines électriques. Par exemple, une première idée a consisté à équiper chaque lit d’hôpital d’un système d’entraînement électrique d’au moins une roue ou à lui ajouter une roue motorisée. Une telle solution est onéreuse, car elle nécessite le remplacement ou la modification de l’ensemble des lits, ce que les hôpitaux ne peuvent pas se permettre. De plus, le système d’entraînement et sa batterie augmentent le poids du lit. Par conséquent, lorsque la batterie est déchargée, les efforts à fournir pour déplacer le lit sont plus importants.
De la même façon, dans le domaine de la logistique ou du commerce, il a été envisagé de rendre électrique tous les chariots. Là aussi, une telle solution est onéreuse.
Une alternative est de prévoir un système amovible de propulsion d’objets roulants. Plusieurs solutions techniques ont été envisagées.
Par exemple, la demande de brevet WO 01/85086 décrit un système de propulsion motorisée pour un lit. Le système de propulsion est configuré pour s’atteler à un ou plusieurs points du lit. De par les moyens d’attelage prévus pour ce système de propulsion, ce système ne peut pas être universel et adapté à différents objets roulants. En effet, il ne peut pas être attelé à un objet roulant non muni d’une pièce d’attelage. De plus, pour ce système de propulsion, toutes les roues de l’objet roulant restent en contact avec le sol. Par conséquent, l’orientation de l’attelage (système de propulsion et lit) est plus compliquée, les forces de frottement sont élevées, et la roue motorisée nécessite plus de puissance.
La demande de brevet WO 2012/171079 décrit un deuxième système de propulsion d’un lit d’hôpital. Le système de propulsion est configuré pour lever deux roues du lit. Toutefois, le mécanisme de préhension des roues est complexe et encombrant : la dimension latérale (direction parallèle à l’axe des roues motorisées) est importante (supérieure à la largeur des roues du lit) et peut dépasser les dimensions latérales du lit, ce qui peut être gênant pour le déplacement du lit, en particulier dans un espace réduit tel qu’un couloir ou un ascenseur d’hôpital.
La demande de brevet WO 2013/156030 décrit un troisième système de propulsion d’un lit d’hôpital. Le système de propulsion est configuré pour lever deux roues du lit. Toutefois, le système présente des dimensions latérale (direction parallèle à l’axe des roues motorisées) et longitudinale (direction perpendiculaire à l’axe des roues) qui sont importantes : la plateforme arrière dépasse le lit et la distance entre les roues non motorisées peut dépasser les dimensions du lit, ce qui peut être gênant pour le déplacement du lit, en particulier dans un espace réduit, tel qu’un couloir ou un ascenseur d’hôpital.
Un autre système de propulsion électrique amovible a fait l’objet d’une demande de brevet par la demanderesse (FR 1873165). Ce système permet un encombrement réduit et peut s’adapter à différents objets roulants. Il dispose d’au moins une roue entraînée par une machine électrique. Toutefois, le système ne définit pas de stratégie de contrôle. Ce système peut être amélioré afin de contrôler efficacement la machine électrique.
Pour automatiser le contrôle de ces systèmes de propulsion, la présente invention concerne un procédé de contrôle d’un système de propulsion électrique amovible pour un objet roulant. Le système de propulsion comprend au moins une roue entraînée par une machine électrique. Le procédé de contrôle comprend les étapes suivantes : a) on mesure au moins un signal représentatif du couple exercé par l’objet roulant sur le système de propulsion au niveau de ladite roue entraînée ; le signal représentatif du couple pouvant être un couple, un effort ou un allongement ; b) on compare ledit signal mesuré à au moins un premier seuil et à au moins un deuxième seuil ; le premier seuil étant inférieur au deuxième seuil ; c) on commande la machine électrique :
- si la mesure est inférieure au premier seuil pendant une première durée, on diminue la consigne de couple exercé par la machine électrique sur la roue entraînée d’une première valeur prédéterminée ; et
- si la mesure est supérieure au deuxième seuil pendant une deuxième durée, on augmente la consigne de couple exercé par la machine électrique sur la roue entraînée d’une deuxième valeur prédéterminée.
Ainsi, le contrôle de la machine électrique permet d’accélérer ou de freiner la machine électrique, et donc le système de propulsion électrique amovible pour l’adapter de manière automatique aux besoins de l’utilisateur. En effet, lorsque l’utilisateur agit sur le système de propulsion électrique, par exemple, par l’intermédiaire d’un guidon ou directement par action sur l’objet à déplacer, pour faire accélérer ou freiner le système de propulsion électrique, cette action manuelle va être transmise à la roue entraînée dont le couple va alors être modifié (augmentation du couple si l’utilisateur veut accélérer ; diminution du couple si l’utilisateur souhaite freiner). En mesurant un signal représentatif de ce couple, on peut alors détecter une modification de la demande. Le procédé de contrôle permet alors d’adapter la consigne de la machine électrique pour répondre à la demande de l’utilisateur. La consigne de la machine électrique va être augmentée si l’utilisateur souhaite accélérer. Au contraire, la consigne de la machine électrique va être réduite si l’utilisateur veut freiner.
Résumé de l’invention
L’invention concerne un procédé de contrôle d’un système de propulsion électrique amovible pour un objet roulant, ledit système de propulsion comprenant au moins une roue entraînée par une machine électrique, le procédé de contrôle comprenant les étapes suivantes : a) on mesure au moins un signal représentatif du couple exercé par l’objet roulant sur le système de propulsion au niveau de ladite roue entraînée ; b) on compare ledit signal mesuré à au moins un premier seuil et à au moins un deuxième seuil ; c) on commande la machine électrique :
- si la mesure est inférieure au premier seuil pendant une première durée, on diminue la consigne de couple exercé par la machine électrique sur la roue entraînée d’une première valeur prédéterminée ;
- si la mesure est supérieure au deuxième seuil pendant une deuxième durée, on augmente la consigne de couple exercé par la machine électrique sur la roue entraînée d’une deuxième valeur prédéterminée.
Selon une variante du procédé de l’invention, si, lors de l’étape c), la mesure est comprise entre le premier seuil et le deuxième seuil, on conserve la consigne de couple exercé par la machine électrique sur la roue entraînée.
Selon une alternative, si, lors de l’étape c), la mesure est comprise entre le premier seuil et le deuxième seuil, on diminue la consigne de couple exercé par la machine électrique sur la roue entraînée, par incréments prédéfinis, jusqu’à son arrêt.
De manière préférée, lors de l’étape c), on diminue la consigne en utilisant des moyens de dissipation de l’énergie connectés à ladite machine électrique.
De manière avantageuse, le premier seuil est négatif et le deuxième seuil est positif. Préférentiellement, la première durée est égale à la deuxième durée.
Selon une mise en œuvre de l’invention, la première valeur prédéterminée est égale à la deuxième valeur prédéterminée.
Selon un mode de réalisation du procédé de l’invention, la première valeur prédéterminée est fonction de la différence entre le signal mesuré et le premier seuil.
Selon une configuration de l’invention, la deuxième valeur prédéterminée est fonction de la différence entre le signal mesuré et le deuxième seuil.
De manière préférée, si la mesure est inférieure à un troisième seuil pendant une troisième durée, le troisième seuil étant inférieur au premier seuil et/ou la troisième durée étant inférieure à la première durée, on diminue la consigne de la machine électrique d’une troisième valeur prédéterminée.
Préférentiellement, si la mesure est supérieure à un quatrième seuil pendant une quatrième durée, le quatrième seuil étant supérieur au deuxième seuil et/ou la quatrième durée étant inférieure à la deuxième durée, on modifie la consigne de la machine électrique d’une quatrième valeur prédéterminée, la quatrième valeur prédéterminée étant supérieure à la deuxième valeur prédéterminée.
Selon une variante de ce mode de réalisation, on augmente la consigne de la machine électrique d’une quatrième valeur prédéterminée.
Selon une autre alternative de ce mode de réalisation, on diminue la consigne de la machine électrique d’une quatrième valeur prédéterminée de manière à éviter l’emballement du système.
Selon une mise en œuvre avantageuse, on corrige la mesure du signal représentatif du couple exercé par l’objet roulant sur le système de propulsion au niveau de ladite roue entraînée, préférentiellement lorsque la mesure du signal représentatif du couple est comprise entre le premier seuil et le deuxième seuil, avant de comparer cette mesure corrigée auxdits premier et deuxième seuils.
L’invention concerne aussi un système de propulsion électrique amovible pour un objet roulant, ledit système de propulsion comprenant un châssis muni d’au moins une roue entraînée par une machine électrique, et d’au moins une roue non entraînée et des moyens d’attelage dudit système de propulsion audit objet roulant, lesdits moyens d’attelage comprenant des moyens de préhension et de levage d’au moins une roue dudit objet roulant. Le système de propulsion comprend un moyen de mesure d’un signal représentatif du couple exercé par l’objet roulant sur le système de propulsion au niveau de ladite roue entraînée et un moyen de contrôle de ladite machine électrique adapté à la mise en oeuvre du procédé de contrôle décrit précédemment.
