FR3102447A1

FR3102447A1 - Système de propulsion électrique amovible pour un objet roulant avec un moyen de mesure et un moyen de contrôle

Info

Publication number: FR3102447A1
Application number: FR1911853A
Authority: FR
Inventors: Stéphane Venturi; Bertrand Lecointe
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2039-10-23
Also published as: FR3102447B1; WO2021078587A1

Abstract

La présente invention concerne un système de propulsion électrique amovible (1) pour un objet roulant, le système (1) comprenant un châssis (2) avec au moins une roue non entraînée (4) et au moins une roue entraînée (3) par une machine électrique (10), un guidon (6) et des moyens d’attelage (5). Les moyens d’attelage (5) comprennent des moyens de préhension et de levage d’au moins une roue de l’objet roulant. De plus, une roue entraînée (3) est une roue décentrée orientable par rapport à l’axe vertical (8). Le système (1) comprend également un moyen de mesure pour déterminer le couple appliqué sur la roue entraînée (3) et un moyen de contrôle pour commander la machine électrique en fonction du couple déterminé sur la roue entraînée (3). L’invention concerne un attelage comprenant un système de propulsion (1) tel que défini précédemment et un objet roulant. Figure 1 à publier

Description

Système de propulsion électrique amovible pour un objet roulant avec un moyen de mesure et un moyen de contrôle

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.

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’une des roues 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.

Pour pallier ces inconvénients, la présente invention concerne un système de propulsion électrique amovible pour un objet roulant, comprenant un châssis avec au moins une roue motorisée, et au moins une roue non motorisée, un guidon, et des moyens d’attelage. Les moyens d’attelage sont prévus pour réaliser la préhension et le levage d’au moins une roue de la charge roulante. Les roues entraînées sont des roues décentrées et orientables. Chaque roue entraînée est reliée au châssis par un pivot, dit pivot de liaison, d’axe sensiblement vertical, l’axe de chacune des roues entraînées n’étant pas sécant à l’axe du pivot de liaison entre la roue entraînée concernée et le châssis. Aucun point commun n’existant entre l’axe de la roue entraînée et l’axe du pivot de liaison au châssis de cette même roue, la roue est bien décentrée par rapport à l’axe de son pivot de liaison au châssis. Par l’effet de l’excentration de la roue entraînée par rapport à l’axe du pivot, la roue s’oriente automatiquement dans l’axe de la direction de déplacement. Ainsi, aucun moyen d’orientation spécifique n’est nécessaire pour commander la direction du système. Les actions émises par l’utilisateur sur le guidon ou sur le lit suffisent à orienter les roues dans la direction souhaitée. Le système de propulsion comprend également un moyen de mesure configuré pour mesurer au moins un signal représentatif du couple au niveau de la roue entraînée et un moyen de contrôle de la machine électrique pour commander la machine électrique en fonction du couple déterminé par le moyen de mesure. De ce fait, le système peut poursuivre son mouvement sans action de l’utilisateur, ce qui permet à l’utilisateur d’être libre pour effectuer d’autres tâches.

L’invention concerne 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, ladite au moins une roue entraînée étant reliée audit châssis par un pivot de liaison d’axe sensiblement vertical, l’axe de ladite au moins une roue entraînée n’étant pas sécant à l’axe dudit pivot. Le système de propulsion comprend un moyen de mesure configuré pour mesurer au moins un signal représentatif du couple au niveau de ladite au moins une roue entraînée et un moyen de contrôle de ladite machine électrique pour commander la machine électrique en fonction du couple déterminé par le moyen de mesure.

Selon un mode de réalisation, 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.

De manière avantageuse, le système de propulsion comprend un moyen de transmission reliant ladite roue entraînée à ladite machine électrique, de préférence ledit moyen de transmission comprenant une bande fermée sur elle-même, de préférence une chaîne et/ou une courroie, et/ou un système d’engrenage.

Préférentiellement, ledit moyen de mesure mesure un couple, un effort ou un allongement.

Avantageusement, la machine électrique est coaxiale à ladite roue entraînée.

Selon une variante avantageuse, ledit moyen de mesure est intégré à ladite machine électrique.

