WO2021023746A1 - Acquiring and control system for a vehicle comprising an electric motor - Google Patents

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WO2021023746A1 PCT/EP2020/071917 EP2020071917W WO2021023746A1 WO 2021023746 A1 WO2021023746 A1 WO 2021023746A1 EP 2020071917 W EP2020071917 W EP 2020071917W WO 2021023746 A1 WO2021023746 A1 WO 2021023746A1
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electric motor
vehicle
sensor
acquisition
angular position
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PCT/EP2020/071917
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Thierry Lucidarme
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Electricite De France
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Definitions

  • the present disclosure falls within the technical field of the control of electric motor vehicles.
  • the present disclosure relates to acquisition and control systems for an electric motor vehicle, to electric motor vehicles comprising such systems, to acquisition and control methods implemented by such systems, on computer programs for implementing such methods, and on data storage media for implementing such methods.
  • the present disclosure aims to expand the possibilities of using such devices in an electric motor vehicle.
  • An acquisition and control system is proposed for an electric motor vehicle, the system comprising: - at least a first angular position sensor capable of indicating an estimate of the relative position of a rotor of the electric motor with respect to a stator of the electric motor,
  • an electric motor control device capable of controlling an operation of the electric motor as a function of said position estimation
  • control device is able to control, in addition to the engine, a device of the vehicle, distinct from the engine, as a function of said position estimate.
  • operation of the electric motor can be understood as an operation of the electric motor relating to a propulsion of the vehicle.
  • the system is applicable to any type of electric motor vehicle, including in particular motor cars, bicycles and motorcycles having an electric motor as a means of propulsion.
  • the system comprises at least one data bus able to transmit the position estimate to the control device of the electric motor and able to transmit a control signal emitted by the control device of the electric motor on the basis of the position estimate to the vehicle device, the vehicle device being controllable on the basis of the transmitted control signal.
  • the position estimate provided by the first angular position sensor is used in a multifunctional manner. Indeed, this position estimate is used to control both:
  • the control of the operation of the electric motor as a function of said position estimation is implemented in a manner specific to the type of electric motor of the vehicle.
  • All electric motors comprise a movable element in rotation, or rotor, and a fixed element, or stator in one embodiment, the electric motor of the vehicle is a brushless motor.
  • a motor also designated by the terms “brushless” or “bldc”, is commonly used for the propulsion of all types of electric vehicles.
  • Three main types of electric motors are currently used in the automotive industry: permanent magnet motors, induction motors, and wound rotor motors.
  • the rotor of a brushless motor includes at least one permanent magnet.
  • the stator comprises at least one winding (or winding) acting as an electromagnet.
  • the brushless motor is three-phase and the stator comprises three groups of coils connected together.
  • the motor control device applies a switching sequence which consists in successively supplying the groups of coils of the stator.
  • This successive power supply has the effect of creating a rotating magnetic field.
  • the rotor permanent magnet aligns with the magnetic field, the rotor spins, causing a shaft of the motor to rotate.
  • the brushless motor control device receives at each moment, by the angular position sensor, an estimate of the relative position of the rotor with respect to the stator. Based on this estimate, the motor controller drives the motor to maintain the rotation of the rotor.
  • the motor control device can, for example, continuously adjust the current so that the motor operates in its maximum efficiency zone.
  • the first sensor is mounted in the engine, - the system includes a second sensor capable of indicating a change in the position of the vehicle,
  • control device is able to compare a first measurement from the first sensor with a second measurement from the second sensor to generate, in the event of a deviation, an alert signal.
  • the first sensor being mounted in the electric motor, directly estimates the angular position of the rotor of the motor relative to that of the stator of the motor.
  • the first sensor can be:
  • a Hall effect sensor attached to the stator which measures a variation in the magnetic field when the rotor poles pass, the variation being indicative of an estimate of the angular position of the rotor
  • a voltmeter in this case internal to the electric motor, which measures in each winding of the stator a back-electromotive force induced by the rotation of the rotor measured with respect to a common point of the windings called "neutral", the relative variations of the counter-electromotive forces thus measured being indicative of an estimate of the angular position of the rotor.
  • the estimation of this angular position by the first sensor can be repeated after a predefined time interval so as to estimate the average speed of rotation of the rotor during this time interval.
  • the second sensor indicates a change in the position of the vehicle.
  • the second sensor is an angular position sensor mounted on at least one wheel of the vehicle.
  • a receiver is suitable for measuring an angular position of said wheel of the vehicle. This angular position measurement can be repeated after a predefined time interval so as to calculate an average speed of rotation of said wheel during this time interval.
  • Most electric motor vehicles include a gearbox having a single transmission ratio, predefined and fixed, between the movement of a motor shaft actuated by the rotation of the rotor and the movement of a drive shaft driving in rotation of one or more driving wheels.
  • the actual value of the ratio between the average speed of rotation of the rotor during a predefined time interval (as "first measurement from the first sensor”) and the average speed of rotation of a driving wheel of the vehicle (as a “second measurement from the second sensor”) is then constantly equal to a single predefined value.
  • the actual value is variable from among a plurality of predefined values each corresponding to one of the transmission ratios.
  • control device compares the second measurement from the second sensor with the first measurement from the first sensor.
  • the control device identifies a vehicle safety fault which can be:
  • the control device then generates an alert signal.
  • the warning signal is an electrical signal intended to control a device in the vehicle, separate from the engine, for:
  • the device being a warning light
  • an audio alert such as an alert beep
  • the device being a speaker
  • provision may be made to light or flash a warning light on the dashboard of the car vehicle to report the transmission fault to the driver.
  • the instantaneous or repeated comparison over time of the measurements from the first and the second sensor makes it possible to identify the nature of a vehicle safety fault and to signal this fault via the alert signal.
  • the second sensor is an odometer.
  • An odometer is an angular position sensor connected to an element of the vehicle driven in rotation by the electric motor.
  • an odometer measures the angular position of an element of the transmission and associates this position with a distance traveled.
  • an odometer is a device attached to a spoke of a wheel comprising a finger capable of incrementing a counter during each passage of the finger in front of at least one predetermined angular position.
  • the odometer is an angular position sensor of a wheel of the bicycle.
  • the angular position measurement provided by the odometer is treated similarly as "second measurement from a second sensor ”by the engine control device and makes it possible to identify the same vehicle safety faults as described above.
  • the second sensor is a GPS type position receiver.
  • a receiver is capable of measuring a vehicle speed, independently of the speed of rotation of the wheels of the vehicle or of the speed of rotation of the stator of the electric motor.
  • the second sensor can alternatively be a vehicle camera configured to perform the role of a position receiver.
  • the comparison made by the control device between the first measurement from the first sensor and the second measurement from the second sensor identifies a risk of loss of grip between a driving wheel of the vehicle and ground.
  • a loss of grip can occur, for example, in the event of significant acceleration or intense braking on poorly adherent ground.
  • the speed of rotation of the driving wheel (s) of the vehicle is in fact proportional to the speed of the vehicle.
  • the real value of the ratio between the first measurement coming from the first sensor and the second measurement coming from the second sensor is then constantly equal to a predefined value.
  • the real value of the ratio between the first measurement from the first sensor and the second measurement from the second sensor differs from the predefined value.
  • the control device detects a deviation and then generates an alert signal.
  • the warning signal is an electrical signal intended to control a device in the vehicle, separate from the engine, for:
  • the device being a warning light
  • an audio alert such as an alert beep
  • the device being a speaker
  • the device of the vehicle separate from the engine is an active safety device arranged to correct a trajectory of the vehicle as a function of the warning signal.
  • the trajectory correction is performed by the active safety device in order to recover the grip:
  • the active safety device limits the deceleration of the front wheel in order to recover the grip and avoid a fall of the motorcyclist.
  • the active safety device actuates a braking of the outer front wheel so as to regain control of the trajectory and end oversteer.
  • the active safety device actuates a braking of the inner rear wheel so as to recover control of the trajectory and avoid leaving the road.
  • the vehicle comprises a plurality of driving wheels each comprising a second angular position sensor of the wheel and the active safety device is arranged to correct an angular speed of each wheel as a function of the alert signal.
  • the vehicle can be a motor car with an electric motor, the two front wheels of which are driving, the wear of the tire of the front wheel. left being excessive and wear on the right front wheel tire being comparatively less.
  • the frictional force between the ground and the tire of the left front wheel is greater than the frictional force between the ground and the tire of the right front wheel.
  • the rotational speed of the left front wheel is lower than the rotational speed of the right front wheel.
  • the vehicle engine monitoring device generates, based on the comparison between the measurements from the first sensor and the second sensor of the left front wheel, a warning signal indicating that the wear of the tire of the front left wheel is excessive.
  • an electronic trajectory corrector controls the brake of the right front wheel so as to correct the angular speed difference between the left front wheel and the left front wheel. front right wheel.
  • the first angular position sensor is positioned on a wheel of the vehicle to measure an angular position of the wheel and to determine said estimate of the relative angular position of the rotor with respect to the stator of the electric motor, and from there, controlling the operation of the electric motor as a function of said estimation of angular position, while the electric motor has no angular position sensor.
  • the vehicle is an electric motor bicycle.
  • the first angular position sensor is a simple odometer normally provided for measuring the angular position of a wheel of the vehicle and for determining, on the basis of this measurement of angular position, a distance traveled by the bicycle. Knowing the transmission reduction factor of the electric bicycle, this angular position measurement is converted into an estimate of the angular position of the rotor relative to the stator of the electric motor.
  • the multiplier factor can be fixed.
  • the electric bicycle can include a digital speed selector capable of selecting a speed characterized by a transmission reduction factor and transmitting this reduction factor to the electric motor control device. On the basis of this estimation of angular position, the engine control device controls the operation of the engine.
  • the electric motor even without an angular position sensor, can be driven reliably through the use of the first sensor external to the motor.
  • the vehicle device is a current vehicle speed indicator and the control device is able to control, in addition to the engine, the current speed indicator, as a function of said position estimation.
  • the angular position measurement of the vehicle wheel can also be transmitted to an indicator current speed. This is because the average speed of the vehicle over a predetermined period of time corresponds to the distance traveled by the bicycle during that period of time.
  • the current speedometer can determine the current speed of the bicycle based on the first measurement provided by the first sensor and on a time measurement provided, for example, by an internal clock in the current speedometer.
  • a single measurement provided by a single sensor (the first position sensor) is used to control both the vehicle engine and the current vehicle speed indicator.
  • the production cost of the vehicle is minimized by the presence of a single sensor shared between the engine and the current speedometer instead of two dedicated sensors.
  • the vehicle has a second electric motor
  • the device of the vehicle separate from the engine, is a device for controlling the second electric motor capable of controlling an operation of the second electric motor as a function of said position estimate.
  • the electric motor vehicle can comprise a first electric motor and a second electric motor engaged with the same transmission shaft.
  • An angular position sensor provides an estimate of the relative position of a rotor relative to a stator of the first electric motor.
  • the relative position estimate as provided by the angular position sensor can be used to control the operation of the first electric motor and the operation of the second electric motor through respectively synchronized switching sequences.
  • the electric motor vehicle can be a two-wheeler having:
  • the first electric motor is driven based on an estimate of the relative position of a rotor with respect to a stator of the first electric motor.
  • a relative position estimate is provided by an angular position sensor, which conventionally is a Hall effect sensor present in the first electric motor.
  • a sensor makes it possible to determine a variation in the relative position of the rotor with respect to the stator, hence an associated variation in the angular position of the front wheel. It is generally desirable that the rotational speed of the front wheel and the rear wheel are equal. Thus, it is possible to determine a desired rotational speed for the rear wheel based on the relative position estimate. Thus, it is possible, from the desired speed of rotation of the rear wheel, to determine a desired speed of rotation of the rotor relative to the stator of the second electric motor.
  • the relative position estimate provided by the angular position sensor is used to control not only the operation of the first electric motor, but also the operation of the second electric motor so as to obtain the desired speed of rotation for the rear wheel.
  • Another aspect of the invention is an electric motor vehicle comprising the aforementioned acquisition and control system.
  • Another aspect of the invention is an acquisition and control method for an electric motor vehicle, the method comprising:
  • Another aspect of the invention is a processing circuit comprising a processor connected to a memory and to at least one communication interface with a control device of an electric motor and at least one device of the vehicle separate from the engine. , the processing circuit being configured to carry out the steps of the aforementioned acquisition and control method.
  • such a processing circuit CT may include, by way of example:
  • an INT communication interface with a CTR control device of an electric motor and with at least one DISP device of the vehicle separate from the engine, at least one of said devices comprising at least one angular position sensor indicating an estimate of the relative position of the rotor of the electric motor in relation to the stator of the electric motor, for:
  • At least one second control signal intended to control at least one device of the vehicle distinct from the engine on the basis of said estimate of relative position, this second control signal being able for example to cause braking of the wheels and / or an activation of a warning signal and / or a display of navigation assistance information, etc.
  • Another aspect of the invention is a computer program comprising instructions for implementing the aforementioned acquisition and control method, when said instructions are executed by a processor.
  • FIG. 6 One form of flowchart of a general algorithm of a computer program, in an exemplary embodiment, for implementing the proposed method is illustrated in [Fig. 6].
  • the computer program implements:
  • the PIL1 control comprising a SWITCH MOT switching of the electric motor
  • the first angular position sensor can designate for example an angular position sensor mounted in the electric motor. The first measurement is then a measurement making it possible directly to estimate the relative angular position of the rotor with respect to the stator of the electric motor.
  • the first angular position sensor may designate a sensor mounted in a device separate from the motor and measuring an angular position of a part driven in rotation by the torque of the electric motor, that is to say by the effect of the rotation of the rotor of the electric motor.
  • the first measurement is then a measurement making it possible to indirectly estimate the relative angular position of the rotor with respect to the stator of the electric motor.
  • FIG. 1 illustrates an electric motor car comprising a control and acquisition system according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 2 illustrates a device for controlling an electric motor of the motor car shown in [Fig. 1]
  • FIG. 3 illustrates an electronic trajectory correction device for the motor vehicle shown in [Fig. 1]
  • FIG. 4 illustrates an electric motor bicycle comprising a control and acquisition system according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 5 illustrates a processing circuit in an exemplary embodiment, for implementing the proposed method.
  • Fig. 6 illustrates a processing circuit in an exemplary embodiment, for implementing the proposed method.
  • FIG. 6 illustrates one form of a flowchart of a general algorithm of a computer program, in an exemplary embodiment, for implementing the proposed method. Description of embodiments
  • FIG. 1 represents a motor car mounted on wheels, the propulsion of which is provided by an electric motor MOT.
  • the mechanical power supplied by the MOT electric motor is transmitted to the driving, RAV front wheels of the motor car.
  • the motor vehicle also has an on-board computer or electronic control unit ECU (Electronic Control Unit) intended to manage various functions of the vehicle.
  • the on-board computer ECU is linked to a TBL instrument panel to display basic information (distance traveled, average speed, etc.) and to activate, if necessary, visual warning, warning and signal lights and / or an audible warning.
  • the on-board computer as an "acquisition and control system", includes in particular:
  • These five devices are configured to mutually transmit data by multiplexing via at least one cable of the CAN data bus type.
  • the device separate from the electric motor is a critical device of the vehicle, such as an ABS or ESP type device
  • an independent data bus is provided so as to optimize safety and minimize latency in the vehicle. data transmission.
  • the operation of each of these five devices is described by first considering each device in isolation, then by considering the interaction between the different devices.
  • FIG. 2 details the operation of the electric motor and of the electric motor control device.
  • the MOT electric motor is a rotating electric machine of the brushless (or “brushless") motor type with an internal rotor (or “inrunner”).
  • the electric motor comprises a movable part in rotation about an axis or ROT rotor, arranged inside a fixed part or STAT stator.
  • the ROT rotor consisting of two permanent magnets has the shape of a disc having two pairs of poles represented by the letters N and S in [Fig. 2]).
  • the stator STAT comprises three coils BOB1, BOB2, BOB3 supplied sequentially. This creates a magnetic field rotating at the same frequency as the supply voltages.
  • the permanent magnets of the ROT rotor constantly tend to orient themselves in the direction of the magnetic field.
  • the supply voltages must be continuously adapted so that the field stays ahead of the position of the ROT rotor in order to create a motor torque.
  • CEFI1, CEFI2, CEFI3 are arranged on the stator STAT and are used to know at any time the angular position of the rotor ROT relative to the stator STAT and to adapt accordingly the power supply of the coils BOB1, BOB2, BOB3 and the magnetic field.
  • Each CEFI sensor detects the passage of a magnetic pole of a permanent magnet of the rotor.
  • the three Hall effect sensors CEH1, CEH2, CEH3 are angularly distributed so as to return six possible signal combinations for all the possible angular positions of the rotor, corresponding respectively to the detection of the passage of a pole N of the rotor in front:
  • an electric motor control device comprising a first processing circuit CT1 ensures the switching of the electronic current sequentially in the three coils.
