FR3004680A1 - Dispositif de commande de la vitesse d'un engin a propulsion electrique et engin correspondant - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de commande (2) d'un engin comprenant un moteur (1) électrique, comprenant un système de commande (21, 22, 23) déplaçable entre une position de commande minimale et une position de commande maximale, et une unité de pilotage (3) du moteur. Ladite unité de pilotage (3) comprend des moyens d'acquisition (31) d'un signal représentatif de la position dudit système de commande, des moyens de détermination (32) d'une valeur de vitesse de consigne correspondant audit signal acquis, en fonction d'une valeur de vitesse de consigne maximale associée à la position de commande maximale, et des moyens de pilotage (33) du moteur en fonction de la vitesse de consigne déterminée. Ledit dispositif de commande comprend des moyens de réglage (34) de la valeur de ladite vitesse de consigne maximale associée audit signal représentatif de la position de commande maximale dudit système de commande. L'invention concerne également un engin correspondant.
Description
La présente invention concerne de manière générale la commande de vitesse d'un engin autopropulsé. On connaît de l'état de la technique des tondeuses électriques autopropulsées 5 à conducteur marchant. La commande de vitesse de ces tondeuses comprend usuellement une manette déplaçable sur une course de déplacement définie entre une première position d'extrémité correspondant à une commande de vitesse de consigne nulle, appelée position de repos, et une deuxième position d'extrémité, appelée position de commande maximale, correspondant à une 10 commande de vitesse de consigne maximale. La manette est rappelée en position de repos par un ressort et le conducteur peut faire avancer l'engin en déplaçant la manette le long de sa course. Cependant, lorsque le conducteur souhaite commander l'avance de l'engin à 15 une vitesse non nulle mais inférieure à la vitesse maximale correspondant à la position de commande maximale, le conducteur doit maintenir la manette le long de sa course de déplacement dans une position intermédiaire, ce qui est fastidieux et ne lui permet pas de conserver facilement une vitesse constante puisqu'une telle position intermédiaire est instable, peu précise par rapport à la 20 vitesse souhaitée et fatiguante à l'usage pour le conducteur. La présente invention a pour but de proposer un dispositif de commande de vitesse, et un engin autopropulsé correspondant, permettant de commander la vitesse de l'engin de manière plus précise, plus fiable et moins fatiguante pour 25 le conducteur. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande de la vitesse d'un engin autopropulsé comprenant un système de propulsion, ledit dispositif de commande comprenant : 30 - un système de commande déplaçable manuellement par le conducteur de l'engin sur une course de déplacement définie entre une première position d'extrémité, appelée position de commande minimale, correspondant à une commande de vitesse de consigne minimale, de préférence une vitesse nulle, et une deuxième position d'extrémité, appelée position de commande maximale, correspondant à une commande de vitesse de consigne maximale, et - une unité de pilotage du système de propulsion; caractérisé en ce que ladite unité de pilotage comprend : - des moyens d'acquisition d'un signal représentatif de la position dudit système de commande, -des moyens de détermination d'une valeur de vitesse de consigne 10 correspondant audit signal acquis, en fonction d'une valeur de vitesse de consigne maximale associée à un signal représentatif de la position de commande maximale du système de commande, -des moyens de pilotage du système de propulsion de l'engin en fonction de la vitesse de consigne déterminée, 15 et en ce que ledit dispositif de commande comprend des moyens de réglage par le conducteur de l'engin de la valeur de ladite vitesse de consigne maximale associée audit signal représentatif de la position de commande maximale dudit système de commande. 20 La possibilité de régler la valeur de vitesse maximale pour l'engin quand le système de commande mobile est en fin de course, c'est-à-dire en position de commande maximale, permet de faire varier la vitesse jusqu'à une limite réglable par le conducteur. Le conducteur ne se fatigue pas les mains pour garder une vitesse fixe correspondant à celle réglée et la variation de vitesse 25 peut être précisément contrôlée par le conducteur sur la course de déplacement du système de commande mobile. Un tel dispositif de commande permet de bénéficier sur un engin autopropulsé d'une fonction de limiteur de vitesse tout en gardant la possibilité de modifier 30 instantanément la valeur de vitesse de consigne maximale de l'engin. En particulier lorsque l'engin est propulsé électriquement, une telle commande électronique formée par le dispositif de commande selon l'invention permet de supprimer les câbles mécaniques d'embrayage ou de variation de vitesse ainsi que de réduire l'usure des composants de la commande.