Brevet FR3125010A1 — publié le 20230113

Procédé de commande d’un moteur électrique d’assistance au pédalage pour véhicule à pédalier L’invention concerne un procédé de commande d’un moteur électrique d’assistance au pédalage pour véhicule à pédalier comprenant les étapes : au moins dès lors qu’une rotation du pédalier est détectée, mesurer la vitesse instantanée V du véhicule, et si la vitesse instantanée V du véhicule est inférieure à une première valeur seuil Vs1 , commander le moteur électrique en appliquant une boucle de régulation comprenant un processus d’itération d’une fonction f définissant, à chaque instant n et à partir d’une commande en couple Cn-1 appliquée à l’instant n-1 précédent, une commande en couple Cn à appliquer à l’instant n , ladite fonction ayant comme variable, voire comme unique variable, la vitesse instantanée V du véhicule. L’invention permet de faire varier la commande en couple du moteur en fonction de la dynamique du véhicule de sorte notamment à l’adapter à des conditions de démarrage difficile. Figure pour l’abrégé : Fig. 7 Procédé de commande d’un moteur électrique d’assistance au pédalage pour véhicule à pédalier La présente invention concerne le domaine des systèmes et procédés de contrôle pour véhicule à pédalier à assistance électrique. La présente invention concerne plus particulièrement un procédé de commande d’un moteur de véhicule à pédalier. Elle trouve pour application l’adaptation automatique de l’assistance électrique en condition(s) de démarrage difficile (charge lourde, démarrage en côte, etc.). ETAT DE LA TECHNIQUE Les vélos électriques sont généralement équipés soit d’un capteur de pédalage (ou de rotation), permettant d’obtenir la vitesse de rotation du pédalier du cycliste, soit d’un capteur de couple, permettant d’obtenir non seulement la vitesse de rotation du pédalier, mais aussi des mesures de l’effort fourni par le cycliste. Lors du démarrage du vélo (avec une vitesse initiale nulle), différentes boucles de régulation peuvent être mises en œuvre en fonction du type de capteur équipant le vélo à assistance électrique. Avec un capteur de couple, la régulation fournit une commande qui est proportionnelle à l’effort fourni par le cycliste. En cas de démarrage difficile, le cycliste fournit instantanément un effort plus important et la régulation fournit donc une assistante également plus forte qui aidera le cycliste à surmonter la difficulté du démarrage. La présence d’un capteur de couple permet donc une assistance électrique parfaitement adaptée lors d’une phase de démarrage. Un inconvénient de cette solution réside dans le fait qu’un capteur de couple induit un coût significatif. Cette problématique de coût est encore plus prégnante à l’échelle d’une flotte de vélos. Avec un capteur de pédalage (ou de rotation), la régulation fournit, quelle que soit la situation (démarrage difficile ou non), une commande identique visant à essayer d’amener le vélo à une vitesse cible définie. Ainsi, en cas de démarrage difficile, cette régulation est identique à la situation où la charge est faible et/ou le démarrage se fait sur du plat ou en descente. En conséquence, la dynamique de démarrage du vélo n’est pas la même pour un démarrage aisé ou un démarrage difficile. Dans la situation d’un démarrage difficile, l’accélération peut être trop lente et la vitesse de démarrage trop faible, ce qui peut se traduire par une difficulté du cycliste à tenir l’équilibre. Un objet de la présente invention est donc de proposer un procédé de commande d’un moteur électrique d’assistance au pédalage pour véhicule à pédalier qui permette de réduire, voire de supprimer, les inconvénients des solutions connues Un autre objet de la présente invention est de proposer un procédé de commande d’un moteur électrique d’assistance au pédalage pour véhicule à pédalier qui permette d’adapter automatiquement l’assistance électrique à la difficulté du démarrage, sans connaître l’effort fourni par le cycliste (donc en l’absence d’un capteur de couple). Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés. RESUME Pour atteindre cet objectif, selon un premier aspect de l’invention, on prévoit un procédé de commande d’un moteur électrique d’assistance au pédalage pour véhicule à pédalier comprenant les étapes suivantes : au moins dès lors qu’une rotation du pédalier est détectée, mesurer la vitesse instantanée V du véhicule, et si la vitesse instantanée V du véhicule est inférieure à une première valeur seuil V S1 prédéterminée, commander le moteur électrique en appliquant une boucle de régulation comprenant, voire consistant en, un processus d’itération d’une fonction f définissant, à chaque instant n et à partir d’une commande de couple C n-1 appliquée à l’instant n-1 précédent, une commande en couple C n à appliquer à l’instant n , ladite fonction ayant : comme variable, voire comme unique variable, une différence entre la première valeur seuil V S1 et la vitesse instantanée V du véhicule, et comme paramètres, voire comme uniques paramètres, une valeur maximale de commande en couple C max du moteuret un coefficient dit d’accélération K définissant une amplitude maximale de chaque itération. Ainsi, l’invention selon son premier aspect consiste en un procédé de commande par itération d’une fonction dont une variable, voire l’unique variable, à savoir la vitesse instantanée V du véhicule à pédalier, permet de faire varier la commande en couple du moteur en fonction de la dynamique du véhicule. Le procédé permet ainsi, par réglages des paramètres de la fonction f du processus d’itération, de garantir au cycliste une assistance suffisante lui permettant d’atteindre une vitesse d’équilibre suffisamment rapidement pour ne pas le mettre en difficulté lorsque les conditions de démarrage sont difficiles. Ce procédé permet d’apporter une assistance électrique pertinente au cycliste, sans avoir besoin de recourir à un capteur de couple. L’invention permet donc de réduire le coût des vélos à assistance électrique. Elle présente donc un avantage encore plus significatif à l’échelle d’une flotte de vélos. Un autre aspect de l’invention concerne un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions, qui lorsqu’elles sont effectuées par au moins un processeur, exécute au moins les étapes du procédé tel qu’introduit ci-dessus. Un autre aspect de l’invention concerne une unité de commande (ou un calculateur) d’un moteur, telle qu’un microcontrôleur ou un microprocesseur, conçue pour effectuer au moins les instructions du produit programme d’ordinateur tel qu’introduit ci-dessus. Un autre aspect de l’invention concerne un véhicule à pédalier comprenant au moins un moteur et une unité de commande (ou un calculateur) telle qu’introduite ci-dessus. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels : La représente graphiquement cinq exemples de profil de vitesse de démarrage. La représente graphiquement un premier des cinq exemples de profil de vitesse de démarrage illustré sur la et l’évolution correspondante de la commande en couple. La représente graphiquement un deuxième des cinq exemples de profil de vitesse de démarrage illustré sur la et l’évolution correspondante de la commande en couple. La représente graphiquement un troisième des cinq exemples de profil de vitesse de démarrage illustré sur la et l’évolution correspondante de la commande en couple. La représente graphiquement un quatrième des cinq exemples de profil de vitesse de démarrage illustré sur la et l’évolution correspondante de la commande en couple. La représente graphiquement le cinquième des cinq exemples de profil de vitesse de démarrage illustré sur la et l’évolution correspondante de la commande en couple. La est un ordinogramme d’un mode de réalisation du premier aspect de l’invention. Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations graphiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention. Même si ces représentations graphiques visent à illustrer des applications pratiques de l’invention, l'échelle de chacun de leurs axes ne vise pas à limiter le domaine d’applications de l’invention. Procédé de commande d’un moteur électrique d’assistance au pédalage pour véhicule à pédalier comprenant les étapes suivantes : au moins dès lors qu’une rotation du pédalier est détectée, mesurer la vitesse instantanée V du véhicule, et si la vitesse instantanée V du véhicule est inférieure à une première valeur seuil V S1 prédéterminée, commander le moteur électrique en appliquant une première boucle de régulation comprenant un processus d’itération d’une fonction f définissant, à chaque instant n et à partir d’une commande en couple C n-1 appliquée à l’instant n-1 précédent, une commande en couple C n à appliquer à l’instant n , ladite fonction ayant : comme variable, une différence entre la première valeur seuil V S1 et la vitesse instantanée V du véhicule, et comme paramètres : une valeur maximale de commande en couple C max du moteur et un coefficient dit d’accélération K définissant une amplitude maximale de chaque itération. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la première boucle de régulation consiste en ledit processus d’itération. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite fonction a, comme unique variable, la différence entre la première valeur seuil V S1 et la vitesse instantanée V du véhicule. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite fonction a, comme uniques paramètres : la valeur maximale de commande en couple C max et le coefficient d’accélération K . Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, avant qu’une rotation du pédalier soit détectée, la commande en couple du moteur est nulle. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première boucle d’itération est comprise dans une boucle conditionnant chaque itération à un non-dépassement de la commande en couple C n relativement à la valeur maximale de commande en couple C max du moteur. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ladite valeur maximale de commande en couple C max est sensiblement comprise entre 20 A et 50 ou 60 A. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le coefficient d’accélération K est un nombre sans dimension sensiblement compris entre 1 et 100, par exemple sensiblement égale à 30,0. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite fonction f est définie de sorte que chaque itération soit d’une amplitude décroissante : à mesure que la vitesse instantanée V du véhicule augmente et jusqu’à être nulle lorsque la vitesse instantanée V du véhicule atteint la première valeur seuil V S1 . Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première valeur seuil V S1 est sensiblement comprise entre 2 et 10 km/h, de préférence sensiblement comprise entre 4 et 8 km/h. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, si la vitesse instantanée V du véhicule est supérieure à une deuxième valeur seuil V S2 prédéterminée, la commande du moteur électrique comprend l’application conjointe de la première boucle de régulation et d’une deuxième boucle de régulation, la deuxième valeur seuil V S2 étant inférieure à la première valeur seuil V S1 et de préférence sensiblement comprise entre 2 km/h et 6 km/h, et de préférence sensiblement égale à 4 km/h. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite fonction f prend la forme suivante : , où est la valeur maximale de commande en couple du moteur, est le coefficient d’accélération définissant l’amplitude maximale de chaque itération, et est définie de sorte que chaque itération soit d’une amplitude décroissante : à mesure que la vitesse instantanée V du véhicule augmente et jusqu’à être nulle lorsque la vitesse instantanée V du véhicule atteint la première valeur seuil V S1 . Procédé selon la revendication précédente, dans lequel , avec m un entier compris entre 1 et 4, de préférence avec m = 2. Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions, qui lorsqu’elles sont effectuées par au moins un processeur, exécute au moins les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes. Unité de commande d’un moteur conçue pour effectuer au moins les instructions du produit programme d’ordinateur selon la revendication précédente. Véhicule à pédalier comprenant au moins un moteur et une unité de commande selon la revendication précédente.