Selon une mise en œuvre du système, ledit moyen de mesure est positionné au niveau de l’axe de la machine électrique.

Selon une configuration, le système de propulsion comporte une pièce de support en liaison pivot par rapport à l’axe de la roue entraînée et fixée rigidement à l’axe dudit pivot de liaison au châssis.

Avantageusement, le moyen de mesure est relié à ladite pièce de support et à une pièce de liaison, ladite pièce de liaison étant en liaison pivot par rapport à l’axe de ladite roue entraînée.

De manière préférée, la machine électrique est fixée sur ladite pièce de support ou sur ladite pièce de liaison.

De préférence, ledit objet roulant est un lit roulant, un chariot, un meuble roulant, ou un fauteuil roulant.

L’invention concerne aussi 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.

Liste des figures

D'autres caractéristiques et avantages 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 représente une vue d’ensemble en coupe, dans la direction longitudinale, d’un système de propulsion selon l’invention.

La figure 2 représente une vue d’ensemble de dessus d’un système de propulsion selon l’invention.

La figure 3 représente une vue en coupe, dans la direction longitudinale, d’un premier mode de réalisation de l’invention.

La figure 4 représente une vue en coupe, dans la direction transversale, du premier mode de réalisation de l’invention.

La figure 5 représente une vue en coupe, dans la direction longitudinale, d’un deuxième mode de réalisation de l’invention.

La figure 6 représente une vue en coupe, dans la direction longitudinale, d’un troisième mode de réalisation de l’invention.

La figure 7 représente une vue en coupe, dans la direction longitudinale, d’un quatrième mode de réalisation de l’invention.

La figure 8 représente un mode de fonctionnement du système dans une direction donnée.

La figure 9 représente un mode de fonctionnement du système dans la direction opposée à la direction de la Figure 8.

La figure 10 présente un premier mode de réalisation d’un procédé de contrôle particulièrement adapté au système selon l’invention.

La figure 11 présente un deuxième mode de réalisation d’un procédé de contrôle particulièrement adapté au système selon l’invention.

La figure 12 présente un troisième mode de réalisation d’un procédé de contrôle particulièrement adapté au système selon l’invention.

La figure 13 présente un premier exemple de procédé de contrôle du dispositif selon l’invention.

La figure 14 présente un exemple d’une première variante de procédé de contrôle selon l’invention.

La figure 15 présente un exemple d’une deuxième variante de procédé de contrôle selon l’invention.

L’invention concerne un système de propulsion électrique amovible pour un objet roulant. Ainsi, chaque objet roulant ne nécessite pas de système de propulsion, ce qui permet de limiter les coûts et de pouvoir continuer à utiliser les objets roulants existants. De plus, le système de propulsion s’adapte à différents objets roulants, ce qui permet de limiter les frais d’équipement et d’autoriser l’utilisateur, par exemple le brancardier, à remplir l’ensemble de ses missions.

Le système de propulsion comprend un châssis muni d’au moins une roue non entraînée et d’au moins une roue entraînée par une machine électrique. Il comporte aussi des moyens d’attelage du système de propulsion à l’objet roulant. Il peut également comporter un guidon pour la manipulation du système et, dans certains cas, de l’objet roulant (par exemple pour faire avancer l’objet roulant en arrière pour sortir d’un ascenseur), par l’utilisateur. La roue entraînée permet d’entraîner le système de propulsion, et par conséquent l’objet roulant, par l’intermédiaire des moyens d’attelage qui permettent la transmission du mouvement donné au système de propulsion à l’objet roulant.

Les moyens d’attelage comprennent des moyens de préhension et de levage d’au moins une roue de l’objet roulant. De ce fait, les efforts de frottement de l’objet roulant au sol sont réduits et le système de propulsion peut entraîner l’objet roulant. De plus, les dimensions des moyens d’attelage sont réduites, en particulier les dimensions latérales, et le système de propulsion est plus compact, ce qui permet de déplacer l’objet roulant, y compris dans un espace réduit. En outre, ces moyens d’attelage sont universels et sont adaptés à de nombreux types d’objets roulants, car l’objet roulant ne nécessite pas de moyens d’attelage spécifique.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’élément d’immobilisation peut comprendre un élément de support adapté pour supporter la roue de l’objet roulant par actuation du bras d’arrimage.