De manière avantageuse, lesdits moyens d’attelage comprennent des moyens d’orientation d’au moins une roue dudit objet roulant dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale dudit châssis dudit système de propulsion.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’une au moins des roues entraînées est une roue décentrée orientable autour d’un axe sensiblement vertical et en ce que le système de propulsion comprend un moyen de contrôle de ladite machine électrique pour commander la machine électrique en fonction des mesures obtenues par le moyen de mesure.
L’invention concerne encore un attelage comprenant un objet roulant et un système de propulsion électrique selon l’une des caractéristiques précédentes, ledit objet roulant étant attelé audit système de propulsion électrique par lesdits moyens d’attelage.
De préférence, ledit objet roulant est un lit roulant, un chariot, un meuble roulant, ou un fauteuil roulant.
Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages du procédé de contrôle et du système selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après.
La figure 1 présente un premier mode de réalisation d’un procédé de contrôle selon l’invention.
La figure 2 présente un deuxième mode de réalisation d’un procédé de contrôle selon l’invention.
La figure 3 présente un troisième mode de réalisation d’un procédé de contrôle selon l’invention.
La figure 4 présente un premier exemple d’un procédé de contrôle selon l’invention.
La figure 5 présente un deuxième exemple d’un procédé de contrôle selon l’invention. La figure 6 présente un exemple d’une première variante du procédé de contrôle selon l’invention de la figure 4.
La figure 7 présente un exemple d’une deuxième variante du procédé de contrôle selon l’invention de la figure 4.
La figure 8 représente une vue d’ensemble en coupe, dans la direction longitudinale, d’un système de propulsion selon l’invention.
La figure 9 représente une vue d’ensemble de dessus d’un système de propulsion selon l’invention.
La figurel 0 représente une vue en coupe, dans la direction longitudinale, d’un premier mode de réalisation du système selon l’invention.
La figure 11 représente un mode de fonctionnement du système selon l’invention dans une direction donnée.
La figure 12 représente un mode de fonctionnement du système selon l’invention dans la direction opposée à la direction de la Figure 11 .
Description des modes de réalisation
L’invention concerne un procédé de contrôle d’un système de propulsion électrique amovible pour un objet roulant. En effet, le système de propulsion électrique amovible permet d’assister le transport de l’objet roulant. L’objet roulant peut notamment être un lit d’hôpital, dont la masse à transporter peut atteindre environ 500 kg. Le système de propulsion électrique est amovible et peut, à ce titre, être accroché ou décroché à l’objet roulant. Un même système de propulsion peut ainsi servir à transporter différents objets roulants à différents moments. Il représente donc un investissement moindre qu’un système électrique spécifique monté à demeure sur chaque objet roulant concerné.
Le système de propulsion électrique amovible a notamment au moins une roue entraînée par une machine électrique. Cette roue entraînée permet une assistance au déplacement de l’objet roulant, permettant à l’utilisateur, par exemple le brancardier pour un lit d’hôpital, de faire moins d’effort pour déplacer l’objet roulant.
Dans ce procédé de contrôle, on réalise les étapes suivantes : - on mesure au moins un signal représentatif du couple exercé par l’objet roulant sur le système de propulsion au niveau de la roue entraînée. Pour cela, on peut utiliser un moyen de mesure intégré dans le système de propulsion électrique. Cette mesure permet d’obtenir une information sur la variation de couple de la roue entraînée. Le couple appliqué sur la roue provenant de la machine électrique étant connu (par une consigne appliquée sur la machine électrique), la variation de couple va alors s’expliquer comme provenant soit de l’utilisateur, soit par des variations induites par le contact roue/sol (pente, trous, seuils de porte etc..). L’utilisateur peut par exemple agir sur l’objet roulant ou sur le système de propulsion, par exemple par un guidon ;
- on compare le signal mesuré à au moins un premier seuil et à au moins un deuxième seuil. Le premier seuil est inférieur au deuxième seuil. Cette comparaison peut être réalisée par exemple par un ordinateur, des moyens informatiques, ou un système électronique, capable de communiquer avec le moyen de mesure. Les premier et deuxième seuils peuvent être prédéfinis par exemple à partir de tests en situation du système.
- on commande la machine électrique de la roue entraînée de la manière suivante :
* si la mesure est inférieure au premier seuil pendant une première durée, le premier seuil et la première durée étant prédéfinis, on diminue la consigne de couple exercé par la machine électrique sur la roue entraînée d’une première valeur prédéterminée ; de ce fait, la machine électrique et le système vont ralentir ;
* si la mesure est supérieure au deuxième seuil pendant une deuxième durée, le deuxième seuil et la deuxième durée étant prédéfinis, on augmente la consigne de couple exercé par la machine électrique sur la roue entraînée d’une deuxième valeur prédéterminée. De ce fait, la machine électrique et le système vont accélérer.
De préférence, les premier et deuxième seuils sont différents.
Par mesure inférieure (respectivement supérieure) à un seuil (premier seuil, respectivement deuxième seuil par exemples) sur une certaine durée, on entend que la mesure réalisée reste inférieure (respectivement supérieure) au seuil considéré (premier seuil, respectivement deuxième seuil par exemples) pendant toute la durée considérée (première durée, respectivement deuxième durée par exemples). Sur chaque incrément de temps de mesure, la mesure doit rester inférieure (respectivement supérieure) au seuil considéré pour que la mesure soit considérée comme étant inférieure (respectivement) supérieure au seuil.
Ainsi, on fait varier la consigne de la machine électrique de manière incrémentale. Pendant un premier incrément, on compare la mesure du signal considéré aux deux seuils (premier et deuxième seuil). Si la mesure est inférieure (respectivement supérieure) au premier seuil (respectivement deuxième seuil) pendant l’incrément de temps (première durée, respectivement deuxième durée), alors la consigne de la machine électrique va être modifiée pour l’incrément de temps suivant pour s’adapter plus rapidement à la mesure, c’est-à-dire pour répondre plus rapidement aux besoins de l’utilisateur.
De plus, grâce à la définition de durées prédéfinies, les à-coups de type passage de porte ou trous dans le sol ne vont pas modifier inutilement la consigne, le dépassement du seuil étant sur une durée très courte, inférieure aux première et/ou deuxième durées. En revanche, par un effort exercé par l’utilisateur vers l’avant ou vers l’arrière pendant une durée supérieure respectivement à la deuxième ou à la première durée, respectivement pour accélérer ou freiner, le système va modifier la consigne de la machine électrique pour la faire accélérer ou décélérer. Le système s’adapte donc de manière automatique aux besoins de l’utilisateur par une brève sollicitation, le terme brève sollicitation (ou impulsion) devant se comprendre, dans le cadre de l’invention, comme un effort dont la durée est maintenue sur une durée supérieure aux première ou deuxième durées pour permettre la réaction du système. L’utilisateur peut par la suite relâcher son effort ; il n’est pas obligé de maintenir son effort par la suite.
Le procédé est également particulièrement avantageux car l’utilisateur n’a pas besoin de télécommande ou de boîtier de commande pour commander le système. Au contraire, l’utilisateur agit manuellement sur l’objet roulant et le système répond de manière intuitive et automatique à l’action exercée par l’utilisateur.
De manière avantageuse, si lors de l’étape de commande de la machine électrique, la mesure est comprise entre le premier seuil et le deuxième seuil, on peut conserver la consigne de couple exercé par la machine électrique sur la roue entraînée. Par mesure comprise entre le premier seuil et le deuxième seuil, on entend que la mesure n’est ni inférieure au premier seuil sur la première durée, ni supérieure au deuxième seuil sur la deuxième durée. La consigne de la machine électrique n’est pas modifiée. Le déplacement de l’objet roulant peut donc se poursuivre sans effort de l’utilisateur. Une batterie ou tout autre moyen de stockage d’énergie peut être utilisé pour alimenter la machine électrique en énergie.
La figure 1 illustre, de manière schématique et non limitative, un exemple de procédé de contrôle pour un système de propulsion électrique amovible selon l’invention. Dans ce procédé de contrôle, on mesure (MES) un signal représentatif du couple exercé au niveau de la roue entraînée du système de propulsion électrique amovible. Le couple au niveau de la roue entraînée est déterminé à partir des mesures réalisées et est ensuite comparé à la consigne de la machine électrique. Cela permet de déterminer si une action de l’utilisateur est effectuée, pour accélérer ou freiner le système.
Les mesures réalisées sont ensuite comparées (COMP) à au moins un premier seuil pendant une première durée et à au moins un deuxième seuil pendant une deuxième durée. Ces deux seuils sont prédéfinis en fonction de l’objet roulant, des situations de fonctionnement et/ou de l’utilisateur, par exemple par le biais d’expérimentations sur le système. Par mesure inférieure (respectivement supérieure) à un premier seuil (respectivement deuxième seuil) pendant une première durée (respectivement deuxième durée), on entend que la mesure est inférieure (respectivement supérieure) au seuil considéré sur toute la durée considérée. Par conséquent, si une partie de la mesure réalisée est supérieure au premier seuil (respectivement inférieure au deuxième seuil) pendant la première durée (respectivement la deuxième durée), la mesure n’est pas considérée inférieure au premier seuil sur la première durée (respectivement supérieure au deuxième seuil pendant la deuxième durée).