  • the first processing circuit CT1 has six outputs Q1 H_bit, Q1L_bit, Q2H_bit, Q2L_bit, Q3H_bit, Q3L_bit connected to an electronic circuit represented in [Fig. 2] comprising six transistors TRQ1FI, TRQ1 L, TRQ2FI, TRQ2L, TRQ3FI, TRQ3L acting as electronic switches. Each output controls the opening and closing of a respective electronic switch.
  • each coil BOB1 (or "phase") of the stator is controlled by a pair of electronic switches, comprising a first and a second electronic switches TRQ1 Fl, TRQ1 L. [0100] When the first electronic switch TRQ1 H is open and the second electronic switch TRQ1 L is closed, a coil BOB1 is connected to ground.
  • coil BOB1 is not connected to phase or to ground.
  • the motor is controlled using a switching table, according to which each combination of signals from the Hall effect sensors CEH1, CEH2, CEH3 corresponds to a combination of coil states.
  • the brushless MOT motor is a synchronous motor, that is to say that the rotor rotates at the same angular speed, called “synchronism speed" as the voltage system which supplies the stator STAT.
  • synchronism speed As long as the motor torque is greater than the load to be driven, the rotation of the ROT rotor is synchronized with the magnetic field. If the resistive torque becomes greater than the motor torque, and the supply voltage is not adjusted accordingly, there is a risk of stalling, i.e. the ROT rotor may no longer follow the magnetic field. From this moment, the rotor ROT oscillates, without being able to resynchronize with the magnetic field, which can cause its destruction. To avoid this, it is expected that the CEH Hall effect sensors detect a slowing down of the rotor ROT when the resistive torque increases, and that the electric motor controller MOT adjusts the switching frequency accordingly.
  • the synchronism speed of the MOT brushless motor in operation as determined on the basis of the measurements from the Hall effect sensors CEH is displayed on the vehicle's TBL instrument panel.
  • the speed of synchronism typically reaches several thousand revolutions per minute.
  • the ROT rotor When starting the brushless MOT motor, the ROT rotor is initially at a standstill and cannot instantly reach such a synchronous speed.
  • the MOT electric motor control device therefore ensures a progressive starting thanks to a progressive increase in the switching frequency, first very low, then gradually increased by controlling at any time the relative angular position of the ROT rotor with respect to the stator STAT .
  • the stator STAT can be initially unpowered, an auxiliary motor being provided and controlled by the motor control device to drive the rotor up to a predefined angular speed.
  • the angular speed of the rotor is acquired by the Hall effect sensors.
  • the motor control device supplies the stator coils sequentially with a switching speed equal to the predefined angular speed reached by the rotor.
  • the angular displacement of the rotor ROT of the electric motor MOT causes, through a transmission, an angular displacement of the driving wheels RAV of the vehicle.
  • the average value of the instantaneous angular speeds of each of the four wheels of the motor vehicle is proportional to the instantaneous angular speed of the rotor ROT.
  • the proportionality factor or transmission factor is a constant whose value is in the order of ten. That is, the ROT rotor of the MOT electric motor makes about ten full revolutions for the RAV drive wheels to make one full revolution.
  • the transmission factor is a known quantity, which can be fixed or selected from among several possible transmission factors using a digital vehicle speed selector. Such a digital speed selector is able to select a speed characterized by a transmission factor and to transmit, for example through a CAN data bus, the transmission factor to the control device of the electric motor.
  • the instantaneous angular speed of each of the four wheels has an identical value equal to the mean value.
  • the navigation assistance device comprises a GPS receiver capable of locating the location of the vehicle.
  • the navigation assistance device further includes a second processing circuit CT2 configured to use location information provided by the GPS receiver to display a route on the instrument panel or signal a point of interest to the driver.
  • the second processing circuit CT2 of the navigation assistance device can also control a speedometer integrated into the dashboard of the motor car. Vehicle speed is calculated relative to the vehicle's GPS positioning. The current speed limit can also be displayed if it is available for example in a memory of the second processing circuit CT2. An audible and / or visual alert can be triggered in the event of an overrun.
  • the advantage of the GPS speedometer is its precision at constant speed. Very useful on the motorway, such a speedometer loses its reliability in built-up areas due to the frequent change of pace and the reaction time of the GPS much longer than the original indicators of vehicles. In addition, the GPS speed indicators are inoperative in the tunnels, due to the loss of the GPS signal.
  • the active safety device is configured to measure the angular position of each wheel of the vehicle, from optical or electromagnetic angular position sensors.
  • an electromagnetic angular position sensor can be fixed either: - to a fixed part of the vehicle (for example the chassis), a magnet being fixed to the movable wheel in rotation relative to the chassis, so as to measure the passage of the magnet in front of the sensor, or
  • a magnet being attached to the frame, so as to measure the passage of the sensor facing the magnet.
  • the senor being more expensive than the magnet, is fixed to the frame. This is because the wheels of the motor car are likely to be replaced, which is not the case with the chassis.
  • the angular position sensors of each wheel are optical.
  • the active safety device includes for each wheel:
  • a DCR notched disc comprising a plurality N of angularly evenly distributed notches and arranged in the wheel in a manner integral with the wheel
  • an optical COP angular position sensor positioned opposite the DCR notched disc and configured to detect the passage of a notch of the notched disc
  • the active safety device further comprises a second processing circuit CT2 connected by at least one data bus BUS to the optical sensor COP and able to receive each measurement from each optical angular position sensor and to control the brakes. each wheel.
  • a second processing circuit CT2 connected by at least one data bus BUS to the optical sensor COP and able to receive each measurement from each optical angular position sensor and to control the brakes. each wheel.
  • the second processing circuit CT2 of the active safety device is configured to continuously receive the measurements from each optical angular position sensor and to compare these measurements with one another so as to: - detecting a loss of grip when cornering and counteract it by braking one or more wheels, thus making it possible to improve road holding, the second processing circuit CT2 then has an electronic trajectory correction function,
  • the second processing circuit CT2 then has an anti-locking function for the wheels,
  • the second processing circuit CT2 then has an anti-skid function.
  • the second processing circuit CT2 can also be configured so as to activate a visual signal, such as the activation of an alert or warning light on the instrument panel, or an audible signal simultaneously with the action of electronic correction of trajectory, anti-lock of the wheels or traction control.
  • a visual signal such as the activation of an alert or warning light on the instrument panel, or an audible signal simultaneously with the action of electronic correction of trajectory, anti-lock of the wheels or traction control.
  • the odometer includes:
  • At least one electromagnetic or optical angular position sensor to measure an angular position of at least one wheel
  • control unit intended to convert the measurement from the sensor into a distance traveled by the vehicle, and a display, typically on the dashboard, to display the distance traveled by the vehicle.
  • the current speedometer includes:
  • At least one electromagnetic or optical angular position sensor for continuously measuring an angular position of at least one wheel
  • control unit intended to convert the measurements from the sensor into an indication of the current speed of the vehicle, and a display, typically on the dashboard, to display the indication of the current speed of the vehicle.
  • the electromagnetic or optical angular position sensors are shared with the active safety device.
  • a CAN data bus provides mutual data transmission between the electric motor control device, odometer, current speedometer, navigation aid device, and the car's active safety device. automobile. Thanks to this data transmission, each of these devices has access to the measurements originating respectively from the Hall effect sensors of the electric motor, from the GPS receiver of the navigation aid device and from the optical sensors of the active safety device.
  • the location data received by the GPS receiver are supplemented by the measurements coming from at least one Hall effect sensor CEFI of the electric motor MOT and supplied by the electric motor control device.
  • the car may be in a space such as a tunnel for a long time where the reception of the GPS signal is interrupted.
  • the second processing circuit CT2 of the navigation aid device has the last received positions and can estimate the position and the direction of movement of the motor vehicle at the time of the interruption of the reception of the GPS signal. .
  • the measurements from the Hall effect sensors CEH of the electric motor MOT indicate the relative position of the rotor ROT with respect to the stator STAT of the electric motor MOT and thus make it possible to determine the number of revolutions made by the rotor ROT of the electric motor MOT from the interruption of the reception of the GPS signal.
  • the number of revolutions performed by the rotor ROT of the electric motor MOT is proportional to the average of the number of revolutions performed by each of the four wheels of the motor car.
  • the measurements made by at least one Hall effect sensor CEH mounted in the electric motor MOT make it possible to determine, on the basis of the transmission factor, the distance traveled by the vehicle from the interruption of the reception of the GPS signal. .
  • the location data received by the GPS receiver can also be supplemented by the measurements obtained from the optical COP or electromagnetic sensors mounted on each wheel.
  • the measurements from the optical sensors COP make it possible to determine the distance traveled by each wheel from the interruption of the reception of the signal.
  • GPS signal The distance traveled by each wheel can be used to determine not only the distance traveled by the vehicle but also the angle of a possible change of direction.
  • the position of the vehicle can thus be estimated by the second processing circuit CT2 of the navigation aid device from:
  • the measurements taken from the optical COP or electromagnetic sensors mounted in the wheels are supplemented by the measurements taken from at least one Hall effect sensor CEH of the CEH electric motor and supplied by the control device of the electric motor.
  • a ratio can be determined between the angular position measurements originating respectively from the sensors mounted in the wheels and from at least one sensor mounted in the electric motor. This ratio takes a constant value, equal to a reference value called the “transmission ratio” when the transmission of engine torque to the driving wheels is effected efficiently.
  • a damaged electronic element such as a data bus or an angular position sensor
  • the frictional force exerted by the ground on the tire creates a resistive torque which opposes the engine torque and reduces the speed of rotation of the wheel.
  • the resistance torque value is particularly high and the ratio between the speed of rotation of the wheel and the speed of rotation of the rotor of the electric motor is particularly low.
  • the active safety device can generate an alert signal allowing the activation of a warning light on the dashboard of the vehicle and / or the activation of an audible warning signal.
  • the alert signal can trigger automatic locking of the vehicle, for example by switching off the electric motor, so as to preserve the integrity of the vehicle and prevent further damage.
  • the measurements from optical or electromagnetic sensors mounted on each wheel can also be supplemented by the location data received by the GPS receiver.
  • a single value for estimating the current speed, resulting from the fusion of the measurements obtained by the various sensors, can be displayed on the instrument panel.
  • all the driving situations resulting in a loss of grip between the wheels of the vehicle and the ground induce a movement of the vehicle by sliding and not only by rolling. This slippage induces a difference between:
  • the GPS receiver which estimates by geolocation the movement of the vehicle regardless of the adhesion between the vehicle's tires and the ground.
  • FIG. 4 represents a bicycle with an electric motor.
  • the bicycle comprises in particular a front wheel RAV, a rear wheel RAR and an electric motor MOT, typically a brushless motor, mounted on the rear wheel RAR and capable of transmitting a motor torque to the rear driving wheel RAR.
  • MOT typically a brushless motor
  • the electric motor comprises a fixed stator STAT and a rotor ROT in rotary motion relative to the stator STAT.
  • the electric motor MOT also has no angular position sensor. More specifically, the MOT electric motor does not include a Hall effect sensor or an optical sensor, and is also not suitable for measuring a back electromotive force. Thus, the electric motor MOT does not include a component capable of determining an estimate of the position of the rotor ROT relative to the stator STAT.
  • Such an electric motor without an angular position sensor has reduced cost and is more compact than an electric motor comprising at least one angular position sensor.
  • such an electric motor is not subject to angular position sensor failure which is costly in terms of maintenance.
  • the bicycle further comprises an ODO odometer.
  • the odometer includes an angular position sensor CPA mounted on the rear wheel, measuring the angular position of the rear wheel.
  • the odometer further comprises a third processing circuit CT3 in wired communication with the angular position sensor and with the electric motor.
  • the odometer further comprises an AFF display in wireless communication with the third processing circuit CT3 and arranged on a handlebar of the bicycle.
  • the third processing circuit CT3 is capable of:
  • the first and third intervals are constant because the data transmission is carried out in a wired manner.
  • the third processing circuit CT3 and the electric motor MOT are furthermore configured respectively so that the second and the fourth interval are constant.
  • the third processing circuit CT3 takes into account this constant time interval by estimating the angular position of the rotor ROT not at the instant of the measurement carried out by the sensor CAPT but at the end of the interval constant time and driving the MOT motor on the basis of this estimate.
  • the third processing circuit CT3 can drive the electric motor MOT.
  • the third processing circuit CT3 can control the switching of the stator windings of an electric motor of the "brushless motor” type without a Hall effect sensor so as to maintain the movement of the rotor.
  • the angular position measurement performed by an angular position sensor CPA of an ODO odometer normally provided for determining and displaying a current speed indication is also used to drive an electric motor MOT without an angular position sensor.
  • the relative position estimate from an angular position sensor CPA external to the motor can also be used to enhance the safety of the control of any electric motor not without an angular position sensor.

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Abstract

Acquiring and control system for a vehicle comprising an electric motor, the system comprising: - at least one first sensor of angular position able to indicate an estimate of the relative position of a rotor of the electric motor with respect to a stator of the electric motor, - a device for controlling the electric motor able to drive operation of the electric motor according to said position estimate, wherein the control device is able to drive, apart from the motor, a device of the vehicle distinct from the motor according to said position estimate.

Description

Description Description
Titre : Système d’acquisition et de contrôle pour véhicule à moteur électrique Title: Acquisition and control system for electric motor vehicle
Domaine technique Technical area
[0001] La présente divulgation relève du domaine technique du contrôle de véhicules à moteur électrique. The present disclosure falls within the technical field of the control of electric motor vehicles.
[0002] Plus précisément, la présente divulgation porte sur des systèmes d’acquisition et de contrôle pour véhicule à moteur électrique, sur des véhicules à moteur électrique comprenant de tels systèmes, sur des procédés d’acquisition et de contrôle mis en oeuvre par de tels systèmes, sur des programmes informatiques pour la mise en oeuvre de tels procédés, et sur des supports de stockage de données pour la mise en oeuvre de tels procédés. [0002] More specifically, the present disclosure relates to acquisition and control systems for an electric motor vehicle, to electric motor vehicles comprising such systems, to acquisition and control methods implemented by such systems, on computer programs for implementing such methods, and on data storage media for implementing such methods.
Technique antérieure Prior art
[0003] On connaît divers dispositifs utilisant des capteurs de position angulaire pour : [0003] Various devices are known using angular position sensors for:
- mesurer une position angulaire et/ou une vitesse angulaire d’un élément rotatif d’un système mécanique - measure an angular position and / or an angular speed of a rotating element of a mechanical system
- et utiliser une telle mesure dans un algorithme de contrôle-commande. - and use such a measurement in a control-command algorithm.
[0004] Dans le domaine automobile, c’est le cas notamment de la mise en oeuvre d’une aide à la conduite par un dispositif dédié. [0004] In the automotive field, this is particularly the case with the implementation of driving assistance by a dedicated device.
[0005] Les dispositifs d’aide à la conduite sont de plus en plus répandus, conférant un degré d’autonomie de plus en plus important aux véhicules équipés. [0005] Driver assistance devices are becoming more and more widespread, giving an increasingly important degree of autonomy to equipped vehicles.
Résumé summary
[0006] La présente divulgation vise à élargir les possibilités d’utilisation de tels dispositifs dans un véhicule à moteur électrique. [0006] The present disclosure aims to expand the possibilities of using such devices in an electric motor vehicle.
[0007] Il est proposé un système d’acquisition et de contrôle pour véhicule à moteur électrique, le système comprenant: - au moins un premier capteur de position angulaire apte à indiquer une estimation de position relative d’un rotor du moteur électrique par rapport à un stator du moteur électrique, [0007] An acquisition and control system is proposed for an electric motor vehicle, the system comprising: - at least a first angular position sensor capable of indicating an estimate of the relative position of a rotor of the electric motor with respect to a stator of the electric motor,
- un dispositif de contrôle du moteur électrique apte à piloter un fonctionnement du moteur électrique en fonction de ladite estimation de position, an electric motor control device capable of controlling an operation of the electric motor as a function of said position estimation,
- dans lequel le dispositif de contrôle est apte à piloter, outre le moteur, un dispositif du véhicule, distinct du moteur, en fonction de ladite estimation de position. in which the control device is able to control, in addition to the engine, a device of the vehicle, distinct from the engine, as a function of said position estimate.
[0008] On peut entendre par exemple par « fonctionnement du moteur électrique » un fonctionnement du moteur électrique relatif à une propulsion du véhicule. [0008] For example, “operation of the electric motor” can be understood as an operation of the electric motor relating to a propulsion of the vehicle.
[0009] Le système est applicable à tout type de véhicule à moteur électrique, incluant notamment les voitures automobiles, bicyclettes et motocyclettes ayant un moteur électrique comme moyen de propulsion. [0009] The system is applicable to any type of electric motor vehicle, including in particular motor cars, bicycles and motorcycles having an electric motor as a means of propulsion.
