IT201900002289A1 - "CONTROL SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE" - Google Patents
"CONTROL SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE" Download PDFInfo
- Publication number
- IT201900002289A1 IT201900002289A1 IT102019000002289A IT201900002289A IT201900002289A1 IT 201900002289 A1 IT201900002289 A1 IT 201900002289A1 IT 102019000002289 A IT102019000002289 A IT 102019000002289A IT 201900002289 A IT201900002289 A IT 201900002289A IT 201900002289 A1 IT201900002289 A1 IT 201900002289A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- vehicle
- battery
- sector
- power
- distribution
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 6
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
- B60L15/2045—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for optimising the use of energy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/20—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power generated by humans or animals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
- B62M6/45—Control or actuating devices therefor
- B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
Description
“SISTEMA DI CONTROLLO PER VEICOLO ELETTRICO” "CONTROL SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un metodo e sistema di controllo per veicolo elettrico motorizzato (assistito elettricamente) a due o più ruote, come ad es. un Segway, un’automobile o, più preferibilmente, una bicicletta elettrica qui di seguito presa come esempio applicativo. The present invention relates to a method and control system for a motorized (electrically assisted) electric vehicle with two or more wheels, such as e.g. a Segway, a car or, more preferably, an electric bicycle taken below as an application example.
Nel ciclismo di oggi è diventato comune misurare le prestazioni di allenamento in watt/kg (rapporto potenza/peso). Allo scopo sono disponibili vari calcolatori di wattaggio (v. ad es. https://www.bergfreunde.eu/cycling-wattage-calculator/) o sistemi di misurazione installati direttamente su una bicicletta. Altri metodi di calcolo sono descritti nell’articolo “New Method to Estimate the Cycling Frontal Area” di P. Debraux, W. Bertucci, A. V. Manolova, S. Rogier, A. Lodini, International Journal of Sports Medicine -·March 2009. In today's cycling it has become common to measure training performance in watts / kg (power / weight ratio). Various wattage calculators are available for this purpose (see e.g. https://www.bergfreunde.eu/cycling-wattage-calculator/) or measuring systems installed directly on a bicycle. Other calculation methods are described in the article "New Method to Estimate the Cycling Frontal Area" by P. Debraux, W. Bertucci, A. V. Manolova, S. Rogier, A. Lodini, International Journal of Sports Medicine - · March 2009.
La questione della potenza si pone anche per capire, prima di intraprendere una corsa, quanta energia ha la batteria della bicicletta e quanta strada si può fare pedalando con l’assistenza del motore. Ad es. moltiplicando la tensione di batteria per gli Ampere ora (Ah) della batteria si può calcolare i Watt ora. Dalla stima del consumo medio per Km, si trova poi la massima percorrenza. Per calcoli più accurati sono nati i cosiddetti range-assistant (v. ad es. https://www.bosch-ebike.com/en/service/range-assistant/) o simulatori, che partendo dalle caratteristiche tecniche della bicicletta e del percorso calcolano per l’utente la massima percorrenza ottenibile. The question of power also arises to understand, before setting out for a ride, how much energy the bicycle battery has and how far you can go pedaling with the assistance of the motor. Eg. multiplying the battery voltage by the Ampere hour (Ah) of the battery, the Watt hour can be calculated. From the estimate of the average consumption per km, the maximum distance is then found. For more accurate calculations, the so-called range-assistants (see for example https://www.bosch-ebike.com/en/service/range-assistant/) or simulators were born, which starting from the technical characteristics of the bicycle and route calculate the maximum distance obtainable for the user.
Un primo problema è che questi sistemi sono imprecisi, basati su stime e non lavorano in tempo reale (sono meri suggerimenti). L’utente può fare dei calcoli su un percorso, ma se su strada poi cambia idea quei dati non servono a nulla. Inoltre, per quanto preciso sia un simulatore, la bontà della sua previsione si fonda sul rispetto effettivo dei parametri di viaggio impostati. Se l’utente, volente o nolente, li varia in tempo reale il risultato di simulazione può venire completamente stravolto. A first problem is that these systems are inaccurate, based on estimates and do not work in real time (they are mere suggestions). The user can make calculations on a route, but if he changes his mind on the road, those data are useless. Furthermore, no matter how precise a simulator is, the goodness of its forecast is based on the effective respect of the travel parameters set. If the user, like it or not, changes them in real time, the simulation result can be completely distorted.