Si la mesure est inférieure au premier seuil pendant une première durée (condition C1t), on diminue la consigne de couple (C-) de la machine électrique de manière à ralentir la machine électrique (et donc le système de propulsion électrique amovible).
Si la mesure est supérieure au deuxième seuil pendant une deuxième durée (condition C2t), on augmente la consigne de couple (C+) de la machine électrique de manière à accélérer la machine électrique (et donc le système de propulsion électrique amovible).
Dans les autres cas, c’est-à-dire quand au moins une partie de la mesure réalisée sur la durée considérée est comprise entre le premier seuil et le deuxième seuil (condition C3), on considère que la mesure est comprise entre le premier seuil et le deuxième seuil, on conserve la consigne précédente de la machine électrique (consigne 0). Il convient de préciser que le contrôle de la machine électrique est réalisé par pas incrémental de temps, correspondant à des incréments de temps de durées correspondantes à la première durée (pour le premier seuil) et à la deuxième durée (pour le deuxième seuil). Avant le démarrage du procédé de contrôle, pour l’initialisation du procédé de contrôle, la consigne de la machine électrique est considérée comme nulle (pas de consigne). La consigne s’applique sur l’incrément suivant l’incrément de mesure.
Alternativement, si lors de l’étape de commande de la machine électrique, la mesure est comprise entre le premier seuil et le deuxième seuil, on peut diminuer progressivement la consigne de couple exercé par la machine électrique sur la roue entraînée, par incréments prédéfinis, jusqu’à l’arrêt de la machine électrique. Cette solution a l’avantage de permettre l’arrêt du système au bout d’un certain temps, ce qui limite le risque de collision potentielle si l’utilisateur est défaillant pour arrêter/freiner le système. De plus, cette solution est proche du fonctionnement naturel du système (par fonctionnement naturel, on entend le fonctionnement sans assistance électrique) et permet donc à l’utilisateur de s’habituer progressivement au système à assistance électrique. Lors du fonctionnement naturel, par un effort exercé par l’utilisateur sur le système, le système va se mettre en mouvement mais celui-ci tend à s’arrêter de lui-même. En diminuant progressivement la consigne de couple, le système réagit comme si des efforts de frottement tendaient à l’arrêter.
La figure 2 illustre, de manière schématique et non limitative, un autre exemple de procédé de contrôle adapté au système selon l’invention. Dans cette méthode de contrôle, on mesure (MES) un signal représentatif du couple exercé au niveau de la roue entraînée du système de propulsion électrique amovible.
Les mesures réalisées sont ensuite comparées (COMP) à au moins un premier seuil pendant une première durée et à au moins un deuxième seuil pendant une deuxième durée. Ces deux seuils sont prédéfinis en fonction de l’objet roulant, des situations de fonctionnement et/ou de l’utilisateur.
Si la mesure est inférieure au premier seuil pendant une première durée (condition C1t), c’est-à-dire si tous les points de mesure réalisés dans l’intervalle de temps de la première durée sont inférieurs au premier seuil, on diminue la consigne de couple (C-) de la machine électrique de manière à ralentir la machine électrique (et donc le système de propulsion électrique amovible).
Si la mesure est supérieure au deuxième seuil pendant une deuxième durée (condition C2t), c’est-à-dire si tous les points de mesure réalisés dans l’intervalle de temps de la deuxième durée sont supérieurs au deuxième seuil, on augmente la consigne de couple (C+) de la machine électrique de manière à accélérer la machine électrique (et donc le système de propulsion électrique amovible).
Dans les autres cas, c’est-à-dire quand la mesure est comprise entre le premier seuil et le deuxième seuil (condition C3), c’est-à-dire la mesure n’est ni inférieure au premier seuil sur la première durée, ni supérieure au deuxième seuil sur la deuxième durée, on diminue la consigne précédente de la machine électrique (consigne Cr), par incréments prédéfinis. Les incréments de consigne peuvent donc être constants ou au contraire définis pour augmenter le freinage progressivement jusqu’à l’arrêt de la machine électrique. De cette manière, sur chaque incrément de temps où l’utilisateur n’agit pas sur le système pour commander une accélération ou une décélération, le système freine progressivement jusqu’à l’arrêt.
Cette dissipation progressive de l’énergie pour freiner le système peut notamment se faire en utilisant des moyens de dissipation de l’énergie (par exemple un frein mécanique, des éléments électriques résistifs, et/ou l’utilisation de la machine électrique en générateur pour recharger les batteries) connectés à la machine électrique
Avantageusement, le premier seuil peut être négatif et le deuxième seuil peut être positif. De ce fait, lorsque la mesure dépasse le deuxième seuil, la consigne de la machine électrique est augmentée ; au contraire, lorsque la mesure est inférieure au premier seuil, la consigne de la machine électrique est réduite jusqu’à l’arrêt complet de la machine. De plus, le contrôle du système est simplifié.
En outre, le premier seuil peut être l’opposé du deuxième seuil. De ce fait, le système a un comportement symétrique en accélération et en freinage.
Selon une variante du procédé de l’invention, la première durée peut être égale à la deuxième durée. Cela permet de réduire le nombre de paramètres du système. De plus, cela permet à l’utilisateur de mieux anticiper le comportement du système (par exemple pour déterminer le temps de maintien de son effort pour que le système réagisse). Cette variante est avantageuse car elle permet aussi de simplifier le procédé de contrôle en effectuant des comparaisons aux mêmes intervalles de temps pour le premier seuil et pour le deuxième seuil.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la première valeur prédéterminée peut être égale à la deuxième valeur prédéterminée. De ce fait, les phases d’accélération et de décélération sont symétriques, ce qui permet à l’utilisateur de mieux anticiper le comportement du système.
Avantageusement, la première valeur prédéterminée peut être fonction de la différence entre le signal mesuré et le premier seuil. En d’autres termes, la première valeur prédéterminée peut ne pas être une constante prédéterminée mais une fonction prédéfinie. Ainsi, si la différence entre le signal mesuré (par exemple la moyenne du signal mesuré sur la première durée) et le premier seuil augmente, la consigne va augmenter, par exemple de manière linéaire. D’autres courbes pourraient néanmoins être utilisées. Cela permet de répondre plus rapidement et plus efficacement aux besoins de l’utilisateur.
De manière avantageuse, la deuxième valeur prédéterminée peut être fonction de la différence entre le signal mesuré et le deuxième seuil. En d’autres termes, la deuxième valeur prédéterminée peut ne pas être une constante prédéterminée mais une fonction prédéfinie. Ainsi, si la différence entre le signal mesuré (par exemple la moyenne du signal mesuré sur la deuxième durée) et le deuxième seuil augmente, la consigne va augmenter, par exemple de manière linéaire. D’autres courbes pourraient néanmoins être utilisées.
Cela permet de répondre plus rapidement et plus efficacement aux besoins de l’utilisateur.
Selon une mise en oeuvre du procédé de l’invention, si la mesure est inférieure à un troisième seuil pendant une troisième durée, le troisième seuil étant inférieur au premier seuil, on peut modifier la consigne de la machine électrique d’une troisième valeur prédéterminée. La troisième valeur prédéterminée peut par exemple être supérieure à la première valeur prédéterminée. De ce fait, un besoin de freinage nécessaire par exemple pour passer un petit trou au sol ou si le système est soumis à une pente en montée, le système peut augmenter la consigne pour éviter que le système ne s’arrête.
Dans certains cas, la troisième durée peut être inférieure à la première durée. Cela peut permettre de détecter un pic de freinage ponctuel.
Selon une variante préférée de cette mise en oeuvre, la consigne de la machine peut être mise à zéro, de manière à réaliser un arrêt d’urgence.
Selon une mode de réalisation du procédé de contrôle, si la mesure est supérieure à un quatrième seuil pendant une quatrième durée, le quatrième seuil étant supérieur au deuxième seuil, on peut modifier la consigne de la machine électrique d’une quatrième valeur prédéterminée, la quatrième valeur prédéterminée étant de préférence supérieure à la deuxième valeur prédéterminée.
Selon une mise en oeuvre du procédé, on peut augmenter la consigne de la machine électrique d’une quatrième valeur prédéterminée. Ainsi, si le système détecte un besoin de puissance, le système peut automatiquement augmenter la consigne pour répondre plus rapidement et plus efficacement aux besoins de l’utilisateur.
Selon une autre mise en oeuvre du procédé, on peut diminuer la consigne de la machine électrique d’une quatrième valeur prédéterminée de manière à éviter l’emballement du système. Ainsi, on peut éviter l’emballement du système, au-delà du quatrième seuil.
Selon une alternative, le quatrième seuil peut servir à augmenter ou à diminuer la consigne de la machine électrique en fonction des différents paramètres de mesure afin de déterminer si le dépassement du seuil est dû à un pic ponctuel de puissance ou à un risque d’emballement.
