FR2934527A1 - Systeme de gestion du couple exerce par une machine electrique sur une roue d'un vehicule - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un système de gestion de couple à une roue d'un véhicule couplé à une machine électrique (14) propre à être pilotée en traction ou en freinage en fonction de consignes appliquées notamment à partir des commandes du conducteur. Le système décrit à titre d'exemple comporte deux pédales de commande (32, 33) , l'une pour l'accélération et l'autre pour le freinage électriques, actionnables par le conducteur dans une plage de commande donnée. Un capteur (54) du déplacement de chaque pédale en fonction des sollicitations du conducteur est propre à produire un signal (42, 43) dont la variation dans un intervalle donné fournit normalement une mesure du déplacement de la pédale dans ladite plage de commande. Ce signal de mesure est capté par un détecteur de défaut (108) qui fournit une indication d'anomalie si sa valeur s'écarte en plus ou en moins dudit intervalle de variation donné. Un générateur de consigne (101, 103) est opératoire en fonction du signal de mesure et des indications du détecteur de défaut pour élaborer une consigne de couple qui correspond audit signal de mesure, en cas de fonctionnement normal, et une consigne de sécurité, en cas d'anomalie, et appliquer la consigne de couple adaptée résultante pour le contrôle de couple à la machine en fonction du paramètre de commande concerné.

Description

-1- Système de gestion du couple exercé par une machine électrique sur une roue d'un véhicule

DOMAINE DE L'INVENTION [0001] La présente invention est relative aux systèmes de commande pour la conchite de véhicules électriques. Elle vise les véhicules équipés d'au moins une machine électrique propre à être pilotée en traction ou en freinage en fonction des commandes du conducteur du véhicule.

ETAT DE LA TECHNIQUE [0002] Les propositions de véhicules électriques se sont beaucoup développées ces dernières années. On peut citer par exemple le brevet US 5 418 477 qui décrit un véhicule à quatre roues, de type hybride série, dans lequel chaque roue est entraînée par une machine électrique qui lui est propre. Un contrôleur permet de piloter les moteurs de roue et assurant la gestion de fourniture d'énergie aux moteurs à partir d'un alternateur ou d'une batterie. Pour citer un autre exemple, la demande de brevet publiée du Royaume Unis sous la référence GB 2344799 décrit un véhicule exploitant les possibilités de freinage offertes par la présence à bord de machines électriques pour engendrer plusieurs niveaux de puissance de freinage régénératif et fournir une fonction de freinage simulant le freinage par compression ou freinage moteur normalement disponible avec les moteurs à combustion interne, en plus de la fonction de freinage mécanique traditionnelle. [0003] Il est donc bien connu d'utiliser le couple fourni par une machine électrique pour ajuster en plus ou en moins les efforts de freinage par friction appliqués aux roues d'un véhicule à traction électrique. En outre comme en atteste par exemple la demande de brevet publiée sous le N° WO 2007/107576 des demandeurs, un véhicule électrique a déjà été proposé dans lequel non seulement la traction mais également le freinage sont intégralement et directement dérivés d'une énergie électrique. 2934527 -2- [0004] Pour exploiter efficacement les possibilités offertes par ces fonctions, les dispositifs proposés font appel à des systèmes électroniques élaborés pour gérer le fonctionnement des machines électriques, de façon à réaliser un contrôle précis à chaque instant du couple fourni ou exploité par la machine électrique. Ces circuits 5 exploitent les données caractérisant les paramètres du fonctionnement des véhicules à chaque instant et doivent en outre être opératoires à tout moment en réponse aux commandes du conducteur. [0005] Dans les systèmes traditionnels de commande de la conduite de véhicules qui mettent en oeuvre essentiellement des moyens mécaniques ou hydrauliques, l'expression 10 d'un souhait du conducteur et l'exécution de la commande correspondante se confondent par l'effet d'une transmission mécanique et/ou parfois hydraulique de l'expression de la commande. Les effets sur les actionneurs de traction ou de freinage sont directs. Une défaillance dans un organe de la chaîne cinématique de commande qu'il s'agisse d'une pédale, de son dispositif de rappel ou d"un élément de la tringlerie ou de l'hydraulique 15 de liaison est, en général, immédiatement détectée. Les conséquences potentielles d'une telle défaillance sont perçues en général de façon quasi immédiate par l'opérateur. [0006] Tel n'est pas forcément le cas avec les systèmes à machine électrique dans lesquels l'expression d'une commande conducteur est traduite en signaux de consigne électriques de bas niveau qui font l'objet d'un traitement en liaison avec d'autres 20 informations à bord du véhicule avant de déclencher une éventuelle évolution des consignes aux organes de contrôle de la machine électrique en vue de modifier à leur tour les courants forts nécessaires au contrôle dynamique du véhicule. [0007] En général les systèmes de gestion électronique interne des commandes d'actuateurs mis en oeuvre dans les véhicules modernes comportent eux-mêmes leurs 25 propres systèmes de détection de défaut et de sécurisation. Il importe que le début de la chaîne de commande reliant l'opérateur à ces systèmes soit également sécurisés avec le niveau de fiabilité requis dans des applications à un véhicule électrique où les commandes conducteur sont elles-mêmes traduites en signaux électriques ultérieurement traités dans les systèmes de gestion électronique mentionnés plus haut. -3- [0008] En conséquence, l'invention vise un système de sécurisation de la génération des consignes de fonctionnement d'au moins une machine électrique pilotée en traction et en freinage qui soit simple et fiable et apte à une réalisation économique pour s'adapter à des applications de grande diffusion. Le système doit, de préférence, permettre de détecter les défauts survenus dans la chaîne de commande de la machine mais aussi gérer la production de consignes destinées à minimiser les conséquences des défaillances constatées en évitant d'appliquer aux roues du véhicule des valeurs de couple non acceptables par le conducteur, voire préjudiciables au comportement du véhicule et donc dangereuses.