Chaque roue entraînée est reliée au châssis par un pivot de liaison d’axe sensiblement vertical, l’axe de la roue entraînée n’étant pas sécant à l’axe du pivot permettant la liaison entre la roue entraînée concernée et le châssis. Ainsi, chaque roue entraînée constitue une roue décentrée orientable. En effet, comme aucun point n’est commun entre l’axe de la roue entraînée et l’axe du pivot qui la relie au châssis, la roue est décentrée par rapport à l’axe de son pivot de liaison au châssis. Cette décentration entraîne une auto-orientation de la roue entraînée dans la direction du mouvement. La roue entraînée s’oriente donc automatiquement vers la direction du mouvement impulsé par l’utilisateur par l’intermédiaire de l’objet entraîné ou du guidon.

En outre, le système de propulsion comprend un moyen de mesure configuré pour mesurer au moins un signal représentatif du couple ou de la vitesse angulaire au niveau d’au moins une roue entraînée. Le signal représentatif du couple ou de la vitesse angulaire peut être directement le couple appliqué sur la roue entraînée, un effort représentatif du couple, un allongement représentatif du couple ou la vitesse angulaire de la roue entraînée. Le moyen de mesure peut notamment comprendre un couplemètre, un dynamomètre, un capteur d’allongement ou encore une jauge de déformation. Ainsi, le système de propulsion comprend un moyen d’assistance permettant de contrôler à la fois l’orientation du système (par le principe des roues décentrées orientables) et à la fois la puissance du système (par la commande de la machine électrique).

Le système de propulsion comprend aussi un moyen de contrôle de la machine électrique pour commander la machine électrique en fonction du couple déterminé par le moyen de mesure. De ce fait, une variation de couple engendrée par exemple par l’utilisateur sur l’objet entrainé ou sur le guidon qui demande un freinage ou au contraire une accélération, est mesurée par le moyen de mesure. Le moyen de contrôle peut alors commander la machine électrique respectivement pour la ralentir ou la faire accélérer, conformément à l’action de l’utilisateur sur le système de propulsion. Au contraire, sans action de l’utilisateur, le moyen de contrôle peut maintenir la consigne précédente de la machine électrique ou peut prévoir une légère décélération au cours du temps, de manière à prévoir un arrêt automatique du système au bout d’un certain temps. Ce système est particulièrement avantageux car il permet de maintenir un mouvement du système de propulsion et de l’objet roulant, sans dispositif de pilotage de l’utilisateur (l’utilisateur n’a pas besoin de télécommande ou d’un boîtier de commande), après une action brève manuelle de l’utilisateur. De ce fait, l’utilisateur, par exemple le brancardier, peut disposer de ces deux bras, à proximité du lit pour réaliser d’autres tâches, par exemple pour s’occuper du patient dans le lit hospitalier. De plus, le système permet de limiter les risques de troubles musculo-squelettique pour l’utilisateur, ces actions manuelles étant considérablement limitées, et les manœuvres facilitées.

Les moyens d’attelage peuvent aussi comprendre des moyens d’orientation et/ou des moyens d’immobilisation d’au moins une roue.

Selon une variante de l’invention, les moyens d’attelage peuvent comprendre des moyens d’orientation d’au moins une roue de l’objet roulant dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale du châssis. Ainsi, le système peut orienter la roue soulevée par les moyens de préhension et de levage selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale du châssis. Ainsi, le déplacement d’objet roulant lourd est rendu facile et ergonomique.

Les moyens d’orientation de la roue de l’objet roulant peuvent orienter la roue selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale du châssis. Ainsi, le déplacement d’objet roulant lourd est rendu facile et ergonomique.