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'unité de pilotage est configurée de telle sorte que la vitesse de consigne est une fonction linéaire de la position dudit système de commande. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lesdits moyens 10 d'acquisition de signal comprennent un capteur de champ magnétique. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit système de commande comprend une, de préférence deux, manette(s) de commande déplaçable(s) manuellement par le conducteur de l'engin entre une position de 15 commande de vitesse minimale et une position de commande de vitesse maximale. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit système de commande comprend un élément magnétique entrainable en déplacement par 20 la ou chaque manette de commande, par rapport audit capteur de champ magnétique, depuis une position de commande de vitesse minimale jusqu'à une position de commande de vitesse maximale. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit dispositif de 25 commande comprend des moyens d'affichage d'informations, telle que la vitesse de consigne maximale. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit engin comprenant un guidon de direction, ledit dispositif de commande comprend des moyens de 30 fixation au guidon dudit engin. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lesdits moyens de réglage de la valeur de la vitesse de consigne maximale comprennent des moyens de réglage actionnables manuellement par le conducteur de l'engin pour régler la valeur de vitesse de consigne maximale attribuée au signal représentatif de la position de commande maximale.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit dispositif comprend des moyens de mesure d'une donnée représentative de la vitesse de l'engin, et des moyens de régulation de la vitesse de l'engin en fonction de ladite vitesse mesurée, lesdits moyens de régulation étant configurés pour maintenir la vitesse de l'engin à la vitesse de consigne correspondant à la position du système de commande déplaçable manuellement. L'invention concerne également un engin autopropulsé comprenant un système de propulsion, et un dispositif de commande de vitesse caractérisé en ce que 15 ledit dispositif de commande est tel que décrit ci-dessus. Avantageusement, ledit système de propulsion de l'engin comprend soit un moteur électrique, soit un moteur et un actionneur électrique agencé pour commander le moteur ou agencé en aval dudit moteur pour faire varier ou 20 réguler la vitesse des moyens de déplacement de l'engin, par exemple formés par des roues, ledit moteur électrique ou ledit actionneur électrique étant pilotable par lesdits moyens de pilotage. L'invention concerne également un procédé de commande de la vitesse d'un 25 engin tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes : - réglage par le conducteur de la valeur de vitesse de consigne maximale associée à la position de commande maximale du système de commande ; - déplacement du système de commande sur sa course de déplacement 30 jusqu'à une position pour laquelle l'unité de pilotage détermine la vitesse de consigne en fonction de la position dudit système de commande et de la valeur de vitesse de consigne maximale réglée.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique du dispositif de commande selon 5 l'invention positionné sur un guidon d'un engin roulant à propulsion électrique, à l'état ouvert du boîtier du dispositif de commande ; - la figure 2 est une vue schématique du dispositif de commande de la figure 1, à l'état fermé du boîtier du dispositif de commande ; - la figure 3 est une vue schématique de dessus d'un élément magnétique du 10 système de commande mobile du dispositif de commande de la figure 1. En référence aux figures et comme rappelé ci-dessus, l'invention concerne un dispositif de commande 2 de la vitesse d'un engin automoteur, ou autopropulsé, roulant. Dans l'exemple illustré aux figures, ledit engin comprend 15 un système de propulsion qui inclut un moteur 1 électrique pour entrainer en rotation les roues de l'engin. En variante, ledit système de propulsion peut comprendre un moteur d'un autre type, par exemple un moteur thermique et un actionneur électrique agencé pour commander le moteur ou pour faire varier ou réguler la vitesse en aval du moteur. En particulier, ledit actionneur électrique 20 peut être un vérin ou une électrovanne. Suivant le type d'engin, ledit actionneur électrique peut agir sur un levier ou une fourchette d'embrayage ou de variation de vitesse. Ainsi la description réalisée ci-après, pour laquelle le système de propulsion comprend un moteur électrique 1 piloté par l'unité de pilotage 3 du dispositif de commande 2, peut être appliquée à l'actionneur 25 électrique d'un système de propulsion qui comprendrait un moteur, par exemple thermique, et un actionneur électrique agencé pour faire varier ou réguler la vitesse des moyens de déplacements de l'engin, par exemple formés par des roues, par intervention en aval du moteur. 30 Un tel dispositif de commande permet de contrôler la vitesse des roues avant et/ou arrière dudit engin afin de le faire avancer ou reculer à une vitesse réglable par le conducteur comme détaillé ci-après.