EXPOSE DE L'INVENTION [0009] Conformément à l'objectif précédent, l'invention a pour objet un système de gestion du couple exercé en traction ou en freinage par une machine électrique sur une roue d'un véhicule, à partir de commandes du conducteur, ce système comportant : - au moins un organe de commande d'un paramètre de conduite permettant au conducteur d'appliquer un niveau de commande souhaité dans une plage donnée pour ce paramètre, - un capteur couplé audit organe pour produire un signal de mesure du niveau de commande appliqué audit organe, - un détecteur de défaut pour fournir une indication de défaut en présence d'une anomalie ou d'une ambiguïté en liaison avec le signal de mesure, et - un générateur de consigne opératoire pour, en fonction des indications du détecteur de défaut, élaborer une consigne de couple sécurisée correspondant audit signal de mesure en cas de fonctionnement normal et correspondant une consigne de sécurité en cas de défaut, adaptée au contrôle du couple à cette machine en fonction du paramètre de commande concerné. [0010] On conçoit ainsi que, selon le type de défaut ou d'indétermination pour lequel est prévu le détecteur de défaut, on puisse éviter des pertes de contrôle potentiellement dangereuses d'une machine électrique qui fournit tout ou partie de la traction ou du freinage d'un véhicule. On peut aussi concevoir par exemple que le détecteur de défaut 2934527 -4 soit apte à repérer le cas où non pas un mais deux des organes de commande de paramètres de la conduite du véhicule sont sollicités en même temps. Il peut s'agir, par exemple, de deux pédales, l'une pour commander une accélération de traction de la machine et l'autre pour commander son fonctionnement en organe de freinage électrique 5 par récupération d'énergie. Dans ce cas, en fonction notamment des applications prévues et du segment de clientèle visé par véhicule, on pourra prévoir de ne pas modifier les consignes engendrées à partir de chacune des pédales, pour un véhicule sportif à mettre seulement entre les mains de conducteurs très expérimentés. On pourra au contraire tenter de remédier à l'inexpérience ou à la maladresse d'autres catégories de conducteurs 10 en prévoyant, en cas de signaux d'apparence contradictoire, de forcer à une valeur donnée faible ou nulle la consigne de couple moteur tout en conservant intégralement la consigne de freinage électrique pour le ou les moteurs concernés. [0011] On peut aussi bien entendu utiliser le détecteur de défaut pour repérer un dysfonctionnement d'un capteur destiné à traduire en termes de signaux électriques les 15 commandes d'un actionneur tel qu'une pédale. Le détecteur de défaut est alors spécifiquement conçu pour surveiller le fonctionnement du capteur et/ou son signal de sortie. [0012] A cet égard, selon une forme de mise en oeuvre de l'invention, le signal de mesure produit par le capteur couplé audit organe de commande en fonction du niveau 20 de commande appliqué audit organe est apte à évoluer dans une fourchette de variation qui s'étend, d'un côté au moins, au-delà d'un intervalle de variation donné qui correspond strictement à la plage de commande. Autrement dit, le choix du capteur couplé audit organe et/ou sa mise en oeuvre sont tels que la plage de commande est délibérément inférieure à la plage dont il est intrinsèquement capable. Le détecteur de 25 défaut, qui peut comporter un module d'analyse du signal , permet alors de fournir, en fonctionnement, une indication de défaut si le niveau du signal issu du capteur se trouve en dehors dudit intervalle donné. Selon un mode de réalisation avantageux, la fourchette de variation du signal de mesure s'étend au-delà de l'intervalle de variation donné de chaque côté dudit intervalle. 2934527 -5- [0013] Avec ce système, si par suite d'un défaut du capteur, par exemple un court-circuit ou une coupure de ses connexions électriques, le signal de mesure sort de son intervalle de variation en fonctionnement normal, ce signal ne peut pas être utilisé pour déterminer une consigne de couple de traction ou de freinage électrique, selon le capteur 5 dont la mesure est affectée du défaut. Le système prévoit de remplacer alors la consigne issue du capteur défaillant par une consigne de sécurité, c'est-à-dire qui ne mette pas le véhicule en danger. Dans le cas où plusieurs paramètres de commande contribuent chacun à l'élaboration d'une consigne individuelle, le système effectue la composition de toutes ces consignes pour contrôler la valeur du couple à la machine électrique à 10 l'instant considéré. Il est loisible au concepteur de choisir le mode de gestion de ces consignes et, en cas de défaut d'un organe de commande, ou dans le cas d'actionnement de plusieurs organes correspondant à des paramètres de commande a priori contradictoires, tels que les accélérations de traction et de freinage, de déterminer la stratégie appropriée pour obtenir une consigne de couple globale répondant en sécurité 15 aux objectifs assignés au type de véhicule concerné. [0014] Selon un mode de réalisation préféré, le système de gestion comporte en outre un autre capteur propre à produire un signal de franchissement d'un niveau d'actionnement prédéterminé par l'organe de commande dudit paramètre. Le module de défaut est alors sensible audit signal de franchissement pour fournir une indication 20 d'anomalie également en cas d'incohérence entre ledit signal de mesure et le signal de franchissement. Selon un mode de réalisation ledit niveau d'actionnement correspond sensiblement à la borne inférieure de la plage de commande dudit paramètre ou à un seuil d'actionnement proche de cette position. On obtient ainsi un moyen simple de détection d'un décalage accidentel entre l'indication fournie par le signal de mesure et la 25 sollicitation réellement fournie par l'organe de commande. [0015] Le système permet ainsi de résoudre des incohérences ou contradictions apparentes entre des commandes affichées par le conducteur pour en tirer des consignes de couple qui n'affectent pas la sécurité. Il peut être utilisé même dans le cas où l'on génère une consigne de freinage à partir de sources multiples, l'une des sources étant les 30 commandes du conducteur et une autre des sources étant un système générant une sensation de frein moteur. 