FR3145337A1 - Assistance when starting an electrically assisted bicycle on a hill - Google Patents

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Abstract

L’invention est relative à un procédé de commande au démarrage d'un vélo à assistance électrique, comprenant les étapes suivantes mises en œuvre en l'absence d'une détection de rotation d'un pédalier : mesurer le couple (Cp) exercé sur le pédalier ; lorsque le couple dépasse un seuil de déclenchement (Sd), déclencher une temporisation (Tstart) ; et à l'expiration de la temporisation, si le couple est supérieur à un seuil de maintien (Sm) au plus égal au seuil de déclenchement, engager une assistance électrique proportionnelle au couple malgré une absence de détection de rotation du pédalier. Figure pour l’abrégé : Fig. 1The invention relates to a method for controlling the start-up of an electrically assisted bicycle, comprising the following steps implemented in the absence of detection of rotation of a crankset: measuring the torque (Cp) exerted on the crankset; when the torque exceeds a trigger threshold (Sd), triggering a time delay (Tstart); and upon expiry of the time delay, if the torque is greater than a maintenance threshold (Sm) at most equal to the trigger threshold, engaging electrical assistance proportional to the torque despite the absence of detection of rotation of the crankset. Figure for the abstract: Fig. 1

Description

Assistance au démarrage en côte d'un vélo à assistance électriqueHill start assistance for an electrically assisted bicycle

L’invention est relative aux vélos à assistance électrique et plus particulièrement au démarrage de l'assistance au moment de monter sur le vélo.The invention relates to electrically assisted bicycles and more particularly to the start of assistance when getting on the bicycle.

Arrière-planBackground

Dans les vélos électriques équipés d'un capteur de couple, une loi d'assistance typique est de commander le moteur en courant proportionnellement au couple mesuré au niveau du pédalier, représentant l'effort fourni par le cycliste. Toutefois, cette loi d'assistance n'est typiquement mise en œuvre que lorsqu'une rotation du pédalier est détectée. Cela peut occasionner des difficultés au cycliste dans certaines situationsIn e-bikes equipped with a torque sensor, a typical assistance law is to control the motor current proportional to the torque measured at the crank, representing the effort provided by the cyclist. However, this assistance law is typically only implemented when a crank rotation is detected. This can cause difficulties for the cyclist in certain situations.

RésuméSummary

On prévoit de façon générale un procédé de commande au démarrage d'un vélo à assistance électrique, comprenant les étapes suivantes mises en œuvre en l'absence d'une détection de rotation d'un pédalier : mesurer le couple exercé sur le pédalier ; lorsque le couple dépasse un seuil de déclenchement, déclencher une temporisation ; et à l'expiration de la temporisation, si le couple est supérieur à un seuil de maintien au plus égal au seuil de déclenchement, engager une assistance électrique proportionnelle au couple malgré une absence de détection de rotation du pédalier.A method for controlling the start-up of an electrically assisted bicycle is generally provided, comprising the following steps implemented in the absence of detection of rotation of a crankset: measuring the torque exerted on the crankset; when the torque exceeds a trigger threshold, triggering a time delay; and upon expiry of the time delay, if the torque is greater than a maintenance threshold at most equal to the trigger threshold, engaging electrical assistance proportional to the torque despite the absence of detection of rotation of the crankset.

Le procédé peut comprendre une étape mise en œuvre en l'absence de détection de rotation du pédalier consistant à arrêter l'assistance électrique quand le couple passe sous le seuil de maintien.The method may include a step implemented in the absence of detection of rotation of the pedal assembly consisting of stopping the electric assistance when the torque falls below the maintenance threshold.

Le procédé peut comprendre l'étape d'arrêter l'assistance électrique au bout d'un intervalle de temps au cours duquel aucune rotation du pédalier n'a été détectée.The method may include the step of stopping the electric assistance after a time interval during which no rotation of the pedal has been detected.

Le procédé peut comprendre une étape mise en œuvre en l'absence de détection de rotation du pédalier consistant à arrêter l'assistance électrique quand une vitesse de rotation d'une roue entraînée par moteur est mesurée à une valeur supérieure à un seuil.The method may comprise a step implemented in the absence of detection of rotation of the pedal assembly consisting of stopping the electric assistance when a rotation speed of a wheel driven by a motor is measured at a value greater than a threshold.

Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings

Des modes de réalisation seront exposés dans la description suivante, faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :Embodiments will be set forth in the following description, given without limitation in relation to the attached figures among which:

La est un graphique illustrant un exemple d'évolution du couple exercé par un cycliste sur un pédalier d'un vélo à l'arrêt, et divers seuils utilisés pour mettre en œuvre un procédé de démarrage assisté ; etThere is a graph illustrating an example of the evolution of the torque exerted by a cyclist on a pedal of a stationary bicycle, and various thresholds used to implement an assisted start-up process; and

La est un graphique illustrant l'évolution d'une consigne de commande d'assistance générée en réponse à l'évolution de couple de la .There is a graph illustrating the evolution of an assistance control instruction generated in response to the evolution of the torque of the .

Description détailléeDetailed description

Comme on l'a précédemment indiqué, les lois d'assistance des vélos électriques requièrent typiquement une mise en rotation du pédalier pour démarrer. Cela peut mettre en difficulté le cycliste dans des situations de démarrage nécessitant un couple important, par exemple en forte pente, ou si le vélo est chargé ou muni d'une remorque. En effet, dans une telle situation, il peut être difficile pour le cycliste de générer une première rotation de pédalier au démarrage.As previously stated, the assist laws of electric bicycles typically require a rotation of the crankset to start. This can cause difficulties for the rider in starting situations requiring a high torque, for example on a steep slope, or if the bicycle is loaded or equipped with a trailer. Indeed, in such a situation, it can be difficult for the rider to generate an initial rotation of the crankset at start-up.

Pour faciliter le démarrage dans de telles situations, on prévoit dans la présente demande une loi d'assistance qui enclenche une assistance, non en détectant un pédalage effectif, mais en détectant une volonté de pédalage. La volonté de pédalage est détectée, en résumé, lorsque le cycliste appuie de façon assez forte et durable sur une pédale du vélo à l'arrêt. L'appui du cycliste sur la pédale est traduit par une valeur de couple renvoyé par le capteur de couple du pédalier.To facilitate starting in such situations, the present application provides an assistance law that triggers assistance, not by detecting actual pedaling, but by detecting a desire to pedal. The desire to pedal is detected, in summary, when the cyclist presses hard enough and for a long time on a pedal of the stationary bicycle. The cyclist's pressure on the pedal is translated by a torque value returned by the crankset torque sensor.

La est un graphique illustrant un exemple d'évolution du couple Cp exercé par un cycliste sur un pédalier d'un vélo à l'arrêt. Divers seuils et intervalles de temps illustrés sont des paramètres intervenant dans un procédé de démarrage du véloThere is a graph illustrating an example of the evolution of the torque Cp exerted by a cyclist on a pedal of a stationary bicycle. Various thresholds and time intervals illustrated are parameters involved in a bicycle start-up process

La est un graphique illustrant l'évolution d'une consigne de commande d'assistance ASSIST générée en fonction de l'évolution de couple de la et des paramètres illustrés.There is a graph illustrating the evolution of an ASSIST assistance control instruction generated as a function of the torque evolution of the and illustrated parameters.

A un instant t0, le vélo étant à l'arrêt dans des conditions de démarrage difficiles, par exemple sur une côte raide, le cycliste commence à appuyer sur une pédale. Le cycliste aura au préalable placé les manivelles du pédalier sensiblement à l'horizontale pour transmettre un couple maximal. L'effort est insuffisant pour démarrer le vélo, et la pédale ne bouge pas. Le couple Cp mesuré par le capteur du pédalier croît à mesure que le cycliste appuie plus fort.At time t0, with the bicycle stationary in difficult starting conditions, for example on a steep hill, the cyclist begins to press a pedal. The cyclist will have previously placed the cranks of the pedal set approximately horizontally to transmit maximum torque. The effort is insufficient to start the bicycle, and the pedal does not move. The torque Cp measured by the pedal sensor increases as the cyclist presses harder.

