IT202000005530A1 - Sistema di assistenza alla pedalata per bicicletta elettrica e relativa bicicletta - Google Patents

Description

SISTEMA DI ASSISTENZA ALLA PEDALATA PER BICICLETTA

ELETTRICA E RELATIVA BICICLETTA

DESCRIZIONE

CAMPO TECNICO

La presente invenzione si riferisce al settore delle biciclette elettriche e dei sistemi di assistenza alla pedalata per queste ultime.

STATO DELL'ARTE

Al giorno d?oggi, le biciclette elettriche (o e-bike) sono sempre pi? diffuse, in quanto permettono la mobilit? anche su lunghe distanze con uno sforzo contenuto e senza emissioni gassose in atmosfera.

Diversamente dalle bicilette convenzionali (le cosiddette bicilette muscolari), le e-bike sono dotate di un motore elettrico posto nel mozzo di una ruota (anteriore o posteriore) oppure integrato nella ruota centrale cui sono solidali le pedivelle (c.d. motore centrale).

Le moderne e-bike sono dotate di una batteria agli ioni di litio che pu? essere ricaricata sulla bicicletta stessa o rimossa e ricaricata altrove. La batteria ? il sistema di accumulo dell?energia elettrica necessaria all?azionamento del motore che fornisce una coppia suppletiva alla ruota motrice, oltre a quella esercitata dal ciclista attraverso i pedali.

In alcune biciclette elettriche che utilizzano motori con alloggiamento nel mozzo della ruota, la potenza elettrica erogata dal motore viene limitata secondo un segnale proveniente da una leva posta sul manubrio che viene azionata dal ciclista, e controllata secondo un segnale di velocit? che opera con una logica on/off: dopo i primi gradi di rotazione della pedivella, per velocit? diversa da zero, il motore viene azionato. In queste soluzioni, non ? possibile modulare l?erogazione di potenza del motore in modo continuo. Esistono tre o quattro valori di potenza erogabili, che sono scelti in base alla posizione della leva presente sul manubrio. In queste soluzioni, tuttavia, un aumento del livello di potenza del motore viene percepito come uno strappo dal ciclista. L?utilizzo dell?energia immagazzinata della batteria, inoltre, non ? ottimale.

Alcune e-bike con motore centrale prevedono soluzioni pi? avanzate che permettono un?erogazione pi? graduale della potenza. Il ciclista agisce su di una leva posta sul manubrio cui corrisponde un valore di potenza del motore elettrico, un?unit? di controllo rileva un valore di coppia ai pedali ed agisce sul motore solo in corrispondenza di sufficiente spinta da parte del ciclista. La potenza viene erogata con una logica graduale fino a raggiungere il valore di soglia scelto con la leva manuale. La guidabilit? della bicicletta ? pi? naturale perch? il ciclista non percepisce strappi ma non ? adattabile allo specifico contesto di utilizzo.

In entrambi i casi descritti il ciclista non ha una sensazione di pieno controllo del mezzo e su terreni scoscesi o irregolari possono verificarsi condizioni di guida non sicura.

Il brevetto statunitense US 6,446,745 descrive un sistema di controllo per veicoli elettrici, quali anche biciclette elettriche, che prevede diverse modalit? di funzionamento, tra le quali un cruise control che permette di mantenere una velocit? impostata dall?utente.

Nella domanda di brevetto US20190389535 viene descritto un metodo per la regolazione di un sistema di assistenza alla pedalata in cui un controllore del veicolo riceve dati del sensore di coppia indicativi della coppia generata dall'utilizzatore del veicolo e modifica di conseguenza la coppia generata dal motore. A titolo di esempio, viene presentato un algoritmo di controllo del motore in un sistema di pedalata assistita per biciclette elettriche, che utilizza una tra molteplici strategie di filtraggio per il calcolo in tempo reale della coppia generata dal ciclista che viene utilizzata per una modulazione ad anello chiuso della coppia del motore. La strategia di filtraggio implementata pu? essere selezionata in base alle condizioni di aumento/diminuzione della coppia generata dal ciclista, alla frequenza della pedalata, al livello di assistenza elettrica selezionato dall'utente e/o alla diminuzione della corrente al motore. L'algoritmo di controllo del motore filtra la coppia del ciclista in ingresso per stabilizzare la coppia in uscita del motore in modalit? di pedalata assistita.