2934527 -6- [0016] On a vu également que selon un mode de réalisation possible, le système élabore une consigne de sécurité qui correspond à une commande de consigne de couple d'accélération ou de freinage électrique nul pour le paramètre dont le capteur est détecté comme défaillant ou pour une des commandes non prioritaire en cas de paramètres 5 contradictoires. [0017] Selon un autre aspect de la présente invention, on réalise un système de gestion de consigne pour la conduite d'un véhicule qui comporte également un générateur de consigne de couple de freinage électrique supplémentaire, dit freinage moteur, propre à appliquer une consigne de couple de freinage supplémentaire pour appliquer à la 10 machine électrique un couple de freinage dit moteur fonction d'au moins un paramètre déterminé à bord du véhicule pour caractérise son fonctionnement. Ce paramètre peut avantageusement être généré indépendamment des commandes conducteur. [0018] L'invention peut être mise en oeuvre en couplant un générateur de consigne de couple sécurisée correspondant à chaque paramètre de conduite à la disposition du 15 conducteur à un générateur de consigne de couple résultante propre à combiner les consignes sécurisées et, le cas échéant, une ou plusieurs consignes supplémentaires, selon une loi de composition déterminée pour appliquer la consigne résultante au contrôle du couple à la machine électrique. Selon une réalisation possible, la loi de composition est une loi d'addition des consignes élémentaires qui lui sont appliquées. 20 Dans le cas d'un véhicule comportant plusieurs machines électriques couplées chacune à une roue respective, il peut être opportun de réaliser un générateur de consigne résultante commun à l'ensemble des machines électriques couplées auxdites roues. [0019] Enfin on peut avantageusement prévoir de programmer le détecteur de défaut pour détecter le franchissement d'une borne de ladite plage de variation normale avec 25 une marge de tolérance préétablie hors de ladite plage. Il est également possible de programmer un module d'analyse du détecteur de défaut pour déclarer l'incohérence entre l'indication de franchissement dudit niveau d'actionnement prédéterminé et le signal de mesure dans le cas où ce dernier présente un écart supérieur à une tolérance prédéterminée en plus ou en moins de la valeur normale dudit signal de mesure pour ce 30 niveau d'actionnement de l'organe de commande. 2934527 -7- [0020] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention.

5 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0021] La figure 1 est un schéma synoptique de l'organisation d'un véhicule équipé d'une machine électrique de traction et freinage pour chacune de ses roues arrière, avec les principaux éléments du système d'alimentation et de conduite de la machine. [0022] Les figures 2A et 2B sont des vues en élévation, respectivement de face et 10 de profil, d'une pédale de commande véhicule équipée de capteurs conformément à l'invention. [0023] La figure 3 est un diagramme permettant d'illustrer le principe de la détection d'anomalie mise en oeuvre dans un système de sécurisation de consigne selon l'invention. 15 [0024] La figure 4 est un schéma bloc d'ensemble simplifié du système de génération et de gestion de consignes selon l'invention. [0025] La figure 5 représente un organigramme de mise en oeuvre de la détection d'anomalie explicité en liaison avec la figure; et [0026] La figure 6 est un organigramme de la gestion de consignes d'accélération et 20 de freinage selon l'exemple choisi pour illustrer l'invention.

DESCRIPTION D 'UN EXEMPLE DE REALISATION [0027] A la figure 1, on a schématisé un véhicule à quatre roues, deux roues avant, 11D à droite et 11G à gauche, et deux roues arrière 12D à droite et 12G à gauche.

25 Chacune des roues arrières 12D et 12G est équipée d'une machine électrique respective 14D et 14G qui lui est couplée mécaniquement. Dans la suite, on ne reprendra pas les 2934527 -8- indices désignant spécifiquement la position des roues 11 et 12 ou des machines électriques 14 dans le véhicule lorsque cela n'apporte rien à la clarté de l'exposé. Les machines électriques 14 sont des machines synchrones triphasées, équipées d'un capteur de position angulaire de type resolver . Elles sont pilotées par un bloc électronique 5 de pilotage de roue 15 qui comporte deux modules de roue non individualisés sur la figure 1, un pour chacune des roues 14D et 14G. Le bloc 15 permet l'alimentation de chacune de ces machines, via une ligne électrique de puissance 16, à partir d'une source d'énergie électrique embarquée constituée ici par une batterie électrique de puissance 17. Cette batterie 17 est associée à un module de charge 18 connectable à une 10 alimentation de courant électrique lorsque le véhicule est à l'arrêt dans une station de recharge. Les modules électroniques du bloc de pilotage de roue 15 sont conçus pour piloter les machines électriques 14D et 14G en couple. De ce fait, les machines électriques 14 peuvent être utilisées en moteur et en génératrice. Chacune des roues 11 et 12 du véhicule est équipée d'un dispositif de freinage mécanique non représenté. 