[0010] Dans une réalisation, le système comprend au moins un bus de données apte à transmettre l’estimation de position au dispositif de contrôle du moteur électrique et apte à transmettre un signal de commande émis par le dispositif de contrôle du moteur électrique sur la base de l’estimation de position au dispositif du véhicule, le dispositif du véhicule étant pilotable sur la base du signal de commande transmis. In one embodiment, the system comprises at least one data bus able to transmit the position estimate to the control device of the electric motor and able to transmit a control signal emitted by the control device of the electric motor on the basis of the position estimate to the vehicle device, the vehicle device being controllable on the basis of the transmitted control signal.
[0011] Ainsi, l’estimation de position fournie par le premier capteur de position angulaire est exploitée de manière multifonctionnelle. En effet, cette estimation de position est utilisée pour piloter à la fois : [0011] Thus, the position estimate provided by the first angular position sensor is used in a multifunctional manner. Indeed, this position estimate is used to control both:
- la fonction de propulsion du véhicule assurée par le moteur électrique du véhicule, - the vehicle propulsion function provided by the vehicle's electric motor,
- et une fonction distincte de la propulsion du véhicule, assurée par un dispositif du véhicule distinct du moteur. - And a function distinct from the propulsion of the vehicle, provided by a device of the vehicle distinct from the engine.
[0012] Le pilotage du fonctionnement du moteur électrique en fonction de ladite estimation de position est mis en oeuvre d’une manière propre au type de moteur électrique du véhicule. [0013] Tous les moteurs électriques comprennent un élément mobile en rotation, ou rotor, et un élément fixe, ou stator un mode de réalisation, le moteur électrique du véhicule est un moteur sans balais. Un tel moteur, également désigné par les termes « brushless » ou « bldc » est couramment utilisé pour la propulsion de tous types de véhicules électriques. Trois principaux types de moteurs électriques sont actuellement utilisés dans l’industrie automobile : les moteurs à aimants permanents, les moteurs à induction, et les moteurs à rotor bobiné. Dans le cas des moteurs à aimants permanents, le rotor d’un moteur sans balais comprend au moins un aimant permanent. Le stator comprend au moins un enroulement (ou bobinage) agissant comme un électro-aimant. Classiquement, le moteur sans balais est triphasé et le stator comprend trois groupes de bobines reliées entre elles. [0012] The control of the operation of the electric motor as a function of said position estimation is implemented in a manner specific to the type of electric motor of the vehicle. [0013] All electric motors comprise a movable element in rotation, or rotor, and a fixed element, or stator in one embodiment, the electric motor of the vehicle is a brushless motor. Such a motor, also designated by the terms “brushless” or “bldc”, is commonly used for the propulsion of all types of electric vehicles. Three main types of electric motors are currently used in the automotive industry: permanent magnet motors, induction motors, and wound rotor motors. In the case of permanent magnet motors, the rotor of a brushless motor includes at least one permanent magnet. The stator comprises at least one winding (or winding) acting as an electromagnet. Conventionally, the brushless motor is three-phase and the stator comprises three groups of coils connected together.
[0014] Dans cet exemple, le dispositif de contrôle du moteur applique une séquence de commutation qui consiste à alimenter successivement les groupes de bobines du stator. Cette alimentation successive a pour effet de créer un champ magnétique tournant. L’aimant permanent du rotor s’alignant sur le champ magnétique, le rotor entre en rotation, ce qui entraîne la rotation d’un arbre du moteur. In this example, the motor control device applies a switching sequence which consists in successively supplying the groups of coils of the stator. This successive power supply has the effect of creating a rotating magnetic field. As the rotor permanent magnet aligns with the magnetic field, the rotor spins, causing a shaft of the motor to rotate.
[0015] Pour mettre en oeuvre la séquence de commutation, le dispositif de contrôle du moteur sans balais reçoit à chaque instant, par le capteur de position angulaire, une estimation de position relative du rotor par rapport au stator. Sur la base de cette estimation, le dispositif de contrôle du moteur pilote le moteur pour entretenir la rotation du rotor. Le dispositif de contrôle du moteur peut par exemple régler en permanence le courant pour que le moteur fonctionne dans sa zone de rendement maximum. To implement the switching sequence, the brushless motor control device receives at each moment, by the angular position sensor, an estimate of the relative position of the rotor with respect to the stator. Based on this estimate, the motor controller drives the motor to maintain the rotation of the rotor. The motor control device can, for example, continuously adjust the current so that the motor operates in its maximum efficiency zone.
[0016] De manière générale, l’estimation de position angulaire du rotor par rapport au stator permet au dispositif de contrôle du moteur de maintenir un contrôle précis du moteur. En effet, tout désalignement ou changement de phase entre la position attendue et la position réelle du rotor par rapport au stator peut entraîner un comportement indésirable et une baisse de performance du moteur électrique. [0016] In general, estimating the angular position of the rotor relative to the stator allows the motor controller to maintain precise control of the motor. Indeed, any misalignment or phase change between the expected position and the actual position of the rotor relative to the stator can lead to undesirable behavior and a drop in performance of the electric motor.
[0017] Dans une réalisation : [0017] In one embodiment:
- le premier capteur est monté dans le moteur, - le système comporte un deuxième capteur apte à indiquer une évolution de position du véhicule, - the first sensor is mounted in the engine, - the system includes a second sensor capable of indicating a change in the position of the vehicle,
- et le dispositif de contrôle est apte à comparer une première mesure issue du premier capteur à une deuxième mesure issue du deuxième capteur pour générer, en cas d’écart, un signal d’alerte. - and the control device is able to compare a first measurement from the first sensor with a second measurement from the second sensor to generate, in the event of a deviation, an alert signal.
[0018] Dans cette réalisation, le premier capteur, étant monté dans le moteur électrique, estime de manière directe la position angulaire du rotor du moteur par rapport à celle du stator du moteur. In this embodiment, the first sensor, being mounted in the electric motor, directly estimates the angular position of the rotor of the motor relative to that of the stator of the motor.
[0019] En reprenant l’exemple précédent d’un moteur sans balais, le premier capteur peut être : [0019] Taking the previous example of a brushless motor, the first sensor can be:
- un capteur à effet Hall fixé au stator qui mesure une variation de champ magnétique lors du passage des pôles du rotor, la variation étant indicative d’une estimation de position angulaire du rotor, - a Hall effect sensor attached to the stator which measures a variation in the magnetic field when the rotor poles pass, the variation being indicative of an estimate of the angular position of the rotor,
- ou un codeur rotatif optique fixé au stator qui détecte la présence d’une strie sur le rotor, la position angulaire du rotor étant déterminée sur la base d’une table de correspondance associant la présence de ladite strie à une estimation de position angulaire du rotor, - or an optical rotary encoder fixed to the stator which detects the presence of a groove on the rotor, the angular position of the rotor being determined on the basis of a correspondence table associating the presence of said groove with an estimation of the angular position of the rotor,
- ou un voltmètre, en l’espèce interne au moteur électrique, qui mesure dans chaque enroulement du stator une force contre-électromotrice induite par la rotation du rotor mesurée par rapport à un point commun des enroulements appelé « neutre », les variations relatives des forces contre-électromotrices ainsi mesurées étant indicatives d’une estimation de position angulaire du rotor. - or a voltmeter, in this case internal to the electric motor, which measures in each winding of the stator a back-electromotive force induced by the rotation of the rotor measured with respect to a common point of the windings called "neutral", the relative variations of the counter-electromotive forces thus measured being indicative of an estimate of the angular position of the rotor.
[0020] L’estimation de cette position angulaire par le premier capteur peut être répétée après un intervalle de temps prédéfini de manière à estimer la vitesse moyenne de rotation du rotor au cours de cet intervalle de temps. The estimation of this angular position by the first sensor can be repeated after a predefined time interval so as to estimate the average speed of rotation of the rotor during this time interval.
[0021] Dans cette réalisation, le deuxième capteur indique une évolution de position du véhicule. [0021] In this embodiment, the second sensor indicates a change in the position of the vehicle.
[0022] Comparativement à un moteur à combustion, le couple d’un moteur électrique est élevé quelle que soit la vitesse de rotation du rotor du moteur. Pour cette raison, les véhicules à moteur électriques sont généralement dénués de boite de vitesses et d’embrayage. Par conséquent, la vitesse de rotation du rotor du moteur électrique est proportionnelle à la vitesse de rotation de la ou des roues motrices du véhicule. Compared to a combustion engine, the torque of an electric motor is high regardless of the speed of rotation of the motor rotor. For For this reason, electric motor vehicles are generally devoid of gearbox and clutch. Consequently, the speed of rotation of the rotor of the electric motor is proportional to the speed of rotation of the driving wheel (s) of the vehicle.
[0023] Dans un mode particulier d’une telle réalisation, le deuxième capteur est un capteur de position angulaire monté sur au moins une roue du véhicule. Un tel récepteur est apte à mesurer une position angulaire de ladite roue du véhicule. Cette mesure de position angulaire peut être répétée après un intervalle de temps prédéfini de manière à calculer une vitesse moyenne de rotation de ladite roue au cours de cet intervalle de temps. [0023] In a particular embodiment of such an embodiment, the second sensor is an angular position sensor mounted on at least one wheel of the vehicle. Such a receiver is suitable for measuring an angular position of said wheel of the vehicle. This angular position measurement can be repeated after a predefined time interval so as to calculate an average speed of rotation of said wheel during this time interval.
[0024] La plupart des véhicules à moteur électrique comprennent une boîte de vitesses ayant un seul rapport de transmission, prédéfini et fixe, entre le mouvement d’un arbre moteur actionné par la rotation du rotor et le mouvement d’un arbre récepteur entraînant en rotation une ou plusieurs roues motrices. Most electric motor vehicles include a gearbox having a single transmission ratio, predefined and fixed, between the movement of a motor shaft actuated by the rotation of the rotor and the movement of a drive shaft driving in rotation of one or more driving wheels.
[0025] La valeur réelle du rapport entre la vitesse moyenne de rotation du rotor au cours d’un intervalle de temps prédéfini (en tant que « première mesure issue du premier capteur ») et la vitesse moyenne de rotation d’une roue motrice du véhicule (en tant que « deuxième mesure issue du deuxième capteur ») est alors constamment égale à une valeur prédéfinie unique. The actual value of the ratio between the average speed of rotation of the rotor during a predefined time interval (as "first measurement from the first sensor") and the average speed of rotation of a driving wheel of the vehicle (as a “second measurement from the second sensor”) is then constantly equal to a single predefined value.
[0026] Dans le cas d’une boite de vitesses comprenant une pluralité de rapports de transmission, la valeur réelle est variable parmi une pluralité de valeurs prédéfinies chacune correspondant à un des rapports de transmission. [0026] In the case of a gearbox comprising a plurality of transmission ratios, the actual value is variable from among a plurality of predefined values each corresponding to one of the transmission ratios.
[0027] Dans ce mode particulier, le dispositif de contrôle compare la deuxième mesure issue du deuxième capteur à la première mesure issue du premier capteur. In this particular mode, the control device compares the second measurement from the second sensor with the first measurement from the first sensor.
[0028] Si le rapport entre les deux mesures correspond à la valeur prédéfinie, aucun signal d’alerte n’est généré. If the ratio between the two measurements corresponds to the predefined value, no warning signal is generated.
[0029] En revanche, si le rapport entre les deux mesures ne correspond pas à la valeur prédéfinie, alors le dispositif de contrôle identifie un défaut de sécurité du véhicule qui peut être : On the other hand, if the ratio between the two measurements does not correspond to the predefined value, then the control device identifies a vehicle safety fault which can be:
- une anomalie de la transmission de puissance du moteur à la roue motrice, - ou une usure excessive d’un pneu d’une roue, - an anomaly in the power transmission from the engine to the drive wheel, - or excessive wear of a tire on one wheel,
- ou une défaillance du premier ou du deuxième capteur. - or a failure of the first or second sensor.
[0030] Par exemple, en cas d’anomalie de transmission, le couple moteur n’est pas correctement transmis à la roue motrice, ainsi le rapport entre la vitesse moyenne de rotation du rotor et la vitesse moyenne de rotation de la roue motrice augmente. Une anomalie de transmission survient généralement de manière brusque, ainsi il peut être prévu que le dispositif de contrôle identifie un tel défaut de sécurité lorsque le rapport entre la vitesse moyenne de rotation du rotor et la vitesse moyenne de rotation de la roue motrice augmente brutalement. [0030] For example, in the event of a transmission anomaly, the engine torque is not correctly transmitted to the driving wheel, thus the ratio between the average speed of rotation of the rotor and the average speed of rotation of the driving wheel increases . A transmission fault usually occurs suddenly, so it can be expected that the control device identifies such a safety fault when the ratio between the average speed of rotation of the rotor and the average speed of rotation of the driving wheel increases sharply.
[0031] Par exemple, en cas d’usure d’un pneu d’une roue, le sol exerce sur le pneu une force de frottement accrue, qui freine la rotation de la roue. Ainsi, la vitesse moyenne de rotation de la roue diminue, donc le rapport entre la vitesse moyenne de rotation du rotor et la vitesse moyenne de rotation de la roue augmente. L’usure du pneu de la roue étant progressive dans le temps, ce rapport augmente également de manière progressive dans le temps. Il peut être prévu que le dispositif de contrôle identifie un tel défaut de sécurité uniquement lorsque ce rapport dépasse un seuil prédéfini correspondant à une usure excessive du pneu. [0031] For example, if a wheel tire wears out, the ground exerts an increased frictional force on the tire, which slows down the rotation of the wheel. Thus, the average speed of rotation of the wheel decreases, so the ratio between the average speed of rotation of the rotor and the average speed of rotation of the wheel increases. As the tire wear on the wheel is progressive over time, this ratio also increases gradually over time. Provision can be made for the monitoring device to identify such a safety defect only when this ratio exceeds a predefined threshold corresponding to excessive wear of the tire.
[0032] Le dispositif de contrôle génère alors un signal d’alerte. Le signal d’alerte est un signal électrique destiné à commander un dispositif du véhicule, distinct du moteur, pour : [0032] The control device then generates an alert signal. The warning signal is an electrical signal intended to control a device in the vehicle, separate from the engine, for:
- émettre une alerte visuelle, le dispositif étant un voyant d’alerte, - issue a visual alert, the device being a warning light,
- et/ou émettre une alerte audio, telle qu’un bip d’alerte, le dispositif étant un haut-parleur. - and / or emit an audio alert, such as an alert beep, the device being a speaker.
[0033] Par exemple, en cas de défaut de sécurité détecté correspondant à une anomalie de la transmission d’une voiture automobile à moteur électrique, il peut être prévu d’allumer ou de faire clignoter un voyant sur le tableau de bord de la voiture automobile pour signaler l’anomalie de transmission au conducteur. [0033] For example, in the event of a detected security fault corresponding to an anomaly in the transmission of an electric motor car, provision may be made to light or flash a warning light on the dashboard of the car vehicle to report the transmission fault to the driver.
[0034] De manière générale, la comparaison instantanée ou répétée dans le temps des mesures issues du premier et du deuxième capteur permet d’identifier la nature d’un défaut de sécurité du véhicule et de signaler ce défaut via le signal d’alerte. [0035] Dans un autre mode particulier d’une telle réalisation, le deuxième capteur est un odomètre. In general, the instantaneous or repeated comparison over time of the measurements from the first and the second sensor makes it possible to identify the nature of a vehicle safety fault and to signal this fault via the alert signal. [0035] In another particular embodiment of such an embodiment, the second sensor is an odometer.
[0036] Un odomètre est un capteur de position angulaire relié à un élément du véhicule entraîné en rotation par le moteur électrique. An odometer is an angular position sensor connected to an element of the vehicle driven in rotation by the electric motor.
[0037] Typiquement, sur une voiture automobile, un odomètre mesure la position angulaire d’un élément de la transmission et associe cette position à une distance parcourue. [0037] Typically, on a motor car, an odometer measures the angular position of an element of the transmission and associates this position with a distance traveled.
[0038] Typiquement, sur une bicyclette, un odomètre est un dispositif fixé à un rayon d’une roue comprenant un doigt apte à incrémenter un compteur lors de chaque passage du doigt en face d’au moins une position angulaire prédéterminée. Ainsi, dans cet exemple, l’odomètre est un capteur de position angulaire d’une roue de la bicyclette. Typically, on a bicycle, an odometer is a device attached to a spoke of a wheel comprising a finger capable of incrementing a counter during each passage of the finger in front of at least one predetermined angular position. Thus, in this example, the odometer is an angular position sensor of a wheel of the bicycle.