Ledit engin peut être un engin à conducteur marchant, propulsé par un moteur électrique, de type tondeuse à gazon, ou poussette pour enfant. Ledit engin peut aussi être un caddie de golf.
Ledit dispositif de commande 2 comprend un système de commande 21, 22, 23 déplaçable en continu par rapport au châssis de l'engin sur une course de déplacement définie entre une première position d'extrémité, appelée position de commande minimale, correspondant à une commande de vitesse de consigne minimale, de préférence une vitesse nulle, et une deuxième position d'extrémité, appelée position de commande maximale, correspondant à une commande de vitesse de consigne maximale. Ledit dispositif de commande inclut aussi une unité de pilotage 3 du moteur qui comprend des moyens d'acquisition 31 d'un signal représentatif de la position dudit système de commande 21, 22, 23, et des moyens de détermination 32 d'une valeur de vitesse de consigne correspondant audit signal acquis. Ladite valeur de vitesse de consigne est déterminée en fonction d'une valeur de vitesse de consigne maximale (réglable par le conducteur comme détaillé ci- après) associée à un signal représentatif de la position de commande maximale du système de commande. L'unité de pilotage comprend aussi des moyens de pilotage 33 du moteur 1 configurés pour piloter le moteur dudit engin afin d'atteindre ladite vitesse de consigne.
Des moyens de réglage 34 permettent au conducteur de l'engin de régler la valeur de ladite vitesse de consigne maximale associée audit signal représentatif de la position de commande maximale dudit système de commande 21, 22, 23.
L'unité de pilotage 3 peut être réalisée à partir d'une carte électronique formant commande électronique. La carte électronique centralise les informations afin de piloter au mieux le moteur électrique utilisé pour la propulsion de l'engin. La carte électronique comprend plusieurs éléments électroniques permettant comme détaillé ci-après de réaliser les fonctions suivantes : - piloter le moteur électrique 1, - afficher des informations sur un écran 4, - interagir avec le conducteur par l'intermédiaire du système de commande de vitesse et de deux boutons 341, 342 de réglage de la valeur de vitesse maximale. Les moyens de détermination 32 d'une valeur de vitesse de consigne correspondant audit signal acquis sont configurés de telle sorte que la valeur de vitesse de consigne à déterminer varie linéairement avec la position dudit système de commande 21, 22, 23 le long de sa course de déplacement. La position du système de commande correspondant à la position d'une ou des manettes 21, 22 dudit système ou encore la position de l'élément magnétique 23 comme détaillé ci-après. Autrement dit, la vitesse de consigne à partir de laquelle le moteur 1 est piloté par les moyens de pilotage 33 de l'unité 3 est proportionnelle à la longueur de la course de déplacement parcourue par le système de commande (c'est-à-dire les manettes 21, 22 ou l'élément 23 comme détaillé ci-après) depuis leur position de repos jusqu'à la position dans laquelle lesdits moyens de commande sont amenés par le conducteur. Lesdits moyens d'acquisition 31 de signal comprennent un capteur de champ magnétique. Le capteur 31 permet de détecter le champ magnétique émis par ledit élément magnétique 23 qui est représentatif de la position de l'élément magnétique 23 et donc de la position d'une ou des manettes 21, 22. Comme illustré à la figure 3, ledit élément magnétique 23 comprend deux aimants 231, 232.