15 [0028] De nombreuses dispositions sont possibles pour agencer une machine électrique couplée mécaniquement à la roue. On peut trouver avantageux d'installer une démultiplication assez grande, par exemple au moins égale à 10 et même de préférence supérieure à 15, afin que la machine électrique ne soit pas trop volumineuse. On peut installer une machine électrique de façon coaxiale à la roue, la liaison mécanique étant 20 assuré par un train d'engrenages épicycloïdaux pour disposer de la démultiplication nécessaire. On peut aussi adopter une configuration du genre de celle décrite dans la demande de brevet EP 0878332, de préférence en ajoutant un étage de démultiplication mécanique. On peut aussi choisir de disposer plusieurs machines électriques dont les couples s'additionnent. Dans ce cas, un module électronique de roue peut piloter 25 plusieurs machines électriques en parallèle installées dans une même roue. Au sujet de l'installation de plusieurs machines électriques dans une roue, on consultera par exemple la demande de brevet WO 2003/065546 et la demande de brevet FR 2776966. [0029] Une unité centrale 30 gère différentes fonctions, parmi lesquelles la chaîne de traction électrique du véhicule. L'unité centrale 30 communique avec chacun des 30 modules électroniques du bloc de pilotage de roue 15 via les lignes électriques 40 (bus CAN (D). L'unité centrale 30 communique aussi avec une commande d'accélération 33 2934527 -9- via une ligne électrique 43, avec une commande de freinage 32 (frein de service) via une ligne électrique 42, et avec une commande 31 sélectionnant la marche avant ou la marche arrière via une ligne électrique 41. Cela permet de prendre en compte les intentions du conducteur. L'unité centrale 30 communique également avec un module 5 électronique de refroidissement 38 via une ligne électrique 48. [0030] L'unité centrale 30 assure la gestion du déplacement longitudinal du véhicule. Elle contrôle les modules électroniques de pilotage de roue du bloc 15. A cet effet, elle transmet à chaque instant au bloc 15, une valeur de consigne respectivement pour chacun des modules de pilotage des roues arrière, qui détermine le sens et 10 l'intensité du courant traversant chaque machine électrique 14G et 14 D et par conséquent la valeur du couple moteur ou freineur développé respectivement sur l'arbre de ces machines. La répartition de la consigne entre les différents moteurs de traction s'effectue, dans l'exemple présent, simplement à parts égales entre les deux machines. Naturellement, elle pourrait être plus évoluée en adaptant la répartition à chaque instant, 15 en fonction par exemple d'une recherche d'un contrôle du travail des pneumatiques de chaque roue motrice, ou plus généralement en fonction du comportement dynamique recherché pour le véhicule, comme expliqué notamment dans la demande de brevet N° FR07/58946 déposée par les demandeurs le 9 novembre 2007. Bien entendu l'invention s'applique également dans le cas où le nombre de machines électriques est supérieur à 20 deux, ainsi que lorsque les quatre roues sont chacune dotée d'une machine électrique, ou même dans le cas d'une machine unique (ces machines étant installées ou non dans la roue). [0031] Les figures 2A et 2B représentent une réalisation mécanique classique d'une pédale de commande d'accélération ou de freinage 51 pour le conducteur du véhicule.

25 Un levier de pédale métallique 50 est articulé sur un axe 52 porté par un étrier 53 solidaire d'une platine fixée par des pattes 55 et 56 dans la partie basse verticale du poste de conduite à l'intérieur de l'habitacle, sous le tableau de bord. Un ressort de rappel 60 sur l'axe tend en permanence à ramener le levier 50 vers une première position limite, ou position relâchée, représentée à la figure 2B. Un patin de pédale 62 à une 30 extrémité inférieure du levier 50 permet de le faire pivoter autour de son axe 52 contre le couple de rappel du ressort 60 jusqu'à une deuxième position limite où une partie 2934527 - 10 - coudée 64 du levier 50 vient en butée contre le plancher 63 de l'habitacle.. Le levier est relié à un actionneur hydraulique de freinage mécanique classique non représenté ici. [0032] Pour sa mise en oeuvre dans le cadre de l'invention, la pédale 50 est équipée d'un capteur 54 de la position du levier 50. Il comporte un corps solidaire d'une plaque 5 91 elle-même solidaire de l'étrier 53, et un organe sensible au positionnement angulaire du levier 50 autour de l'axe 52 pour produire un signal dont l'amplitude est fonction de la course angulaire de ce levier, à destination de l'unité centrale 30, via un conducteur tel que la ligne 42 ou la ligne 43 de la figure 1. [0033] Le capteur 54, par exemple un potentiomètre ou un capteur à effet Hall, est 10 alimenté de manière à produire un signal de sortie non nul lorsque la pédale 51 est dans la position relâchée, ici représentée. Le niveau de ce signal croît avec l'angle de pivotement de la pédale 51 jusqu'à la butée. Le capteur 54 est branché de façon telle que son signal de sortie n'ai pas atteint le maximum de son amplitude potentielle lorsque la pédale atteint en fin de course sa butée contre le plancher 63. 15 [0034] Le diagramme de la figure 3 représente, mesurées en ordonnée (axe 70) les variations de l'amplitude d'un tel signal à l'entrée de l'unité centrale 30, en fonction d'un paramètre repérant en abscisse (axe 72) la position physique de la pédale 51, par exemple l'angle de rotation du levier 50 par rapport à la position relâchée. Les échelles sur ces deux axes sont repérées en pourcentage de la plage de rotation de l'angle de 20 pédale en abscisse (plage de commande), d'une part, et de l'intervalle de variation totale intrinsèquement possible du signal récupérable à la sortie du capteur 54, d'autre part. [0035] Ainsi, le signal de mesure produit dans les conditions de fonctionnement normal du capteur sur la totalité de la course angulaire de la pédale est représenté par la courbe 75. Le capteur est conçu pour fournir dans la position relâchée de la pédale 25 (abscisse 0%) un signal d'amplitude non nulle correspondant par exemple à 15% de l'échelle de mesure des ordonnées. A 100% de la course de la pédale, il atteint dans cet exemple 85% de sa valeur théorique maximale. Un étage d'analyse du niveau du signal capteur à l'entrée de l'unité centrale est prévu pour détecter un dysfonctionnement dans lequel le signal de sortie du capteur