[0039] De manière générale, comparativement à la mesure fournie par un capteur de position angulaire d’une roue motrice du véhicule telle que décrite précédemment, la mesure de position angulaire fournie par l’odomètre est traitée de manière similaire en tant que « deuxième mesure issue d’un deuxième capteur » par le dispositif de contrôle du moteur et permet d’identifier les mêmes défauts de sécurité du véhicule que décrits précédemment. In general, compared to the measurement provided by an angular position sensor of a driving wheel of the vehicle as described above, the angular position measurement provided by the odometer is treated similarly as "second measurement from a second sensor ”by the engine control device and makes it possible to identify the same vehicle safety faults as described above.
[0040] Dans un autre mode particulier d’une telle réalisation, le deuxième capteur est un récepteur de position de type GPS. Un tel récepteur est apte à mesurer une vitesse du véhicule, indépendamment de la vitesse de rotation des roues du véhicule ou de la vitesse de rotation du stator du moteur électrique. Le deuxième capteur peut alternativement être une caméra du véhicule configurée pour remplir le rôle d’un récepteur de position. [0040] In another particular embodiment of such an embodiment, the second sensor is a GPS type position receiver. Such a receiver is capable of measuring a vehicle speed, independently of the speed of rotation of the wheels of the vehicle or of the speed of rotation of the stator of the electric motor. The second sensor can alternatively be a vehicle camera configured to perform the role of a position receiver.
[0041] Dans ce mode particulier, la comparaison effectuée par le dispositif de contrôle entre la première mesure issue du premier capteur et la deuxième mesure issue du deuxième capteur permet d’identifier un risque de perte d’adhérence entre une roue motrice du véhicule et le sol. Une telle perte d’adhérence peut se produire par exemple en cas d’accélération importante ou de freinage intense sur un sol peu adhérent. [0042] En situation d’adhérence normale, la vitesse de rotation de la ou des roues motrices du véhicule est en effet proportionnelle à la vitesse du véhicule. La valeur réelle du rapport entre la première mesure issue du premier capteur et la deuxième mesure issue du deuxième capteur est alors constamment égale à une valeur prédéfinie. In this particular mode, the comparison made by the control device between the first measurement from the first sensor and the second measurement from the second sensor identifies a risk of loss of grip between a driving wheel of the vehicle and ground. Such a loss of grip can occur, for example, in the event of significant acceleration or intense braking on poorly adherent ground. In a situation of normal grip, the speed of rotation of the driving wheel (s) of the vehicle is in fact proportional to the speed of the vehicle. The real value of the ratio between the first measurement coming from the first sensor and the second measurement coming from the second sensor is then constantly equal to a predefined value.
[0043] Cependant, en situation d’adhérence précaire, la vitesse de rotation de la ou des roues motrices n’est pas proportionnelle à la vitesse du véhicule. [0043] However, in a situation of precarious grip, the rotational speed of the drive wheel (s) is not proportional to the speed of the vehicle.
[0044] Par exemple, en cas d’accélération importante sur sol peu adhérent, un phénomène de patinage peut se produire, le véhicule restant immobile bien que la ou les roues motrices du véhicule soient en rotation. [0044] For example, in the event of significant acceleration on poorly adherent ground, a slip phenomenon may occur, the vehicle remaining stationary although the driving wheel or wheels of the vehicle are rotating.
[0045] De même, en cas de vitesse excessive dans un virage serré, une ou plusieurs roues arrière du véhicule poursuivent leur rotation tout en glissant vers l’extérieur du virage et sans participer à la poursuite du mouvement du véhicule vers l’avant. [0045] Likewise, in the event of excessive speed in a tight bend, one or more rear wheels of the vehicle continue to rotate while sliding out of the bend and without participating in the continued movement of the vehicle forwards.
[0046] A l’inverse, en cas de freinage intense sur sol peu adhérent, un phénomène de blocage d’une ou des roues peut se produire, le véhicule continuant à avancer par glissement de la ou les roues motrices du véhicule sur le sol bien que leur rotation soit stoppée. Conversely, in the event of intense braking on poorly adherent ground, a blocking phenomenon of one or more wheels may occur, the vehicle continuing to move forward by sliding the driving wheel or wheels of the vehicle on the ground. although their rotation is stopped.
[0047] Dans ces situations d’adhérence précaire, la valeur réelle du rapport entre la première mesure issue du premier capteur et la deuxième mesure issue du deuxième capteur diffère de la valeur prédéfinie. Le dispositif de contrôle détecte un écart et génère alors un signal d’alerte. Le signal d’alerte est un signal électrique destiné à commander un dispositif du véhicule, distinct du moteur, pour : In these situations of precarious adhesion, the real value of the ratio between the first measurement from the first sensor and the second measurement from the second sensor differs from the predefined value. The control device detects a deviation and then generates an alert signal. The warning signal is an electrical signal intended to control a device in the vehicle, separate from the engine, for:
- émettre une alerte visuelle, le dispositif étant un voyant d’alerte, - issue a visual alert, the device being a warning light,
- et/ou émettre une alerte audio, telle qu’un bip d’alerte, le dispositif étant un haut-parleur. - and / or emit an audio alert, such as an alert beep, the device being a speaker.
[0048] Dans un mode de réalisation, le dispositif du véhicule distinct du moteur est un dispositif de sécurité active agencé pour corriger une trajectoire du véhicule en fonction du signal d’alerte. [0049] La correction de trajectoire est effectuée par le dispositif de sécurité active afin de récupérer l’adhérence: In one embodiment, the device of the vehicle separate from the engine is an active safety device arranged to correct a trajectory of the vehicle as a function of the warning signal. The trajectory correction is performed by the active safety device in order to recover the grip:
- en contrôlant la vitesse angulaire d’une ou plusieurs roues, - by controlling the angular speed of one or more wheels,
- et/ou en contrôlant la direction du véhicule ; - and / or by controlling the direction of the vehicle;
- et/ou en contrôlant la puissance du moteur. - and / or by controlling the engine power.
[0050] Ainsi, il est possible de tirer parti des mesures de position angulaire relative du rotor par rapport au stator effectuées par un capteur interne au moteur et habituellement dédiées au pilotage du moteur, dans le but additionnel de détecter une perte d’adhérence pour la signaler ou pour corriger une trajectoire du véhicule de manière à récupérer l’adhérence. Thus, it is possible to take advantage of the measurements of the relative angular position of the rotor with respect to the stator carried out by a sensor internal to the motor and usually dedicated to controlling the motor, with the additional aim of detecting a loss of adhesion for to signal it or to correct a trajectory of the vehicle so as to recover grip.
[0051] Dans le cas où le véhicule est une motocyclette à moteur électrique freinant brusquement, entraînant une perte d’adhérence de la roue avant, il peut être prévu que le dispositif de sécurité active limite la décélération de la roue avant afin de récupérer l’adhérence et éviter une chute du motocycliste. In the case where the vehicle is an electric motor motorcycle braking suddenly, causing a loss of grip of the front wheel, it can be expected that the active safety device limits the deceleration of the front wheel in order to recover the grip and avoid a fall of the motorcyclist.
[0052] Dans le cas où le véhicule est une voiture automobile à moteur électrique ayant une vitesse excessive dans un virage serré entraînant un dérapage incontrôlé du train arrière (survirage), il peut être prévu que le dispositif de sécurité active actionne un freinage de la roue avant extérieure de manière à récupérer la maîtrise de la trajectoire et mettre fin au survirage. In the case where the vehicle is a motor car with an electric motor having an excessive speed in a tight bend causing an uncontrolled skidding of the rear axle (oversteer), it can be expected that the active safety device actuates a braking of the outer front wheel so as to regain control of the trajectory and end oversteer.
[0053] Dans le cas où au contraire le train avant dérive davantage que le train arrière (sous-virage), il peut être prévu que le dispositif de sécurité active actionne un freinage de la roue arrière intérieure de manière à récupérer la maîtrise de la trajectoire et éviter une sortie de route. In the case where, on the contrary, the front axle drifts more than the rear axle (understeer), it can be provided that the active safety device actuates a braking of the inner rear wheel so as to recover control of the trajectory and avoid leaving the road.
[0054] Dans une réalisation, le véhicule comporte une pluralité de roues motrices comportant chacune un deuxième capteur de position angulaire de la roue et le dispositif de sécurité active est agencé pour corriger une vitesse angulaire de chaque roue en fonction du signal d’alerte. [0054] In one embodiment, the vehicle comprises a plurality of driving wheels each comprising a second angular position sensor of the wheel and the active safety device is arranged to correct an angular speed of each wheel as a function of the alert signal.
[0055] Par exemple, le véhicule peut être une voiture automobile à moteur électrique dont les deux roues avant sont motrices, l’usure du pneu de la roue avant gauche étant excessive et l’usure du pneu de la roue avant droite étant comparativement plus faible. [0055] For example, the vehicle can be a motor car with an electric motor, the two front wheels of which are driving, the wear of the tire of the front wheel. left being excessive and wear on the right front wheel tire being comparatively less.
[0056] Dans cet exemple, la force de frottement entre le sol et le pneu de la roue avant gauche est plus forte que la force de frottement entre le sol et le pneu de la roue avant droite. Ainsi, la vitesse de rotation de la roue avant gauche est plus faible que la vitesse de rotation de la roue avant droite. Le dispositif de contrôle du moteur du véhicule génère, sur la base de la comparaison entre les mesures issues du premier capteur et du deuxième capteur de la roue avant gauche, un signal d’alerte indiquant que l’usure du pneu de la roue avant gauche est excessive. Sur la base du signal d’alerte généré, un correcteur électronique de trajectoire (en tant que « dispositif de sécurité active ») commande le frein de la roue avant droite de manière à corriger la différence de vitesse angulaire entre la roue avant gauche et la roue avant droite. In this example, the frictional force between the ground and the tire of the left front wheel is greater than the frictional force between the ground and the tire of the right front wheel. Thus, the rotational speed of the left front wheel is lower than the rotational speed of the right front wheel. The vehicle engine monitoring device generates, based on the comparison between the measurements from the first sensor and the second sensor of the left front wheel, a warning signal indicating that the wear of the tire of the front left wheel is excessive. On the basis of the generated warning signal, an electronic trajectory corrector (as an "active safety device") controls the brake of the right front wheel so as to correct the angular speed difference between the left front wheel and the left front wheel. front right wheel.
[0057] De manière générale, la correction de la vitesse angulaire de chaque roue motrice sur la base du signal d’alerte permet de contrôler automatiquement la trajectoire du véhicule et d’assurer la sécurité. [0057] In general, correcting the angular speed of each drive wheel on the basis of the warning signal automatically controls the trajectory of the vehicle and ensures safety.
[0058] Dans une réalisation, le premier capteur de position angulaire est positionné sur une roue du véhicule pour mesurer une position angulaire de la roue et déterminer ladite estimation de position angulaire relative du rotor par rapport au stator du moteur électrique, et de là, piloter le fonctionnement du moteur électrique en fonction de ladite estimation de position angulaire, tandis que le moteur électrique est dénué de capteur de position angulaire. In one embodiment, the first angular position sensor is positioned on a wheel of the vehicle to measure an angular position of the wheel and to determine said estimate of the relative angular position of the rotor with respect to the stator of the electric motor, and from there, controlling the operation of the electric motor as a function of said estimation of angular position, while the electric motor has no angular position sensor.
[0059] Par exemple, le véhicule est une bicyclette à moteur électrique. Dans cet exemple, le premier capteur de position angulaire est un simple odomètre normalement prévu pour mesurer la position angulaire d’une roue du véhicule et pour déterminer sur la base de cette mesure de position angulaire une distance parcourue par la bicyclette. Connaissant le facteur démultiplicateur de transmission de la bicyclette électrique, cette mesure de position angulaire est convertie en une estimation de position angulaire du rotor par rapport au stator du moteur électrique. Le facteur démultiplicateur peut être fixe. Alternativement, la bicyclette électrique peut comprendre un sélecteur numérique de vitesse apte à sélectionner une vitesse caractérisée par un facteur démultiplicateur de transmission et transmettre ce facteur démultiplicateur au dispositif de contrôle du moteur électrique. Sur la base de cette estimation de position angulaire, le dispositif de contrôle du moteur pilote le fonctionnement du moteur. For example, the vehicle is an electric motor bicycle. In this example, the first angular position sensor is a simple odometer normally provided for measuring the angular position of a wheel of the vehicle and for determining, on the basis of this measurement of angular position, a distance traveled by the bicycle. Knowing the transmission reduction factor of the electric bicycle, this angular position measurement is converted into an estimate of the angular position of the rotor relative to the stator of the electric motor. The multiplier factor can be fixed. Alternatively, the electric bicycle can include a digital speed selector capable of selecting a speed characterized by a transmission reduction factor and transmitting this reduction factor to the electric motor control device. On the basis of this estimation of angular position, the engine control device controls the operation of the engine.
[0060] Ainsi, le moteur électrique, même dénué de capteur de position angulaire, peut être piloté de manière fiable grâce à l’emploi du premier capteur externe au moteur. [0060] Thus, the electric motor, even without an angular position sensor, can be driven reliably through the use of the first sensor external to the motor.
[0061] De manière générale, il est possible d’équiper un véhicule d’un moteur électrique dénué de capteur de position angulaire, donc ayant un coût de production et de maintenance réduit par rapport à un moteur comprenant un capteur de position angulaire tout en étant plus compact. In general, it is possible to equip a vehicle with an electric motor without an angular position sensor, therefore having a reduced production and maintenance cost compared to an engine comprising an angular position sensor while being more compact.
[0062] Dans un mode particulier d’une telle réalisation, le dispositif du véhicule est un indicateur de vitesse courante du véhicule et le dispositif de contrôle est apte à piloter, outre le moteur, l’indicateur de vitesse courante, en fonction de ladite estimation de position. In a particular embodiment of such an embodiment, the vehicle device is a current vehicle speed indicator and the control device is able to control, in addition to the engine, the current speed indicator, as a function of said position estimation.
[0063] En reprenant l’exemple ci-dessus de l’odomètre en tant que « premier capteur de position angulaire » d’une bicyclette à moteur électrique, la mesure de position angulaire de la roue du véhicule peut également être transmise à un indicateur de vitesse courante. En effet, la vitesse moyenne du véhicule au cours d’un laps de temps prédéterminé correspond à la distance parcourue par la bicyclette au cours de ce laps de temps. Ainsi, l’indicateur de vitesse courante peut déterminer la vitesse courante de la bicyclette sur la base de la première mesure fournie par le premier capteur et d’une mesure temporelle fournie par exemple par une horloge interne à l’indicateur de vitesse courante. Returning to the above example of the odometer as the "first angular position sensor" of an electric motor bicycle, the angular position measurement of the vehicle wheel can also be transmitted to an indicator current speed. This is because the average speed of the vehicle over a predetermined period of time corresponds to the distance traveled by the bicycle during that period of time. Thus, the current speedometer can determine the current speed of the bicycle based on the first measurement provided by the first sensor and on a time measurement provided, for example, by an internal clock in the current speedometer.
[0064] De manière générale, une mesure unique fournie par un capteur unique (le premier capteur de position) est utilisée pour piloter à la fois le moteur du véhicule et l’indicateur de vitesse courante du véhicule. Ainsi, le coût de production du véhicule est minimisé par la présence d’un seul capteur mutualisé entre le moteur et l’indicateur de vitesse courante au lieu de deux capteurs dédiés. [0064] In general, a single measurement provided by a single sensor (the first position sensor) is used to control both the vehicle engine and the current vehicle speed indicator. Thus, the production cost of the vehicle is minimized by the presence of a single sensor shared between the engine and the current speedometer instead of two dedicated sensors.
[0065] Dans un mode de réalisation : [0065] In one embodiment:
- le véhicule comporte un deuxième moteur électrique, et - le dispositif du véhicule, distinct du moteur, est un dispositif de contrôle du deuxième moteur électrique apte à piloter un fonctionnement du deuxième moteur électrique en fonction de ladite estimation de position. - the vehicle has a second electric motor, and the device of the vehicle, separate from the engine, is a device for controlling the second electric motor capable of controlling an operation of the second electric motor as a function of said position estimate.
[0066] Par exemple, le véhicule à moteur électrique peut comprendre un premier moteur électrique et un deuxième moteur électrique en prise avec un même arbre de transmission. Un capteur de position angulaire fournit une estimation de position relative d’un rotor par rapport à un stator du premier moteur électrique. [0066] For example, the electric motor vehicle can comprise a first electric motor and a second electric motor engaged with the same transmission shaft. An angular position sensor provides an estimate of the relative position of a rotor relative to a stator of the first electric motor.
[0067] Dans cet exemple, l’estimation de position relative telle que fournie par le capteur de position angulaire peut être utilisée pour piloter le fonctionnement du premier moteur électrique et le fonctionnement du deuxième moteur électrique par le biais de séquences de commutation respectivement synchronisées. In this example, the relative position estimate as provided by the angular position sensor can be used to control the operation of the first electric motor and the operation of the second electric motor through respectively synchronized switching sequences.