De manière avantageuse, les moyens d’immobilisation peuvent comprendre un bras d’arrimage sensiblement horizontal, portant un élément d’immobilisation à une de ses extrémités. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’élément d’immobilisation peut être orienté vers l’extérieur du châssis selon l’axe perpendiculaire à la direction longitudinale du châssis, ou l’élément d’immobilisation peut être orienté vers l’intérieur du châssis selon l’axe perpendiculaire à la direction longitudinale du châssis.

De manière avantageuse, le système de propulsion peut comprendre un moyen de transmission reliant la roue entraînée à la machine électrique qui l’entraîne. Ainsi, la vitesse de rotation et/ou le couple peuvent être adaptés entre la machine électrique et la roue. Préférentiellement, le moyen de transmission peut permettre à la machine électrique de tourner à une vitesse supérieure à celle de la roue entraînée. Le moyen de transmission peut par exemple comprendre une bande fermée sur elle-même, telle qu’une chaîne et/ou une courroie, reliée d’une part à une poulie sur l’axe de la machine électrique et d’autre part à une poulie sur l’axe de la roue entraînée. De préférence, la poulie sur l’axe de la machine électrique a un diamètre inférieur à la poulie sur l’axe de la roue entraînée de manière à avoir une vitesse de rotation élevée sur la machine électrique et plus faible sur la roue entraînée.

Alternativement ou de manière cumulative, le moyen de transmission peut comprendre un système d’engrenages parallèles ou épicycloïdaux afin de transmettre le mouvement, tel qu’un réducteur/multiplicateur mécanique comme une boite de vitesse.

Le moyen de transmission permet d’augmenter l’inertie de la machine électrique ramenée au niveau de la roue entraînée par rapport à l’inertie du lit, l’inertie de la machine électrique ramenée au niveau de la roue entraînée devant être supérieure à l’inertie du lit. Plus l’inertie de la machine électrique ramenée au niveau de la roue entraînée dépasse l’inertie du lit, meilleur est le fonctionnement du système, notamment par la facilité d’entraînement et la facilité de mesure de l’élément de mesure.

Selon une mise en œuvre de l’invention, le moyen de mesure peut mesurer un couple, un effort représentatif du couple ou un allongement représentatif du couple. En effet, par ces caractéristiques, on peut déterminer le couple au niveau de la roue entraînée, et ainsi déterminer ses variations au cours du temps. Cela permet ainsi de contrôler la machine électrique par le moyen de contrôle en fonction des variations de couple observées.

Selon une variante préférée de l’invention, la machine électrique peut être coaxiale de la roue entraînée. Ainsi, le système est plus simple, plus compact et il peut également être plus léger.

Selon une mise en œuvre avantageuse, le moyen de mesure peut être intégré à la machine électrique. En effet, le couple peut être déterminé au niveau de la machine électrique. De plus, cette variante permet de simplifier le système et de le rendre plus compact.

De manière avantageuse, le moyen de mesure peut être positionné au niveau de l’axe de la machine électrique. Ainsi, la détermination du couple est plus directe et n’induit pas d’erreur liée à l’imprécision de l’excentration.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le système de propulsion peut comporter une pièce de support en liaison pivot par rapport à l’axe de la roue entraînée et fixée rigidement à l’axe du pivot de liaison au châssis. Ainsi, la pièce de support permet à la roue de tourner librement autour de l’axe vertical.

Selon une variante avantageuse, le moyen de mesure peut être relié à la pièce de support et à une pièce de liaison, cette pièce de liaison étant en liaison pivot par rapport à l’axe de la roue entraînée et par rapport au pivot de la pièce de support. Ainsi, la pièce de liaison et la pièce de support peuvent pivoter l’une par rapport à l’autre autour de l’axe de la roue entraînée. Cette rotation relative peut être entraînée par des variations de couple au niveau de la roue entraînée. Ainsi, des mesures induites par cette rotation relative peuvent permettre une détermination du couple au niveau de la roue entraînée. La mesure entre la pièce de support et la pièce de liaison peut notamment être un allongement, une mesure d’angle, un effort ou un couple.