prendrait une valeur hors de l'intervalle entre les 30 bornes (15% et 85%) correspondant au déplacement physique de la pédale. Ceci peut se 2934527 -11- produire par exemple par suite d'un court circuit entre les bornes d'alimentation du capteur ou dans le cas où la borne de sortie variable du capteur entre en court circuit avec une des polarités de son alimentation (le niveau mesuré sera alors plus faible que le niveau correspondant à la position relâchée de la pédale) ou une valeur supérieure en 5 cas de court-circuit d'une des bornes de sortie du capteur avec son autre polarité d'alimentation. [0036] En pratique on applique une tolérances au signal de mesure et l'unité centrale 30 est programmée pour détecter si le signal 75 atteint une valeur inférieure à (15% - E) (point 76) ou supérieure à (85% + E) (point 77) avant de déclarer une 10 anomalie. Ce principe est appliqué aux signaux de sortie de chacune des deux pédales (organes de commande) de conduite 32 pour le freinage électrique et 33 pour l'accélération, sachant que, dans l'exemple du véhicule ici décrit, la pédale de freinage, possède la double fonction: a) de commande du couple de freinage électrique produit sur chaque roue par la machine électrique correspondante et d'actuateur ou commande 15 et b) de commande de freinage mécanique traditionnel par friction. [0037] On va voir maintenant comment la détection de défaut qui vient d'être évoquée est utilisée pour adapter les consignes de commande des machines électriques aux nécessités de la sécurité du véhicule. Le schéma bloc de la figure 4 illustre l'interface entre le conducteur et les fonctions de l'unité centrale 30 qui assurent la 20 gestion des consignes contrôlant le fonctionnent des machines électriques. On y retrouve la commande d'accélération 33 équipée d'un capteur 54A de position de la pédale, relié à l'unité centrale 30 par la ligne de commande 43, la commande de freinage électrique 32 avec son capteur proportionnel 54F relié à l'unité centrale 30 par la ligne 42 et le sélecteur de sens de marche 31 relié à l'unité centrale par la ligne 41 25 [0038] L'organigramme de la figure 5 décrit schématiquement la procédure de détection de défaut d'un capteur 54A ou 54 F par l'unité centrale à partir des signaux de mesure présents sur les lignes 42 et 43 à chaque instant. Comme explicité par l'étape de test 112, l'amplitude de chacun de ces signaux est analysée pour vérifier si elle est ou non inférieure à une borne inférieure (15% - E ), repérée par la référence 76 en ordonnée 30 de la figure 3, légèrement en dessous de la valeur minimale du signal de mesure 75 en 2934527 - 12 - fonctionnement normal. Elle est également testée pour vérifier si elle est supérieure à une borne 77 (85% + s) légèrement supérieure à la limite supérieure de variation du signal 75 de capteur dans les conditions de fonctionnement normal. Si l'un de ces tests est positif, l'existence d'une anomalie est affichée à l'étape suivante 113 et un 5 enregistrement de défaut capteur est réalisé à l'étape 118. Dans le cas contraire le processus se poursuit (ligne 114) comme il sera indiqué ultérieurement. [0039] Revenant à la figure 4, un module de contrôle de défaut capteurs 108 dans l'unité centrale 30 gère, entre autres, la procédure de détection de défauts qui vient d'être détaillée dans les signaux présents aux sorties 42 et 43 des commandes 32 et 33 et 10 transmet l'information respective aux entrées de deux générateurs de consignes 101 et 103 pour l'accélération et le freinage électrique respectivement. Le générateur de consigne de traction 101 reçoit à chaque instant le signal élaboré à la sortie de la commande d'accélération 33 en plus de l'information issue du module de contrôle de défaut 108. De la même façon, le générateur de consigne de freinage électrique de 15 service 103 reçoit à chaque instant le signal élaboré à la sortie de la commande de freinage électrique 32 en plus de l'information de défaut éventuel issue du module 108. En fonction de ces deux entrées, les deux générateurs de consigne 101 et 103 transmettent chacun une valeur de consigne dite sécurisée, explicitée plus loin, à un étage de composition de consignes 110 qui élabore une consigne de couple résultante à 20 l'intention du bloc de pilotage 15. [0040] A chaque instant l'unité centrale 30 reçoit des indications de fonctionnement véhicule comme ici dans cet exemple d'un indicateur de vitesse véhicule 80. Selon un aspect particulier de l'invention, cette indication de vitesse est utilisée par l'unité centrale 30 dans un troisième générateur de consigne 105 pour élaborer une consigne de 25 couple de freinage électrique dit moteur, superposable en permanence, dans l'étage de composition des consignes 110, aux consignes de couple générées à partir des organes de commande conducteur, pour améliorer la gestion des couples appliqués aux roues du véhicule à chaque instant. Cette amélioration se manifeste bien entendu par un renforcement de la perception du comportement du véhicule par le conducteur et des 30 sensations de conduite, notamment lorsque l'opérateur lève le pied de la pédale d'accélérateur. Grâce à l'indépendance existant entre la génération de cette consigne de 2934527 - 13 - freinage électrique dit moteur et les commandes issues des pédales à la disposition du conducteur, elle se manifeste également dans le cas où, par suite d'un défaut, l'un ou l'autre des signaux de consigne d'accélération ou de freinage électrique de service ne reflète pas le souhait exprimé par le conducteur comme il est précisé ci-après. 