[0068] Par exemple, le véhicule à moteur électrique peut être un deux-roues possédant : For example, the electric motor vehicle can be a two-wheeler having:
- un premier moteur électrique placé dans la roue avant et entraînant la rotation de la roue avant, - a first electric motor placed in the front wheel and driving the rotation of the front wheel,
- et un deuxième moteur électrique placé dans la roue arrière et entraînant la rotation de la roue arrière. - and a second electric motor placed in the rear wheel and driving the rotation of the rear wheel.
[0069] Dans cet exemple, le premier moteur électrique est piloté sur la base d’une estimation de position relative d’un rotor par rapport à un stator du premier moteur électrique. Une telle estimation de position relative est fournie par un capteur de position angulaire, qui classiquement est un capteur à effet Hall présent dans le premier moteur électrique. De plus, un tel capteur permet de déterminer une variation de position relative du rotor par rapport au stator, d’où une variation associée de position angulaire de la roue avant. Il est généralement souhaitable que la vitesse de rotation de la roue avant et de la roue arrière soient égales. Ainsi, il est possible de déterminer une vitesse de rotation désirée pour la roue arrière sur la base de l’estimation de position relative. Ainsi, il est possible, à partir de la vitesse de rotation désirée de la roue arrière, de déterminer une vitesse de rotation désirée du rotor par rapport au stator du deuxième moteur électrique. [0069] In this example, the first electric motor is driven based on an estimate of the relative position of a rotor with respect to a stator of the first electric motor. Such a relative position estimate is provided by an angular position sensor, which conventionally is a Hall effect sensor present in the first electric motor. In addition, such a sensor makes it possible to determine a variation in the relative position of the rotor with respect to the stator, hence an associated variation in the angular position of the front wheel. It is generally desirable that the rotational speed of the front wheel and the rear wheel are equal. Thus, it is possible to determine a desired rotational speed for the rear wheel based on the relative position estimate. Thus, it is possible, from the desired speed of rotation of the rear wheel, to determine a desired speed of rotation of the rotor relative to the stator of the second electric motor.
[0070] Dans cet exemple, l’estimation de position relative fournie par le capteur de position angulaire est utilisée pour piloter non seulement le fonctionnement du premier moteur électrique, mais aussi le fonctionnement du deuxième moteur électrique de manière à obtenir la vitesse de rotation désirée pour la roue arrière. In this example, the relative position estimate provided by the angular position sensor is used to control not only the operation of the first electric motor, but also the operation of the second electric motor so as to obtain the desired speed of rotation for the rear wheel.
[0071] Un autre aspect de l’invention est un véhicule à moteur électrique comprenant le système d’acquisition et de contrôle précité.. Another aspect of the invention is an electric motor vehicle comprising the aforementioned acquisition and control system.
[0072] Un autre aspect de l’invention est un procédé d’acquisition et de contrôle pour véhicule à moteur électrique, le procédé comprenant : Another aspect of the invention is an acquisition and control method for an electric motor vehicle, the method comprising:
- obtenir, par un premier capteur de position angulaire, une estimation de position relative d’un rotor du moteur électrique par rapport à un stator du moteur électrique, - obtain, by a first angular position sensor, an estimate of the relative position of a rotor of the electric motor with respect to a stator of the electric motor,
- piloter, par un dispositif de contrôle du moteur électrique, un fonctionnement du moteur électrique en fonction de ladite estimation de position, controlling, by a control device of the electric motor, an operation of the electric motor as a function of said position estimate,
- et piloter, par le dispositif de contrôle du moteur électrique, un dispositif du véhicule, distinct du moteur, en fonction de ladite estimation de position. - And control, by the control device of the electric motor, a device of the vehicle, distinct from the motor, as a function of said position estimate.
[0073] Un autre aspect de l’invention est un circuit de traitement comprenant un processeur connecté à une mémoire et à au moins une interface de communication avec un dispositif de contrôle d’un moteur électrique et au moins un dispositif du véhicule distinct du moteur, le circuit de traitement étant configuré pour réaliser les étapes du procédé d’acquisition et de contrôle précité. Another aspect of the invention is a processing circuit comprising a processor connected to a memory and to at least one communication interface with a control device of an electric motor and at least one device of the vehicle separate from the engine. , the processing circuit being configured to carry out the steps of the aforementioned acquisition and control method.
[0074] Comme illustré sur la [Fig. 5], un tel circuit de traitement CT peut comporter à titre d’exemple : As illustrated in [Fig. 5], such a processing circuit CT may include, by way of example:
- une interface de communication INT avec un dispositif de contrôle CTR d’un moteur électrique et avec au moins un dispositif DISP du véhicule distinct du moteur, au moins un desdits dispositifs comprenant au moins un capteur de position angulaire indiquant une estimation de position relative du rotor du moteur électrique par rapport au stator du moteur électrique, pour : an INT communication interface with a CTR control device of an electric motor and with at least one DISP device of the vehicle separate from the engine, at least one of said devices comprising at least one angular position sensor indicating an estimate of the relative position of the rotor of the electric motor in relation to the stator of the electric motor, for:
- recevoir (REC) ladite estimation de position relative, - receive (REC) said estimate of relative position,
- délivrer un premier signal de commande (COM1 ) destiné à piloter le moteur électrique sur la base de ladite estimation de position relative, - delivering a first control signal (COM1) intended to drive the electric motor on the basis of said estimate of relative position,
- et délivrer au moins un deuxième signal de commande (COM2) destiné à piloter au moins un dispositif du véhicule distinct du moteur sur la base de ladite estimation de position relative, ce deuxième signal de commande pouvant entraîner par exemple un freinage des roues et/ou une activation d’un signal d’alerte et/ou un affichage d’une information d’assistance à la navigation, etc. - And deliver at least one second control signal (COM2) intended to control at least one device of the vehicle distinct from the engine on the basis of said estimate of relative position, this second control signal being able for example to cause braking of the wheels and / or an activation of a warning signal and / or a display of navigation assistance information, etc.
- une mémoire MEM pour stocker notamment ladite estimation de position angulaire, et les données d’un programme informatique décrit ci-après ; - a memory MEM for storing in particular said estimate of angular position, and data from a computer program described below;
- et un processeur PROC coopérant avec la mémoire MEM pour lire les données du programme et exécuter le procédé d’acquisition et de contrôle ci-avant. - and a PROC processor cooperating with the memory MEM to read the program data and execute the above acquisition and control process.
[0075] Un autre aspect de l’invention est un programme informatique comportant des instructions pour la mise en oeuvre du procédé d’acquisition et de contrôle précité, lorsque lesdites instructions sont exécutées par un processeur. Another aspect of the invention is a computer program comprising instructions for implementing the aforementioned acquisition and control method, when said instructions are executed by a processor.
[0076] Une forme d’ordinogramme d’un algorithme général d’un programme informatique, dans un exemple de réalisation, pour la mise en oeuvre du procédé proposé est illustrée en [Fig. 6]. One form of flowchart of a general algorithm of a computer program, in an exemplary embodiment, for implementing the proposed method is illustrated in [Fig. 6].
[0077] Le programme informatique met en oeuvre : The computer program implements:
- une réception MES 0(t) d’au moins une première mesure par un premier capteur de position angulaire, - MES 0 (t) reception of at least a first measurement by a first angular position sensor,
- une estimation ESTIM ROT/STAT d’une position angulaire relative du rotor par rapport au stator du moteur électrique sur la base au moins de la première mesure, - an ESTIM ROT / STAT estimate of a relative angular position of the rotor with respect to the stator of the electric motor on the basis of at least the first measurement,
- un pilotage PIL1 du moteur électrique par un dispositif de contrôle du moteur électrique sur la base d’une association de l’estimation avec une table de correspondance TAB, le pilotage PIL1 comprenant une commutation COMMUT MOT du moteur électrique - PIL1 control of the electric motor by an electric motor control device on the basis of an association of the estimate with a TAB correspondence table, the PIL1 control comprising a SWITCH MOT switching of the electric motor
- et un pilotage PIL2 d’un dispositif du véhicule, distinct du moteur, sur la base d’une association de l’estimation avec une table de correspondance TAB, le pilotage PIL2 comprenant par exemple une détermination d’une distance DIST et/ou d’une vitesse VIT et un affichage AFF de cette distance et/ou vitesse. [0078] Le premier capteur de position angulaire peut désigner par exemple un capteur de position angulaire monté dans le moteur électrique. La première mesure est alors une mesure permettant directement d’estimer la position angulaire relative du rotor par rapport au stator du moteur électrique. - And a piloting PIL2 of a device of the vehicle, distinct from the engine, on the basis of an association of the estimate with a correspondence table TAB, the piloting PIL2 comprising for example a determination of a distance DIST and / or of a speed SPEED and an AFF display of this distance and / or speed. The first angular position sensor can designate for example an angular position sensor mounted in the electric motor. The first measurement is then a measurement making it possible directly to estimate the relative angular position of the rotor with respect to the stator of the electric motor.
[0079] Alternativement, le premier capteur de position angulaire peut désigner un capteur monté dans un dispositif distinct du moteur et mesurant une position angulaire d’une pièce entraînée en rotation par le couple du moteur électrique, c’est- à-dire par l’effet de la rotation du rotor du moteur électrique. La première mesure est alors une mesure permettant indirectement d’estimer la position angulaire relative du rotor par rapport au stator du moteur électrique. Alternatively, the first angular position sensor may designate a sensor mounted in a device separate from the motor and measuring an angular position of a part driven in rotation by the torque of the electric motor, that is to say by the effect of the rotation of the rotor of the electric motor. The first measurement is then a measurement making it possible to indirectly estimate the relative angular position of the rotor with respect to the stator of the electric motor.
Brève description des dessins Brief description of the drawings
[0080] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :[0080] Other features, details and advantages will become apparent on reading the detailed description below, and on analyzing the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 Fig. 1
[0081] [Fig. 1] illustre une voiture automobile à moteur électrique comprenant un système de contrôle et d’acquisition selon un exemple de réalisation de l’invention. [0081] [Fig. 1] illustrates an electric motor car comprising a control and acquisition system according to an exemplary embodiment of the invention.
Fig. 2 Fig. 2
[0082] [Fig. 2] illustre un dispositif de contrôle d’un moteur électrique de la voiture automobile représentée en [Fig. 1] [0082] [Fig. 2] illustrates a device for controlling an electric motor of the motor car shown in [Fig. 1]
Fig. 3 Fig. 3
[0083] [Fig. 3] illustre un dispositif de correction électronique de trajectoire de la voiture automobile représentée en [Fig. 1] [0083] [Fig. 3] illustrates an electronic trajectory correction device for the motor vehicle shown in [Fig. 1]
Fig. 4 Fig. 4
[0084] [Fig. 4] illustre une bicyclette à moteur électrique comprenant un système de contrôle et d’acquisition selon un exemple de réalisation de l’invention. [0084] [Fig. 4] illustrates an electric motor bicycle comprising a control and acquisition system according to an exemplary embodiment of the invention.
Fig. 5 Fig. 5
[0085] [Fig. 5] illustre un circuit de traitement dans un exemple de réalisation, pour la mise en oeuvre du procédé proposé. Fig. 6 [0085] [Fig. 5] illustrates a processing circuit in an exemplary embodiment, for implementing the proposed method. Fig. 6
[0086] [Fig. 6] illustre une forme d’ordinogramme d’un algorithme général d’un programme informatique, dans un exemple de réalisation, pour la mise en oeuvre du procédé proposé. Description des modes de réalisation [0086] [Fig. 6] illustrates one form of a flowchart of a general algorithm of a computer program, in an exemplary embodiment, for implementing the proposed method. Description of embodiments
[0087] La [Fig. 1] représente une voiture automobile montée sur roues dont la propulsion est assurée par un moteur électrique MOT. La puissance mécanique fournie par le moteur électrique MOT est transmise aux roues avant RAV, motrices, de la voiture automobile. [0088] La voiture automobile dispose en outre d’un ordinateur de bord ou unité de contrôle électronique ECU (Electronic Control Unit) destiné à gérer différentes fonctions du véhicule. L’ordinateur de bord ECU est relié à un tableau de bord TBL pour afficher des informations de base (distance parcourue, vitesse moyenne, etc.) et pour activer si nécessaire des témoins visuels d’alerte, d’avertissement et de signalisation et/ou un avertissement sonore. [0087] [Fig. 1] represents a motor car mounted on wheels, the propulsion of which is provided by an electric motor MOT. The mechanical power supplied by the MOT electric motor is transmitted to the driving, RAV front wheels of the motor car. The motor vehicle also has an on-board computer or electronic control unit ECU (Electronic Control Unit) intended to manage various functions of the vehicle. The on-board computer ECU is linked to a TBL instrument panel to display basic information (distance traveled, average speed, etc.) and to activate, if necessary, visual warning, warning and signal lights and / or an audible warning.
[0089] L’ordinateur de bord, en tant que « système d’acquisition et de contrôle », comprend notamment : The on-board computer, as an "acquisition and control system", includes in particular:
- un dispositif de contrôle du moteur électrique, - an electric motor control device,
- quatre dispositifs distincts du moteur électrique, qui sont : - un odomètre, - four separate devices of the electric motor, which are: - an odometer,
- un indicateur de vitesse courante, - a current speed indicator,
- un dispositif d’assistance à la navigation, - a navigation assistance device,
- et un dispositif de sécurité active. - and an active safety device.
[0090] Ces cinq dispositifs sont configurés pour se transmettre mutuellement des données par multiplexage via au moins un câble du type bus de données CAN. Typiquement, dans le cas où le dispositif distinct du moteur électrique est un dispositif critique du véhicule, tel qu’un dispositif de type ABS ou ESP, il est prévu un bus de données indépendant de manière à optimiser la sûreté et à minimiser la latence dans la transmission des données. [0091] Dans la suite de ce document, le fonctionnement de chacun de ces cinq dispositifs est décrit en considérant d’abord chaque dispositif en isolation, puis en considérant l’interaction entre les différents dispositifs. These five devices are configured to mutually transmit data by multiplexing via at least one cable of the CAN data bus type. Typically, in the case where the device separate from the electric motor is a critical device of the vehicle, such as an ABS or ESP type device, an independent data bus is provided so as to optimize safety and minimize latency in the vehicle. data transmission. In the remainder of this document, the operation of each of these five devices is described by first considering each device in isolation, then by considering the interaction between the different devices.
[0092] La [Fig. 2] détaille le fonctionnement du moteur électrique et du dispositif de contrôle du moteur électrique. [0092] [Fig. 2] details the operation of the electric motor and of the electric motor control device.
[0093] En l’espèce, le moteur électrique MOT est une machine électrique tournante du type moteur sans balais (ou « brushless ») à rotor interne (ou « inrunner »). Le moteur électrique comprend une partie mobile en rotation autour d’un axe ou rotor ROT, agencé à l’intérieur d’une partie fixe ou stator STAT. Le rotor ROT constitué de deux aimants permanents a la forme d’un disque ayant deux paires de pôles représentés par les lettres N et S sur la [Fig. 2]). [0093] In this case, the MOT electric motor is a rotating electric machine of the brushless (or "brushless") motor type with an internal rotor (or "inrunner"). The electric motor comprises a movable part in rotation about an axis or ROT rotor, arranged inside a fixed part or STAT stator. The ROT rotor consisting of two permanent magnets has the shape of a disc having two pairs of poles represented by the letters N and S in [Fig. 2]).
[0094] Le stator STAT comprend trois bobines BOB1 , BOB2, BOB3 alimentées de façon séquentielle. Cela crée un champ magnétique tournant à la même fréquence que les tensions d’alimentation. Les aimants permanents du rotor ROT tendent à chaque instant à s’orienter dans le sens du champ magnétique. Pour que le moteur MOT brushless tourne, les tensions d’alimentation doivent être adaptées continuellement pour que le champ reste en avance sur la position du rotor ROT de façon à créer un couple moteur. The stator STAT comprises three coils BOB1, BOB2, BOB3 supplied sequentially. This creates a magnetic field rotating at the same frequency as the supply voltages. The permanent magnets of the ROT rotor constantly tend to orient themselves in the direction of the magnetic field. For the brushless MOT motor to run, the supply voltages must be continuously adapted so that the field stays ahead of the position of the ROT rotor in order to create a motor torque.
[0095] Trois capteurs à effet Hall CEFI1 , CEFI2, CEFI3 (ou capteurs électromagnétiques) sont agencés sur le stator STAT et sont utilisés pour connaître à tout moment la position angulaire du rotor ROT relativement au stator STAT et adapter en conséquence l’alimentation des bobines BOB1 , BOB2, BOB3 et le champ magnétique. Chaque capteur CEFI détecte le passage d’un pôle magnétique d’un aimant permanent du rotor. Three Hall effect sensors CEFI1, CEFI2, CEFI3 (or electromagnetic sensors) are arranged on the stator STAT and are used to know at any time the angular position of the rotor ROT relative to the stator STAT and to adapt accordingly the power supply of the coils BOB1, BOB2, BOB3 and the magnetic field. Each CEFI sensor detects the passage of a magnetic pole of a permanent magnet of the rotor.
