Brevet FR3132962A1 — publié le 20230825

Un système de pilotage (1) d’au moins un moteur électrique (22) pour véhicule à navigation autonome, ledit système comprenant ; - au moins une interface de commande électronique (3) associée chacune à un moteur électrique (22), au moins un processeur de de sureté de fonctionnement (2) connecté à au moins une interface de commande électronique (3) pour assurer le pilotage dudit au moins un moteur électrique (22) à partir des informations de sécurité provenant d’un scrutateur de sécurité (5) et un processeur de contrôle de navigation (4) configuré pour traiter des informations d’environnement provenant du scrutateur de sécurité (5). Figure de l’abrégé : Figure 1 système de pilotage de motorisation électrique avec contrôle de sécurité et de navigation intégré La présente divulgation concerne un système de pilotage de motorisation électrique avec contrôle de sécurité et de navigation intégré adapté pour entraîner une roue motrice de véhicule. La présente divulgation concerne également un ensemble autonome de motorisation et un véhicule à navigation autonome équipé d’un tel système de pilotage de motorisation. Un véhicule de transport de charge, tel que chariot de préparation (ou « picking » en anglais) utilisé dans un entrepôt de stockage, ou chariot de transport de pièces mécaniques entre deux postes de travail dans une usine, peut être équipé d’un système de motorisation électrique, permettant ainsi à un utilisateur de déplacer le véhicule sans effort, ou avec un effort limité. Cependant, on constate que par exemple, dans des entrepôts de stockage disposant de longues allées, l’utilisation d’un tel chariot quasi manuel implique que l’opérateur parcoure de longs trajets, ce qui occasionne fatigue et perte de temps lorsque le trajet n’est pas optimisé. En outre, l’opérateur doit connaître parfaitement l’emplacement des articles stockés et l’agencement de l’entrepôt pour ne pas perdre du temps. Pour améliorer la gestion du flux logistique, on utilise une technologie de guidage par fil ou par laser pour guider le déplacement des chariots motorisés dans l’espace de travail, par exemple dans un entrepôt afin de s’affranchir de l’intervention humaine. Une telle technologie est dépendante des éléments ou repères externes disposés le long du trajet parcouru par le chariot, par exemple des balises, des fils enterrés, ou une bande de peinture. Une telle technologie de guidage impose aux chariots une trajectoire fixe et une infrastructure spécifique. Afin de pouvoir adapter facilement la trajectoire du véhicule à la modification de l’espace de travail dans lequel il se déplace, ces dernières années sont apparues des robots mobiles autonomes (AMR pour Autonomous Mobile Robots en anglais) qui se déplacent de façon autonome et librement dans un environnement tel que des entrepôts de stockage sans intervention humaine et sans éléments externes grâce à une technologie de géoguidage. La technologie de géoguidage est basée sur la cartographie de l’environnement dans lequel évolue le véhicule. Elle permet au véhicule de se repérer dans l’environnement de travail de façon autonome et de calculer son trajet automatiquement. Pour cela, le véhicule est généralement équipé d’un système lidar qui permet d’acquérir une pluralité de prises de vues de l’environnement. Ces prises de vues sont ensuite envoyées à un calculateur central agencé à distance du véhicule pour générer une reconstruction virtuelle de l’environnement en utilisant un algorithme approprié. Toutefois, dans les usines et les entrepôts, il peut y avoir des opérateurs et d’autres véhicules qui sont en mouvement. Dans de tels environnement dynamique, il est donc essentiel de pouvoir contrôler la trajectoire du véhicule autonome afin de garantir son bon fonctionnement tout en garantissant la sécurité des opérateurs en mouvement. Les informations dites informations sécuritaires qui sont acquises par le système lidar ou d’autres capteurs sont envoyées à un contrôleur couplé au système de motorisation, capable de couper l’alimentation de moteurs ou d’engager un système de freinage pour ralentir le véhicule lorsqu’un obstacle est détecté dans une zone prédéfinie. Actuellement, les informations enrichies d’environnement et les informations sécuritaires sont traitées par un ensemble de modules distincts. Il en résulte ainsi un grand nombre