Nonostante le numerose soluzioni per l?assistenza alla pedalata presenti sul mercato, ? sentita la necessit? di soluzioni che, mantenendo contenuti i costi della bicicletta, permettano un?assistenza alla pedalata che si adatti alle esigenze del ciclista, allo specifico contesto di utilizzo e riducano i consumi energetici per garantire maggiore autonomia di esercizio e prolungata vita utile dei componenti elettrici.

SCOPI E RIASSUNTO DELL'INVENZIONE

? scopo della presente invenzione quello di superare gli inconvenienti dell?arte nota.

In particolare ? scopo della presente invenzione presentare una bicicletta elettrica provvista di un sistema di assistenza alla pedalata che si adattati a differenti condizioni d?uso della bicicletta e/o indicazioni del ciclista.

Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di migliorare il controllo dei flussi energetici tra sistema di accumulo elettrico e motore per una maggiore autonomia di esercizio e un prolungato tempo di vita dei componenti.

Questi ed altri scopi della presente invenzione sono raggiunti mediante un sistema incorporante le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, le quali formano parte integrante della presente descrizione.

Secondo un primo aspetto, la presente invenzione ? diretta ad una bicicletta elettrica comprendente un motore elettrico collegato ad una ruota della bicicletta ed alimentato da una batteria. La bicicletta comprende inoltre una pluralit? di sensori atti a rilevare parametri di funzionamento della bicicletta, come velocit? o coppia applicata alla pedivella, ed un sistema di comando utente atto a permettere ad un ciclista di fornire informazioni necessarie a controllare il motore elettrico. Un?unit? di controllo ? operativamente connessa al motore elettrico, alla pluralit? di sensori e al sistema di comando utente per controllare la potenza elettrica del motore elettrico in risposta a segnali ricevuti da almeno un sensore di detta pluralit? di sensori e dal sistema di comando utente. L?unit? di controllo comprende un?unit? di memoria in cui ? conservata una pluralit? di logiche di controllo del motore, ed ? configurata per assegnare un peso a ciascuna di dette logiche di controllo in funzione di dati ricevuti dai sensori e/o dal sistema di comando utente. L?unit? di controllo aggiorna i pesi delle logiche di controllo in base a dati aggiornati ricevuti dai sensori e/o dal sistema di comando utente, e seleziona in modo dinamico la logica di controllo con peso maggiore. L?unit? di controllo, dunque, controlla il motore elettrico secondo la logica selezionata.

Tale soluzione permette di ottenere una gestione efficiente della bicicletta grazie ad un?unit? di controllo che dinamicamente seleziona la modalit? di controllo che risulta pi? adatta alle condizioni di utilizzo della bicicletta e alle richieste del ciclista che la usa. Grazie alla selezione dinamica delle logiche di controllo, inoltre, si riduce il consumo di energia elettrica immagazzinata nella batteria e si preserva la batteria stessa evitando che questa eroghi picchi di corrente che la danneggerebbero.

Vantaggiosamente, l?unit? di controllo assegna i pesi alle logiche di controllo utilizzando una logica fuzzy.