Scopo principale dell’invenzione è il miglioramento di questo stato dell’arte, in particolare la realizzazione di un metodo e di un sistema in grado di controllare un veicolo assistito da un motore elettrico che migliori l’attendibilità di una previsione di massima percorrenza, e/o possa funzionare in tempo reale, e/o garantisca all’utente l’avverarsi di una massima percorrenza calcolata, e/o interagisca col veicolo per garantire all’utente l’avverarsi di una massima percorrenza calcolata. The main purpose of the invention is the improvement of this state of the art, in particular the realization of a method and a system capable of controlling a vehicle assisted by an electric motor which improves the reliability of a forecast of maximum mileage, and / or it can work in real time, and / or guarantees the user that a calculated maximum mileage will be met, and / or interacts with the vehicle to guarantee the user that a calculated maximum mileage will be met.
Questi ed altri scopi sono raggiunti da quanto definito nelle allegate rivendicazioni indipendenti; altre vantaggiose caratteristiche tecniche sono definite nelle rivendicazioni dipendenti. These and other purposes are achieved by what is defined in the attached independent claims; other advantageous technical characteristics are defined in the dependent claims.
Un aspetto dell’invenzione è un metodo eseguito da circuito elettronico (ad es. un microprocessore) per controllare un motore elettrico, montato a bordo di un veicolo e alimentato da una batteria a bordo del veicolo, che assiste la propulsione del veicolo, con le fasi di One aspect of the invention is a method performed by an electronic circuit (e.g. a microprocessor) to control an electric motor, mounted on board a vehicle and powered by an on board battery, which assists the propulsion of the vehicle, with the stages of
(i) calcolare quanta energia residua è erogabile dalla batteria; (i) calculate how much residual energy the battery can deliver;
(ii) calcolare una distribuzione di prelievo energetico dalla batteria durante un percorso di viaggio tra un punto di partenza e una destinazione, la distribuzione essendo tale da imporre che l’energia residua erogabile finisca al più alla destinazione; (ii) calculate a distribution of energy withdrawal from the battery during a travel route between a starting point and a destination, the distribution being such as to require that the residual energy that can be supplied ends up at the destination;
(iii) pilotare il motore elettrico affinché eroghi potenza di assistenza alla propulsione o pedalata assorbendo una potenza elettrica dalla batteria corrispondente alla distribuzione calcolata. (iii) drive the electric motor to deliver propulsion or pedal assist power by absorbing an electric power from the battery corresponding to the calculated distribution.
In particolare, si calcola detta distribuzione di prelievo energetico tra detti punti suddividendo il percorso di viaggio in settori. In particular, said distribution of energy withdrawal between said points is calculated by dividing the travel path into sectors.
In particolare, un aspetto dell’invenzione prevede la fase di calcolare e impostare, in particolare di settore in settore, un valore massimo di assistenza (potenza assorbita dal motore), ad es. sulla base dello stato temporaneo del veicolo e del tragitto rimanente, senza ad es. calcolare eventuali tragitti di miglior efficienza. La determinazione del detto valore massimo di assistenza consente di rispettare il limite energetico calcolato per la batteria. In particular, an aspect of the invention provides for the phase of calculating and setting, in particular from sector to sector, a maximum assistance value (power absorbed by the engine), eg. on the basis of the temporary state of the vehicle and the remaining journey, without eg. calculate any routes of better efficiency. The determination of said maximum assistance value allows to respect the energy limit calculated for the battery.
In una variante preferita, per calcolare quanta energia il motore sta ricevendo dalla batteria e regolare l’erogazione di energia al motore, in particolare di settore in settore, si rileva (ad es. leggendo un sensore di corrente) la corrente elettrica (monofase o polifase) che entra nel motore e/o si rileva la corrente in uscita dalla batteria. In a preferred variant, to calculate how much energy the motor is receiving from the battery and regulate the power supply to the motor, in particular from sector to sector, the electric current (single-phase or polyphase) that enters the motor and / or the battery output current is detected.