Selon une variante, la quatrième durée peut être inférieure à la deuxième durée. Cela peut permettre de détecter un pic de puissance ponctuel. Préférentiellement, on peut corriger la mesure du signal représentatif du couple exercé par l’objet roulant sur le système de propulsion au niveau de la roue entraînée, avant de comparer cette mesure corrigée aux différents seuils (premier, deuxième et éventuellement troisième et/ou quatrième seuils lorsqu’ils sont utilisés), par exemple lorsque la mesure du signal représentatif du couple est comprise entre le premier seuil et le deuxième seuil. La correction peut par exemple ramener la mesure à zéro.
Cette correction peut notamment servir à s’affranchir des disparités qui peuvent se créer dans le système et ainsi réaliser un recalage automatique.
Cette correction peut également servir à éviter un emballement du système qui serait soumis à une pente en descente. En effet, lorsque le système reste pendant une durée déterminée entre le premier seuil et le deuxième seuil, une correction peut être réalisée pour ramener la mesure à zéro. Comme la mesure est ramenée à zéro, la consigne de la machine électrique reste constante. Cette correction évite de créer un dépassement du deuxième seuil. En effet, sans la correction de mesure, si le système poursuit sa descente sur la pente, le dépassement du deuxième seuil risque d’être atteint, ce qui aurait pour effet d’augmenter la consigne de la machine électrique et donc d’accélérer le système alors que cela n’est pas souhaitable.
De la même façon, cette correction pourrait également servir à éviter un arrêt du système qui serait soumis à une pente en montée. En effet, lorsque le système reste pendant une durée déterminée entre le premier seuil et le deuxième seuil, une correction peut être réalisée pour ramener la mesure à zéro en réalisant ainsi un recalage. Comme la mesure est ramenée à zéro, la consigne de la machine électrique reste constante. Cette correction évite de créer un dépassement inférieur au premier seuil. En effet, sans la correction de mesure, si le système poursuit sa montée sur la pente, le dépassement du premier seuil risque d’être atteint, ce qui aurait pour effet de diminuer la consigne de la machine électrique et donc d’arrêter le système alors que cela n’est pas souhaitable.
La figure 3 illustre, de manière schématique et non limitative, un autre exemple de procédé de contrôle adapté au système selon l’invention. Dans cette méthode de contrôle, on mesure (MES) un signal représentatif du couple exercé au niveau de la roue entraînée du système de propulsion électrique amovible.
Les mesures réalisées sont ensuite comparées (COMP) à au moins un premier seuil pendant une première durée et à au moins un deuxième seuil pendant une deuxième durée. Ces deux seuils sont prédéfinis en fonction de l’objet roulant, des situations de fonctionnement et/ou de l’utilisateur. Si une partie de la mesure réalisée est supérieure au premier seuil (respectivement inférieure au deuxième seuil) pendant la première durée (respectivement la deuxième durée), la mesure n’est pas considérée inférieure au premier seuil sur la première durée (respectivement supérieure au deuxième seuil pendant la deuxième durée). Dans ce procédé, l’incrément de mesure est le même pour la comparaison de la mesure aux premier et deuxième seuils. Cela signifie que la première durée est égale à la deuxième durée.
Si la mesure est inférieure au premier seuil pendant une première durée (condition C1t), on diminue la consigne de couple (C-) de la machine électrique de manière à ralentir la machine électrique (et donc le système de propulsion électrique amovible).
Si la mesure est inférieure à un troisième seuil pendant une troisième durée (condition C1t2), on diminue la consigne de couple (C--) de la machine électrique, le troisième seuil étant inférieur au premier seuil, la diminution de la consigne C-- étant supérieure à la diminution de la consigne C- de manière à augmenter le freinage de la machine électrique (et donc le système de propulsion électrique amovible).
Si la mesure est supérieure au deuxième seuil pendant une deuxième durée (condition C2t), on augmente la consigne de couple (C+) de la machine électrique de manière à accélérer la machine électrique (et donc le système de propulsion électrique amovible).
Si la mesure est supérieure à un quatrième seuil pendant une quatrième durée (condition C2t), le quatrième seuil étant supérieure au deuxième seuil, on augmente la consigne de couple (C++) de la machine électrique, l’augmentation de la consigne étant supérieure à l’augmentation de consigne C+, de manière à accélérer la machine électrique (et donc le système de propulsion électrique amovible).
Dans les autres cas, c’est-à-dire quand au moins une partie de la mesure réalisée sur la durée considérée est comprise entre le premier seuil et le deuxième seuil (condition C3), on conserve la consigne précédente de la machine électrique (consigne 0). On ne modifie donc pas la consigne précédente dans ce cas.
L’invention concerne également un système de propulsion électrique amovible pour un objet roulant. Le système comprend un châssis muni d’au moins roue entraînée par une machine électrique, d’au moins une roue non entraînée, un guidon et des moyens d’attelage du système de propulsion à l’objet roulant. En outre, les moyens d’attelage comprennent des moyens de préhension et de levage d’au moins une roue de l’objet roulant. Le système de propulsion comprend un moyen de mesure d’un signal représentatif du couple exercé par l’objet roulant sur le système de propulsion au niveau de la roue entraînée. Le système de propulsion comprend notamment un moyen de contrôle de la machine électrique adapté à la mise en oeuvre du procédé de contrôle décrit précédemment. De ce fait, le système peut agir de manière automatique à des sollicitations de l’utilisateur pour adapter la vitesse de déplacement du système de propulsion électrique amovible (et de l’objet roulant). Les moyens d’attelage permettant de transmettre le déplacement du système de propulsion électrique amovible à l’objet roulant. Avantageusement, le système de propulsion électrique amovible peut également comprendre des moyens de mesure, tels que des capteurs capables de mesurer une grandeur représentative du couple au niveau de la roue entraînée. Ces capteurs peuvent notamment être des capteurs de couple, de force ou d’allongement ou de vitesse de rotation.
De manière avantageuse, le procédé et le système selon l’invention, peuvent utiliser un seul et unique capteur au sein du système. Le système et le procédé sont donc simplifiés.
Selon une mise en oeuvre préférée du système selon l’invention, les moyens d’attelage peuvent comprendre des moyens d’orientation d’au moins une roue de l’objet roulant dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale du châssis du système de propulsion. Ainsi, on peut bloquer un déplacement relatif de l’objet roulant par rapport au système de propulsion électrique. De plus, cette caractéristique est avantageuse car elle permet une adaptation à différents objets roulants.
Avantageusement, l’une au moins des roues entraînées peut être une roue décentrée orientable autour d’un axe sensiblement vertical. Cette particularité permet au système de s’orienter de manière automatique, sans moyen d’orientation à commande contrôlé, par l’excentration des roues par rapport à l’axe vertical servant de pivot de liaison au châssis. Ainsi, le système s’oriente seul dans la direction souhaitée lorsque l’utilisateur agit par l’intermédiaire du guidon ou de l’objet roulant pour modifier la direction de déplacement. De ce fait, le procédé de contrôle n’a besoin que de contrôler la vitesse du système, sans contrôler activement la direction, le système permettant un contrôle passif de la direction, ce qui permet de simplifier le système et le procédé de contrôle.
En outre, le système de propulsion peut comprendre un moyen de contrôle de la machine électrique pour commander la machine électrique en fonction des mesures obtenues par le moyen de mesure. Le moyen de contrôle peut notamment comprendre un contrôleur. Le moyen de contrôle est apte à mettre en oeuvre le procédé décrit précédemment. Ainsi, le contrôle est automatique à partir de brèves sollicitations de l’utilisateur.
La figure 8 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un système de propulsion électrique selon l’invention. La figure 8 est une vue en coupe de côté du système de propulsion électrique amovible 1. Le système de propulsion électrique amovible 1 comprend un châssis 2. L’axe x correspond à l’axe longitudinal du châssis 2 et à la direction principale de déplacement du système de propulsion, et l’axe z correspond à l’axe vertical du châssis 2. Le châssis supporte trois roues. Le châssis 2 supporte une roue 3, qui est une roue entraînée par une machine électrique 10 au moyen de transmission 17, par exemple une courroie ou une chaîne (alternativement la machine électrique 10 peut être reliée directement à la roue 3). La roue 3 est orientable par rapport au châssis 2, autour d’un axe vertical 8, dit pivot de liaison. De préférence, l’orientation est automatique et ne nécessite pas de moyen d’orientation commandée. En d’autres termes, le système ne dispose pas de moyen d’orientation actif. La machine électrique 10 peut être solidaire du pivot 8 de la roue motorisée 3. A l’autre extrémité, le châssis 2 supporte deux roues 4, qui sont deux roues non entraînées par une machine électrique. Les roues 4 sont orientables par rapport au châssis autour d’axes verticaux 9. Chaque roue, entraînée ou non entraînée, est donc orientable autour d’un axe vertical. Le système de propulsion électrique 1 comprend en outre des moyens d’attelage 5. Selon le mode de réalisation illustré, le système de propulsion électrique 1 comprend deux moyens d’attelage 5 de part et d’autre du châssis selon la direction latérale (axe y non représenté) afin de réaliser l’attelage au moyen de deux roues de l’objet roulant (non représenté). Les moyens d’attelage 5 sont représentés de façon simplifiée en tant que pinces. Le déplacement vertical des moyens d’attelage 5 est indiqué par une double flèche : ce déplacement vertical des moyens d’attelage peut constituer un moyen de préhension et de levage des roues de l’objet roulant. Les moyens d’attelage 5 sont placés, dans la direction x, entre la roue motorisée 3 et les roues non motorisées 4. De plus, le système de propulsion électrique 1 comprend un guidon 6, par exemple sous la forme d’une tige équipée d’une poignée (non représentée) articulée par rapport au châssis 2 au moyen d’une articulation 12 d’axe horizontal, selon la direction latérale "y” du châssis 2 (perpendiculaire au plan de la figure). D’autres modes d’utilisation peuvent être utilisés : par exemple, le guidon peut être relié au pivot 8. En outre, le système de propulsion électrique 1 comporte une batterie 11. La batterie 11 est placée sur le châssis 2 à proximité de la machine électrique 10 et de la roue motorisée 3 et sert d’alimentation à la machine électrique.