Selon un mode de réalisation de l’invention, la machine électrique peut être fixée sur la pièce de support ou sur la pièce de liaison, l’une de ces pièces servant alors de platine de support à la machine électrique. De plus, cette configuration permet la mise en place aisée d’un moyen de transmission comme une bande fermée sur elle-même, lorsque la machine électrique n’est pas positionnée sur l’axe de la roue entraînée, l’excentration étant favorable à la mise en place de la transmission, notamment par bande fermée sur elle-même. Cette configuration permet de choisir des composants existants pour réaliser le système, économisant ainsi les coûts d’ingénierie qui serait nécessaire pour rendre le système intégré et compact. Ce mode de réalisation a donc l’avantage de pouvoir être réalisé aisément.

De manière avantageuse, l’objet roulant peut être un lit roulant, un chariot, un meuble roulant ou un fauteuil roulant. Ainsi, le déplacement de ces charges lourdes est facilitée et l’utilisateur est disponible pour réaliser d’autres tâches plus facilement : le brancardier est plus disponible pour s’occuper du patient dans le lit ou dans le fauteuil roulant, l’utilisateur du chariot ou du meuble roulant peut prêter attention à certains éléments sur le passage en avance de l’objet roulant, et/ou surveiller plus spécifiquement certains passages fragiles du meuble ou du contenu du chariot.

L’invention concerne également un attelage comprenant un objet roulant et un système de propulsion tel que décrit précédemment. L’objet roulant est attelé au système de propulsion électrique amovible par les moyens d’attelage. Comme le système de propulsion est amovible, il peut être utilisé avec différents objets roulants, ce qui permet de limiter les coûts.

La figure 1 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un système de propulsion électrique selon l’invention. La figure 1 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’au moins une poignée (non représentée) articulée par rapport au châssis 2 au moyen d’une articulation 12 d’axe horizontal, selon la direction latérale du châssis 2 (perpendiculaire au plan de la figure). 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 2 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 13. 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 3 illustre, de manière schématique et non limitative une vue en coupe selon l’axe transversal d’un premier mode de réalisation de l’invention.

La figure 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 3, 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 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 8 et 9 illustrent des modes de fonctionnement correspondant au système de propulsion électrique amovible de la figure 3.

Sur la figure 8, 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 dans un plan horizontal défini par les axes X et Z. Cet effort F1 produit d’abord une orientation automatique du support 20 de manière à ce que l’axe de la roue 21 de la roue 3 soit sensiblement perpendiculaire à F1. Cet effort crée une réaction sensiblement égale à – 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 d1 de la pièce de liaison 23 vers le bas (dans la direction opposée à z). Ainsi, le moyen de mesure 24 peut alors détecter un allongement 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 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 la machine électrique, et a fortiori du système de propulsion.

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 9, 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 8 ; 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 d2 de la pièce de liaison 23 vers le haut (dans la direction z). Ainsi, le moyen de mesure 24 peut alors détecter une diminution 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 de propulsion 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 8 et 9 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 8 et 9 pourrait être appliqué dans n’importe quelle direction de déplacement souhaitée.

La figure 4 illustre le mode de réalisation de la figure 3 en coupe selon l’axe longitudinal, passant par l’axe du pivot 8 dans sa partie supérieure, et par l’axe de la roue entraînée 3 dans sa partie inférieure. Sur cette figure, la pièce de support 20 est fixée rigidement à une barre sensiblement verticale servant d’axe de pivot 8 vis-à-vis du châssis 2. Ainsi, la pièce de support 20 peut tourner autour de l’axe 8 sensiblement vertical. L’axe du pivot 8 est dans le plan médian de la roue entraînée 3.

La pièce de support 20 comprend deux bras sensiblement verticaux 20a et 20b positionnés de part et d’autre de la roue entraînée 3, de manière à éviter de déséquilibrer la roue entraînée 3. Ces deux bras 20a et 20b sont connectés à une portion sensiblement horizontale 20c. Les bras 20a, 20b et 20c forment ainsi la pièce de support 20. Des bras supplémentaires pourraient être envisagés mais d’autres formes pourraient être possibles pour la pièce de support 20.