Fasi preferite del metodo sono quelle di: Preferred steps of the method are those of:
- rilevare tramite GPS la posizione attuale del veicolo lungo il definito percorso di viaggio. La posizione attuale così rilevata è usata per definire il detto punto di partenza e/o la posizione attuale del veicolo in un settore; e/o - detect the current position of the vehicle along the defined travel route via GPS. The current position thus detected is used to define said starting point and / or the current position of the vehicle in a sector; and / or
- impostare o selezionare un percorso di viaggio tra la rilevata posizione attuale del veicolo e la destinazione se, calcolata l’energia residua della batteria per percorrere il percorso, tale energia necessaria è minore o uguale alla energia residua. In caso di energia non sufficiente, il sistema ad es. può regolare il livello di assistenza (potenza erogata dal motore elettrico) in base alla difficoltà del percorso riducendo fino a spegnere l’assistenza nel caso di settori definiti “di minor fatica”, ad es. a minore pendenza in salita; e/o - set or select a travel route between the detected current vehicle position and the destination if, after calculating the residual battery energy to travel the route, this required energy is less than or equal to the residual energy. In case of insufficient energy, the system eg. can adjust the level of assistance (power supplied by the electric motor) based on the difficulty of the route, reducing the assistance to the point of turning off in the case of sectors defined as "less fatigue", eg. with less slope uphill; and / or
- effettuare un calcolo periodico, durante la pedalata o propulsione, distribuendo l’energia necessaria considerando come punto di partenza la posizione attuale del veicolo; e/o - carry out a periodic calculation, during pedaling or propulsion, distributing the necessary energy considering the current position of the vehicle as the starting point; and / or
- calcolare detta distribuzione con le fasi di - calculate said distribution with the phases of
o suddividere il percorso in settori, o divide the path into sectors,
o calcolare la potenza totale necessaria al veicolo per percorrere tutti i settori, o calculate the total power needed by the vehicle to cover all sectors,
o distribuire l’energia della batteria su ciascun settore proporzionalmente alla potenza richiesta nel settore, ad es. in base alla pendenza e/o lunghezza del settore. o distribute the battery energy on each sector in proportion to the power required in the sector, eg. based on the slope and / or length of the sector.
Un altro aspetto dell’invenzione è un veicolo elettrico o un sistema comprendente: Another aspect of the invention is an electric vehicle or a system comprising:
un motore elettrico per assistere la propulsione del veicolo, an electric motor to assist the propulsion of the vehicle,
una batteria per alimentare il motore elettrico, a battery to power the electric motor,
un circuito elettronico, ad es. un microprocessore programmato allo scopo oppure una scheda a componenti discreti, configurato per an electronic circuit, e.g. a microprocessor programmed for the purpose or a discrete component board, configured for
(i) calcolare quanta energia residua è erogabile dalla batteria (tramite ad es. mezzi per misurare la carica residua o un algoritmo di stima); (i) calculate how much residual energy the battery can deliver (eg by means of measuring the residual charge or an estimation algorithm);
(ii) calcolare una distribuzione di prelievo energetico dalla batteria durante un percorso di viaggio del veicolo tra un punto di partenza e una destinazione, la distribuzione essendo tale da imporre che l’energia residua erogabile finisca al più alla destinazione; (ii) calculate a distribution of energy withdrawal from the battery during a vehicle travel path between a starting point and a destination, the distribution being such as to require that the residual energy that can be supplied ends up at the destination;
(iii) pilotare il motore elettrico, ad es. tramite stadi elettronici di potenza, affinché eroghi potenza di assistenza alla pedalata o propulsione assorbendo una potenza elettrica dalla batteria corrispondente alla distribuzione calcolata. (iii) drive the electric motor, eg. through electronic power stages, so that it delivers pedaling assistance or propulsion power by absorbing an electrical power from the battery corresponding to the calculated distribution.
In particolare, il veicolo elettrico è a due o più ruote, come ad es. un Segway, un’automobile o, più preferibilmente, una bicicletta elettrica. In particular, the electric vehicle has two or more wheels, such as eg. a Segway, a car or, more preferably, an electric bicycle.