Dans l'exemple illustré aux figures, ledit système de commande 21, 22, 23 comprend deux manettes de commande 21, 22, montées pivotantes en sens inverse l'une de l'autre, indépendamment l'une de l'autre et déplaçables manuellement par le conducteur de l'engin entre une position de commande de vitesse minimale (0%) et une position de commande de vitesse maximale (100%).
Ledit système de commande 21, 22, 23 comprend aussi un élément magnétique 23 entrainable en déplacement par chaque manette de commande 21, 22, par rapport audit capteur de champ magnétique 31, depuis une position de commande de vitesse minimale 0% jusqu'à une position de commande de vitesse maximale 100%. Chaque manette 21, 22, et l'élément 23 sont rappelés en position de commande minimale par un ressort (non représenté).
Le déplacement de l'élément magnétique 23 est asservi au déplacement des manettes de sorte que lorsqu'une ou les manettes sont en position de commande de vitesse maximale 100%, l'élément magnétique 23 est aussi en position de commande de vitesse maximale 100%, ce que détecte le capteur 31 de l'unité de pilotage 3. Le moteur électrique 1 est alors piloté en fonction de la valeur de vitesse de consigne, attribuée à cette position de commande de vitesse maximale 100%, que peut régler le conducteur comme détaillé ci-après. Chaque manette de commande est mobile à pivotement par des liaisons pivot 210, 220 et l'élément 23 magnétique est mobile à translation rectiligne.
Ainsi, chaque manette de commande permet de faire le lien entre une ou les mains du conducteur de l'engin motorisé et l'unité de pilotage du moteur. Comme rappelé ci-dessus les deux manettes sont indépendantes l'une de l'autre, elles sont prévues pour pouvoir piloter la vitesse de l'engin par une ou deux mains. Ledit dispositif de commande peut comprendre des moyens d'affichage d'informations 4 relatives audit engin, telle que la vitesse de consigne maximale, la durée de fonctionnement, la vitesse de l'engin, l'état de charge de la batterie. Lesdits moyens d'affichage comprennent un écran de contrôle.
L'écran de contrôle est positionné à proximité du système de commande et donc à portée du conducteur. En particulier, le dispositif de commande comprend un châssis support 20. Ledit châssis support 20 se présente sous forme d'un boîtier renfermant l'unité 3 de pilotage et une partie du système de commande. Le boîtier 20 loge en particulier l'élément 23 magnétique et porte l'écran 4. Les manettes 21, 22 de commande s'étendent en saillie du boîtier. Dans l'exemple illustré aux figures, lesdits moyens de réglage 34 comprennent deux boutons 341, 342 permettant l'un de baisser et l'autre d'augmenter la valeur de vitesse de consigne maximale. D'autres types de moyens de réglage peuvent être envisagés. Ainsi, les boutons de sélections de vitesse permettent au conducteur de modifier par des impulsions la vitesse maximum de l'engin quand l'une ou les deux manettes de commande sont serrées contre le guidon de la tondeuse. Lesdits moyens de modification 34 comprennent aussi un module 340 de modification de la valeur de consigne en fonction de la sollicitation de chaque bouton. Ledit engin comprend un guidon 10 de direction et ledit dispositif de commande comprend des moyens de fixation au guidon 10 dudit engin. En particulier, le boîtier 20 dudit dispositif de commande est fixé au guidon. Les manettes 21, 22 s'étendent à proximité du guidon 10 de sorte que le conducteur peut maintenir une ou chaque manette 21, 22 en position de commande maximale en la ramenant contre le guidon 10. Le conducteur peut ainsi tenir dans sa main une ou chaque manette en position de commande maximale et le guidon contre lequel la manette est maintenue.