5 [0041] Comme expliqué précédemment à propos des figures 3 et 5, l'étage 108 de l'unité centrale 30 permet de détecter un défaut de fonctionnement des commandes du conducteur en signalant par exemple au système un dysfonctionnement d'un des capteurs 54 A et 54 F. L'incidence d'une telle détection sur la gestion des consignes est explicitée maintenant en référence à la figure 6 qui présente un organigramme du 10 déroulement des opérations de gestion de consignes à partir des commandes appliquées par le conducteur et des données recueillies en provenance du véhicule lui-même. [0042] A l'étape 120, le générateur 105 fournit une consigne de couple frein moteur fonction de la vitesse véhicule à l'instant considéré à l'étage de composition de consignes de couples 110 (figure 4). La présence éventuelle d'un défaut de la mesure 15 issue de la pédale d'accélération 33 est alors testée à l'étape 122 (cf. procédure 112, 113 de la figure 5). En l'absence d'un tel défaut (sortie N du test 122), la consigne du couple de traction en fonctionnement normal, élaborée par le générateur de couple de traction 101, est validée (étape 124) comme consigne sécurisée et appliquée à l'étage de composition de consignes 110. Si au contraire un défaut a été détecté (sortie O du test 20 122) la consigne de sortie du générateur de consigne de traction 101 est fixée à une valeur de couple nul, à l'étape 126, et c'est cette valeur qui est appliquée comme consigne sécurisée de couple de traction à l'étage de composition de consignes 110.. [0043] La mesure issue du capteur de la pédale de frein 54F est alors testée à l'étape 128 (cf. procédure 112, 113 de la figure 5). En l'absence de défaut, la consigne de 25 couple de freinage électrique de service (fig. 4), est validée (étape 130) et transmise par le générateur de consigne 103 comme consigne sécurisée à l'étage 110 de composition de consignes. Si un défaut a été détecté, la consigne de freinage est fixée par le générateur de consigne 103 (étape 132) à une valeur de couple de freinage électrique nulle et appliquée comme consigne sécurisée à l'étage de composition de consignes 110.

30 A l'étape suivante 135, cet étage 110 combine les consignes sécurisées de couple de 2934527 - 14 - traction et de freinage électrique de service avec la consigne de couples de freinage électrique dit moteur pour produire une consigne de couple résultante globale appliquée à l'instant considéré à l'entrée du bloc électronique de pilotage 15 des roues motrices 12. [0044] La loi de composition pour l'élaboration de cette consigne globale peut être 5 une simple loi additive, sachant que la consigne de traction représente une valeur de couple positive et les consignes de freinage des valeurs négatives . Des modes de composition plus élaborés sont envisageables en fonction des performances recherchées et de la sophistication du véhicule. La consigne de couple peut-être répartie par parts égales entre les deux modules de pilotage des machines électriques 14D et 14F. Elle 10 peut alternativement obéir à une loi de répartition plus complexe lorsque le système de contrôle du véhicule est conçu pour piloter individuellement chaque roue en fonction du comportement souhaité pour cette roue à l'instant considéré. [0045] Le système qui vient d'être décrit permet de résoudre des problèmes rencontrés lors d'une défaillance critique d'un des capteurs destinés à traduire l'intensité 15 ou l'amplitude d'une commande appliquée par le conducteur à un organe tel qu'une pédale dans une plage de commande déterminée. Ainsi, si le signal de sortie du capteur d'accélérateur 54A est en dehors de l'intervalle compris entre les bornes 76 et 77 (figure 2) le système inhibe le fonctionnement des moteurs en traction. Le freinage électrique reste possible tant sous la commande du générateur de consigne de freinage moteur que 20 de la pédale de freinage de service. Il importe que le véhicule s'arrête et ne puisse pas être redémarré tant que ce dysfonctionnement n'est pas corrigé. [0046] Si la mesure issue du capteur de freinage électrique de service est hors bornes, le système inhibe la production d'un couple de freinage électrique de service, mais pas celle qui résulte de la consigne en provenance du générateur de couple de 25 freinage électrique dit "moteur", et il reste possible de commander les machines électriques en traction. Naturellement les fonctions de freinage mécanique ne sont pas affectées. Le système de génération de la consigne de freinage électrique moteur permet donc de garder un niveau de sécurité supplémentaire en cas de défaillance des consignes issues directement des commandes conducteurs. 2934527 - 15 - [0047] On peut enfin se demander comment réagit le système, en l'absence de défaut capteur, lorsque le conducteur exécute des commandes simultanées sur les deux pédales d'accélération et de freinage. Si par exemple le conducteur actionne la pédale de traction puis, sans la relâcher, la pédale de freinage, il peut être opportun d'annuler la 5 consigne de traction. Il n'en va pas forcément de même dans le cas où la pédale d'accélération entre en action pendant que la pédale de freinage est déjà sollicitée. Les choix à faire appartiennent au concepteur du véhicule en fonction du cahier des charges particulier de ce véhicule et des impératifs de sécurité. Le concepteur a aussi la possibilité, dans le cas d'une action simultanée sur les deux pédales, d'inhiber toute 10 consigne de couple électrique (sauf éventuellement celle de freinage électrique moteur) jusqu'à la cessation de la contradiction entre les commandes électriques conducteur. [0048] Pour terminer, on a vu qu'un système de détection simple de défauts susceptibles d'affecter un capteur permettait d'assurer de bonnes conditions de sécurité au véhicule en cas de défaillance. On peut encore envisager le cas d'un autre type de 15 défaut lorsque se manifeste un décalage entre une commande appliquée par le conducteur sur une pédale et le niveau du signal de mesure produit par le capteur à l'intérieur de l'intervalle de variation "normale" qui lui est assigné. Si, dans ce cas de figure relativement rare, le décalage se crée dans le mauvais sens sur la pédale d'accélérateur, le conducteur peut se voir confronté à une accélération du véhicule plus 20 importante que celle qu'il avait commandée. Il va alors agir sur le frein. Le