In particolare, il circuito elettronico è programmato o configurato per eseguire una o ciascuna fase del suddetto metodo. In particular, the electronic circuit is programmed or configured to carry out one or each step of the above method.
In particolare, il veicolo elettrico o il sistema comprende mezzi o un sensore per rilevare la corrente elettrica (monofase o polifase) che entra nel motore e/o mezzi o un sensore per rilevare la corrente in uscita dalla batteria. In particular, the electric vehicle or the system comprises means or a sensor for detecting the electric current (single-phase or polyphase) entering the motor and / or means or a sensor for detecting the current leaving the battery.
In particolare, il veicolo elettrico o il sistema comprende un dispositivo GPS per rilevare la posizione attuale del veicolo lungo il definito percorso di viaggio. In particular, the electric vehicle or the system comprises a GPS device for detecting the current position of the vehicle along the defined travel path.
In particolare, il circuito elettronico è programmato o configurato per generare per il percorso una mappa virtuale divisa in settori, prevedendo per ognun settore un intervallo o valore massimo di potenza erogabile in base a una difficoltà o caratteristica del settore (ad es. la pendenza in salita). Preferibilmente, il circuito elettronico è programmato o configurato per variare tale intervallo o valore massimo di potenza erogabile relativo a ogni settore durante la percorrenza del tragitto stesso in base a come l’utilizzatore affronterà il percorso e/o in base a possibili modifiche effettuate manualmente sul livello di potenza da erogare. In particular, the electronic circuit is programmed or configured to generate a virtual map divided into sectors for the route, providing for each sector an interval or maximum value of deliverable power based on a difficulty or characteristic of the sector (e.g. the slope in climb). Preferably, the electronic circuit is programmed or configured to vary this interval or maximum value of deliverable power relating to each sector during the journey itself based on how the user will face the route and / or on the basis of possible modifications made manually on the power level to be delivered.
In particolare, nel sistema il circuito elettronico è esterno al veicolo, ad es. è interno ad un cellulare o uno smartphone o un tablet, oppure è montato sul veicolo come computer di bordo. In particular, in the system the electronic circuit is external to the vehicle, e.g. it is inside a mobile phone or smartphone or tablet, or it is mounted on the vehicle as an on-board computer.
In particolare, il veicolo elettrico o il sistema comprende una memoria elettronica per memorizzate mappe geografiche o itinerari prestabiliti. In particular, the electric vehicle or the system comprises an electronic memory for storing geographic maps or pre-established itineraries.
In particolare, il veicolo elettrico o il sistema comprende un’interfaccia, ad es. un touch screen, configurata in modo che l’utente possa programmare un percorso inserendo un punto di partenza (ad es. un punto specifico o la posizione attuale rilevata dal GPS) e una destinazione. In particular, the electric vehicle or the system includes an interface, eg. a touch screen, configured so that the user can plan a route by entering a starting point (e.g. a specific point or the current position detected by the GPS) and a destination.
In particolare, il veicolo elettrico o il sistema comprende mezzi per indicare all’utente quale rapporto di marcia usare (tramite ad es. un display), onde utilizzare l’assistenza nel punto di efficienza massima del motore. In particular, the electric vehicle or system includes means to indicate to the user which gear ratio to use (for example through a display), in order to use the assistance at the point of maximum efficiency of the engine.
Preferibilmente il circuito elettronico è programmato per innestare indipendentemente dall’utente il rapporto di marcia onde impostare l’assistenza nel punto di efficienza massima del motore. Preferably, the electronic circuit is programmed to engage the gear ratio independently of the user in order to set the assistance at the maximum efficiency point of the engine.
Un altro aspetto dell’invenzione è un programma software, ad es. una app per smartphone, comprendente istruzioni di programma che, quando caricate in un microprocessore e ivi eseguite, fanno operare il microprocessore in modo che esegua il metodo suddetto, in una o ciascuna variante. Another aspect of the invention is a software program, eg. a smartphone app, comprising program instructions which, when loaded into a microprocessor and executed therein, cause the microprocessor to operate in such a way that it carries out the aforesaid method, in one or each variant.