La batterie 11 peut être amovible. De ce fait, elle peut être retirée et remplacée aisément par une batterie chargée, sans perte de temps liée à la recharge. Elle peut également être rackable, c’est-à-dire chargeable, par exemple par glissement, sur une base ou plateforme préparée (appelé un rack qui correspond en quelque sorte à un meuble de rangement prévu pour des sous-ensembles électroniques) dans un compartiment du rack où la connexion électrique peut être pré-câblée. Par le montage rackable, la connexion est automatique lors de la mise en place. De ce fait, le montage de la batterie sur le rack (ou son démontage) sont rapides et faciles. La figure 9 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un système de propulsion électrique selon un mode de réalisation de l’invention attelé à un objet roulant 13. La figure 2 est une vue de dessus du système de propulsion électrique 1 et de l’objet roulant 13. L’objet roulant 13 peut être de tout type, notamment un lit roulant. L’objet roulant comprend deux roues 14, appelées arbitrairement roues arrière, et deux roues 15, appelées arbitrairement roues avant. Le système de propulsion électrique 1 comprend un châssis 2. L’axe x correspond à l’axe longitudinal du châssis 2 et à la direction principale de déplacement du système de propulsion, et l’axe y correspond à l’axe latéral du châssis 2, l’axe vertical, dénommé z, est non représenté. Le châssis 2 supporte trois roues. Le châssis
2 supporte une roue 3, qui est une roue entraînée par une machine électrique (non représentée). La roue 3 est orientable par rapport au châssis 2, autour d’un axe vertical 8 (pivot de liaison). A l’autre extrémité, le châssis 2 supporte deux roues 4, qui sont deux roues non entraînées par une machine électrique. Les roues 4 sont orientables par rapport au châssis autour d’axes verticaux 9. Le système de propulsion électrique 1 comprend en outre des moyens d’attelage 5. Selon le mode de réalisation illustré, le système de propulsion électrique 1 comprend deux moyens d’attelage 5 de part et d’autre du châssis selon la direction sensiblement latérale (axe y) afin de réaliser l’attelage au moyen de deux roues arrière 14 de l’objet roulant. Les moyens d’attelage 5 sont représentés de façon simplifiée en tant que pinces. Les roues arrière 14 de l’objet roulant sont placées dans la pince, et sont orientées sensiblement selon l’axe y, c’est-à-dire selon un axe perpendiculaire à l’axe longitudinal (axe x) du châssis 2, de manière à empêcher un mouvement relatif dans la direction longitudinale de l’objet roulant et du système de propulsion électrique. De plus, les roues avant 15 de l’objet roulant sont libres et non attelées. Le système de propulsion électrique 1 comprend également un guidon 6, par exemple sous la forme d’une tige équipée d’une poignée (non représentée) articulée par rapport au châssis 2. En outre, le système de propulsion électrique 1 comporte une plateforme 7 de support (par exemple d’un utilisateur pour l’utilisation du système de propulsion électrique en mode trottinette électrique par exemple). La plateforme 7 est située à l’extrémité du châssis 2 qui supporte les roues non motorisées 4. Les moyens d’attelage 5, les roues non motorisées 4, la plateforme 7, et une majeure partie du châssis 2 sont situées en-dessous de l’objet roulant. Seuls la roue motorisée 3 et le guidon 6 peuvent dépasser de l’objet roulant 13 dans la direction longitudinale x du châssis 2.
La figure 10 illustre, de manière schématique et non limitative une vue en coupe selon l’axe transversal d’un mode de réalisation de l’invention.
La figure 10 illustre une roue entraînée 3 par une machine électrique 10. La roue entraînée
3 est reliée au châssis par un pivot de liaison, dont l’axe 8 est sensiblement vertical. Ainsi, la roue peut être orientée pour donner la direction de déplacement au système de propulsion électrique et à l’objet roulant. L’axe 8 du pivot de liaison entre la roue entraînée 3 et le châssis 2 est fixé rigidement à la pièce de support 20. La pièce de support 20 est elle-même en liaison pivot autour de l’axe 21 de la roue entraînée 3. Dans le plan de coupe de la figure 10, l’axe 21 de la roue entraînée 3 est à une distance e de l’axe du pivot de liaison 8. Ainsi, la roue entraînée 3 est déportée de l’axe du pivot de liaison 8 (on peut également dire qu’elle est excentrée ou décentrée de l’axe du pivot de liaison 8). Ainsi, la roue entraînée 3 est une roue décentrée orientable dont l’orientation est automatique. Il s’agit donc d’un système passif d’orientation automatique dans la direction de déplacement.
La machine électrique 10 est connectée à la roue entraînée 3. Sur cette figure, l’axe 22 de la machine électrique 10 n’est pas coaxial à l’axe 21 de la roue entraînée 3. Un moyen de transmission 17 constituée d’une courroie ou d’une chaîne est utilisée pour la liaison et la transmission de puissance entre la machine électrique 10 et la roue entraînée 3. La machine électrique 10 est fixée sur une pièce de liaison 23 lui servant de platine support. La pièce de liaison 23 est en liaison pivot autour de l’axe 21 de la roue entraînée 3. Ainsi, la pièce de liaison 23 et la pièce de support 20 peuvent pivoter l’une par rapport à l’autre autour de l’axe 21 de la roue entraînée 3. Un moyen de mesure 24 peut être positionné entre ces deux pièces, ce moyen de mesure 24 étant fixé d’une part à la pièce de support 20 et à la pièce de liaison 23 pour mesurer une variation de distance, d’angle, d’effort ou de couple générée entre ces deux pièces. Ce moyen de mesure 24 peut notamment être une biellette de reprise de couple, qui permet de mesurer les variations de couple générées sur la roue entraînée 3 et d’autre part de bloquer la rotation de la pièce de liaison 23. Cette mesure permet de déterminer le couple au niveau de la roue entraînée 3. La valeur du couple sert alors comme donnée pour le contrôle-commande de la machine électrique par un moyen de contrôle (non représenté), par exemple un contrôleur comprenant un équipement électronique de commande.
Les figures 11 et 12 illustrent des modes de fonctionnement correspondant au système de propulsion électrique amovible de la figure 10.
Sur la figure 11 , l’utilisateur agit sur le guidon ou sur l’objet roulant par un effort F1 qui est transmis au châssis 2, puis à la pièce de support 20 et enfin à la roue entraînée 3. L’effort F1 est colinéaire à la direction x que l’on considérera comme une direction vers l’avant. Cet effort crée une réaction - F1 au niveau du contact entre la roue entraînée 3 et le sol (non représenté). Un couple Cr1 , créé par l’effort F1 , est généré au niveau de la roue entraînée 3. Ce couple Cr1 généré sur la roue entraînée 3 crée une rotation de la roue entraînée, partiellement contrée par le couple résistant du moteur électrique, et une rotation de la pièce de liaison 23 autour de l’axe de la roue entraînée 3, générant un déplacement de la pièce de liaison 23 vers le bas (dans la direction opposée à z). Ainsi, le moyen de mesure peut alors détecter un allongement d1 ou une augmentation de l’angle ou de l’effort entre la pièce de support 20 et la pièce de liaison 23. Le moyen de mesure 24 peut par exemple être constitué par une biellette de reprise de couple. Le moyen de contrôle peut alors commander la machine électrique pour augmenter le couple généré (ou la vitesse de rotation). Ainsi, le système va pouvoir accélérer et la vitesse peut être maintenue ensuite sans effort de l’utilisateur. Une simple impulsion générée par l’utilisateur suffit à obtenir une accélération.
De plus, comme les roues entraînées sont automatiquement orientées dans la direction de déplacement, la mesure réalisée par le moyen de mesure est toujours réalisée dans le sens de la direction de déplacement, ce qui permet notamment de s’affranchir des efforts parasites dans les autres directions.