problème peut alors se résoudre, comme expliqué précédemment à propos d'une action simultanée sur les deux pédales, avec la mise à zéro de la consigne de couple de traction. Mais cette solution n'évite pas que le problème puisse se reproduire dès que la pédale de frein est relâchée. Un problème, sans doute moins critique, peut également survenir en cas de 25 décalage du capteur de la commande de freinage électrique de service. [0049] Selon un aspect de l'invention, on évite complètement cette difficulté potentielle en équipant au moins une pédale de commande, et de préférence les deux, d'un capteur de tout ou rien qui détecte le fait que la pédale a franchi une position déterminée dans sa course de manoeuvre. De préférence, la position prédéterminée est la 30 position relâchée de la pédale, ou un point voisin de cette position, avec une tolérance adéquate. En se référant aux figures 2A et 2B, on remarque que la plaque 91 solidaire de 2934527 - 16 - l'étrier 53 supporte le corps 92 d'un capteur inductif 93, qui se projette d'un côté de cette plaque, et qui possède une tête sensible 95 qui traverse la plaque 91, de l'autre côté, pour venir affleurer en bordure de la trajectoire de pivotement du levier métallique 50. Sur la figure 3 la courbe 99 en marche d'escalier représente la variation binaire du signal de 5 sortie du capteur 93. Ce dernier passe d'un niveau arbitrairement fixé à -1, lorsque le levier 50 est sensiblement dans sa position relâchée face à la tête 95 du capteur 93, à un niveau 0 dès que la pédale franchit un seuil de rotation angulaire dénoté par la référence 100 en abscisse et correspondant à une valeur 96 du signal de mesure 75 du premier capteur 54 sur l'axe des ordonnées du diagramme. Un intervalle de tolérance repéré par 10 les bornes 97 et 98 de part et d'autre de la position 96 est fixé pour la valeur du signal 75 qui correspond, en fonctionnement normal, au passage du signal 99 de la valeur -1 à la valeur O lors d'une pression sur la pédale 51. Le signal 99 reste au niveau 0 pendant tout le reste de la course du levier 50 jusqu'à 100%. [0050] Sur la figure 4, les capteurs tout ou rien équipant les pédales d'accélération 15 33 et de freinage 32 sont repérés par les références 93A et 93F. Ils sont raccordés à l'unité centrale 30 par des lignes 46 et 45. En revenant maintenant à l'organigramme de la figure 5, lorsque le signal d'un capteur de déplacement angulaire 54A ou 54 F a été reconnu sans défaut hors bornes (ligne 114 à la sortie N de l'étape 112), le test se poursuit, à l'étape 115, par un test dans lequel le niveau de sortie - 1 ou 0 du capteur par 20 tout ou rien 93A et 93 F est confronté avec celui du signal de mesure 75 (fig 3) pour la pédale correspondante. Si ce niveau de mesure est supérieur à la borne 97 alors que le signal 99 de tout ou rien est à la valeur -1, une incohérence est détectée. Elle est enregistrée comme une anomalie à l'étape suivante 116 du processus. De la même façon le test vérifie si la valeur du signal de mesure 75 tombe en dessous de la borne 98 tandis 25 que le signal de tout ou rien 99 est encore à 0. Dans ce cas également une anomalie est enregistrée à l'étape 116 et un enregistrement de défaut capteur est réalisé (étape 118). Le niveau de consigne pour le paramètre considéré est fixé à une valeur sécurisée prédéterminée comme expliqué précédemment à propos de la figure 6. [0051] On réalise ainsi une détection de défaut qui permet de régler simplement 30 différents problèmes de sécurisation dans l'élaboration des signaux de consigne de couple à partir des commandes conducteur. Le processus décrit à propos de la figure 6 2934527 - 17 - pour gérer les trois consignes de couple aux machines électriques s'applique exactement comme il a été décrit précédemment à propos des capteurs de pédales 54 et 93. Ainsi, si le signal de mesure analysé à la sortie du capteur d'accélérateur est à l'intérieur des bornes de variation normale, alors que le capteur tout ou rien indique une position 5 relâchée de la pédale d'accélérateur, la consigne de couple moteur est forcée à zéro mais le freinage électrique continue d'être opérationnel pour permettre de conduire le véhicule vers un lieu où il est à l'abri du danger. De même si la mesure du capteur de frein est détectée entre ses bornes de variation normale sous l'action de la pédale alors que le signal de tout ou rien indique que la pédale de frein est en position relâchée, 10 (révélant ainsi un décalage entre l'indication fournie par le signal de mesure et la position réelle de la pédale) la consigne de couple de freinage est forcée à zéro, mais le générateur de consigne de freinage électrique moteur reste opérationnel, de même que le générateur de consigne de traction et la commande de freinage mécanique du véhicule. Enfin l'action simultanée du conducteur sur les deux pédales peut être détectée comme 15 telle en l'absence de défaut capteur. Dans ce cas, le concepteur du véhicule peut choisir le type de gestion des consignes qui lui parait le mieux adapté au respect des intentions du conducteur tout en se conformant aux prescriptions de sécurité indispensables. [0052] Enfin on remarque que, dans tous les cas, la possibilité de disposer d'une troisième (voire davantage) possibilité d'élaboration d'un consigne de couple, 20 notamment une consigne de freinage, et de la faculté de prendre en compte des données issues directement du véhicule et caractérisant son fonctionnement indépendamment des commandes du conducteur, par exemple une indication fonction de la vitesse du véhicule, est un avantage pour optimiser le pilotage des roues. [0053] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et 25 représentés et diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. En particulier le principe décrit et revendiqué peut s'appliquer également dans le cas où d'autres modes de défaillances font l'objet d'une surveillance en vue d' adapter les consignes de couples en conséquence.