Ulteriori vantaggi risulteranno chiari dalla descrizione seguente, che si riferisce ad un esempio di realizzazione preferito di sistema in cui: Further advantages will become clear from the following description, which refers to a preferred embodiment of a system in which:
- la figura 1 mostra una vista schematica di un sistema di controllo per bicicletta elettrica; Figure 1 shows a schematic view of a control system for an electric bicycle;
- la figura 2 mostra un grafico per un algoritmo di controllo della bicicletta elettrica. - figure 2 shows a graph for an electric bicycle control algorithm.
Una bicicletta 10 comprende un noto telaio 14 collegato a una ruota posteriore 16, una sella 20 e a una ruota anteriore 12 che si può sterzare con un manubrio 18. A bicycle 10 comprises a known frame 14 connected to a rear wheel 16, a saddle 20 and to a front wheel 12 which can be steered with a handlebar 18.
Il telaio 14 alloggia un motore elettrico 30, una batteria 50 per alimentare il motore elettrico 30 e un circuito elettronico 40 per controllare il motore 30. Il circuito elettronico 40 è preferibilmente un microprocessore, per semplificare la programmazione e esecuzione delle funzioni. The frame 14 houses an electric motor 30, a battery 50 to power the electric motor 30 and an electronic circuit 40 to control the motor 30. The electronic circuit 40 is preferably a microprocessor, to simplify the programming and execution of the functions.
Il motore elettrico 30 fornisce una coppia propulsiva alla ruota 16 onde assistere la pedalata della bicicletta 10. The electric motor 30 supplies a propulsive torque to the wheel 16 in order to assist the pedaling of the bicycle 10.
Un dispositivo M viaggia insieme alla bicicletta 10 ed è preposto al controllo della pedalata assistita e alla modulazione della potenza del motore 30. Il dispositivo M può essere esterno alla bicicletta 10, ad es. un cellulare o uno smartphone o un tablet portato dal ciclista, o montato sulla bicicletta 10, ad es. un computer di bordo montato sulla bicicletta 10 o un modulo elettronico interno al motore 30 o il circuito 40 stesso. A device M travels together with the bicycle 10 and is responsible for controlling the pedal assistance and modulating the power of the motor 30. The device M can be external to the bicycle 10, for example. a mobile phone or smartphone or tablet carried by the cyclist, or mounted on the bicycle 10, eg. an on-board computer mounted on the bicycle 10 or an electronic module inside the engine 30 or the circuit 40 itself.
La funzione del dispositivo M è la regolazione dinamica e automatica della potenza erogata dal motore 30 per garantire un aiuto, ad es. costante, alla pedalata durante un tragitto definito dall’utente. Nel tragitto il dispositivo M è configurato per garantire la durata della batteria 50, quindi un viaggio più - o il più possibile - confortevole. The function of the device M is the dynamic and automatic regulation of the power delivered by the motor 30 to ensure an aid, e.g. constant, when pedaling during a journey defined by the user. On the way the device M is configured to guarantee battery life 50, therefore a more - or as much as possible - comfortable journey.
Il dispositivo M è collegato al motore 30 in modalità cablata (ad es. via CAN. RS232) o wireless (ad es. via un canale wi-fi, un canale Bluetooth, o radio). The device M is connected to the motor 30 in wired mode (eg via CAN. RS232) or wirelessly (eg via a wi-fi channel, a Bluetooth channel, or radio).
Preferibilmente il dispositivo M è dotato di GPS, per localizzare la bicicletta 10 sul territorio, ma potrebbe solo avere memorizzate delle mappe geografiche o itinerari prestabiliti. Preferably the device M is equipped with GPS, to locate the bicycle 10 in the territory, but it could only have stored geographic maps or predetermined itineraries.
Il dispositivo M comprende un’interfaccia, ad es. un touch screen, configurata in modo che l’utente possa programmare un percorso inserendo un punto di partenza (ad es. un punto specifico o la posizione attuale rilevata dal GPS) e una destinazione. Device M includes an interface, eg. a touch screen, configured so that the user can plan a route by entering a starting point (e.g. a specific point or the current position detected by the GPS) and a destination.