Les extrémités des bras 20a et 20b sont en liaison pivot autour de la pièce de liaison 23 et de l’axe 21 de la roue entraînée 3. Ainsi, la pièce de support 20 et la pièce de liaison 23 peuvent tourner librement autour de l’axe 21 de la roue entraînée 3. La roue entraînée 3 est commandée en rotation par la machine électrique 10, éventuellement par un moyen de transmission (non représenté). L’axe de la machine électrique 10 est excentré par rapport à l’axe 21 de la roue entraînée 3. Alternativement, d’autres modes de réalisation sont possibles : par exemple les pièces 23 et 20 pourraient être en pivots autour de l’axe de roue 21, sans être directement en pivot l’une par rapport à l’autre.

La figure 5 illustre, de manière schématique et non limitative, un deuxième mode de réalisation de l’invention.

Sur cette figure, la pièce de support 20 est fixée rigidement à l’axe 8 de la liaison pivot reliant la roue entraînée 3 au châssis 2. La pièce de support 20 comprend une portion sensiblement horizontale et une portion sensiblement verticale. Une extrémité de la portion sensiblement horizontale est connectée rigidement à une extrémité de la portion sensiblement verticale. La portion sensiblement horizontale est fixée à l’axe du pivot 8, la fixation n’étant pas positionnée au niveau de l’extrémité reliée à la portion sensiblement verticale. Ainsi, une distance e crée une excentration de la portion sensiblement verticale et l’axe 8 du pivot.

L’autre extrémité de la portion sensiblement verticale est en liaison pivot avec l’axe 21 de la roue entraînée 3. Ainsi, la roue entraînée est décentrée, d’une distance e par rapport à l’axe du pivot de liaison au châssis 2, et automatiquement orientable dans la direction de déplacement du système. Dans ce mode de réalisation, la machine électrique 10 est coaxiale avec la roue entraînée 3, l’axe correspondant à l’axe 21. De préférence, la machine électrique 10 est équilibrée sur la roue entraînée 3, de manière à éviter tout déséquilibre de la roue entraînée 3. Si elle n’est pas équilibrée (c’est-à-dire si elle est déportée sur un côté de la roue entraînée, une masse d’équilibrage peut être prévue pour équilibrer la roue entraînée 3).

Un moyen de mesure 24, comme un capteur d’allongement par exemple, peut être mis en place dans le système. Ce moyen de mesure 24 permet des mesures de caractéristiques permettant de déterminer le couple appliqué sur la roue entraînée 3. Une extrémité de ce moyen de mesure est connectée à la pièce de support 20, l’autre extrémité est connectée à la pièce de liaison 23, la pièce de liaison 23 étant en liaison pivot autour de l’axe 21 de la roue entraînée, et en liaison pivot avec la pièce de support 20, autour de l’axe 21. Ainsi, la pièce de support 20 et la pièce de liaison 23 peuvent tourner l’une par rapport à l’autre autour de l’axe 21. Cette rotation relative peut entraîner un allongement de la distance, une variation d’effort, d’angle ou de couple par exemple, du moyen de mesure.

La figure 6 illustre, de manière schématique et non limitative, un troisième mode de réalisation de l’invention.

Sur cette figure, la pièce de support 20 est fixée rigidement à l’axe 8 du pivot de liaison au châssis 2. La pièce de support 20 permet une excentration de la roue entraînée 3, d’une distance e non nulle, par rapport à l’axe 8 du pivot de liaison.

La roue entraînée 3 est mise en rotation ou freinée par la machine électrique 10, par l’intermédiaire d’un moyen de transmission 17 comprenant une bande fermée sur elle-même, comme une chaîne ou une courroie. Une première poulie est fixée sur l’axe 21 de la roue entraînée et une autre poulie est fixée sur l’axe 22 de la machine électrique. La bande fermée sur elle-même relie les deux poulies et la poulie fixée sur l’axe 21 a préférentiellement un diamètre plus grand que la poulie fixée sur l’axe 22.

La machine électrique 10 est fixée rigidement à la pièce de support 20. Le moyen de mesure (non représenté) peut être intégré à la machine électrique 10, par exemple, en mesurant le couple appliqué sur la machine électrique 10.