Sur la figure 12, l’utilisateur agit sur le guidon ou sur l’objet roulant par un effort F2 qui est transmis au châssis 2, puis à la pièce de support 20 et enfin à la roue entraînée 3. L’effort F2 est dans une direction opposée à la direction x de l’effort F1 de la figure 11 ; l’effort F2 est en direction de l’arrière. Cet effort F2 crée une réaction - F2 au niveau du contact entre la roue entraînée 3 et le sol (non représenté). Un couple Cr2, créé par l’effort F2, est généré au niveau de la roue entraînée 3. Ce couple Cr2 généré sur la roue entraînée 3 crée une rotation de la pièce de liaison 23 autour de l’axe de la roue entraînée 3, générant un déplacement de la pièce de liaison 23 vers le haut (dans la direction z). Ainsi, le moyen de mesure peut alors détecter une diminution d2 de la longueur, de l’angle ou de l’effort entre la pièce de support 20 et la pièce de liaison 23. Le moyen de contrôle peut alors commander la machine électrique pour diminuer le couple généré (ou la vitesse de rotation). Ainsi, le système va freiner ou ralentir sa vitesse de déplacement sur une simple impulsion de l’utilisateur vers l’arrière. Le système permet ensuite de maintenir cette vitesse réduite sans effort de l’utilisateur.
Les figures 11 et 12 explicitent le principe de fonctionnement du système dans la direction x correspondant à la direction longitudinale du châssis mais les roues étant orientables automatiquement dans la direction de déplacement de par l’excentration de la roue par rapport au pivot de liaison entre la roue et le châssis, l’effet du fonctionnement des figures 11 et 12 pourrait être appliqué dans n’importe quelle direction de déplacement souhaitée.
L’invention concerne encore un attelage comprenant un objet roulant et un système de propulsion électrique tel que décrit précédemment, l’objet roulant étant attelé au système de propulsion électrique par les moyens d’attelage. Ainsi, l’objet roulant peut être déplacé de manière simple, avec des interactions limitées avec l’utilisateur. Il ne nécessite pas de télécommandes et réagit de manière quasiment intuitive aux sollicitations de l’utilisateur.
De manière avantageuse, l’objet roulant est un lit roulant, un chariot, un meuble roulant, ou un fauteuil roulant. De ce fait, on peut aisément déplacer ces charges lourdes et encombrantes, en limitant les risques de troubles musculo-squelettiques de l’utilisateur. De plus, comme le système de propulsion électrique a un encombrement réduit, l’encombrement de l’attelage ainsi constitué est également réduit, ce qui permet des manoeuvres dans des zones restreintes.
Exemples
Les figures 4 à 7 illustrent des exemples de procédés de contrôle pour un système de propulsion électrique amovible d’objets roulants selon l’invention.
La figure 4 correspond au mode de réalisation de la figure 1 . Sur la figure 4, on observe une courbe de mesure CM d’un signal représentatif du couple au niveau de la roue entraînée, mesurée par le moyen de mesure (capteur de couple par exemple) du système de propulsion électrique amovible au cours du temps t. Sur chaque incrément de temps, les incréments étant délimités par deux lignes verticales successives (perpendiculaires à l’axe du temps t) en traits interrompus pointillés, on compare la mesure, sur chaque incrément considéré, aux seuils S- et S+, correspondant respectivement à un premier seuil (S-) et à un deuxième seuil (S+). Pour que la mesure soit considérée comme inférieure à un seuil, par exemple au premier seuil S-, il faut que la mesure soit inférieure au seuil sur toute la durée de l’incrément considéré. De la même manière, la mesure sera considérée comme supérieure à un seuil, par exemple au deuxième seuil S+, si la mesure est supérieure au seuil S+ sur toute la durée de l’incrément, l’incrément correspondant à l’intervalle entre deux lignes verticales pointillées successives, l’incrément de comparaison étant ici identique pour la comparaison de la mesure CM au premier seuil S- et au deuxième seuil S+. Autrement dit, la première durée et la deuxième durée sur lesquelles on compare la mesure aux premier et deuxième seuils (S- et S+) sont identiques, ce qui simplifie l’analyse.
Entre l’instant initial où le signal est nul (pas de couple au niveau de la roue entraînée) et t1 , on observe une augmentation du signal de la courbe CM ce qui signifie qu’un mouvement est initié au système. Toutefois, sur toute cette première durée, le premier incrément s’arrêtant à l’instant t1 , la courbe de mesure CM reste comprise entre S- et S+, la consigne Csg de la machine électrique est conservée. Comme il s’agit d’un démarrage, la machine électrique est initialement à l’arrêt, la consigne Csg initiale étant nulle. Ainsi, la consigne Csg de la machine électrique est maintenant nulle entre l’instant t1 et l’instant t2 représentant l’incrément suivant. Pendant l’incrément situé entre l’instant t2 et l’instant t3, une partie de la mesure 100 est supérieure au seuil S+. Cependant, une partie de la mesure 101 est inférieure au seuil S+. Ainsi, la mesure CM ne peut pas être considérée comme supérieure au seuil S+ pendant l’incrément de temps situé entre l’instant t2 et l’instant t3. La consigne Csg est donc conservée identique pour l’incrément suivant entre l’instant t3 et l’instant t4 à celle de la consigne Csg précédente, correspondant à la consigne Csg appliquée entre l’instant t2 et l’instant t3.
Sur l’incrément suivant, entre l’instant t3 et l’instant t4, toute la courbe de mesure 102 est supérieure au seuil S+, la consigne Csg de la machine électrique est donc augmentée sur l’incrément suivant commençant à l’instant t4, ce qui est matérialisé par le premier créneau observée sur la courbe de consigne Csg.
Entre les instants t4 et t10, la mesure CM reste toujours supérieure au seuil S+ si bien que la consigne Csg est augmentée par créneaux, correspondant aux différents incréments. On observe que chaque créneau a une marche identique. En d’autres termes, la consigne est augmentée par une valeur constante prédéfinie.
Entre les instants t10 et t11 , une partie de la courbe 103 est bien au-dessus du seuil S+ mais une autre partie de la courbe 104, se trouve au-dessous du seuil S+. Ainsi, la mesure ne peut pas être considérée comme supérieure au seuil sur la durée de l’incrément situé entre t10 et t11. Ainsi, la consigne précédente, c’est-à-dire définie après l’instant t10 et appliquée entre t10 et t11 , est conservée pour l’incrément qui débute à l’instant t11.
Entre l’instant t11 et l’instant t16, la portion de courbe 105 est comprise entre S- et S+, la consigne de couple Csg est donc maintenue jusqu’à t17.
Entre l’instant t16 et l’instant t17, une partie de la courbe 107 se trouve inférieure au seuil S- mais une autre partie de la courbe 106 est supérieure au seuil S-. Ainsi, la courbe CM ne peut pas être considérée comme inférieure au seuil S- sur l’incrément entre t16 et t17. La consigne précédente, appliquée entre l’instant t16 et l’instant t17, est donc conservée entre t17 et t18.
Entre l’instant t17 et l’instant t18, une partie de la courbe 108 est inférieure au seuil S- mais une partie de la courbe 109 est supérieure au seuil S-. Ainsi, la courbe CM ne peut pas être considérée comme inférieure au seuil S- sur l’incrément entre t17 et t18. La consigne précédente est donc conservée pour l’incrément suivant situé entre t18 et t19.
Entre l’instant t18 et l’instant t20, la courbe CM reste comprise entre S- et S+ si bien que la consigne n’est pas modifiée entre t19 et t20, ni entre t20 et t21.
Entre les instants t20 et t21 , une partie de la courbe 111 est bien au-dessous du seuil S- mais une autre partie de la courbe 110, se trouve au-dessus du seuil S-. Ainsi, la mesure ne peut pas être considérée comme inférieure au seuil S- sur la durée de l’incrément situé entre t20 et t21. Ainsi, la consigne appliquée à l’incrément précédent, situé entre l’instant t20 et l’instant t21 , est conservée sur l’incrément qui débute à l’instant t21 .
Entre l’instant t21 et l’instant t26, la portion de courbe 112 reste inférieure au seuil S-. En conséquence, sur les différents incréments considérés, la consigne est progressivement diminuée par créneau. La marche de chacun des créneaux est identique. La diminution de la consigne est déterminée par une valeur constante prédéfinie.
Entre l’instant t26 et l’instant t27, une partie de la courbe 113 est bien au-dessous du seuil S- mais une autre partie de la courbe 114, se trouve au-dessus du seuil S-. Ainsi, la mesure ne peut pas être considérée comme inférieure au seuil S- sur la durée de l’incrément situé entre t26 et t27. Ainsi, la consigne appliquée à l’incrément précédent, situé entre l’instant t26 et l’instant t27, est conservée entre l’instant t27 et l’instant t28.
Entre l’instant t27 et l’instant t28, une partie de la courbe 116 est bien au-dessus du seuil S+ mais une autre partie de la courbe 115, se trouve au-dessous du seuil S+. Ainsi, la mesure ne peut pas être considérée comme supérieure au seuil S+ sur la durée de l’incrément situé entre t27 et t28. Ainsi, la consigne appliquée à l’incrément précédent est conservée entre l’instant t28 et l’instant t29.
Entre l’instant t28 et l’instant t29, une partie de la courbe 117 est bien au-dessus du seuil S+ mais une autre partie de la courbe 118, se trouve au-dessous du seuil S+. Ainsi, la mesure ne peut pas être considérée comme supérieure au seuil S+ sur la durée de l’incrément situé entre t28 et t29. Ainsi, la consigne appliquée à l’incrément précédent est conservée pour l’incrément débutant à t29.
La dernière partie de la courbe est comprise entre le premier seuil S- et le deuxième seuil S+. En conséquence, la consigne de couple Csg est conservée constante jusqu’à la fin.