Il dispositivo M contiene un elaboratore elettronico 60 programmato per calcolare il percorso e suddividerlo in settori, ad es. in settori con pendenze simili, e per stimare il dispendio energetico della batteria 50 per ogni settore. Preferibilmente il dispositivo M è programmato per controllare o limitare l’erogazione della potenza del motore 30) lungo il complessivo tragitto selezionato. The device M contains an electronic processor 60 programmed to calculate the route and divide it into sectors, e.g. in sectors with similar slopes, and to estimate the energy expenditure of the battery 50 for each sector. Preferably the device M is programmed to control or limit the power delivery of the motor 30) along the overall selected route.
I dati a disposizione dell’elaboratore 60 per il suddetto calcolo possono essere: The data available to the processor 60 for the aforementioned calculation can be:
- inseriti in una sua memoria o database interno, oppure remoto e consultabile tramite un segnale wireless (ad es. via un canale wi-fi, un canale Bluetooth, o radio). Tali dati possono includere ad es.: una mappa altimetrica, una mappa del percorso, una mappa sulla tipologia del manto stradale, dati sulle condizioni meteorologiche; e/o - inserted in its internal memory or database, or remotely and accessible via a wireless signal (e.g. via a wi-fi channel, a Bluetooth channel, or radio). Such data may include, for example: an elevation map, a route map, a map on the type of road surface, data on meteorological conditions; and / or
- inseriti dall’utente, tra cui: il proprio peso (del ciclista), il peso della bicicletta 10, il diametro delle ruote 1216, lo spessore delle ruote 1216, il tipo di copertone, i rapporti disponibili nel cambio marce; e/o - forniti dal sistema e-bike della bicicletta 10, tra cui ad es.: potenza del motore 30, curve di efficienza del motore 30, capacità della batteria 50, stato della batteria 50, cronologia delle preferenze utente (coppia e velocità dei pedali preferita dall’utente). - entered by the user, including: your weight (of the cyclist), the weight of the bicycle 10, the diameter of the wheels 1216, the thickness of the wheels 1216, the type of tire, the ratios available in the gear change; and / or - provided by the e-bike system of the bicycle 10, including for example: motor power 30, motor efficiency curves 30, battery capacity 50, battery status 50, history of user preferences (torque and speed of the pedals preferred by the user).
L’elaboratore 60 è programmato per eseguire un algoritmo di stima energetica utilizzando dati aggiornati in tempo reale; in particolare l’elaboratore 60 è programmato per eseguire tale algoritmo ciclicamente per l’intera durata del viaggio, ad intervalli di tempo periodici (ad es. da 100ms a 100s). The processor 60 is programmed to run an energy estimation algorithm using data updated in real time; in particular, the processor 60 is programmed to execute this algorithm cyclically for the entire duration of the journey, at periodic time intervals (eg. from 100ms to 100s).
In aggiunta, l’elaboratore 60 è preferibilmente programmato per indicare all’utente quale rapporto di marcia usare (tramite un display, non mostrato), onde utilizzare l’assistenza nel punto di efficienza massima del motore 30. In addition, the processor 60 is preferably programmed to indicate to the user which gear ratio to use (via a display, not shown), in order to use the assistance at the point of maximum efficiency of the engine 30.
Oppure l’elaboratore 60 è preferibilmente programmato per innestare indipendentemente dall’utente il rapporto di marcia onde impostare l’assistenza nel punto di efficienza massima del motore 30. Or the processor 60 is preferably programmed to engage the gear ratio independently of the user in order to set the assistance at the maximum efficiency point of the motor 30.
Il suddetto algoritmo di stima energetica può essere un algoritmo noto, e se ne presenta di seguito un esempio in fig.2, che mostra il grafico relativo all’altimetria di un percorso. The aforementioned energy estimation algorithm may be a known algorithm, and an example is presented below in Fig. 2, which shows the graph relating to the altitude of a route.
Definito con S un punto di partenza e con E un punto di arrivo, il percorso viene suddiviso in settori in funzione della loro pendenza. Defined with S a starting point and with E an end point, the route is divided into sectors according to their slope.