[0096] Les trois capteurs à effet Hall CEH1 , CEH2, CEH3 sont répartis angulairement de manière à renvoyer six combinaisons de signaux possibles pour l’ensemble des positions angulaires possibles du rotor, correspondant respectivement à la détection du passage d’un pôle N du rotor devant : The three Hall effect sensors CEH1, CEH2, CEH3 are angularly distributed so as to return six possible signal combinations for all the possible angular positions of the rotor, corresponding respectively to the detection of the passage of a pole N of the rotor in front:
- le capteur CEH1 seul, - the CEH1 sensor alone,
- le capteur CEH2 seul, - le capteur CEH3 seul, - the CEH2 sensor alone, - the CEH3 sensor alone,
- les capteurs CEH1 et CEH2, - CEH1 and CEH2 sensors,
- les capteurs CEH1 et CEH3, - CEH1 and CEH3 sensors,
- et les capteurs CEH2 et CEH3. [0097] A titre d’exemple, dans la position angulaire du rotor ROT représentée en- and the CEH2 and CEH3 sensors. For example, in the angular position of the ROT rotor shown in
[Fig. 2], le passage d’un pôle N du rotor est détecté par les capteurs CEH1 et CEH2. Si de cette position, le rotor effectue un mouvement de 45° dans le sens horaire, le passage d’un pôle N du rotor est détecté seulement par le capteur CEH1. [Fig. 2], the passage of an N pole of the rotor is detected by the CEH1 and CEH2 sensors. If the rotor moves 45 ° clockwise from this position, the passage of an N pole of the rotor is detected only by the CEH1 sensor.
[0098] A partir de cette information un dispositif de contrôle du moteur électrique comprenant un premier circuit de traitement CT1 assure la commutation du courant électronique de manière séquentielle dans les trois bobines. Pour cela, le premier circuit de traitement CT1 dispose de six sorties Q1 H_bit, Q1L_bit, Q2H_bit, Q2L_bit, Q3H_bit, Q3L_bit reliées à un circuit électronique représenté sur la [Fig. 2] comprenant six transistors TRQ1FI, TRQ1 L, TRQ2FI, TRQ2L, TRQ3FI, TRQ3L agissant comme interrupteurs électroniques. Chaque sortie pilote l’ouverture et la fermeture d’un interrupteur électronique respectif. From this information, an electric motor control device comprising a first processing circuit CT1 ensures the switching of the electronic current sequentially in the three coils. For this, the first processing circuit CT1 has six outputs Q1 H_bit, Q1L_bit, Q2H_bit, Q2L_bit, Q3H_bit, Q3L_bit connected to an electronic circuit represented in [Fig. 2] comprising six transistors TRQ1FI, TRQ1 L, TRQ2FI, TRQ2L, TRQ3FI, TRQ3L acting as electronic switches. Each output controls the opening and closing of a respective electronic switch.
[0099] L’alimentation de chaque bobine BOB1 (ou « phase ») du stator est contrôlée par une paire d’interrupteurs électroniques, comprenant un premier et un deuxième interrupteurs électroniques TRQ1 Fl, TRQ1 L. [0100] Lorsque le premier interrupteur électronique TRQ1 H est ouvert et le deuxième interrupteur électronique TRQ1 L est fermé, une bobine BOB1 est reliée à la masse. The supply of each coil BOB1 (or "phase") of the stator is controlled by a pair of electronic switches, comprising a first and a second electronic switches TRQ1 Fl, TRQ1 L. [0100] When the first electronic switch TRQ1 H is open and the second electronic switch TRQ1 L is closed, a coil BOB1 is connected to ground.
[0101] Lorsque le premier interrupteur électronique TRQ1 H est fermé et le deuxième interrupteur électronique TRQ1 L est ouvert, la bobine BOB1 est reliée à la phase, ainsi une tension positive est appliquée à la bobine BOB1. When the first electronic switch TRQ1 H is closed and the second electronic switch TRQ1 L is open, the coil BOB1 is connected to the phase, thus a positive voltage is applied to the coil BOB1.
[0102] Lorsque le premier et le deuxième interrupteurs électroniques TRQ1 H, TRQ1 L sont tous deux ouverts, la bobine BOB1 n’est reliée ni à la phase ni à la masse. When the first and second electronic switches TRQ1 H, TRQ1 L are both open, coil BOB1 is not connected to phase or to ground.
[0103] Ainsi, il est possible de contrôler le champ magnétique généré par les trois bobines BOB1 , BOB2, BOB3 du stator STAT en faisant varier chaque bobine entre trois états : reliée à la masse, reliée à la phase, ou reliée ni à la phase ni à la masse. Six combinaisons d’états sont possibles : [0103] Thus, it is possible to control the magnetic field generated by the three coils BOB1, BOB2, BOB3 of the stator STAT by varying each coil between three states: connected to the mass, connected to the phase, or connected neither to the phase nor to the mass. Six combinations of states are possible:
- BOB1 reliée à la masse, BOB2 reliée à la phase et BOB3 non reliée,- BOB1 connected to the mass, BOB2 connected to the phase and BOB3 not connected,
- BOB2 reliée à la masse, BOB1 reliée à la phase et BOB3 non reliée,- BOB2 connected to the mass, BOB1 connected to the phase and BOB3 not connected,
- BOB1 reliée à la masse, BOB3 reliée à la phase et BOB2 non reliée,- BOB1 connected to the ground, BOB3 connected to the phase and BOB2 not connected,
- BOB2 reliée à la masse, BOB3 reliée à la phase et BOB1 non reliée,- BOB2 connected to ground, BOB3 connected to phase and BOB1 not connected,
- BOB3 reliée à la masse, BOB1 reliée à la phase et BOB2 non reliée,- BOB3 connected to ground, BOB1 connected to phase and BOB2 not connected,
- et BOB3 reliée à la masse, BOB2 reliée à la phase et BOB1 non reliée. - and BOB3 connected to ground, BOB2 connected to the phase and BOB1 not connected.
[0104] Le pilotage du moteur s’effectue à l’aide d’une table de commutation, selon laquelle à chaque combinaison de signaux issue des capteurs à effet Hall CEH1 , CEH2, CEH3 correspond une combinaison d’états des bobines. [0104] The motor is controlled using a switching table, according to which each combination of signals from the Hall effect sensors CEH1, CEH2, CEH3 corresponds to a combination of coil states.
[0105] Le moteur MOT brushless est un moteur synchrone, c'est-à-dire que le rotor tourne à la même vitesse angulaire, dite « vitesse de synchronisme » que le système de tensions qui alimente le stator STAT. Tant que le couple moteur est supérieur à la charge à entraîner, la rotation du rotor ROT est synchronisée avec le champ magnétique. Si le couple résistant devient supérieur au couple moteur, et que la tension d’alimentation n’est pas ajustée en conséquence, il y a un risque de décrochage, c'est-à-dire que le rotor ROT risque de ne plus suivre le champ magnétique. A partir de ce moment, le rotor ROT oscille, sans pouvoir se resynchroniser avec le champ magnétique, ce qui peut provoquer sa destruction. Pour éviter cela, il est prévu que les capteurs à effet Hall CEH détectent un ralentissement du rotor ROT en cas d’augmentation du couple résistant, et que le dispositif de contrôle du moteur électrique MOT ajuste la fréquence de la commutation en conséquence. The brushless MOT motor is a synchronous motor, that is to say that the rotor rotates at the same angular speed, called "synchronism speed" as the voltage system which supplies the stator STAT. As long as the motor torque is greater than the load to be driven, the rotation of the ROT rotor is synchronized with the magnetic field. If the resistive torque becomes greater than the motor torque, and the supply voltage is not adjusted accordingly, there is a risk of stalling, i.e. the ROT rotor may no longer follow the magnetic field. From this moment, the rotor ROT oscillates, without being able to resynchronize with the magnetic field, which can cause its destruction. To avoid this, it is expected that the CEH Hall effect sensors detect a slowing down of the rotor ROT when the resistive torque increases, and that the electric motor controller MOT adjusts the switching frequency accordingly.
[0106] La vitesse de synchronisme du moteur MOT brushless en fonctionnement telle que déterminée sur la base des mesures issues des capteurs à effet Hall CEH est affichée sur le tableau de bord TBL du véhicule. La vitesse de synchronisme atteint typiquement plusieurs milliers de tours par minute. The synchronism speed of the MOT brushless motor in operation as determined on the basis of the measurements from the Hall effect sensors CEH is displayed on the vehicle's TBL instrument panel. The speed of synchronism typically reaches several thousand revolutions per minute.
[0107] Lors du démarrage du moteur MOT brushless, le rotor ROT est initialement à l’arrêt et ne peut pas atteindre instantanément une telle vitesse de synchronisme. Le dispositif de contrôle du moteur électrique MOT assure donc un démarrage progressif grâce à une augmentation progressive de la fréquence de commutation, d’abord très basse, puis augmentée progressivement en contrôlant à tout instant la position angulaire relative du rotor ROT par rapport au stator STAT. When starting the brushless MOT motor, the ROT rotor is initially at a standstill and cannot instantly reach such a synchronous speed. The MOT electric motor control device therefore ensures a progressive starting thanks to a progressive increase in the switching frequency, first very low, then gradually increased by controlling at any time the relative angular position of the ROT rotor with respect to the stator STAT .
[0108] Alternativement, le stator STAT peut être initialement non alimenté, un moteur auxiliaire étant prévu et piloté par le dispositif de contrôle du moteur pour entraîner le rotor jusqu’à une vitesse angulaire prédéfinie. Pendant cette phase transitoire, la vitesse angulaire du rotor est acquise par les capteurs à effet Hall. Lorsque cette vitesse est égale à la vitesse angulaire prédéfinie, le dispositif de contrôle du moteur alimente les bobines du stator de manière séquentielle avec une vitesse de commutation égale à la vitesse angulaire prédéfinie atteinte par le rotor. [0108] Alternatively, the stator STAT can be initially unpowered, an auxiliary motor being provided and controlled by the motor control device to drive the rotor up to a predefined angular speed. During this transient phase, the angular speed of the rotor is acquired by the Hall effect sensors. When this speed is equal to the predefined angular speed, the motor control device supplies the stator coils sequentially with a switching speed equal to the predefined angular speed reached by the rotor.
[0109] Le déplacement angulaire du rotor ROT du moteur électrique MOT entraîne, par le biais d’une transmission, un déplacement angulaire des roues motrices RAV du véhicule. A chaque instant, la valeur moyenne des vitesses angulaires instantanées de chacune des quatre roues de la voiture automobile est proportionnelle à la vitesse angulaire instantanée du rotor ROT. Le facteur de proportionnalité ou facteur de transmission est une constante dont la valeur est de l’ordre de la dizaine. C’est-à-dire que le rotor ROT du moteur électrique MOTeffectue environ une dizaine de tours complets pour que les roues motrices RAV effectuent un tour complet. Le facteur de transmission est une grandeur connue, qui peut être fixe ou sélectionnée parmi plusieurs facteurs de transmission possibles à l’aide d’un sélecteur numérique de vitesse du véhicule. Un tel sélecteur numérique de vitesse est apte à sélectionner une vitesse caractérisée par un facteur de transmission et transmettre, par exemple à travers un bus de données CAN, le facteur de transmission au dispositif de contrôle du moteur électrique. [0109] The angular displacement of the rotor ROT of the electric motor MOT causes, through a transmission, an angular displacement of the driving wheels RAV of the vehicle. At each instant, the average value of the instantaneous angular speeds of each of the four wheels of the motor vehicle is proportional to the instantaneous angular speed of the rotor ROT. The proportionality factor or transmission factor is a constant whose value is in the order of ten. That is, the ROT rotor of the MOT electric motor makes about ten full revolutions for the RAV drive wheels to make one full revolution. The transmission factor is a known quantity, which can be fixed or selected from among several possible transmission factors using a digital vehicle speed selector. Such a digital speed selector is able to select a speed characterized by a transmission factor and to transmit, for example through a CAN data bus, the transmission factor to the control device of the electric motor.
[0110] Si la voiture automobile se déplace en ligne droite, la vitesse angulaire instantanée de chacune des quatre roues a une valeur identique égale à la valeur moyenne. [0110] If the motor vehicle is moving in a straight line, the instantaneous angular speed of each of the four wheels has an identical value equal to the mean value.
[0111] Si la voiture automobile se déplace le long d’une courbe, les roues de la voiture tournent à des vitesses différentes : les roues situées à l’extérieur du virage tournent plus vite que celles situées à l’intérieur. Cette différence de vitesse est causée par un différentiel de la voiture automobile. Ce différentiel est un dispositif mécanique connu dont la fonction est de distribuer la rotation occasionnée par le déplacement angulaire du rotor du moteur électrique. [0111] If the motor car moves along a curve, the wheels of the car turn at different speeds: the wheels located on the outside of the turn turn faster than those located on the inside. This speed difference is caused by a differential in the automobile car. This differential is a device known mechanics whose function is to distribute the rotation caused by the angular displacement of the rotor of the electric motor.
[0112] Le dispositif d’assistance à la navigation comprend un récepteur GPS capable de localiser l’endroit où se situe le véhicule. Le dispositif d’assistance à la navigation comprend en outre un deuxième circuit de traitement CT2 configuré pour utiliser une information de localisation fournie par le récepteur GPS pour afficher un itinéraire sur le tableau de bord ou signaler un point d’intérêt au conducteur. Le deuxième circuit de traitement CT2 du dispositif d’assistance à la navigation peut par ailleurs commander un indicateur de vitesse intégré au tableau de bord de la voiture automobile. La vitesse du véhicule est calculée par rapport au positionnement GPS du véhicule. La limitation de vitesse courante peut également être affichée si elle est disponible par exemple dans une mémoire du deuxième circuit de traitement CT2. Une alerte sonore et/ou visuelle peut être déclenchée en cas de dépassement. [0112] The navigation assistance device comprises a GPS receiver capable of locating the location of the vehicle. The navigation assistance device further includes a second processing circuit CT2 configured to use location information provided by the GPS receiver to display a route on the instrument panel or signal a point of interest to the driver. The second processing circuit CT2 of the navigation assistance device can also control a speedometer integrated into the dashboard of the motor car. Vehicle speed is calculated relative to the vehicle's GPS positioning. The current speed limit can also be displayed if it is available for example in a memory of the second processing circuit CT2. An audible and / or visual alert can be triggered in the event of an overrun.
[0113] L'avantage de l'indicateur de vitesse par GPS est sa précision à vitesse constante. Très utile sur autoroute, un tel indicateur de vitesse perd de sa fiabilité en agglomération en raison du changement fréquent d'allure et du temps de réaction du GPS bien plus important que les indicateurs d'origine des véhicules. Par ailleurs, les indicateurs de vitesses GPS sont inopérants dans les tunnels, en raison de la perte du signal GPS. The advantage of the GPS speedometer is its precision at constant speed. Very useful on the motorway, such a speedometer loses its reliability in built-up areas due to the frequent change of pace and the reaction time of the GPS much longer than the original indicators of vehicles. In addition, the GPS speed indicators are inoperative in the tunnels, due to the loss of the GPS signal.
[0114] Le dispositif de sécurité active est configuré pour mesurer la position angulaire de chaque roue du véhicule, à partir de capteurs optiques ou électromagnétiques de position angulaire. [0114] The active safety device is configured to measure the angular position of each wheel of the vehicle, from optical or electromagnetic angular position sensors.
[0115] Le principe physique de fonctionnement des capteurs électromagnétiques de position angulaire est décrit précédemment pour le cas de capteurs électromagnétiques fixés au stator du moteur électrique et estimant la position angulaire relative du rotor du moteur électrique par rapport au stator. The physical principle of operation of electromagnetic angular position sensors is described above for the case of electromagnetic sensors attached to the stator of the electric motor and estimating the relative angular position of the rotor of the electric motor with respect to the stator.
[0116] Pour mesurer la position angulaire de chaque roue du véhicule, un capteur électromagnétique de position angulaire peut être fixé soit : - à une partie fixe du véhicule (par exemple le châssis), un aimant étant fixé à la roue mobile en rotation par rapport au châssis, de manière à mesurer le passage de l’aimant face au capteur, ou To measure the angular position of each wheel of the vehicle, an electromagnetic angular position sensor can be fixed either: - to a fixed part of the vehicle (for example the chassis), a magnet being fixed to the movable wheel in rotation relative to the chassis, so as to measure the passage of the magnet in front of the sensor, or
- à la roue, un aimant étant fixé au châssis, de manière à mesurer le passage du capteur face à l’aimant. - to the wheel, a magnet being attached to the frame, so as to measure the passage of the sensor facing the magnet.