Secondo un ulteriore aspetto, l?invenzione ? diretta ad un sistema di assistenza alla pedalata in cui un?unit? di controllo comprende un?unit? di memoria in cui ? conservata una pluralit? di logiche di controllo del motore, ed ? configurata per assegnare un peso a ciascuna di dette logiche di controllo in funzione di dati ricevuti dai sensori e/o dal sistema di comando utente sopra indicati. L?unit? di controllo aggiorna i pesi delle logiche di controllo in base a dati aggiornati ricevuti dai sensori e/o dal sistema di comando utente, e seleziona in modo dinamico la logica di controllo con peso maggiore. L?unit? di controllo, dunque, controlla il motore elettrico secondo la logica selezionata.

Ulteriori caratteristiche e scopi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione che segue.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

L?invenzione verr? descritta qui di seguito con riferimento ad alcuni esempi, forniti a scopo esplicativo e non limitativo, ed illustrati nei disegni annessi. Questi disegni illustrano differenti aspetti e forme di realizzazione della presente invenzione e, dove appropriato, numeri di riferimento illustranti strutture, componenti, materiali e/o elementi simili in differenti figure sono indicati da numeri di riferimento similari.

La Figura 1 illustra una bicicletta elettrica secondo l?invenzione;

la Figura 2 illustra schematicamente il sistema di controllo del motore della bicicletta di figura 1;

la Figura 3 ? un diagramma di flusso di una logica di controllo applicata per il controllo della bicicletta di figura 1.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE

Mentre l?invenzione ? suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione preferite sono mostrate nei disegni e saranno descritte qui di seguito in dettaglio. Si deve intendere, comunque, che non vi ? alcuna intenzione di limitare l?invenzione alla specifica forma di realizzazione illustrata, ma, al contrario, l?invenzione intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell?ambito dell?invenzione come definito nelle rivendicazioni.

L?uso di ?ad esempio?, ?ecc.?, ?oppure? indica alternative non esclusive senza limitazione a meno che non altrimenti indicato. L?uso di ?include? significa ?include, ma non limitato a? a meno che non sia altrimenti indicato.

In figura 1 viene illustrata una bicicletta elettrica 1 secondo la presente invenzione.

La bicicletta elettrica 1 comprende un telaio 2 su cui sono montate due ruote (una anteriore 3 ed una posteriore 4). La ruota anteriore 3 ? una ruota condotta che pu? essere sterzata grazie ad un manubrio 5, mentre la ruota posteriore 4 ? una ruota motrice.

La bicicletta elettrica 1 comprende sellino 6 su cui si pu? sedere il ciclista per azionare un sistema di movimentazione convenzionale comprendente una coppia di pedivelle 7, montate alle due estremit? di un albero 8, e recanti ciascuna un pedale 9. Le pedivelle 7 sono associate ad una ruota dentata 10 sulla quale ? montata una catena 11 che trasferisce il moto delle pedivelle alla ruota motrice posteriore 4.

La bicicletta elettrica 1 comprende poi un sistema di movimentazione elettrico comprendente un motore elettrico 12 che fornisce una coppia motrice aggiuntiva rispetto a quella determinata dal ciclista attraverso la pedalata. Nell?esempio qui descritto il motore elettrico 12 ? integrato nel mozzo della ruota posteriore 4. In alcune configurazioni il motore elettrico pu? anche funzionare da generatore elettrico. Tuttavia, sono possibili altre forme di realizzazione che prevedono un motore elettrico sia nella ruota anteriore che in quella posteriore, o ancora configurazioni di biciclette elettriche a tre ruote, ad es. una anteriore e due posteriori o due anteriori e una posteriore ed eventuali motori ruota su ciascuna delle ruote poste sullo stesso asse. Ancora, in altre forme di realizzazione il motore elettrico pu? essere di tipo ?centrale? in grado di fornire una coppia motrice direttamente sulle pedivelle. Ancora, per ridurre i consumi energetici, il motore elettrico pu? funzionare solamente da motore e non da generatore.

Il motore elettrico 12 ? alimentato da un sistema di accumulo elettrico 13. Preferibilmente il sistema di accumulo ? di tipo ricaricabile, ad esempio ? una batteria agli ioni di litio, e la sua carica e scarica viene gestita da un sistema di gestione della batteria (Battery Management System, BMS).