Un settore viene definito quando la variazione di pendenza all’interno dello stesso è superiore ad una soglia (ad es. il 3%), e l’inizio e la fine di un settore sono attribuiti in corrispondenza di una pendenza pari a zero (derivata nulla). Un esempio della partizione del percorso con questo criterio è visibile in fig.2. A sector is defined when the slope variation within it is higher than a threshold (e.g. 3%), and the beginning and end of a sector are attributed in correspondence with a slope equal to zero (derived nothing). An example of the path partition with this criterion can be seen in fig. 2.
Un altro metodo di suddivisione in settori è per distanza di percorso uguale, o una combinazione dei due metodi precedenti. Another method of dividing into sectors is by equal travel distance, or a combination of the two previous methods.
Per ogni settore viene calcolata la potenza richiesta al ciclista Plegs usando la formula: For each sector the power required to the Plegs cyclist is calculated using the formula:
dove: where is it:
V = Velocita media settore; A = Area frontale; V = Average sector speed; A = Frontal area;
Lossdt = Efficienza; W = Massa del ciclista Massa della bicicletta; Lossdt = Efficiency; W = Mass of the cyclist Mass of the bicycle;
G = Pendenza media settore; Crr = Resistenza di rotolamento media nel settore; G = Average sector slope; Crr = Average rolling resistance in the sector;
Cd = Resistenza del vento media nel settore (drag); Rho = Densità dell’aria. Cd = Average wind resistance in the sector (drag); Rho = Air density.
Quindi calcolando periodicamente la differenza tra la carica residua della batteria 50 nel punto di partenza S, e la somma della potenza richiesta per ogni settore successivo (S-A1, A1-A2….A6-E) l’elaboratore 60 calcola la percentuale massima di assistenza che il motore 30 potrà fornire per ogni settore alla pedalata impostandolo come limite massimo di assistenza. Then by periodically calculating the difference between the residual charge of the battery 50 at the starting point S, and the sum of the power required for each subsequent sector (S-A1, A1-A2 ... A6-E), the processor 60 calculates the maximum percentage assistance that the motor 30 will be able to provide for each pedaling sector by setting it as the maximum assistance limit.
La distribuzione dell’energia residua per ogni settore può essere calcolata con varie strategie. The distribution of residual energy for each sector can be calculated with various strategies.
Ad es. si può determinare la potenza massima da assegnare ad un settore come la potenza richiesta nel settore moltiplicata per una costante data dal rapporto tra potenza usufruibile (residuo batteria) e quella necessaria (sommatoria delle potenze di tutti i settori), ovvero si fa una media pesata. Se Xi è l’energia da assegnare al settore i-esimo, Pi la potenza richiesta dal settore i-esimo, PT la potenza richiesta totale, PB l’energia residua nella batteria 50, vale: Eg. the maximum power to be assigned to a sector can be determined as the power required in the sector multiplied by a constant given by the ratio between usable power (residual battery) and that required (sum of the powers of all sectors), i.e. a weighted average is made . If Xi is the energy to be assigned to the i-th sector, Pi the power required by the i-th sector, PT the total required power, PB the residual energy in the battery 50, the following applies:
L’elaboratore 60 trasmette al circuito elettronico 40 un riferimento di velocità calcolato per ogni settore in funzione ad es. alla pendenza media del settore (maggiore la pendenza, maggiore lo sforzo del ciclista e maggiore l’energia da erogare per l’assistenza). Il circuito elettronico 40 userà il riferimento di velocità per controllare il regime del motore 30, quindi stabilendo indirettamente la potenza che esso eroga. The computer 60 transmits to the electronic circuit 40 a speed reference calculated for each sector in operation, e.g. to the average slope of the sector (the greater the slope, the greater the effort of the cyclist and the greater the energy to be provided for assistance). The electronic circuit 40 will use the speed reference to control the speed of the engine 30, thus indirectly establishing the power it delivers.