[0117] Généralement, pour des raisons de coût, le capteur, étant plus cher que l’aimant, est fixé au châssis. En effet, les roues de la voiture automobile sont susceptibles d’être remplacées, ce qui n’est pas le cas du châssis. [0117] Generally, for cost reasons, the sensor, being more expensive than the magnet, is fixed to the frame. This is because the wheels of the motor car are likely to be replaced, which is not the case with the chassis.
[0118] Dans l’exemple représenté en [Fig. 3], les capteurs de position angulaire de chaque roue sont optiques. Le dispositif de sécurité active comprend pour chaque roue : [0118] In the example shown in [Fig. 3], the angular position sensors of each wheel are optical. The active safety device includes for each wheel:
- un disque cranté DCR comprenant une pluralité N de crans équirépartis angulairement et agencé dans la roue de manière solidaire à la roue,a DCR notched disc comprising a plurality N of angularly evenly distributed notches and arranged in the wheel in a manner integral with the wheel,
- un capteur optique COP de position angulaire positionné face au disque cranté DCR et configuré pour détecter le passage d’un cran du disque cranté- an optical COP angular position sensor positioned opposite the DCR notched disc and configured to detect the passage of a notch of the notched disc
DCR, DCR,
[0119] Le dispositif de sécurité active comprend en outre un deuxième circuit de traitement CT2 relié par au moins un bus de données BUS au capteur optique COP et apte à recevoir chaque mesure issue de chaque capteur optique de position angulaire et à commander les freins de chaque roue. The active safety device further comprises a second processing circuit CT2 connected by at least one data bus BUS to the optical sensor COP and able to receive each measurement from each optical angular position sensor and to control the brakes. each wheel.
[0120] Ainsi, lorsque le capteur optique de position angulaire COP d’une roue détecte au cours d’un laps de temps donné le passage de M crans du disque cranté DCR, le nombre de tours effectué par la roue au cours de ce laps de temps est égal à M/N. [0121] Le deuxième circuit de traitement CT2 du dispositif de sécurité active est configuré pour recevoir de manière continue les mesures issues de chaque capteur optique de position angulaire et pour comparer ces mesures entre elles de manière à : - détecter une perte d'adhérence en virage et la contrecarrer en freinant une ou plusieurs roues, permettant ainsi d'améliorer la tenue de route, le deuxième circuit de traitement CT2 a alors une fonction de correction électronique de trajectoire,[0120] Thus, when the optical angular position sensor COP of a wheel detects during a given period of time the passage of M notches of the notched disc DCR, the number of revolutions made by the wheel during this period time equals M / N. [0121] The second processing circuit CT2 of the active safety device is configured to continuously receive the measurements from each optical angular position sensor and to compare these measurements with one another so as to: - detecting a loss of grip when cornering and counteract it by braking one or more wheels, thus making it possible to improve road holding, the second processing circuit CT2 then has an electronic trajectory correction function,
- et/ou détecter un freinage intense sur sol peu adhérent et en réponse limiter le blocage des roues, le deuxième circuit de traitement CT2 a alors une fonction anti blocage des roues, - and / or to detect intense braking on poorly adherent ground and in response to limit wheel locking, the second processing circuit CT2 then has an anti-locking function for the wheels,
- et/ou détecter une accélération importante sur sol peu adhérent et en réponse réguler l’accélération du véhicule, le deuxième circuit de traitement CT2 a alors une fonction antipatinage. - and / or detect significant acceleration on poorly adherent ground and in response to regulate the acceleration of the vehicle, the second processing circuit CT2 then has an anti-skid function.
[0122] Le deuxième circuit de traitement CT2 peut être en outre configuré de manière à activer un signal visuel, tel que l’activation d’un témoin d’alerte ou d’avertissement sur le tableau de bord, ou un signal sonore simultanément à l’action de correction électronique de trajectoire, d’anti-blocage des roues ou d’antipatinage. [0122] The second processing circuit CT2 can also be configured so as to activate a visual signal, such as the activation of an alert or warning light on the instrument panel, or an audible signal simultaneously with the action of electronic correction of trajectory, anti-lock of the wheels or traction control.
[0123] L’odomètre comprend : [0123] The odometer includes:
- au moins un capteur électromagnétique ou optique de position angulaire pour mesurer une position angulaire d’au moins une roue, - at least one electromagnetic or optical angular position sensor to measure an angular position of at least one wheel,
- une unité de commande destiné à convertir la mesure issue du capteur en une distance parcourue par le véhicule, et un afficheur, typiquement sur le tableau de bord, pour afficher la distance parcourue par le véhicule. a control unit intended to convert the measurement from the sensor into a distance traveled by the vehicle, and a display, typically on the dashboard, to display the distance traveled by the vehicle.
[0124] L’indicateur de vitesse courante comprend : [0124] The current speedometer includes:
- au moins un capteur électromagnétique ou optique de position angulaire pour mesurer de manière continue une position angulaire d’au moins une roue,- at least one electromagnetic or optical angular position sensor for continuously measuring an angular position of at least one wheel,
- une unité de commande destiné à convertir les mesures issues du capteur en une indication de vitesse courante du véhicule, et un afficheur, typiquement sur le tableau de bord, pour afficher l’indication de vitesse courante du véhicule. - a control unit intended to convert the measurements from the sensor into an indication of the current speed of the vehicle, and a display, typically on the dashboard, to display the indication of the current speed of the vehicle.
[0125] Les capteurs électromagnétiques ou optiques de position angulaire sont partagés avec le dispositif de sécurité active. [0126] Comme précisé précédemment, dans l’exemple de réalisation illustré par [Fig. 1], [Fig. 2] et [Fig. 3], un bus de données CAN assure une transmission mutuelle de données entre le dispositif de contrôle du moteur électrique, odomètre, l’indicateur de vitesse courante, le dispositif d’aide à la navigation, et le dispositif de sécurité active de la voiture automobile. Grâce à cette transmission de données, chacun de ces dispositifs a accès aux mesures issues respectivement des capteurs à effet Hall du moteur électrique, du récepteur GPS du dispositif d’aide à la navigation et des capteurs optiques du dispositif de sécurité active. [0125] The electromagnetic or optical angular position sensors are shared with the active safety device. As specified previously, in the embodiment illustrated by [FIG. 1], [Fig. 2] and [Fig. 3], a CAN data bus provides mutual data transmission between the electric motor control device, odometer, current speedometer, navigation aid device, and the car's active safety device. automobile. Thanks to this data transmission, each of these devices has access to the measurements originating respectively from the Hall effect sensors of the electric motor, from the GPS receiver of the navigation aid device and from the optical sensors of the active safety device.
[0127] Vis-à-vis du dispositif d’aide à la navigation, les données de localisation reçues par le récepteur GPS sont complémentées par les mesures issues d’au moins un capteur à effet Hall CEFI du moteur électrique MOT et fournies par le dispositif de contrôle du moteur électrique. [0127] With respect to the navigation aid device, the location data received by the GPS receiver are supplemented by the measurements coming from at least one Hall effect sensor CEFI of the electric motor MOT and supplied by the electric motor control device.
[0128] En effet, la voiture peut se trouver de manière prolongée dans un espace tel qu’un tunnel où la réception du signal GPS est interrompue. Dans une telle situation, le deuxième circuit de traitement CT2 du dispositif d’aide à la navigation dispose des dernières positions reçues et peut estimer la position et la direction de circulation de la voiture automobile au moment de l’interruption de la réception du signal GPS. [0128] Indeed, the car may be in a space such as a tunnel for a long time where the reception of the GPS signal is interrupted. In such a situation, the second processing circuit CT2 of the navigation aid device has the last received positions and can estimate the position and the direction of movement of the motor vehicle at the time of the interruption of the reception of the GPS signal. .
[0129] Les mesures issues des capteurs à effet Hall CEH du moteur électrique MOT indiquent la position relative du rotor ROT par rapport au stator STAT du moteur électrique MOT et permettent ainsi de déterminer le nombre de tours effectués par le rotor ROT du moteur électrique MOT à partir de l’interruption de la réception du signal GPS. The measurements from the Hall effect sensors CEH of the electric motor MOT indicate the relative position of the rotor ROT with respect to the stator STAT of the electric motor MOT and thus make it possible to determine the number of revolutions made by the rotor ROT of the electric motor MOT from the interruption of the reception of the GPS signal.
[0130] Comme décrit précédemment, le nombre de tours effectués par le rotor ROT du moteur électrique MOT est proportionnel à la moyenne du nombre de tours effectués par chacune des quatre roues de la voiture automobile. Ainsi, les mesures effectuées par au moins un capteur à effet Hall CEH monté dans le moteur électrique MOT permettent de déterminer, sur la base du facteur de transmission, la distance parcourue par le véhicule à partir de l’interruption de la réception du signal GPS. [0131] Les données de localisation reçues par le récepteur GPS peuvent également être complémentées par les mesures issues des capteurs optiques COP ou électromagnétiques montés sur chaque roue. As described above, the number of revolutions performed by the rotor ROT of the electric motor MOT is proportional to the average of the number of revolutions performed by each of the four wheels of the motor car. Thus, the measurements made by at least one Hall effect sensor CEH mounted in the electric motor MOT make it possible to determine, on the basis of the transmission factor, the distance traveled by the vehicle from the interruption of the reception of the GPS signal. . [0131] The location data received by the GPS receiver can also be supplemented by the measurements obtained from the optical COP or electromagnetic sensors mounted on each wheel.
[0132] En effet, en reprenant l’exemple précédemment cité de l’interruption de la réception du signal GPS, les mesures issues des capteurs optiques COP permettent de déterminer la distance parcourue par chaque roue à partir de l’interruption de la réception du signal GPS. La distance parcourue par chaque roue peut permettre de déterminer non seulement la distance parcourue par le véhicule mais également l’angle d’un changement de direction éventuel. [0132] In fact, taking the above-mentioned example of the interruption of the reception of the GPS signal, the measurements from the optical sensors COP make it possible to determine the distance traveled by each wheel from the interruption of the reception of the signal. GPS signal. The distance traveled by each wheel can be used to determine not only the distance traveled by the vehicle but also the angle of a possible change of direction.
[0133] La position du véhicule peut ainsi être estimée par le deuxième circuit de traitement CT2 du dispositif d’aide à la navigation à partir : [0133] The position of the vehicle can thus be estimated by the second processing circuit CT2 of the navigation aid device from:
- de la position et de la direction de circulation de la voiture automobile au moment de l’interruption de la réception du signal GPS, telle que déterminée à partir de mesures issues du récepteur GPS, - the position and direction of movement of the motor vehicle at the time of the interruption of reception of the GPS signal, as determined from measurements from the GPS receiver,
- de la distance parcourue par le véhicule à partir de l’interruption de la réception du signal GPS, telle que déterminée à partir de mesures issues d’au moins un capteur à effet Hall CEH monté dans le moteur MOT et/ou issues d’au moins un capteur optique COP ou électromagnétique monté dans au moins une roue, - the distance traveled by the vehicle from the interruption of the reception of the GPS signal, as determined from measurements from at least one Hall effect sensor CEH mounted in the MOT engine and / or from at least one COP optical or electromagnetic sensor mounted in at least one wheel,
- et, optionnellement, de l’angle d’un changement de direction éventuel à partir de l’interruption de la réception du signal GPS, tel que déterminé à partir de mesures issues des capteurs optiques COP ou électromagnétiques montés dans chaque roue. - and, optionally, the angle of a possible change of direction from the interruption of the reception of the GPS signal, as determined from measurements from the optical COP or electromagnetic sensors mounted in each wheel.
[0134] Vis-à-vis de odomètre, de l’indicateur de vitesse courante, et du dispositif de sécurité active, les mesures issues des capteurs optiques COP ou électromagnétiques montés dans les roues sont complémentées par les mesures issues d’au moins un capteur à effet Hall CEH du moteur électrique CEH et fournies par le dispositif de contrôle du moteur électrique. [0134] With respect to the odometer, the current speed indicator, and the active safety device, the measurements taken from the optical COP or electromagnetic sensors mounted in the wheels are supplemented by the measurements taken from at least one Hall effect sensor CEH of the CEH electric motor and supplied by the control device of the electric motor.
[0135] En particulier, un ratio peut être déterminé entre les mesures de position angulaire issues respectivement des capteurs montés dans les roues et d’au moins un capteur monté dans le moteur électrique. Ce ratio prend une valeur constante, égale à une valeur de référence appelée « rapport de transmission » lorsque la transmission du couple moteur aux roues motrices s’effectue de manière efficace. [0135] In particular, a ratio can be determined between the angular position measurements originating respectively from the sensors mounted in the wheels and from at least one sensor mounted in the electric motor. This ratio takes a constant value, equal to a reference value called the “transmission ratio” when the transmission of engine torque to the driving wheels is effected efficiently.
[0136] Ainsi, la comparaison de ce ratio à une valeur seuil prédéterminée sur la base de la valeur de référence peut mettre en évidence un défaut de sécurité du véhicule, qui peut être dû à : [0136] Thus, the comparison of this ratio with a predetermined threshold value on the basis of the reference value can highlight a vehicle safety fault, which can be due to:
- un niveau insuffisant de fluide de transmission, - an insufficient level of transmission fluid,
- et/ou une pièce mécanique endommagée, telle qu’un engrenage, - and / or a damaged mechanical part, such as a gear,
- et/ou un élément électronique endommagé, tel qu’un bus de données ou un capteur de position angulaire, - and / or a damaged electronic element, such as a data bus or an angular position sensor,
- et/ou une usure excessive d’un pneu. - and / or excessive wear of a tire.
[0137] Typiquement, la force de frottement exercée par le sol sur le pneu crée un couple résistant qui s’oppose au couple moteur et réduit la vitesse de rotation de la roue. En cas d’usure excessive du pneu, la valeur du couple résistant est particulièrement élevée et le ratio entre la vitesse de rotation de la roue et la vitesse de rotation du rotor du moteur électrique est particulièrement faible. [0137] Typically, the frictional force exerted by the ground on the tire creates a resistive torque which opposes the engine torque and reduces the speed of rotation of the wheel. In the event of excessive tire wear, the resistance torque value is particularly high and the ratio between the speed of rotation of the wheel and the speed of rotation of the rotor of the electric motor is particularly low.
[0138] Sur la base du défaut de sécurité identifié, le dispositif de sécurité active peut générer un signal d’alerte permettant l’activation d’un témoin d’alerte sur le tableau de bord du véhicule et/ou l’activation d’un signal d’alerte sonore. [0138] On the basis of the identified safety fault, the active safety device can generate an alert signal allowing the activation of a warning light on the dashboard of the vehicle and / or the activation of an audible warning signal.
[0139] De plus le signal d’alerte peut déclencher une mise en sécurité automatique du véhicule, par exemple en éteignant le moteur électrique, de manière à préserver l’intégrité du véhicule et éviter un dommage supplémentaire. [0139] In addition, the alert signal can trigger automatic locking of the vehicle, for example by switching off the electric motor, so as to preserve the integrity of the vehicle and prevent further damage.
[0140] Les mesures issues des capteurs optiques ou électromagnétiques montés sur chaque roue peuvent également être complémentées par les données de localisation reçues par le récepteur GPS. [0140] The measurements from optical or electromagnetic sensors mounted on each wheel can also be supplemented by the location data received by the GPS receiver.
[0141] En effet, lorsque l’utilisateur roule à vitesse constante, par exemple sur autoroute, la détermination de la vitesse de localisation sur la base du signal GPS est particulièrement fiable. [0141] In fact, when the user is driving at a constant speed, for example on a motorway, the determination of the location speed on the basis of the GPS signal is particularly reliable.
[0142] Une valeur unique d’estimation de la vitesse courante, issue de la fusion des mesures obtenues par les différents capteurs, peut être affichée sur le tableau de bord. [0143] De plus, toutes les situations de conduite entraînant une perte d’adhérence entre les roues du véhicule et le sol induisent un déplacement du véhicule par glissement et non uniquement par roulement. Ce glissement induit un écart entre : [0142] A single value for estimating the current speed, resulting from the fusion of the measurements obtained by the various sensors, can be displayed on the instrument panel. [0143] In addition, all the driving situations resulting in a loss of grip between the wheels of the vehicle and the ground induce a movement of the vehicle by sliding and not only by rolling. This slippage induces a difference between:
- d’une part, les mesures issues des capteurs montés sur les roues ou montés dans le moteur électrique qui estiment le déplacement du véhicule par roulement, - on the one hand, measurements from sensors mounted on the wheels or mounted in the electric motor which estimate the movement of the vehicle by rolling,
- et, d’autre part, le signal reçu par le récepteur GPS qui estime par géolocalisation le déplacement du véhicule indépendamment de l’adhérence entre les pneus du véhicule et le sol. - and, on the other hand, the signal received by the GPS receiver which estimates by geolocation the movement of the vehicle regardless of the adhesion between the vehicle's tires and the ground.