On remarque que pour cet exemple de réalisation, que l’assistance de la machine électrique est apportée au système entre les instants t4 et t33, avec une consigne adaptée à la mesure pour répondre au besoin de l’utilisateur.
La figure 5 illustre de manière schématique et non limitative un deuxième exemple du procédé de contrôle selon l’invention. Les références correspondant aux références de la figure 4 sont identiques et ne sont donc pas redétaillés. Elles correspondent aux mêmes éléments. La figure 5 correspond au mode de réalisation de la figure 2.
La figure 5 se distingue de la figure 4 par l’application d’une variante de la stratégie de contrôle de la consigne Csg entre l’instant t11 et t22, correspondant à la fin de l’incrément qui débute à l’instant t11 , puis entre t27 jusqu’à la fin de la courbe de consigne Csg. En effet, sur la figure 4, comme la mesure de chaque des incréments situés entre t10 et t21 correspond à une mesure comprise entre le premier seuil S- et le deuxième seuil S+, la consigne Csg de la machine électrique est maintenue constante entre t11 et t22. Au contraire, sur la figure 5, sur cette même période de temps située entre t11 et t22, la consigne Csg de la machine électrique est progressivement réduite par pas 150, la réduction correspond à un pas constant. Les pas 150 de réduction de consigne Csg sont donc identiques entre t11 et t22.
De la même manière, sur la période de temps situé après t27, la consigne Csg de la machine électrique est progressivement réduite jusqu’à l’arrêt, alors que sur la figure 4, cette consigne Csg restait constante. En effet, comme entre l’instant t26 et l’instant t27, la mesure est considérée comme comprise entre le premier seuil S- et le deuxième seuil S+, le consigne appliquée entre l’instant t26 et l’instant t27, est réduite d’un pas 150 entre l’instant t27 et l’instant t28. De la même manière, la consigne est réduite entre l’instant t28 et t29 où elle atteint une valeur nulle. Aux incréments suivants, comme la mesure reste toujours comprise entre le premier seuil S- et le deuxième seuil S+, la consigne nulle est maintenue puisqu’on a obtenu l’arrêt du système de propulsion électrique.
On remarque que pour cet exemple de réalisation, que l’assistance de la machine électrique est apportée au système entre les instants t4 et t29, avec une consigne adaptée à la mesure pour répondre au besoin de l’utilisateur.
La figure 6 illustre, de manière schématique et non limitative, une première variante du procédé de contrôle du système de propulsion électrique de la figure 4. En plus de la comparaison aux seuils S- et S+ comme sur la figure 4, le contrôle de la figure 6 définit un seuil supplémentaire S++ (quatrième seuil), supérieur au seuil S+. Ce seuil sert à détecter des pics de puissance ponctuels où la consigne doit être réajustée. Par exemple, cela peut être le cas si le seuil S++ est très supérieure au seuil S+ ou encore si le pic de puissance est élevée (passage seuil de porte par exemple pour un lit hospitalisé, ou courte pente sur laquelle on fait monter le système) mais sur une courte période. Pour cela, l’incrément considéré PRS+, situé entre deux lignes verticales (perpendiculaires à l’axe du temps t) successives, pour la comparaison de la mesure au seuil S++, peut être inférieur à l’incrément utilisé pour la figure 4, utilisé pour la comparaison de la mesure aux seuils S+ et S- (l’incrément utilisé pour les seuils S+ et S- n’est pas représenté sur la figure 6).
Sur la figure 6, la courbe de mesure du signal représentatif du couple au niveau de la roue entraînée CM est comprise entre le premier seuil S- et le deuxième seuil S+ avant l’instant t100. La consigne Csg est donc conservée constante jusqu’à l’instant t101.
Entre l’instant t100 et l’instant t101 , correspondant à un incrément PRS+, une partie de la courbe CM reste inférieure au seuil S+ (et a fortiori inférieure au seuil S++). La mesure n’est donc pas supérieure au deuxième seuil S+. Les parties de courbes 300 et 303 restent inférieures au seuil S++ alors que la partie de la courbe 301 est au-dessus du seuil S++ sur l’incrément PRS+ situé entre l’instant t100 et l’instant t101. La mesure ne peut donc pas être considérée comme supérieure au seuil S++ pendant l’incrément PRS+ situé entre t100 et t101 . La consigne de couple Csg n’est donc pas modifiée. Elle est maintenue constante sur l’incrément suivant, débutant après t101.
Entre l’instant t101 et l’instant t102, la courbe de mesure CM est comprise entre S- et S+ sur les différents incréments considérés. Même s’il existe un léger dépassement de la courbe CM juste avant l’instant t102, ce dépassement n’existe pas sur tout l’incrément se terminant à l’instant t102 si bien que la mesure ne peut pas être considérée comme supérieure au seuil S+ sur cet incrément se terminant à l’instant t102. La consigne est donc conservée à l’incrément suivant entre t102 et t103.
Entre l’instant t102 et l’instant t103, la portion de la courbe 304 est supérieure au seuil S++, sur tout l’incrément. Ainsi, la mesure sur l’incrément PRS+ entre t102 et t103 est supérieure au seuil S++ sur cet incrément. En conséquence, la consigne est augmentée d’une valeur supérieure à celle des créneaux de la figure 4, de manière à fournir rapidement la puissance nécessaire au pic mesuré. Une réponse rapide est donc apportée à la demande de puissance de l’utilisateur.
Ensuite, sur les incréments suivants, la mesure reste comprise entre le premier seuil S- et le deuxième seuil S+, y compris sur l’incrément débutant à l’instant t103, car une partie de la courbe 305 est inférieure au seuil S+. Ainsi, la consigne Csg appliquée à l’incrément débutant à l’instant t103 est conservée sur toute la fin de la courbe de consigne Csg.
La figure 7 illustre, de manière schématique et non limitative, une deuxième variante du procédé de contrôle du système de propulsion électrique de la figure 4. En plus de la comparaison aux seuils S- et S+ comme sur la figure 4, le contrôle de la figure 7 définit un seuil supplémentaire S — (troisième seuil), inférieure au seuil S-. Ce seuil S- sert à détecter des diminutions ponctuelles de puissance où la consigne doit être réajustée. Par exemple, cela peut être le cas si le seuil S-- est très inférieure au seuil S- (le système a besoin d’être freiné rapidement par exemple) ou encore si la diminution de puissance est importante sur une courte période. Ce cas peut correspondre au passage d’un trou ou d’une pente plus ou moins longue par laquelle un lit médicalisé transporté par le système de propulsion électrique amovible est descendu. Pour cela, l’incrément considéré PRS-, situé entre deux lignes verticales (perpendiculaires à l’axe du temps t) successives, pour la comparaison de la mesure au seuil S- peut être inférieur à l’incrément utilisé pour la figure 4 (l’incrément utilisé pour les seuils S+ et S- n’est pas représenté sur la figure 7).
Sur la figure 7, la courbe de mesure du signal représentatif du couple au niveau de la roue entraînée CM est comprise entre S- et S+ avant l’instant t201. La consigne de couple Csg de la machine électrique est donc maintenue constante. Entre l’instant t201 et l’instant t202, correspondant à un incrément PRS-, une partie de la courbe CM reste supérieure au seuil S- (et a fortiori supérieure au seuil S-). Les parties de courbes 200 et 203 restent supérieures au seuil S- alors que la partie de la courbe 201 est au-dessous du seuil S-. La mesure ne peut donc pas être considérée comme inférieure au seuil S- pendant l’incrément PRS- situé entre t201 et t202. La consigne de couple Csg n’est donc pas modifiée. Elle est maintenue constante sur l’incrément débutant à t 202.
Entre l’instant t202 et l’instant t203, la courbe de mesure CM est comprise entre S- et S+ sur les différents incréments considérés. Même s’il existe une portion de la courbe CM juste avant l’instant t203 en dessous du seuil S-, la mesure n’est pas inférieure au seuil S- sur tout l’incrément se terminant en t203. La consigne est donc conservée à l’incrément suivant entre t203 et t204.
Entre l’instant t203 et l’instant t204, la portion de la courbe 204 est inférieure au seuil S-. Ainsi, la mesure sur l’incrément PRS- entre t203 et t1204 est inférieure au seuil S-. En conséquence, la consigne est réduite d’une valeur supérieure à celle des créneaux de la figure 4. La réduction de consigne est donc plus élevée, ce qui permet d’obtenir un freinage plus important.
Sur la figure 7, la réduction de couple est telle que la consigne est volontairement passée à zéro, de manière à réaliser un arrêt d’urgence. La consigne n’est pas déterminée par une valeur de réduction prédéfinie mais par définition directement de la valeur de la consigne à appliquer à l’incrément suivant débutant à l’instant t204. Ainsi, on définit une valeur nulle de la consigne sur l’incrément qui débute à l’instant t204 de manière à créer un arrêt d’urgence. Cette consigne est ensuite maintenue nulle sur le reste de la courbe CM, la courbe restant, sur les différents incréments situés après t204, comprise entre le premier seuil S- et le deuxième seuil S+. L’arrêt est donc conservé.