La bicicletta elettrica 1 comprende poi una pluralit? di sensori. Nell?esempio qui descritto la bicicletta ? dotata di un sensore di velocit? in grado di rilevare la velocit? della biciletta; il sensore di velocit? pu? essere un tachimetro magnetico 14 qui montato in prossimit? della ruota anteriore 3, oppure essere un tachimetro di altro tipo o sfruttare la tecnologia GPS per la misura della velocit? della bicicletta. La bicicletta comprende poi dei sensori di coppia, in particolare nell?esempio qui descritto sono previsti un torsiometro 15, montato in corrispondenza di una pedivella 7 per la misura della coppia generata dal ciclista, ed un torsiometro 16 per la misura della coppia fornita dal motore elettrico 12. Nell?esempio qui descritto la biciletta ? anche provvista di un sensore di peso 17 atto a misurare il peso del ciclista, ad esempio il sensore 17 pu? essere realizzato con celle di carico con alloggiamento nel sedile 6. La bicicletta 1 ? poi dotata di sensori di pendenza 18 in grado di rilevare l?inclinazione della bicicletta rispetto all?orizzontale.

La bicicletta elettrica 1 comprende poi una unit? di controllo 19 che, come mostrato in figura 2, ? operativamente connessa alla batteria 13 (in particolare al BMS), al motore elettrico 12, a sensori di bordo (complessivamente indicati col riferimento 100 in figura 2) e al sistema di comando utente 200 di cui si dir? meglio nel seguito.

Il sistema di comando utente 200 include i mezzi attraverso i quali il ciclista pu? fornire informazioni necessarie a comandare il motore elettrico 12. Tale sistema include ad esempio una leva di comando 20 posizionata sul manubrio 5, mediante la quale l?utente pu? selezionare una modalit? di guida ? ad es. sport, montagna, urbano ? o un livello di potenza del motore o impostare una funzione di cruise control, ad esempio attivandolo alla velocit? corrente o impostando un valore di velocit? da mantenere. Ancora, il sistema di comando utente 200 pu? comprendere uno schermo touch 21 o un dispositivo wireless 22, quale uno smartphone, attraverso i quali l?utente pu? inserire dati per il controllo della bicicletta.

L?unit? di controllo 19 riceve in input i segnali provenienti dai sensori di bordo 100 e dal sistema di comando utente 200 ed invia segnali d?uscita agli attuatori (complessivamente indicati col riferimento 300) che controllano la potenza erogata al motore elettrico 12. Nell?esempio qui descritto sono rappresentati una pluralit? di attuatori (A1, A2, A3) che possono essere di vario tipo, ad esempio interruttori on/off e controllori di tipo PID (Proporzionale, Integrale e Derivativo), tuttavia secondo altre forme di realizzazione ? possibile prevedere un unico attuatore in grado di funzionare secondo logiche differenti selezionate dall?unit? di controllo 19.

L?unit? di controllo 19 comprende un?area di memoria, ad esempio una RAM o una ROM o una EEPROM, in cui sono conservati programmi software (indicati in figura 2 con L1, L2, L3 ed L4) che implementano differenti logiche di controllo del motore elettrico. L?unit? di controllo seleziona in modo automatico e dinamico una delle logiche di controllo e controlla di conseguenza gli attuatori 300 cosicch? il motore elettrico 12 generi la coppia motrice necessaria a raggiungere l?obiettivo che si prefigge la logica di controllo selezionata.

Nel dettaglio, l?unit? di controllo 19 comprende un?unit? di elaborazione 190, ad esempio un microprocessore, configurata per assegnare un peso a ciascuna delle logiche di controllo L1, L2, L3, ed L4 in funzione dei dati ricevuti dai sensori 100 e/o del sistema di comando utente 200 e/o dalla batteria.