Ainsi, le dispositif de commande 2 électronique est installé sur le guidon de l'engin afin de permettre une utilisation simple et une prise en main évidente pour le conducteur. L'écran 4 de contrôle est positionné vers le haut et face au conducteur afin de faciliter la lecture des informations. Les boutons sont placés en face du conducteur au niveau de son pouce pour pouvoir modifier la plage de vitesse sans bouger les mains.
Ainsi, la valeur de vitesse de consigne associée à cette position maximale est réglable par le conducteur de sorte que pour faire avancer l'engin à une valeur de vitesse donnée, il peut régler la valeur de vitesse maximale à cette valeur de vitesse donnée et maintenir une ou chaque manette en position de commande maximale contre le guidon, ce qui lui permet de ne pas se fatiguer et de maintenir une vitesse régulière. Avec une valeur de vitesse maximale réglée réduite le conducteur bénéficie toujours de la même course de déplacement de la manette et ainsi d'une plus grande précision de valeurs de vitesse le long de cette course.
En particulier, après avoir réglé la vitesse maximale à la valeur souhaitée, le conducteur peut ainsi actionner une ou les manettes contre le guidon et ainsi garder la main complètement fermée.
Une fois réglée la valeur de vitesse maximale, le conducteur peut aussi faire varier la vitesse de l'engin entre une vitesse nulle et la valeur réglée en serrant plus ou moins fort les poignées. Comme illustré aux figures 1 et 2, la vitesse de consigne peut varier entre 0% et 100% de la consigne de vitesse maximale définie par le conducteur à l'aide des deux boutons 341, 342.
En serrant plus ou moins la ou chaque manette de commande, le conducteur déplace linéairement l'élément 23 magnétique qui comprend deux aimants 231, 232 de rémanence B placés en sens opposé, c'est-à-dire le côté nord ou sud des aimants en face à face.
De cette façon, il est possible de générer un champ magnétique compris entre -B et +B entre les deux aimants. Le capteur 31, de type inductif, permet de mesurer le champ entre les deux aimants 231, 232. En déplaçant l'élément 23 magnétique mobile avec la ou les manettes, on fait varier le champ magnétique au niveau du capteur 31. Le signal correspondant à ce champ magnétique permet d'estimer la position de l'élément 23 magnétique mobile et donc d'une ou des manettes. Le capteur de mouvement ainsi formé est inusable car sans contact. Le signal correspondant à ce champ magnétique est analysé par l'unité de pilotage 3 pour déterminer, comme détaillé ci-dessus, la vitesse de consigne 10 correspondante, et le moteur est piloté en conséquence. Ledit engin peut comprendre des moyens de mesure de vitesse, tels qu'un capteur de la vitesse des roues de l'engin. Les moyens de mesure de vitesse peuvent ainsi être agencés avec la transmission de l'engin pour déterminer la 15 vitesse de l'engin en vue d'asservir la vitesse de l'engin à la vitesse de consigne. A cet effet, ledit engin comprend des moyens de régulation de la vitesse de l'engin en fonction de la vitesse mesurée et lesdits moyens de régulation sont configurés pour maintenir la vitesse de l'engin à la vitesse de consigne correspondant à la position du système de commande déplaçable 20 manuellement. Lesdits moyens de régulation peuvent être réalisés sous forme d'un module électronique et/ou informatique inclus dans l'unité de pilotage. Il est ainsi possible de réaliser un pilotage de la vitesse de l'engin en boucle ouverte, c'est-à-dire sans mesure de contrôle, ou en boucle fermée, comme 25 exposé ci-dessus, avec mesure de contrôle, en fonction de la position de la ou des manettes. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante 30 conforme à son esprit.