A un instant t1, le couple atteint un seuil de démarrage Sd préconfiguré. Cet événement démarre une temporisation d'une durée Tstart. A partir de cet instant, la valeur du couple est surveillée et comparée à un seuil de maintien Sm qui pourrait être le même que le seuil Sd. Le seuil Sm est de préférence inférieur au seuil Sd pour obtenir un effet d'hystérésis qui filtre des variations tolérées du couple. Dans l'exemple représenté, le couple Cp oscille au-dessus du premier seuil Sd.At a time t1, the torque reaches a preconfigured start threshold Sd. This event starts a time delay of duration Tstart. From this time, the torque value is monitored and compared to a holding threshold Sm which could be the same as the threshold Sd. The threshold Sm is preferably lower than the threshold Sd to obtain a hysteresis effect which filters tolerated variations in the torque. In the example shown, the torque Cp oscillates above the first threshold Sd.

A un instant t2, la temporisation Tstart expire. Si le couple Cp est au-dessus du seuil de maintien Sm, comme dans le cas représenté où il est également au-dessus du seuil Sd, l'assistance proportionnelle au couple est engagée malgré une absence de détection de rotation du pédalier. En même temps, une autre temporisation de durée Tstop est démarrée. L'engagement de l'assistance est illustré par le passage de 0 à 1 de la consigne ASSIST de la . Cette consigne pourrait être celle de la détection de rotation de pédalier, modifiée pour être activée aussi lorsque les conditions d'une volonté de pédalage sont détectées.At a time t2, the time delay Tstart expires. If the torque Cp is above the holding threshold Sm, as in the case shown where it is also above the threshold Sd, the assistance proportional to the torque is engaged despite the absence of detection of rotation of the pedals. At the same time, another time delay of duration Tstop is started. The engagement of the assistance is illustrated by the change from 0 to 1 of the ASSIST setpoint of the . This instruction could be that of the pedal rotation detection, modified to be activated also when the conditions of a desire to pedal are detected.

Alternativement, ce qui n'est pas représenté, si le couple Cp descend sous le seuil de maintien Sm avant l'expiration de la temporisation Tstart (avant l'instant t2), le système revient à l'état initial et attend un nouvel événement (la mise en rotation du pédalier ou un nouveau dépassement du seuil Sd par le couple Cp).Alternatively, which is not shown, if the torque Cp falls below the holding threshold Sm before the expiry of the time delay Tstart (before time t2), the system returns to the initial state and waits for a new event (the rotation of the pedal assembly or a new exceeding of the threshold Sd by the torque Cp).

A partir de l'instant t2, plus le cycliste appuie fort sur la pédale, plus le couple moteur augmente pour aider le vélo à partir. Quand le vélo est finalement mis en route (ce qui n'est pas illustré), le cycliste commence à faire tourner le pédalier, ce qui enclenche la procédure d'assistance normale. L'enclenchement de la procédure normale prend le relais sur la procédure d'assistance au démarrage.From time t2, the harder the cyclist presses the pedal, the more the engine torque increases to help the bike move off. When the bike is finally started (which is not shown), the cyclist begins to turn the pedals, which initiates the normal assistance procedure. Activation of the normal procedure takes over from the start-up assistance procedure.

Les figures 1A et 1B illustrent deux cas d'annulation de la procédure de démarrage.Figures 1A and 1B illustrate two cases of cancellation of the start procedure.

A un instant t3, avant la fin de la temporisation Tstop, aucune rotation de pédalier n'est détectée et le couple Cp passe sous le seuil de maintien Sm. Le cycliste relâche la pression et on suppose qu'il ne souhaite plus démarrer. L'assistance est arrêtée en passant la consigne ASSIST à 0.At time t3, before the end of the time delay Tstop, no crank rotation is detected and the torque Cp falls below the holding threshold Sm. The cyclist releases the pressure and it is assumed that he no longer wishes to start. The assistance is stopped by setting the ASSIST setpoint to 0.

A un instant t3', correspondant à l'expiration de la temporisation Tstop, le couple Cp est toujours supérieur au seuil de maintien Sm, mais aucune rotation du pédalier n'a été détectée. Le cycliste n'appuie pas assez fort, et on suppose que l'appui ne traduit pas une volonté de pédalage. L'assistance est arrêtée en passant la consigne ASSIST à 0.At a time t3', corresponding to the expiration of the time delay Tstop, the torque Cp is still greater than the holding threshold Sm, but no rotation of the crankset has been detected. The cyclist is not pressing hard enough, and it is assumed that the pressure does not reflect a desire to pedal. The assistance is stopped by setting the ASSIST setpoint to 0.