Claims

Revendications
1. Procédé de contrôle d’un système de propulsion électrique amovible (1) pour un objet roulant (13), ledit système de propulsion (1) comprenant au moins une roue entraînée (3) par une machine électrique (10), le procédé de contrôle comprenant les étapes suivantes : a) on mesure (MES) au moins un signal représentatif du couple exercé par l’objet roulant sur le système de propulsion (1) au niveau de ladite roue entraînée (3) ; b) on compare (COMP) ledit signal mesuré à au moins un premier seuil (S-) et à au moins un deuxième seuil (S+) ; c) on commande la machine électrique (10) :
- si la mesure est inférieure au premier seuil pendant une première durée (C1t), on diminue la consigne de couple (C-) exercé par la machine électrique sur la roue entraînée d’une première valeur prédéterminée ;
- si la mesure est supérieure au deuxième seuil pendant une deuxième durée (C2t), on augmente la consigne de couple (C+) exercé par la machine électrique sur la roue entraînée d’une deuxième valeur prédéterminée.
2. Procédé de contrôle selon la revendication 1 , pour lequel si, lors de l’étape c), la mesure est comprise entre le premier seuil et le deuxième seuil (C3), on conserve la consigne de couple (0) exercé par la machine électrique sur la roue entraînée.
3. Procédé de contrôle selon la revendication 1 , pour lequel si, lors de l’étape c), la mesure est comprise entre le premier seuil et le deuxième seuil (C3), on diminue la consigne de couple (Cr) exercé par la machine électrique sur la roue entraînée, par incréments prédéfinis, jusqu’à son arrêt.
4. Procédé de contrôle selon la revendication 3, pour lequel lors de l’étape c), on diminue la consigne (Cr) en utilisant des moyens de dissipation de l’énergie connectés à ladite machine électrique.
5. Procédé de contrôle selon l’une des revendications précédentes, pour lequel le premier seuil (S-) est négatif et le deuxième seuil (S+) est positif.
6. Procédé de contrôle selon l’une des revendications précédentes, pour lequel la première durée est égale à la deuxième durée.
7. Procédé de contrôle selon l’une des revendications précédentes, pour lequel la première valeur prédéterminée est égale à la deuxième valeur prédéterminée.
8. Procédé de contrôle selon l’une des revendications précédentes, pour lequel la première valeur prédéterminée est fonction de la différence entre le signal mesuré et le premier seuil (S-).
9. Procédé de contrôle selon l’une des revendications précédentes, pour lequel la deuxième valeur prédéterminée est fonction de la différence entre le signal mesuré et le deuxième seuil (S+).
10. Procédé de contrôle selon l’une des revendications précédentes, pour lequel si la mesure est inférieure à un troisième seuil (S--) pendant une troisième durée, le troisième seuil étant inférieur au premier seuil et/ou la troisième durée étant inférieure à la première durée (C1t2), on diminue la consigne de la machine électrique (C~) d’une troisième valeur prédéterminée.
11. Procédé de contrôle selon l’une des revendications précédentes, pour lequel si la mesure est supérieure à un quatrième seuil pendant une quatrième durée, le quatrième seuil étant supérieur au deuxième seuil et/ou la quatrième durée étant inférieure à la deuxième durée (C2t2), on modifie la consigne de la machine électrique d’une quatrième valeur prédéterminée, la quatrième valeur prédéterminée étant supérieure à la deuxième valeur prédéterminée.
12. Procédé de contrôle selon la revendication 11 , pour lequel on augmente la consigne de la machine électrique (C++) d’une quatrième valeur prédéterminée.
13. Procédé de contrôle selon la revendication 11 , pour lequel on diminue la consigne de la machine électrique d’une quatrième valeur prédéterminée de manière à éviter l’emballement du système.
14. Procédé de contrôle selon l’une des revendications précédentes, dans lequel on corrige la mesure du signal représentatif du couple exercé par l’objet roulant (13) sur le système de propulsion (1) au niveau de ladite roue entraînée (3), préférentiellement lorsque la mesure du signal représentatif du couple est comprise entre le premier seuil (S-) et le deuxième seuil (S+), avant de comparer cette mesure corrigée auxdits premier et deuxième seuils (S-, S+).
15. Système de propulsion électrique amovible (1) pour un objet roulant (13), ledit système de propulsion (1) comprenant un châssis muni d’au moins une roue entraînée (3) par une machine électrique (10), et d’au moins une roue non entraînée et des moyens d’attelage (5) dudit système de propulsion (1) audit objet roulant (13), lesdits moyens d’attelage (5) comprenant des moyens de préhension et de levage d’au moins une roue dudit objet roulant (13), caractérisé en ce que le système de propulsion (1) comprend un moyen de mesure (24) d’un signal représentatif du couple exercé par l’objet roulant (13) sur le système de propulsion (1) au niveau de ladite roue entraînée (3), et un moyen de contrôle de ladite machine électrique (10) adapté à la mise en oeuvre du procédé de contrôle selon l’une des revendications 1 à 14.
16. Système de propulsion selon la revendication 15, dans lequel lesdits moyens d’attelage (5) comprennent des moyens d’orientation d’au moins une roue dudit objet roulant (13) dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale dudit châssis dudit système de propulsion (1).
17. Système de propulsion selon l’une des revendications 15 ou 16, pour lequel l’une au moins des roues entraînées (3) est une roue décentrée orientable autour d’un axe sensiblement vertical (8) et en ce que le système de propulsion comprend un moyen de contrôle de ladite machine électrique (10) pour commander la machine électrique (10) en fonction des mesures obtenues par le moyen de mesure (24).
18. Attelage comprenant un objet roulant et un système de propulsion électrique selon l’une des revendications 15 à 17, ledit objet roulant (13) étant attelé audit système de propulsion électrique (1) par lesdits moyens d’attelage (5).
19. Attelage selon la revendication 18, dans lequel ledit objet roulant (13) est un lit roulant, un chariot, un meuble roulant, ou un fauteuil roulant.
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Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4015471A1 (de) * 1990-05-14 1991-11-21 Stierlen Maquet Ag Mobiles patientenlagersystem
US5083625A (en) * 1990-07-02 1992-01-28 Bleicher Joel N Powdered maneuverable hospital cart
JP3032698B2 (ja) * 1995-04-14 2000-04-17 松下電工株式会社 パワーアシスト付運搬車
JP3222735B2 (ja) * 1995-08-28 2001-10-29 松下電工株式会社 手押し車
JP2975294B2 (ja) * 1995-10-20 1999-11-10 松下電工株式会社 手押し車
JP3630192B2 (ja) * 1995-11-01 2005-03-16 本田技研工業株式会社 電動補助車椅子の制御装置
JP2004512861A (ja) * 2000-05-11 2004-04-30 ヒル−ロム　サービシーズ，インコーポレイティド ベッド用動力推進システム
US20040064886A1 (en) * 2002-06-21 2004-04-08 Alverson Curtis L. Patient transport apparatus
US7264272B2 (en) * 2004-03-16 2007-09-04 Pride Mobility Products Corporation Bi-directional anti-tip system for powered wheelchairs
WO2008120507A1 (fr) * 2007-03-29 2008-10-09 Equos Research Co., Ltd. Véhicule
JP4605204B2 (ja) * 2007-10-24 2011-01-05 トヨタ自動車株式会社 倒立振子型移動体、及びその制御方法
CA2747291C (fr) * 2010-08-12 2014-01-14 Yosiharu Nimura Fauteuil roulant equipe d'un siege comportant deux parties mobiles pouvant s'ouvrir vers l'espace situe sous le siege
PL2720662T3 (pl) 2011-06-17 2016-09-30 Urządzenie podnoszące i transportujące dla przedmiotów na kołach wliczając w to łóżka szpitalne
JP5206896B2 (ja) * 2011-10-13 2013-06-12 株式会社豊田自動織機 ベッド搬送補助装置およびベッド
DK177585B1 (en) 2012-04-18 2013-11-04 Mim Holding As Transport Cart configured to Transport Beds with Wheels
US9259369B2 (en) * 2012-09-18 2016-02-16 Stryker Corporation Powered patient support apparatus
US10004651B2 (en) * 2012-09-18 2018-06-26 Stryker Corporation Patient support apparatus
US10568792B2 (en) * 2015-10-28 2020-02-25 Stryker Corporation Systems and methods for facilitating movement of a patient transport apparatus
US10045893B2 (en) * 2015-12-22 2018-08-14 Stryker Corporation Patient transport apparatus with controllable auxiliary wheel assembly
US11399995B2 (en) * 2016-02-23 2022-08-02 Deka Products Limited Partnership Mobility device
US10835430B2 (en) * 2016-09-02 2020-11-17 Stryker Corporation Patient mobility system with integrated ambulation device
JP6571631B2 (ja) * 2016-12-26 2019-09-04 国立大学法人 東京大学 走行車両及び走行車両の制御方法
CN108706036B (zh) * 2018-06-28 2023-11-21 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 一种中央控制刹车系统及推车型可移动式医疗设备
GB202001387D0 (en) * 2020-01-31 2020-03-18 Phoenix Instinct Ltd Advanced Wheelchair

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