Periodicamente, o man mano che arrivano dati aggiornati dai sensori 100 e dal sistema di comando utente 200, l?unit? di controllo aggiorna i pesi delle logiche di controllo, e seleziona in modo dinamico la logica di controllo con peso maggiore.

Nell?esempio di figura 1 e 2, l?unit? di controllo comprende quattro logiche di controllo L1, L2, L3, ed L4 che si descrivono qui di seguito.

La logica L1 ? un cruise control che si pone l?obiettivo di mantenere la velocit? della bicicletta coincidente con un valore target imposto. Tale tipologia di controllo ? azionata in base al solo sensore di velocit? istantanea 14. La velocit? target, VT, potr? essere impostata manualmente dal ciclista, ad esempio attraverso lo schermo touch 21, oppure potr? essere determinata dall?unit? di controllo elaborando i dati di un percorso forniti da una specifica applicazione digitale con riconoscimento dei percorsi (ad es. Google Maps o Apple Mappe) eseguita su di un dispositivo 22 connesso alla bicicletta elettrica 1.

Se la l?unit? di controllo 19 seleziona la logica L1, allora attiva l?attuatore A1 che comprende un controllore PID che riceve in ingresso il valore della velocit? target VT e quello della velocit? istantanea dal sensore di velocit? 14. Nel caso in cui la velocit? della e-bike istantanea, misurata dal sensore di velocit? 14, non ? uguale a quella target, il controllore PID agisce sul motore aumentando o riducendo la coppia di supporto Cs generata da quest?ultimo. La coppia di supporto alla pedalata, Cs, unitamente a quella del ciclista Cc, determinano una variazione di velocit? e dunque un riallineamento rispetto al valore target. Poich? la dinamica della e-bike ? anche influenzata dalla resistenza al moto aerodinamica e dell?attrito al rotolamento delle ruote, il controllo ? istantaneo e la modifica della coppia del motore elettrico ? effettuata praticamente in modo continuo (controllo in modulazione). Preferibilmente, la logica L1 prevede un limite massimo sulla velocit? target accettabile, ad esempio la velocit? VT imposta non potr? superare Vmax=25 km/h. La logica di controllo, agendo sulla velocit? della bicicletta elettrica, non ha dunque necessit? di un limitatore. Questo tipo di controllo ? utilizzabile in qualsiasi contesto, ma risulta particolarmente vantaggioso in situazioni in cui non sono frequenti le frenate e le ripartenze, quindi in contesti in cui non ? presente traffico, come aree extra-urbane.

La logica L2 ? un?assistenza alla pedalata di tipo proporzionale, il cui obiettivo ? controllare il motore al fine di erogare una coppia motrice proporzionale alla coppia impressa dal ciclista sulla pedivella.

Se l?unit? di controllo 19 seleziona la logica L2, aziona l?attuatore A2, il quale comprende un controllore proporzionale che riceve in ingresso il valore di coppia di pedalata Cc misurato dal sensore di coppia 15 e genera in uscita un comando per il motore elettrico 12 tale che la coppia Cs generata da quest?ultimo sia proporzionale a quella del ciclista. Ad esempio, se il rapporto di proporzionalit? ? Cs/Cc = 1,2, se il ciclista genera una coppia Cc=1Nm, l?attuatore A2 controlla il motore affinch? generi una coppia Cs di 1,2 Nm. Preferibilmente, l?attuatore A2 comprende anche un limitatore di velocit? che interviene spegnendo il motore quando la bicicletta procede ad una velocit? superiore ad un valore di velocit? massimo. Questo tipo di logica ? adatto a supportare la pedalata in contesti urbani, riducendo lo sforzo del ciclista.