On peut mettre en œuvre d'autres conditions d'arrêt de la procédure d'assistance au démarrage pour des raisons de sécurité, traduisant une situation anormale provoquée par une alimentation du moteur. Par exemple, la procédure peut être arrêtée lorsque la roue motrice se met à tourner alors qu'aucun pédalage n'est détecté. En effet, cela peut traduire une obstruction du pédalier alors que la roue motrice n'est pas en contact avec le sol, ou en contact avec une faible adhérence. Pour cela, on compare la mesure de la vitesse de rotation de la roue à une valeur seuil, et on arrête l'assistance si le seuil est franchi en l'absence de détection de rotation du pédalier.Other conditions for stopping the start-up assistance procedure may be implemented for safety reasons, reflecting an abnormal situation caused by a power supply to the motor. For example, the procedure may be stopped when the drive wheel starts to rotate while no pedaling is detected. Indeed, this may reflect an obstruction of the pedal assembly while the drive wheel is not in contact with the ground, or in contact with low grip. To do this, the measurement of the wheel rotation speed is compared to a threshold value, and the assistance is stopped if the threshold is crossed in the absence of detection of pedal rotation.

On fournit à titre d'exemple des valeurs des différents paramètres de la procédure d'assistance au démarrage :As examples, values of the various parameters of the start-up assistance procedure are provided:

Seuil de démarrage Sd : 30 N.m.Starting threshold Sd: 30 N.m.

Seuil de maintien Sm : 25 N.m.Holding threshold Sm: 25 N.m.

Durée de maintien avant engagement de l'assistance Tstart : 0,3 s.Hold time before Tstart assistance is engaged: 0.3 s.

Durée limite pour démarrer la rotation du pédalier Tstop : 5 s.Time limit to start pedal rotation Tstop: 5 s.

Claims (4)

Procédé de commande au démarrage d'un vélo à assistance électrique, comprenant les étapes suivantes mises en œuvre en l'absence d'une détection de rotation d'un pédalier :
mesurer le couple (Cp) exercé sur le pédalier ;
lorsque le couple dépasse un seuil de déclenchement (Sd), déclencher une temporisation (Tstart) ; et
à l'expiration de la temporisation, si le couple est supérieur à un seuil de maintien (Sm) au plus égal au seuil de déclenchement, engager une assistance électrique proportionnelle au couple malgré une absence de détection de rotation du pédalier.Method for controlling the start-up of an electrically assisted bicycle, comprising the following steps implemented in the absence of detection of rotation of a crankset:
measure the torque (Cp) exerted on the pedal;
when the torque exceeds a trigger threshold (Sd), trigger a time delay (Tstart); and
at the end of the time delay, if the torque is greater than a maintenance threshold (Sm) at most equal to the trigger threshold, engage electric assistance proportional to the torque despite the absence of detection of rotation of the pedal crank. Procédé selon la revendication 1, comprenant l'étape suivante mise en œuvre en l'absence de détection de rotation du pédalier :
arrêter l'assistance électrique quand le couple passe sous le seuil de maintien (Sm).Method according to claim 1, comprising the following step implemented in the absence of detection of rotation of the pedal:
stop the electric assistance when the torque falls below the maintenance threshold (Sm). Procédé selon la revendication 1, comprenant l'étape suivante :
arrêter l'assistance électrique au bout d'un intervalle de temps (Tstop) au cours duquel aucune rotation du pédalier n'a été détectée.The method of claim 1, comprising the following step:
stop the electric assistance after a time interval (Tstop) during which no rotation of the pedal has been detected. Procédé selon la revendication 1, comprenant l'étape suivante mise en œuvre en l'absence de détection de rotation du pédalier :
arrêter l'assistance électrique quand une vitesse de rotation d'une roue entraînée par moteur est mesurée à une valeur supérieure à un seuil.Method according to claim 1, comprising the following step implemented in the absence of detection of rotation of the pedal:
stop the electric assistance when a rotation speed of a motor-driven wheel is measured at a value greater than a threshold.
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