de modules nécessaires pour assurer les fonctions de sécurité et de navigation, formant une architecture éclatée, relativement complexe et couteuse, et peu adaptée pour une intégration complète sur un engin roulant, tel qu’un véhicule léger porteur de charge ou un robot mobile. La présente divulgation vise à remédier à ces inconvénients en proposant un système de pilotage de motorisation qui permet d’intégrer et combiner ensemble la fonction de contrôle de sécurité et la fonction de navigation, en présentant un encombrement et un coût final réduit. Résumé La présente divulgation vient améliorer la situation. Il est proposé un système de pilotage d’au moins un moteur électrique pour véhicule à navigation autonome, ledit système comprenant ; - au moins une interface de commande électronique associée chacune à un moteur électrique, au moins un processeur de de sureté de fonctionnement connecté à au moins une interface de commande électronique pour assurer le pilotage dudit au moins un moteur électrique à partir des informations de sécurité provenant d’un scrutateur de sécurité et un processeur de contrôle de navigation configuré pour traiter des informations d’environnement provenant du scrutateur de sécurité. Selon un mode de réalisation, le système comprend un processeur de sureté et deux interfaces de commande électronique associées chacune à un moteur électrique, le processeur de sureté étant connecté aux deux interfaces de commande électronique pour assurer le pilotage des deux moteurs à partir des informations de sécurité transmises par le scrutateur. Selon un autre mode de réalisation, le système comprend deux processeurs de sureté et deux interfaces de commande électronique associées chacune à un moteur électrique, chaque processeur étant connecté à une interface de commande électronique pour assurer le pilotage des deux moteurs à partir des informations de sureté transmises par le scrutateur. Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre, indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres. Les processeurs de sûreté sont configurés pour déterminer si un obstacle est détecté dans un champ de vision du scrutateur de sécurité à partir des informations de sécurité reçues et réaliser au moins une fonction de sécurité parmi les fonctions de sécurité suivantes : - une fonction de sécurité “STO” correspondant à une déconnexion électrique du moteur pour supprimer le couple ; - une fonction de sécurité “SDI” correspondant à une interdiction de l’un des deux sens de rotation du moteur; - une fonction de sécurité “SLS” correspondant à une limitation de la rotation du moteur à une vitesse maximum ; - une fonction de sécurité “SS1” correspondant à un freinage du moteur par une décélération contrôlée ; - une fonction de sécurité “SBC” correspondant à un arrêt du moteur par engagement d’un frein. Le processeur de contrôle de navigation est configuré pour assurer le contrôle de la navigation du véhicule en réalisant les fonctions de navigation suivantes : - calcul d’au moins une trajectoire à effectuer par le véhicule dans un environnement à partir des informations transmises par une unité de contrôle centrale; - lecture des informations enrichies sur l’environnement acquises par ledit au moins un scrutateur de sécurité pendant le déplacement du véhicule dans l’environnement ; - reconstruction de l’environnement et détermination de la position du véhicule dans ledit environnement ; - prédiction d’au moins un chemin à suivre par le véhicule et adaptation de la trajectoire à l’environnement. Selon un autre aspect, il est proposé un ensemble autonome de motorisation pour véhicule à navigation autonome comprenant : - au moins un moteur électrique générant un mouvement de rotation ; - une source d’énergie configurée pour stocker et restituer l’énergie nécessaire au fonctionnement autonome dudit ensemble ; - un système de pilotage dudit au moins un moteur électrique tel que défini ci-dessus. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble comprend un châssis et une coque profilée externe formant un boîtier externe, le châssis comprenant un espace de réception pour recevoir et maintenir en position le moteur électrique, une première coque profilée interne et une seconde coque profilée interne assemblées ensemble pour former un boitier interne étanche dans lequel sont reçus la source d’énergie, le système de pilotage, ledit boîtier étant également reçu dans l’espace de réception du boîtier externe. De préférence, la seconde coque profilée interne forme une interface d’utilisation 24 comprenant des connexions de communication, une connexion de recharge et un moyen d’indication d’état de charge de la source d’énergie, ladite interface d’utilisation étant positionnée en regard d’une ouverture réalisée dans la coque profilée externe de sorte que la connexion de recharge et le moyen d’indication sont accessibles et visibles depuis l’extérieur du boîtier. Selon un mode de réalisation, la source d’énergie comprend au moins un accumulateur de type Ni-MH ou Li-ion. De préférence, le moteur électrique est accouplé à une roue motrice par l’intermédiaire d’un réducteur épicycloïdal. Selon un autre aspect, il est proposé un véhicule à navigation autonome comprenant au moins une roue motrice entraînée par un ensemble autonome de motorisation tel que défini ci-dessus, et au moins un scrutateur de sécurité configuré pour acquérir des informations de sécurité et des informations enrichies sur l’environnement dans lequel se déplace ledit véhicule. Selon un mode de réalisation, ledit scrutateur de sécurité est connecté au processeur de contrôle de sécurité et au processeur de contrôle de navigation respectivement via un bus de communication d’informations de sécurité et un bus de communication d’informations enrichies sur l’environnement. De préférence, ledit au moins un scrutateur de sécurité est un système lidar. 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 : Fig. 1 La montre un système de pilotage de motorisation selon un mode de réalisation. Fig. 2 La montre un système de pilotage de motorisation selon un deuxième mode de réalisation. Fig. 3 La montre un système de pilotage de motorisation selon un troisième mode de réalisation. Fig. 4 La montre une vue éclatée d’un ensemble autonome de motorisation comprenant un système de pilotage de motorisation de la . Fig. 5 La représente schématiquement une vue de dessus d’un véhicule de manutention à guidage automatique équipé d’une roue motrice entraînée par un système de pilotage de motorisation de la . Fig. 6 La représente schématiquement une vue en perspective d’un véhicule de manutention à navigation autonome comprenant deux motrices entraînées par un système de pilotage de motorisation selon un mode de réalisation. Les présentes solutions techniques peuvent être utilisées dans différents domaines d’applications industrielles, tels que l’industrie automobile, l’industrie agroalimentaire, l’industrie logistique, pour équiper des engins de type chariot de manutention industriel pour transporter des pièces détachées ou articles entre postes ou unités de travail afin d’optimiser le flux logistique tout en préservant la sécurité des opérateurs. Système de pilotage (1) d’au moins un moteur électrique (22) pour véhicule à navigation autonome, ledit système comprenant ; - au moins une interface de commande électronique (3) associée chacune à un moteur électrique (22), au moins un processeur de de sureté de fonctionnement (2) connecté à au moins une interface de commande électronique (3) pour assurer le pilotage dudit au moins un moteur électrique (22) à partir des informations de sécurité provenant d’un scrutateur de sécurité (5) et un processeur de contrôle de navigation (4) configuré pour traiter des informations d’environnement provenant du scrutateur de sécurité (5). Système (10) selon la revendication 1, comprenant un processeur de sureté (12) et deux interfaces de commande électronique (13.1, 13.2) associées chacune à un moteur électrique (42.1, 42.2), le processeur de sureté étant connecté aux deux interfaces de commande électronique (13.1, 13.2) pour assurer le pilotage des deux moteurs à partir des informations de sécurité transmises par le scrutateur (15). Système (100) selon la revendication 1, comprenant deux processeurs de sureté (102.1, 102.2) et deux interfaces de commande électronique (103.1, 103.2) associées chacune à un moteur électrique (52.1, 52.2), chaque processeur étant connecté à une interface de commande électronique (103.1, 103.2) pour assurer le pilotage des deux moteurs à partir des informations de sureté transmises par le scrutateur (105). Système selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel les processeurs de sûreté (2, 