La logica L3 ? una logica che ha l?obiettivo prioritario di ottimizzare l?uso della batteria. Se questa logica di controllo risulta quella selezionata, allora l?unit? di controllo stima il consumo energetico necessario per arrivare alla destinazione indicata dall?utente sulla base del peso misurato dal sensore di peso 17 e/o dei dati di percorso ricevuti dal sistema di comando utente 200 (ad es. da applicazioni che sono eseguite su di uno smartphone connesso alla bicicletta) e/o dal sensore di pendenza 18. L?unit? di controllo 19, inoltre, controlla lo stato di carica della batteria 13 per determinare una quantit? di energia elettrica residua immagazzinata nella batteria, quindi determina un valore di energia da utilizzare durante il percorso e controlla in modo dinamico il motore elettrico ? attraverso l?attuatore A3 - in modo tale da erogare una coppia durante il percorso tale da consumare il valore di energia da utilizzare calcolato.

Con riferimento alla figura 3 viene illustrato il diagramma di flusso della logica L3. Dopo l?avvio (passo 401) l?unit? di controllo 19 procede a leggere lo stato di carica residua nella batteria (passo 402), quindi verifica (passo 403) se ? stato selezionato un percorso ? ad esempio per andare da casa a lavoro. In caso negativo, viene acquisito (passo 404) un dato della coppia media Csaverage erogata dal motore dalla sua accensione al momento della misura e viene calcolato (passo 405) un valore di coppia motrice Csnew del motore inferiore al valore medio Csaverage acquisito al passo 404. Il calcolo del nuovo valore di coppia di supporto Cs pu? essere un valore ridotto di un valore prefissato, es. inferiore del 10%, o essere calcolato con logiche pi? fini, ad esempio proporzionale al valore di pendenza misurato dal sensore 18, con Csnew=Csaverage*p, dove p indica la percentuale di pendenza in salita. Successivamente, il motore viene controllato (passo 406) per erogare la coppia Csnew.

Se, invece, ? stato selezionato un percorso, ad esempio in assenza di pendenza, allora l?unit? di controllo legge (passo 407) i dati di velocit? misurati dal sensore di velocit? 14 e di peso misurati dal sensore di peso 17 e calcola (passo 408) l?energia necessaria per raggiungere la destinazione impostata dal ciclista attraverso il sistema di comando utente, energia che corrisponde al lavoro della forza motrice sulla distanza da percorrere. La forza motrice ? determinata in base al secondo principio della dinamica per cui la somma delle forze agenti sulla bicicletta 1 uguaglia il prodotto della massa totale della bicicletta 1 e del ciclista (quest?ultima determinata in base alla misura del sensore 17) per la variazione di velocit? nel tempo. Tali forze sono di segno positivo se determinano un?accelerazione, di segno negativo se sono invece resistenti e determinano una decelerazione. Di segno positivo ? dunque la forza motrice, data dalla somma tra la coppia di supporto alla pedalata e la coppia esercitata dal ciclista divisa per il raggio della ruota, di segno negativo sono le forze resistenti aerodinamiche e di attrito al rotolamento, stimate in base a coefficienti di rifermento e al valore derivato dal sensore di peso 17.

In caso di moto in pendenza, il sensore di pendenza 18 contribuisce a determinare una ulteriore forza agente sulla bicicletta 1, dovuta alla gravit?, che sar? positiva o negativa a seconda che ci si muova in discesa o in salita, rispettivamente.

Successivamente (passo 409) l?unit? di controllo determina un valore di coppia Csnew che deve essere erogata dal motore.

Per calcolare il valore di coppia Csnew ci si riferisce al suddetto bilancio di forze in modo che l?energia da prelevare dalla batteria per ottenere quella coppia sia quella effettivamente immagazzinata nella batteria.

Successivamente, il motore viene controllato (passo 406) per erogare la coppia Csnew.

Infine, dopo il controllo del motore, la logica L3 prevede di verificare se tale logica debba terminarsi (passo 410). In caso positivo, ad esempio perch? l?unit? di controllo ha selezionato un?altra logica, allora la logica di controllo termina (passo 411), altrimenti ritorna al passo 402 e ripete il controllo, permettendo cos? un controllo adattativo della coppia erogata dal motore elettrico.