La figure 7 illustre, de manière schématique et non limitative, un quatrième mode de réalisation de l’invention. Dans ce mode de réalisation, la roue entraînée 3 est entraînée par la machine électrique 10, la machine électrique 10 étant coaxiale à l’axe 21 de la roue entraînée 3. La machine électrique 10 intègre également un moyen de mesure (non représenté), de préférence coaxial à la machine électrique 10. Ainsi, le moyen de mesure peut par exemple mesurer directement le couple appliqué à la roue entraînée 3, permettant une mesure directe et donc évitant les erreurs liées aux imprécisions. La roue entraînée 3 est décentrée d’une distance e, par l’intermédiaire de la pièce de support 20, de l’axe 8 du pivot de liaison reliant la roue entraînée 3 au châssis 2. Ce mode de réalisation permet une réalisation plus compacte, plus légère et plus intégrée. Il s’agit d’un mode de réalisation préféré.

Le système selon l’invention permet de réaliser l’assistance en direction et en puissance nécessaire à l’utilisateur du système au moyen d’un seul et unique moyen de mesure, notamment par un seul et unique capteur.

Le procédé de contrôle de la machine électrique prend en compte le signal du moyen de mesure. Le procédé de contrôle peut être de tout type.

Le système de propulsion électrique amovible tel que défini précédemment est particulièrement adapté pour fonctionner avec le procédé de contrôle qui va être décrit par la suite.

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 le moyen de mesure du système de propulsion électrique.

- on compare le signal mesuré à au moins un premier seuil et à au moins un deuxième seuil. Cette comparaison peut être réalisée par exemple par un ordinateur, un système informatique ou un système électronique, capable de communiquer avec l’élément de mesure.

- 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.

Ainsi, grâce à la prise en compte des première et deuxième durées, 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 durée. 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.

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. En d’autres termes, la consigne de la machine électrique n’est pas modifiée. Ainsi, le mouvement peut être conservé sans action de l’utilisateur.

La figure 10 illustre, de manière schématique et non limitative, un 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. 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 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 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, la consigne de la machine électrique est considérée comme nulle (pas de consigne).

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 si aucune nouvelle action de l’utilisateur n’est effectuée. 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 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.

La figure 11 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.

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 diminue la consigne précédente de la machine électrique (consigne Cr), par incréments prédéfinis. Les incréments peuvent donc être constants ou au contraire définis pour augmenter le freinage progressivement jusqu’à l’arrêt de la machine électrique.

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 inférieur au premier seuil, la consigne de la machine électrique est réduite jusqu’à l’arrêt complet de la machine.

Selon une variante du procédé, 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).

Selon un mode de réalisation, 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 œuvre du procédé, si la mesure est inférieure à un troisième seuil pendant une troisième durée, le troisième seuil étant inférieur au premier seuil, on peut diminuer la consigne de la machine électrique d’une troisième valeur prédéterminée, la troisième valeur prédéterminée étant 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 œuvre, 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 œuvre 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 œuvre 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 pourrait 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 12 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.

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 inférieure au premier seuil, la diminution de la consigne C-- étant supérieure à la diminution C- de manière à augmenter le freinage de 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 C2t2), 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).

Exemples

Les figures 13 à 15 illustrent des exemples de procédé de contrôle appliqué au système de propulsion électrique amovible selon l’invention (selon le mode de réalisation de la figure 10).

Sur la figure 13, 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. A chaque incrément de temps, les incréments étant délimités par deux lignes verticales (perpendiculaires à l’axe du temps t) en trait interrompu pointillé successives, on compare la mesure sur l’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. 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+.

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 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, 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 (par incréments), correspondant aux différents incréments.

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 défini après l’instant t10 et appliqué 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 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 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 (incréments).

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.

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 14 illustre un autre mode de contrôle du système selon l’invention. En plus de la comparaison aux seuils S- et S+ comme sur la figure 13, le contrôle de la figure 14 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 élevé (passage seuil de porte par exemple pour un lit hospitalisé) mais sur une courte période. Pour cela, l’incrément considéré PRS+, situé entre les lignes verticales (perpendiculaires à l’axe du temps t), pour la comparaison de la mesure au seuil S++ peut être inférieur ou supérieur à l’incrément utilisé pour la figure 13, utilisé pour la comparaison de la mesure aux seuils S+ et S-

Sur la figure 14, 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 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++). 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++. 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.