Claims (14)

1. REVENDICATIONS1. Système de gestion du couple exercé par une machine électrique sur une roue d'un véhicule en traction ou en freinage à partir de commandes du conducteur, ce système comportant : au moins un organe de commande (32, 33) d'un paramètre de conduite permettant au conducteur d'appliquer un niveau de commande souhaité dans une plage de commande donnée pour ce paramètre, un capteur (54) couplé audit organe pour produire un signal de mesure (75) du niveau de commande appliqué audit organe, un détecteur de défaut (108) pour fournir une indication de défaut en présence d'une anomalie ou d'une ambiguïté en liaison avec le signal de mesure, et un générateur de consigne (101, 103) opératoire pour, en fonction des indications du détecteur de défaut (108), élaborer une consigne de couple sécurisée, correspondant audit signal de mesure (75) en cas de fonctionnement normal et correspondant à une consigne de sécurité en cas de défaut, adaptée au contrôle de couple à cette machine en fonction du paramètre de commande concerné.
2. 2. Système de gestion du couple exercé par une machine électrique sur une roue d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de mesure produit par le capteur (54) couplé audit organe de commande (51) est apte à évoluer dans une fourchette de variation qui s'étend, d'un côté au moins, au-delà d'un intervalle de variation donné qui correspond strictement à la plage de commande dudit organe et que le détecteur de défaut (108) est propre à fournir une indication de défaut si le niveau du signal issu du capteur se trouve en dehors dudit intervalle donné.
3. 3. Système de gestion du couple exercé par une machine électrique sur une roue d'un véhicule, selon la revendication 2, caractérisé en ce que fa fourchette de variation du signal de mesure s'étend au-delà de l'intervalle de variation donné de chaque côté dudit intervalle. 2934527 - 19 -
4. 4. Système de gestion du couple exercé par une machine électrique sur une roue d'un véhicule, selon l'une des revendications 1 à 3 , caractérisé en ce qu'il comporte en outre un capteur (93) propre à produire un signal de franchissement d'un niveau 5 d'actionnement prédéterminé par l'organe de commande (51) dudit paramètre et que le détecteur de défaut (108) est sensible audit signal de franchissement pour fournir également-une indication d'anomalie en cas d'incohérence entre ledit signal de mesure et le signal de franchissement. 10
5. 5. Système de gestion du couple exercé par une machine électrique sur une roue d'un véhicule, selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit niveau d'actionnement correspond sensiblement à la borne inférieure (96) de la plage de commande dudit paramètre. 15
6. 6. Système de gestion du couple exercé par une machine électrique sur une roue d'un véhicule, selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit organe de commande est une pédale d'accélérateur (33) du véhicule et que ladite consigne de couple en cas d'anomalie correspond à une valeur nulle du couple de traction en réponse à la commande d'accélération par le conducteur. 20
7. 7. Système de gestion du couple exercé par une machine électrique sur une roue d'un véhicule, selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit organe de commande est une pédale de freinage (32) du véhicule et que ladite consigne de couple en cas d'anomalie correspond à une valeur nulle du couple de freinage 25 électrique en réponse à la commande de freinage électrique par le conducteur.
8. 8. Système de gestion du couple exercé par une machine électrique sur une roue d'un véhicule, selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte également un générateur de consigne de couple de freinage électrique 30 supplémentaire (105), dit moteur, générée en fonction d'au moins un paramètre déterminé à bord du véhicule pour caractériser son fonctionnement . 2934527 - 20 -
9. 9. Système de gestion du couple exercé par une machine électrique sur une roue d'un véhicule, selon la revendication 8, caractérisé en ce que la consigne de couple de freinage électrique supplémentaire est générée indépendamment des commandes 5 conducteur.
10. 10. Système de gestion du couple exercé par une machine électrique sur une roue d'un véhicule, selon l'une des revendications 6, 7, 8 ou 9, caractérisé en ce que les générateurs de consigne de couple sont couplés à un générateur de consigne 10 résultante (110) propre à combiner les consignes affichées par les générateurs de consignes sécurisées et, le cas échéant, le générateur de consigne supplémentaire, selon une loi de composition déterminée pour délivrer une consigne de couple résultante pour le contrôle de la machine électrique. 15
11. 11. Système de gestion du couple exercé par une machine électrique sur une roue d'un véhicule, selon la revendication 10, caractérisé en ce que le générateur de consigne résultante (110) fonctionne selon une loi d'addition des consignes sécurisées qui lui sont appliquées. 20
12. 12. Système de gestion du couple exercé par une machine électrique sur une roue d'un véhicule, selon la revendication 10 ou 11, comportant plusieurs machines électriques (14G, 14D) couplées chacune à une roue (12) respective, caractérisé en ce que le générateur de consigne résultante est commun à l'ensemble des machines électriques couplées auxdites roues. 25
13. 13. Système de gestion du couple exercé par une machine électrique sur une roue d'un véhicule, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détecteur de défaut (108) est programmé pour détecter le franchissement d'une borne hors dudit intervalle de variation donné avec une marge de tolérance préétablie.
14. 14. Système de gestion du couple exercé par une machine électrique sur une roue d'un véhicule, selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le détecteur de défaut 30 2934527 - 21 - (108) est programmé pour déclarer une incohérence entre l'indication de franchissement dudit niveau d'actionnement prédéterminé et le signal de mesure dans le cas où ce dernier présente un écart supérieur à une tolérance prédéterminée (97, 98) en plus ou en moins de la valeur normale dudit signal de mesure pour ce 5 niveau d'actionnement de l'organe de commande.