Si noti che l’elaboratore 60 e il circuito elettronico 40 possono, come già detto, anche coincidere. Note that the processor 60 and the electronic circuit 40 may, as already mentioned, also coincide.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102019000002289A IT201900002289A1 (en) | 2019-02-18 | 2019-02-18 | "CONTROL SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE" |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102019000002289A IT201900002289A1 (en) | 2019-02-18 | 2019-02-18 | "CONTROL SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE" |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| IT201900002289A1 true IT201900002289A1 (en) | 2020-08-18 |
Family
ID=67002100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT102019000002289A IT201900002289A1 (en) | 2019-02-18 | 2019-02-18 | "CONTROL SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE" |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | IT201900002289A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012013481A (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Panasonic Corp | Navigation device |
| US9409622B2 (en) * | 2011-06-14 | 2016-08-09 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Power management in an electrically-assisted vehicle |
| US20160304157A1 (en) * | 2015-04-16 | 2016-10-20 | Ford Global Technologies, Llc | Electric bike motor using sensed air speed |
| EP3339157A1 (en) * | 2016-09-13 | 2018-06-27 | Omron Corporation | Drive mode selection device and drive mode selection method |
| US20180319457A1 (en) * | 2015-11-16 | 2018-11-08 | Piaggio & C. S.P.A. | Method for managing the energy range of an assisted pedal electrical bicycle |
-
2019
- 2019-02-18 IT IT102019000002289A patent/IT201900002289A1/en unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012013481A (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Panasonic Corp | Navigation device |
| US9409622B2 (en) * | 2011-06-14 | 2016-08-09 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Power management in an electrically-assisted vehicle |
| US20160304157A1 (en) * | 2015-04-16 | 2016-10-20 | Ford Global Technologies, Llc | Electric bike motor using sensed air speed |
| US20180319457A1 (en) * | 2015-11-16 | 2018-11-08 | Piaggio & C. S.P.A. | Method for managing the energy range of an assisted pedal electrical bicycle |
| EP3339157A1 (en) * | 2016-09-13 | 2018-06-27 | Omron Corporation | Drive mode selection device and drive mode selection method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| P. DEBRAUXW. BERTUCCIA. V. MANOLOVAS. ROGIERA. LODINI: "New Method to Estimate the Cycling frontal area", INTERNATIONAL JOURNAL OF SPORTS MEDICINE, March 2009 (2009-03-01) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9409622B2 (en) | Power management in an electrically-assisted vehicle | |
| JP5330812B2 (en) | Hybrid vehicle | |
| CN110316307B (en) | Electronic assisted reservation and optimization for electric bicycles | |
| EP2948357B1 (en) | Predicting an energy consumption of a vehicle | |
| EP2378250B1 (en) | Route guidance apparatus, route guidance method and computer program | |
| US9785612B2 (en) | Method and device for determining a range of a vehicle | |
| CN102439396B (en) | Electrically driven vehicle | |
| ES2230483T3 (en) | VEHICLE STEERING MECHANISM FOR THE CONTROL OF THE STEERING ANGLE OR OBLICUITY OF AT LEAST ONE WHEEL OF A VEHICLE. | |
| CN107782327A (en) | The vehicle routing problem of energetic optimum | |
| US9829329B2 (en) | Method for monitoring and navigating a vehicle with electric drive moving towards a predetermined target along a navigated route | |
| EP2683574B1 (en) | Method and electronic system for the automatic management of the energy autonomy of a vehicle particularly of electric vehicles | |
| KR20080065902A (en) | Battery-capacity management device | |
| JP2024036677A (en) | A series of dynamic control methods and devices for electrically assisted bicycles, electrically assisted bicycles | |
| JP5630096B2 (en) | Electric drive vehicle | |
| JP2024036677A5 (en) | ||
| ES2205213T3 (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR THE OPERATION OF AN AUTOMOTIVE VEHICLE ALTERNATOR. | |
| IT201900002289A1 (en) | "CONTROL SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE" | |
| IT202000005530A1 (en) | PEDALING ASSISTANCE SYSTEM FOR ELECTRIC BICYCLE AND RELATED BICYCLE | |
| GB2546565A (en) | A method and system for trip planning for vehicles with limited on-board energy | |
| JP5443241B2 (en) | Battery control device for electric vehicle | |
| JP7471274B2 (en) | Energy consumption estimation device, energy consumption estimation method, and program | |
| JP7302542B2 (en) | Driving support device | |
| US11465516B2 (en) | Device for managing an electric propulsion assembly of a vehicle | |
| JP2015074234A (en) | Power supply system | |
| Escusa | Characterization and Performance Analysis of a Pedal Electric-Assisted Bicycle |