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. 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++. En conséquence, la consigne est augmentée d’une valeur supérieure à celle des créneaux de la figure 13, de manière à fournir rapidement la puissance nécessaire au pic mesuré.

La figure 15 illustre un autre mode de contrôle du système selon l’invention. En plus de la comparaison aux seuils S- et S+ comme sur la figure 13, le contrôle de la figure 15 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. Pour cela, l’incrément considéré PRS-, situé entre les lignes verticales (perpendiculaires à l’axe du temps t), pour la comparaison de la mesure au seuil S-- peut être inférieur ou supérieur à l’incrément utilisé pour la figure 13.

Sur la figure 15, 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 t202.

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 13. La réduction de consigne est donc plus élevée, ce qui permet d’obtenir un freinage plus important.

Sur la figure 15, 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 de la valeur de la consigne. Ainsi, dans ce cas, 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. La consigne est maintenue 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

Système de propulsion électrique amovible (1) pour un objet roulant (13), ledit système de propulsion (1) comprenant un châssis (2) muni d’au moins une roue entraînée (3) par une machine électrique (10), et d’au moins une roue non entraînée (4) 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), ladite au moins une roue entraînée (3) étant reliée audit châssis (2) par un pivot (8) de liaison d’axe sensiblement vertical, l’axe de ladite au moins une roue entraînée (3) n’étant pas sécant à l’axe dudit pivot, caractérisé en ce que le système de propulsion (1) comprend un moyen de mesure (24) configuré pour mesurer au moins un signal représentatif du couple au niveau de ladite au moins une roue entraînée (3) et un moyen de contrôle de ladite machine électrique pour commander la machine électrique en fonction du couple déterminé par le moyen de mesure.
Système de propulsion (1) selon la revendication 1, pour 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 (2) dudit système de propulsion (1).
Système de propulsion (1) selon l’une des revendications précédentes, pour lequel le système de propulsion (1) comprend un moyen de transmission (17) reliant ladite roue entraînée (3) à ladite machine électrique (10), de préférence ledit moyen de transmission (17) comprenant une bande fermée sur elle-même, de préférence une chaîne et/ou une courroie, et/ou un système d’engrenage.
Système de propulsion (1) selon l’une des revendications précédentes, pour lequel ledit moyen de mesure (24) mesure un couple, un effort ou un allongement.
Système de propulsion (1) selon l’une des revendications précédentes, pour lequel la machine électrique (10) est coaxiale à ladite roue entraînée (3).
Système de propulsion (1) selon l’une des revendications précédentes, pour lequel ledit moyen de mesure (24) est intégré à ladite machine électrique (10).
Système de propulsion (1) selon l’une des revendications précédentes, pour lequel ledit moyen de mesure (24) est positionné au niveau de l’axe de la machine électrique (10).
Système de propulsion (1) selon l’une des revendications précédentes, pour lequel le système de propulsion (1) comporte une pièce de support (20) en liaison pivot par rapport à l’axe de la roue entraînée (3) et fixée rigidement à l’axe dudit pivot (8) de liaison au châssis (2).
Système de propulsion (1) selon la revendication 8, pour lequel le moyen de mesure (24) est relié à ladite pièce de support (20) et à une pièce de liaison (23), ladite pièce de liaison (23) étant en liaison pivot par rapport à l’axe de ladite roue entraînée (3).
Système de propulsion (1) selon l’une des revendications 8 ou 9, pour lequel la machine électrique (10) est fixée sur ladite pièce de support (20) ou sur ladite pièce de liaison (23).
Système de propulsion (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit objet roulant (13) est un lit roulant, un chariot, un meuble roulant, ou un fauteuil roulant.
Attelage comprenant un objet roulant (13) et un système de propulsion électrique (1) selon l’une des revendications précédentes, ledit objet roulant (13) étant attelé audit système de propulsion électrique (1) par lesdits moyens d’attelage (5).