La logica L4 ? una logica di ricarica della batteria. Quando l?unit? di controllo 19 seleziona questa logica, aziona l?attuatore A4, il quale commuta il motore in generatore elettrico che ricarica la batteria 13.

Come spiegato sopra, l?unit? di controllo 19 determina, in funzione dei dati ricevuti in ingresso, dei pesi da assegnare a ciascuna logica di controllo L1, L2, L3. Ad esempio, se a batteria completamente carica il ciclista imposta il cruise control, ma non una destinazione, allora l?unit? di controllo assegna un peso alto alla logica L1 (ad esempio 0,9 in una scala da 0 ad 1), un peso molto basso alla logica L3 (ad esempio 0,01 in una scala da 0 ad 1), ed uno basso alla logica L2 (ad esempio 0,04).

Se la bicicletta inizia una salita molto pendente e la batteria ? ancora molto carica, i pesi assegnati alle tre logiche cambiano. Ad esempio il peso assegnato alla logica L3 aumenta in quanto il sensore di coppia 15 ed il sensore di pendenza 18 determinano un affaticamento del ciclista, mentre i segnali dalla batteria 13 indicano una scarica eccessiva della batteria. In queste condizioni, dunque, il peso assegnato alla logica L3 pu? aumentare e superare quello assegnato alle logiche L1 ed L2. In queste condizioni, dunque, la bicicletta elettrica 1 cambia automaticamente il modo di controllare il motore e passa dalla logica L1 alla logica L3.

Ancora, se su un tratto pianeggiante il ciclista aumenta improvvisamente la coppia esercitata sulle pedivelle, ad esempio per fare uno scatto, allora l?unit? di controllo 19 riassegna i pesi alle tre logiche in modo tale che la logica L2 possa diventare predominante rispetto a L1 ed L2.

Analogamente, se il ciclista affronta un tratto in discesa, l?unit? di controllo 19 assegner? dei pesi molto bassi alle logiche L1, L2 ed L3, mentre ne assegner? uno alto alla logica L4. Conseguentemente, l?unit? di controllo selezioner? la logica di ricarica L4 ed azioner? l?attuatore A4 per commutare il motore elettrico 12 in modalit? di generatore elettrico e ricaricare la batteria 13.

Preferibilmente, l?assegnazione dei pesi alle logiche di controllo pu? essere fatta utilizzando una logica di tipo fuzzy.

Dalla descrizione sopra riportata di un esempio di realizzazione preferito, ? chiaro come l?invenzione permetta di raggiungere gli scopi prefissati. La bicicletta elettrica sopra descritta permette di adattare l?assistenza alla pedalata in modo dinamico, tenendo conto dei dati ricevuti dai sensori di bordo e dei comandi o dati ricevuti dal ciclista mediante il sistema di comando utente.