12, 102.1, 102.2) sont configurés pour déterminer si un obstacle est détecté dans un champ de vision du scrutateur de sécurité (5, 15, 105) à partir des informations de sécurité reçues et réaliser au moins une fonction de sécurité parmi les fonctions de sécurité suivantes : - une fonction de sécurité “STO” correspondant à une déconnexion électrique du moteur pour supprimer le couple ; - une fonction de sécurité “SDI” correspondant à une interdiction de l’un des deux sens de rotation du moteur; - une fonction de sécurité “SLS” correspondant à une limitation de la rotation du moteur à une vitesse maximum ; - une fonction de sécurité “SS1” correspondant à un freinage du moteur par une décélération contrôlée ; - une fonction de sécurité “SBC” correspondant à un arrêt du moteur par engagement d’un frein. Système selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le processeur de contrôle de navigation (4, 14, 104) est configuré pour assurer le contrôle de la navigation du véhicule en réalisant les fonctions de navigation suivantes : - calcul d’au moins une trajectoire à effectuer par le véhicule dans un environnement à partir des informations transmises par une unité de contrôle centrale (71); - lecture des informations enrichies sur l’environnement acquises par ledit au moins un scrutateur de sécurité (5, 15, 105) pendant le déplacement du véhicule dans l’environnement ; - reconstruction de l’environnement et détermination de la position du véhicule dans ledit environnement ; - prédiction d’au moins un chemin à suivre par le véhicule et adaptation de la trajectoire à l’environnement. Ensemble autonome de motorisation (20, 40, 50) pour véhicule à navigation autonome comprenant : - au moins un moteur électrique (22, 42.1, 42.2, 52.1, 52.2) générant un mouvement de rotation ; - une source d’énergie (21, 41, 51) configurée pour stocker et restituer l’énergie nécessaire au fonctionnement autonome dudit ensemble ; - un système de pilotage (1, 10, 100) dudit au moins un moteur électrique selon l’une des revendications 1 à 5. Ensemble selon la revendication 6, comprenant un châssis (23) et une coque profilée externe (25) formant un boîtier externe, le châssis (23) comprenant un espace de réception (28) pour recevoir et maintenir en position le moteur électrique (22), une première coque profilée interne (27) et une seconde coque profilée interne (24) assemblées ensemble pour former un boitier interne étanche dans lequel sont reçus la source d’énergie (21), le système de pilotage (1, 10, 100), ledit boîtier étant également reçu dans l’espace de réception du boîtier externe. Ensemble selon la revendication 7, dans lequel la seconde coque profilée interne forme une interface d’utilisation (24) comprenant des connexions de communication, une connexion de recharge et un moyen d’indication d’état de charge de la source d’énergie (21, 41, 51), ladite interface d’utilisation (24) étant positionnée en regard d’une ouverture (26) réalisée dans la coque profilée externe (25) de sorte que la connexion de recharge et le moyen d’indication sont accessibles et visibles depuis l’extérieur du boîtier. Ensemble selon l’une des revendications 6 à 8, dans lequel la source d’énergie (21, 41, 51) comprend au moins un accumulateur de type Ni-MH ou Li-ion. Ensemble selon l’une des revendications 6 à 9, dans lequel le moteur électrique (22) est accouplé à une roue motrice (201) par l’intermédiaire d’un réducteur épicycloïdal. Véhicule à navigation autonome (200, 300, 400, 500) comprenant au moins une roue motrice (201, 301, 302, 401, 402, 501, 502) entraînée par un ensemble autonome de motorisation selon l’une des revendications 6 à 10, et au moins un scrutateur de sécurité (5, 15, 105, 505, 515) configuré pour acquérir des informations de sécurité et des informations enrichies sur l’environnement dans lequel se déplace ledit véhicule. Véhicule selon la revendication 11, dans lequel ledit scrutateur de sécurité (5, 15, 105) est connecté au processeur de contrôle de sécurité (2, 12, 102.1) et au processeur de contrôle de navigation (4, 14, 104) respectivement via un bus de communication d’informations de sécurité (7, 17, 107) et un bus de communication d’informations enrichies sur l’environnement (6, 16, 106). Véhicules selon la revendication 11 ou 12, dans lequel ledit au moins un scrutateur de sécurité (5, 15, 105) est un système lidar.