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Dispositif de commande (2) de la vitesse d'un engin autopropulsé comprenant un système de propulsion, ledit dispositif de commande (2) 5 comprenant : - un système de commande (21, 22, 23) déplaçable manuellement par le conducteur de l'engin sur une course de déplacement définie entre une première position d'extrémité, appelée position de commande minimale, correspondant à une commande de vitesse de consigne minimale, de 10 préférence une vitesse nulle, et une deuxième position d'extrémité, appelée position de commande maximale, correspondant à une commande de vitesse de consigne maximale, et - une unité de pilotage (3) du système de propulsion; caractérisé en ce que ladite unité de pilotage (3) comprend : 15 - des moyens d'acquisition (31) d'un signal représentatif de la position dudit système de commande (21, 22, 23), -des moyens de détermination (32) d'une valeur de vitesse de consigne correspondant audit signal acquis, en fonction d'une valeur de vitesse de consigne maximale associée à un signal représentatif de la position de 20 commande maximale du système de commande, -des moyens de pilotage (33) du système de propulsion de l'engin en fonction de la vitesse de consigne déterminée, et en ce que ledit dispositif de commande comprend des moyens de réglage (34) par le conducteur de l'engin de la valeur de ladite vitesse de consigne 25 maximale associée audit signal représentatif de la position de commande maximale dudit système de commande (21, 22, 23).
- 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de pilotage (3) est configurée de telle sorte que la vitesse de consigne est une fonction 30 linéaire de la position dudit système de commande (21, 22, 23).
- 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce quelesdits moyens d'acquisition (31) de signal comprennent un capteur de champ magnétique.
- 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit système de commande (21, 22, 23) comprend une, de préférence deux, manette(s) de commande (21, 22) déplaçable(s) manuellement par le conducteur de l'engin entre une position de commande de vitesse minimale et une position de commande de vitesse maximale.
- 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit système de commande (21, 22, 23) comprend un élément magnétique (23) entrainable en déplacement par la ou chaque manette de commande (21, 22), par rapport audit capteur de champ magnétique (31), depuis une position de commande de vitesse minimale jusqu'à une position de commande de vitesse maximale.
- 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit engin comprenant un guidon (10) de direction, ledit dispositif de commande (2) comprend des moyens de fixation au guidon (10) dudit engin.
- 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage (34) de la valeur de la vitesse de consigne maximale comprennent des moyens de réglage (341, 342) actionnables manuellement par le conducteur de l'engin pour régler la valeur de vitesse de consigne maximale attribuée au signal représentatif de la position de commande maximale.
- 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend des moyens de mesure d'une donnée représentative de la vitesse de l'engin, et des moyens de régulation de la vitesse de l'engin en fonction de ladite vitesse mesurée, lesdits moyens de régulation étant configurés pour maintenir la vitesse de l'engin à la vitesse de consigne correspondant à la position du système de commande déplaçablemanuellement.
- 9. Engin autopropulsé comprenant un système de propulsion, et un dispositif de commande (2) de vitesse caractérisé en ce que ledit dispositif de 5 commande (2) est conforme à l'une des revendications précédentes.
- 10. Engin selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit système de propulsion de l'engin comprend soit un moteur (1) électrique, soit un moteur et un actionneur électrique agencé pour commander le moteur ou agencé en aval 10 dudit moteur pour faire varier ou réguler la vitesse des moyens de déplacement de l'engin, par exemple formés par des roues, ledit moteur (1) électrique ou ledit actionneur électrique étant pilotable par lesdits moyens de pilotage (33).
- 11. Procédé de commande de la vitesse d'un engin conforme à l'une des 15 revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes : - réglage par le conducteur de la valeur de vitesse de consigne maximale associée à la position de commande maximale du système de commande (21, 22, 23) ; 20 - déplacement du système de commande (21, 22, 23) sur sa course de déplacement jusqu'à une position pour laquelle l'unité de pilotage (3) détermine la vitesse de consigne en fonction de la position dudit système de commande (21, 22, 23) et de la valeur de vitesse de consigne maximale réglée.
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