? tuttavia chiaro che gli esempi sopra riportati non devono essere interpretati in senso limitativo e l?invenzione cos? concepita ? suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell?ambito della presente invenzione quale risulta dalle rivendicazioni allegate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Bicicletta elettrica (1), comprendente un motore elettrico (12) collegato ad una ruota (3, 4) della bicicletta, una batteria (13) elettricamente connessa al motore elettrico per erogare energia elettrica al motore elettrico, una pluralit? di sensori (100) atti a rilevare parametri di funzionamento della bicicletta (1), un sistema di comando utente (200) atto a permettere ad un ciclista di fornire informazioni necessarie a controllare il motore elettrico (12), ed un?unit? di controllo (19) operativamente connessa al motore elettrico (12), alla pluralit? di sensori (100) e al sistema di comando utente (200) per controllare la potenza elettrica del motore elettrico (12) in risposta a segnali ricevuti da almeno un sensore di detta pluralit? di sensori (100) e dal sistema di comando utente (200), caratterizzata dal fatto che l?unit? di controllo (19) comprende un?unit? di memoria in cui ? conservata una pluralit? di logiche di controllo (L1, L2, L3, L4) del motore elettrico (12), e dal fatto che l?unit? di controllo (19) ? configurata per - assegnare un peso a ciascuna logica di controllo di detta pluralit? di logiche di controllo (L1, L2, L3, L4) in funzione di dati ricevuti dalla pluralit? di sensori (100) e/o dal sistema di comando utente (200), - aggiornare i pesi delle logiche di controllo in base a dati aggiornati ricevuti dai sensori (100) e/o dal sistema di comando utente (200), e - selezionare in modo dinamico la logica di controllo con peso maggiore, - controllare il motore elettrico (12) secondo la logica di controllo selezionata.
2. 2. Bicicletta elettrica secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuna logica di detta pluralit? di logiche di controllo dipende da almeno un diverso dato proveniente da un diverso sensore della bicicletta.
3. 3. Bicicletta elettrica secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l?unit? di controllo (19) assegna i pesi a detta pluralit? di logiche di controllo secondo una logica fuzzy.
4. 4. Bicicletta elettrica secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, in cui un sensore di detta pluralit? di sensori ? un sensore di velocit? (14), in cui detto sistema di comando utente (200) ? atto a permettere ad un utente di inserire un valore di velocit? target, ed in cui una logica di controllo, di detta pluralit? di logiche di controllo, prevede di: - confrontare un valore di velocit? istantaneo, ricevuto dal sensore di velocit? (14), con detto valore di velocit? target, - aumentare la coppia motrice fornita dal motore se il valore di velocit? istantaneo ? inferiore al valore di velocit? target e ridurre la coppia motrice se il valore di velocit? istantaneo ? superiore al valore di velocit? target.
5. 5. Bicicletta elettrica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta bicicletta elettrica comprende un sensore di coppia atto a misurare una coppia generata dal ciclista, ed in cui una logica di controllo di detta pluralit? di logiche di controllo prevede di controllare il motore elettrico in modo tale che la coppia generata dal motore sia proporzionale ad una coppia misurata dal sensore di coppia, e a limitare il funzionamento del motore elettrico se la velocit? della bicicletta supera un valore di soglia prefissato.
6. 6. Bicicletta elettrica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto sistema di comando utente (200) ? atto a ricevere un input del ciclista relativo ad una destinazione da raggiungere, ed ? atto a fornire all?unit? di controllo (19) dati di un percorso per raggiungere la destinazione indicata dall?utente, ed in cui l?unit? di controllo (19) ? atta a implementare una logica di controllo che prevede di: a) controllare (402) lo stato di carica della batteria per determinare una quantit? di energia elettrica residua immagazzinata nella batteria, b) stimare (407, 408) il consumo energetico necessario per arrivare alla destinazione indicata dall?utente sulla base dei dati di percorso e di un valore di peso del ciclista, c) determinare (408) un valore di energia da utilizzare durante il percorso, d) controllare (408,409) il motore elettrico in modo tale da erogare una coppia durante il percorso tale da consumare il valore di energia da utilizzare calcolato.
7. 7. Bicicletta elettrica secondo la rivendicazione 6, in cui il valore di energia da utilizzare durante il percorso corrisponde all?energia residua nella batteria.
8. 8. Bicicletta secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui l?unit? di controllo ? configurata per erogare una coppia maggiore in corrispondenza di tratti del percorso in salita.
9. 9. Bicicletta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, ulteriormente comprendente un sensore di peso (17) atto a misurare un peso che agisce su di un sellino della bicicletta, ed in cui l?unit? di controllo (19) ? atta a stimare un consumo energetico necessario per percorrere un percorso sulla base del peso misurato dal sensore di peso.
10. 10. Bicicletta elettrica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il motore (12) ? incluso o integrato nel mozzo della ruota.