[0144] La [Fig. 4] représente une bicyclette à moteur électrique. La bicyclette comporte notamment une roue avant RAV, une roue arrière RAR et un moteur électrique MOT, typiquement un moteur sans balais, monté sur la roue arrière RAR et apte à transmettre un couple moteur à la roue arrière RAR, motrice. [0144] [Fig. 4] represents a bicycle with an electric motor. The bicycle comprises in particular a front wheel RAV, a rear wheel RAR and an electric motor MOT, typically a brushless motor, mounted on the rear wheel RAR and capable of transmitting a motor torque to the rear driving wheel RAR.
[0145] Le moteur électrique comporte un stator STAT fixe et un rotor ROT en mouvement rotatif par rapport au stator STAT. The electric motor comprises a fixed stator STAT and a rotor ROT in rotary motion relative to the stator STAT.
[0146] Le moteur électrique MOT est par ailleurs dénué de capteur de position angulaire. Plus précisément, le moteur électrique MOT ne comporte pas de capteur à effet Hall, ni de capteur optique et n’est pas non plus apte à mesurer une force contre-électromotrice. Ainsi, le moteur électrique MOT ne comprend pas de composant apte à déterminer une estimation de la position du rotor ROT par rapport au stator STAT. [0146] The electric motor MOT also has no angular position sensor. More specifically, the MOT electric motor does not include a Hall effect sensor or an optical sensor, and is also not suitable for measuring a back electromotive force. Thus, the electric motor MOT does not include a component capable of determining an estimate of the position of the rotor ROT relative to the stator STAT.
[0147] Un tel moteur électrique dénué de capteur de position angulaire présente un coût réduit et une plus grande compacité qu’un moteur électrique comprenant au moins un capteur de position angulaire. De plus, un tel moteur électrique n’est pas sujet à une panne de capteur de position angulaire qui est coûteuse en termes de maintenance. [0147] Such an electric motor without an angular position sensor has reduced cost and is more compact than an electric motor comprising at least one angular position sensor. In addition, such an electric motor is not subject to angular position sensor failure which is costly in terms of maintenance.
[0148] La bicyclette comprend en outre un odomètre ODO. [0148] The bicycle further comprises an ODO odometer.
[0149] L’odomètre comprend un capteur de position angulaire CPA monté sur la roue arrière, mesurant la position angulaire de la roue arrière. [0150] L’odomètre comprend en outre un troisième circuit de traitement CT3 en communication filaire avec le capteur de position angulaire et avec le moteur électrique. [0149] The odometer includes an angular position sensor CPA mounted on the rear wheel, measuring the angular position of the rear wheel. [0150] The odometer further comprises a third processing circuit CT3 in wired communication with the angular position sensor and with the electric motor.
[0151] L’odomètre comprend en outre un afficheur AFF en communication sans-fil avec le troisième circuit de traitement CT3 et disposé sur un guidon de la bicyclette. [0151] The odometer further comprises an AFF display in wireless communication with the third processing circuit CT3 and arranged on a handlebar of the bicycle.
[0152] Le troisième circuit de traitement CT3 est apte à : [0152] The third processing circuit CT3 is capable of:
- recevoir des mesures effectuées par le capteur de position angulaire,- receive measurements made by the angular position sensor,
- déterminer une position angulaire de la roue arrière RAR, - determine an angular position of the rear wheel RAR,
- déterminer une vitesse angulaire de la roue arrière RAR, - determine an angular speed of the rear wheel RAR,
- estimer la position angulaire du rotor ROT du moteur électrique MOT par rapport au stator STAT, - estimate the angular position of the rotor ROT of the electric motor MOT relative to the stator STAT,
- piloter le moteur électrique MOT sur la base de cette estimation, et - drive the MOT electric motor on the basis of this estimate, and
- piloter l’afficheur pour afficher une indication de vitesse courante sur la base de cette estimation. - drive the display to display a current speed indication based on this estimate.
[0153] Il est à noter qu’il existe un intervalle de temps fini entre la mesure de la position angulaire de la roue arrière RAR et la commande du moteur électrique MOT. [0153] It should be noted that there is a finite time interval between the measurement of the angular position of the rear wheel RAR and the control of the electric motor MOT.
[0154] Cet intervalle de temps est subdivisé en : [0154] This time interval is subdivided into:
- un premier intervalle de transmission d’une mesure du capteur CPA vers le troisième circuit de traitement CT3, - a first transmission interval of a measurement from the CPA sensor to the third processing circuit CT3,
- un deuxième intervalle de traitement de la mesure par le troisième circuit de traitement CT3 et de génération d’un signal de commande pour piloter le moteur électrique MOT, - a second measurement processing interval by the third processing circuit CT3 and generation of a control signal to drive the electric motor MOT,
- un troisième intervalle de transmission du signal de commande du troisième circuit de traitement CT3 vers le moteur électrique MOT, et a third transmission interval of the control signal from the third processing circuit CT3 to the electric motor MOT, and
- un quatrième intervalle de mise en oeuvre du signal de commande par le moteur électrique MOT. [0155] Les premier et troisième intervalles sont constants car la transmission de données est effectuée de manière filaire. a fourth interval for the implementation of the control signal by the electric motor MOT. The first and third intervals are constant because the data transmission is carried out in a wired manner.
[0156] Le troisième circuit de traitement CT3 et le moteur électrique MOT sont en outre configurés respectivement pour que le deuxième et le quatrième intervalle soient constants. [0156] The third processing circuit CT3 and the electric motor MOT are furthermore configured respectively so that the second and the fourth interval are constant.
[0157] Ainsi l’intervalle de temps est constant. [0157] Thus the time interval is constant.
[0158] Au cours de cet intervalle de temps constant, la position angulaire du rotor ROT varie de manière prévisible et calculable sur la base de la vitesse angulaire de la roue arrière RAR. [0158] During this constant time interval, the angular position of the rotor ROT varies in a predictable and calculable manner on the basis of the angular speed of the rear wheel RAR.
[0159] Ainsi, le troisième circuit de traitement CT3 prend en compte cet intervalle de temps constant en estimant la position angulaire du rotor ROT non pas à l’instant de la mesure effectuée par le capteur CAPT mais à l’issue de l’intervalle de temps constant et en pilotant le moteur MOT sur la base de cette estimation. [0159] Thus, the third processing circuit CT3 takes into account this constant time interval by estimating the angular position of the rotor ROT not at the instant of the measurement carried out by the sensor CAPT but at the end of the interval constant time and driving the MOT motor on the basis of this estimate.
[0160] Sur la base de l’estimation de la position angulaire du rotor ROT, le troisième circuit de traitement CT3 peut piloter le moteur électrique MOT. Par exemple, le troisième circuit de traitement CT3 peut piloter la commutation des enroulements du stator d’un moteur électrique du type « moteur sans balais » dénué de capteur à effet Hall de manière à entretenir le mouvement du rotor. [0160] Based on the estimation of the angular position of the rotor ROT, the third processing circuit CT3 can drive the electric motor MOT. For example, the third processing circuit CT3 can control the switching of the stator windings of an electric motor of the "brushless motor" type without a Hall effect sensor so as to maintain the movement of the rotor.
[0161] Ainsi, la mesure de position angulaire effectuée par un capteur de position angulaire CPA d’un odomètre ODO normalement prévu pour déterminer et afficher une indication de vitesse courante est également utilisée pour piloter un moteur électrique MOT dénué de capteur de position angulaire. [0161] Thus, the angular position measurement performed by an angular position sensor CPA of an ODO odometer normally provided for determining and displaying a current speed indication is also used to drive an electric motor MOT without an angular position sensor.
[0162] Bien entendu, l’estimation de position relative issue d’un capteur de position angulaire CPA externe au moteur peut également être utilisée pour renforcer la sécurité du pilotage de n’importe quel moteur électrique non dénué de capteur de position angulaire. [0162] Of course, the relative position estimate from an angular position sensor CPA external to the motor can also be used to enhance the safety of the control of any electric motor not without an angular position sensor.
[0163] En particulier, une telle estimation permet de continuer à piloter le moteur électrique même si le capteur de position angulaire interne au moteur, tel qu’un capteur à effet Hall CEH, est soudainement défaillant et ne peut plus indiquer une estimation de la position relative du rotor ROT par rapport au stator STAT. [0163] In particular, such an estimate makes it possible to continue to control the electric motor even if the angular position sensor internal to the motor, such as a Hall effect sensor CEH, suddenly fails and can no longer indicate an estimate of the relative position of the rotor ROT with respect to the stator STAT.

Claims

Revendications Claims
[Revendication 1] Système d’acquisition et de contrôle pour véhicule à moteur électrique, le système comprenant: [Claim 1] Acquisition and control system for an electric motor vehicle, the system comprising:
- au moins un premier capteur de position angulaire apte à indiquer une estimation de position relative d’un rotor du moteur électrique par rapport à un stator du moteur électrique, - at least a first angular position sensor capable of indicating an estimate of the relative position of a rotor of the electric motor with respect to a stator of the electric motor,
- un dispositif de contrôle du moteur électrique apte à piloter un fonctionnement du moteur électrique relatif à une propulsion du véhicule en fonction de ladite estimation de position, dans lequel le dispositif de contrôle est apte à piloter, outre le moteur, un dispositif du véhicule distinct du moteur en fonction de ladite estimation de position. an electric motor control device capable of controlling an operation of the electric motor relating to propulsion of the vehicle as a function of said position estimation, in which the control device is able to control, in addition to the motor, a device of the separate vehicle of the motor as a function of said position estimate.
[Revendication 2] Système d’acquisition et de contrôle selon la revendication 1 , dans lequel : [Claim 2] An acquisition and control system according to claim 1, wherein:
- le premier capteur est monté dans le moteur, - the first sensor is mounted in the engine,
- le système comporte un deuxième capteur apte à indiquer une évolution de position du véhicule, - the system includes a second sensor capable of indicating a change in the position of the vehicle,
- et le dispositif de contrôle est apte à comparer une première mesure issue du premier capteur à une deuxième mesure issue du deuxième capteur pour générer, en cas d’écart, un signal d’alerte. - and the control device is able to compare a first measurement from the first sensor with a second measurement from the second sensor to generate, in the event of a deviation, an alert signal.
[Revendication 3] Système d’acquisition et de contrôle selon la revendication 2, dans lequel le deuxième capteur est un capteur de position angulaire monté sur au moins une roue du véhicule. [Claim 3] An acquisition and control system according to claim 2, wherein the second sensor is an angular position sensor mounted on at least one wheel of the vehicle.
[Revendication 4] Système d’acquisition et de contrôle selon la revendication 2, dans lequel le deuxième capteur est un odomètre. [Claim 4] An acquisition and control system according to claim 2, wherein the second sensor is an odometer.
[Revendication 5] Système d’acquisition et de contrôle selon la revendication 2, dans lequel le deuxième capteur est un récepteur de position de type GPS. [Claim 5] An acquisition and control system according to claim 2, wherein the second sensor is a GPS type position receiver.
[Revendication 6] Système d’acquisition et de contrôle selon la revendication 3, dans lequel le dispositif du véhicule distinct du moteur est un dispositif de sécurité active agencé pour corriger une trajectoire du véhicule en fonction du signal d’alerte. [Claim 6] An acquisition and control system according to claim 3, in which the device of the vehicle separate from the engine is an active safety device arranged to correct a trajectory of the vehicle as a function of the warning signal.
[Revendication 7] Système d’acquisition et de contrôle selon la revendication 6, dans lequel le véhicule comporte une pluralité de roues motrices comportant chacune un deuxième capteur de position angulaire de la roue et dans lequel le dispositif de sécurité active est agencé pour corriger une vitesse angulaire de chaque roue en fonction du signal d’alerte. [Claim 7] Acquisition and control system according to claim 6, in which the vehicle comprises a plurality of driving wheels each comprising a second angular position sensor of the wheel and in which the active safety device is arranged to correct a angular speed of each wheel as a function of the warning signal.
[Revendication 8] Système d’acquisition et de contrôle selon la revendication 1 , dans lequel le premier capteur de position angulaire est positionné sur une roue du véhicule pour mesurer une position angulaire de la roue et déterminer ladite estimation de position angulaire relative du rotor par rapport au stator du moteur électrique, et de là, piloter le fonctionnement du moteur électrique en fonction de ladite estimation de position angulaire, tandis que le moteur électrique est dénué de capteur de position angulaire. [Claim 8] An acquisition and control system according to claim 1, wherein the first angular position sensor is positioned on a wheel of the vehicle to measure an angular position of the wheel and to determine said estimate of relative angular position of the rotor by relative to the stator of the electric motor, and from there, controlling the operation of the electric motor as a function of said estimation of angular position, while the electric motor has no angular position sensor.
[Revendication 9] Système d’acquisition et de contrôle selon la revendication 8, dans lequel : [Claim 9] An acquisition and control system according to claim 8, wherein:
- le dispositif du véhicule est un indicateur de vitesse courante du véhicule,- the vehicle device is a current vehicle speed indicator,
- et le dispositif de contrôle est apte à piloter, outre le moteur, l’indicateur de vitesse courante, en fonction de ladite estimation de position. - and the control device is able to control, in addition to the motor, the current speed indicator, as a function of said position estimate.
[Revendication 10] Système d’acquisition et de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le premier capteur est un capteur à effet Hall. [Claim 10] An acquisition and control system according to any one of claims 1 to 9, wherein the first sensor is a Hall sensor.
[Revendication 11] Système d’acquisition et de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le moteur électrique est un moteur sans balais. [Claim 11] An acquisition and control system according to any one of claims 1 to 10, wherein the electric motor is a brushless motor.
[Revendication 12] Système d’acquisition et de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 , comprenant au moins un bus de données apte à transmettre l’estimation de position au dispositif de contrôle du moteur électrique et apte à transmettre un signal de commande émis par le dispositif de contrôle du moteur électrique sur la base de l’estimation de position au dispositif du véhicule, le dispositif du véhicule étant pilotable sur la base du signal de commande transmis. [Claim 12] Acquisition and control system according to any one of claims 1 to 11, comprising at least one data bus capable of transmitting the position estimate to the control device of the electric motor and capable of transmitting a signal. command transmitted by the control device of the electric motor on the basis of the position estimation to the device of the vehicle, the device of the vehicle being controllable on the basis of the transmitted control signal.
[Revendication 13] Système d’acquisition et de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, le véhicule comportant un deuxième moteur électrique, dans lequel : [Claim 13] An acquisition and control system according to any one of claims 1 to 12, the vehicle comprising a second electric motor, in which:
- le dispositif du véhicule, distinct du moteur, est un dispositif de contrôle du deuxième moteur électrique apte à piloter un fonctionnement du deuxième moteur électrique en fonction de ladite estimation de position. the device of the vehicle, separate from the engine, is a device for controlling the second electric motor capable of controlling an operation of the second electric motor as a function of said position estimate.
[Revendication 14] Véhicule à moteur électrique comprenant un système d’acquisition et de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 13. [Claim 14] An electric motor vehicle comprising an acquisition and control system according to any one of claims 1 to 13.
[Revendication 15] Procédé d’acquisition et de contrôle pour véhicule à moteur électrique, le procédé comprenant : [Claim 15] An acquisition and control method for an electric motor vehicle, the method comprising:
- obtenir, par un premier capteur de position angulaire, une estimation de position relative d’un rotor du moteur électrique par rapport à un stator du moteur électrique, - obtain, by a first angular position sensor, an estimate of the relative position of a rotor of the electric motor with respect to a stator of the electric motor,
- piloter, par un dispositif de contrôle du moteur électrique, un fonctionnement du moteur électrique relatif à la propulsion du véhicule en fonction de ladite estimation de position, et piloter, par le dispositif de contrôle du moteur électrique, un dispositif du véhicule, distinct du moteur, en fonction de ladite estimation de position. - Controlling, by a control device of the electric motor, an operation of the electric motor relating to the propulsion of the vehicle as a function of said position estimate, and controlling, by the control device of the electric motor, a device of the vehicle, distinct from the motor, as a function of said position estimate.
[Revendication 16] Programme informatique comportant des instructions pour la mise en oeuvre du procédé d’acquisition et de contrôle selon la revendication 15, lorsque lesdites instructions sont exécutées par un processeur. [Claim 16] A computer program comprising instructions for carrying out the acquisition and control method according to claim 15, when said instructions are executed by a processor.
[Revendication 17] Circuit de traitement comprenant un processeur connecté à une mémoire et à au moins une interface de communication avec un dispositif de contrôle d’un moteur électrique et au moins un dispositif du véhicule distinct du moteur, le circuit de traitement étant configuré pour réaliser les étapes du procédé d’acquisition et de contrôle selon la revendication 15. [Claim 17] Processing circuit comprising a processor connected to a memory and to at least one communication interface with a control device of an electric motor and at least one device of the vehicle distinct from the engine, the processing circuit being configured to carrying out the steps of the acquisition and control method according to claim 15.
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