IT202000031865A1 - Metodo e sistema per la rilevazione della velocità di una bicicletta - Google Patents

Metodo e sistema per la rilevazione della velocità di una bicicletta Download PDF

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IT202000031865A1
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IT
Italy
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speed
front wheel
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bicycle
threshold
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IT102020000031865A
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English (en)
Inventor
Matteo Salviani
Benjamin Chetwood Struve'
Andrea Canestrari
Original Assignee
Raicam Driveline S R L
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Description

"Metodo e sistema per la rilevazione della velocit? di una bicicletta"
DESCRIZIONE
CAMPO TECNOLOGICO
[0001] La presente divulgazione si riferisce al campo delle biciclette elettriche, e, in modo pi? specifico, ad un metodo e ad un sistema per rilevare la velocit? di una bicicletta provvista di un sistema ABS ("Antilock Braking System" ? sistema di frenatura antibloccaggio) sulla ruota anteriore. In particolare, l'oggetto dell'invenzione ? un osservatore di movimento della bicicletta, che costituisce una parte del sistema di controllo utilizzato in un sistema ABS.
SFONDO
[0002] Lo scopo di questo componente basato su software ? quello di calcolare la velocit? del veicolo in tempo reale, indipendentemente dal fatto che le velocit? misurate delle ruote siano affidabili (ad esempio, quando una o l'altra delle ruote stradali ? bloccata o sta slittando). In questo modo ? possibile un controllo continuo del sistema ABS, anche durante situazioni di pericolo.
[0003] Come ? ben noto, quando un conducente applica il freno su una bicicletta fornita di un sistema ABS, ? necessario comprendere se la ruota controllata ? o non ? bloccata. ? possibile fare questo soltanto confrontando la velocit? della ruota frenata con la velocit? del veicolo.
[0004] Tuttavia, se una o l'altra o entrambe le ruote della bicicletta sono bloccate o stanno slittando, ? necessario effettuare la stima migliore della velocit? del veicolo dai dati disponibili. Ad esempio, in una bicicletta provvista di un sistema ABS sulla ruota anteriore, possono essere disponibili i seguenti dati: velocit? della ruota anteriore (da un sensore di velocit? di rotazione sulla ruota anteriore), velocit? della ruota posteriore (da un sensore di velocit? di rotazione sulla ruota posteriore), pressione del circuito del freno anteriore (da un trasduttore di pressione nel circuito idraulico del freno anteriore).
[0005] In circostanze normali senza frenatura, si pu? supporre che la velocit? della ruota posteriore sia la sorgente pi? affidabile di dati per la velocit? del veicolo. Tuttavia, se la decelerazione della bicicletta ? significativa, ? necessario considerare che una o l'altra o entrambe le velocit? delle ruote potrebbero non essere affidabili. Se la bicicletta sta bruscamente decelerando, ma non vi ? pressione nel circuito del freno anteriore, si pu? supporre che il freno posteriore sia in funzione e che vi sia un rischio che la ruota posteriore possa slittare o bloccarsi. Pertanto, si deve considerare la velocit? della ruota anteriore come la sorgente pi? affidabile di dati di velocit? del veicolo. Viceversa, se il veicolo sta decelerando ed il circuito del freno anteriore ? pressurizzato, vi ? il rischio che la ruota anteriore slitti o si blocchi. Sfortunatamente, non ? possibile supporre che la velocit? della ruota posteriore sia affidabile poich? non ? disponibile nessuna misura della pressione nel circuito del freno posteriore.
[0006] Pertanto, uno scopo della presente invenzione consiste nello stimare la velocit? di una bicicletta in queste circostanze ed in un modo efficace, semplice ed affidabile.
[0007] Un tale scopo ? raggiunto mediante un metodo per la rilevazione della velocit? di una bicicletta secondo la rivendicazione 1 e mediante un sistema per la rilevazione della velocit? di una bicicletta secondo la rivendicazione 9. Le rivendicazioni dipendenti si riferiscono a forme di attuazione preferite del metodo e del sistema secondo l'invenzione.
SINTESI
[0008] Secondo una forma di attuazione generale dell'invenzione, il metodo rileva la velocit? di una bicicletta provvista di un sistema ABS sulla ruota anteriore. Il metodo comprende le seguenti fasi:
[0009] - acquisizione, da un primo sensore di velocit? di rotazione sulla ruota anteriore, della velocit? della ruota anteriore;
[0010] - acquisizione, da un secondo sensore di velocit? di rotazione sulla ruota posteriore, della velocit? della ruota posteriore;
[0011] - acquisizione, da un trasduttore di pressione nel circuito idraulico del freno anteriore, della pressione del circuito del freno anteriore;
[0012] - calcolo della decelerazione della ruota posteriore.
[0013] Se la decelerazione della ruota posteriore ? inferiore ad un valore di soglia prefissato, allora la velocit? della bicicletta ? identificata con la velocit? della ruota posteriore.
[0014] Se la decelerazione della ruota posteriore ? superiore al valore di soglia prefissato, il metodo include le seguenti ulteriori fasi.
[0015] Se la pressione del circuito del freno anteriore ? inferiore ad una soglia di bassa pressione prefissata, allora la velocit? della bicicletta ? identificata con la velocit? della ruota anteriore.
[0016] Se la pressione del circuito del freno anteriore ? superiore alla soglia di bassa pressione prefissata, la velocit? della bicicletta ? una velocit? stimata calcolata secondo le seguenti sottofasi:
[0017] - la velocit? della ruota anteriore ? memorizzata in un buffer di memoria;
[0018] - quando il buffer di memoria ? pieno, vengono calcolate la velocit? media della ruota anteriore e la decelerazione della ruota anteriore;
[0019] - se il valore di decelerazione della ruota anteriore rientra in una soglia di decelerazione prefissata, la velocit? della bicicletta ? stimata come l'ultimo valore calcolato di velocit? media della ruota anteriore, ed i valori di velocit? media della ruota anteriore e di decelerazione della ruota anteriore sono memorizzati;
[0020] - se il valore di decelerazione della ruota anteriore supera la soglia di decelerazione prefissata, la velocit? della bicicletta ? stimata come la differenza tra il valore memorizzato di velocit? media della ruota anteriore ed il valore memorizzato di decelerazione della ruota anteriore calcolato per il tempo trascorso da quando sono stati memorizzati i valori di velocit? media della ruota anteriore e di decelerazione della ruota anteriore.
[0021] Secondo un aspetto dell'invenzione, almeno alcune fasi del metodo sono implementate da una macchina a stati finiti avente un primo stato, in cui la velocit? della bicicletta ? la velocit? della ruota posteriore, un secondo stato, in cui la velocit? della bicicletta ? la velocit? stimata, ed un terzo stato, in cui la velocit? della bicicletta ? la velocit? della ruota anteriore. In questa macchina a stati finiti:
[0022] - una transizione dal primo stato al secondo stato avviene quando la pressione del circuito del freno anteriore ? superiore ad una soglia di alta pressione e la differenza tra la velocit? della ruota anteriore e la velocit? della ruota posteriore ? superiore ad una soglia prefissata di alto delta di velocit? delle ruote;
[0023] - una transizione dal secondo stato al terzo stato avviene quando la pressione del circuito del freno anteriore ? inferiore ad una soglia prefissata di bassa pressione;
[0024] - una transizione dal terzo stato al secondo stato avviene quando la pressione del circuito del freno anteriore ? superiore alla soglia prefissata di alta pressione;
[0025] - una transizione dal secondo stato al primo stato avviene quando la differenza tra la velocit? stimata e la velocit? della ruota posteriore ? inferiore ad una soglia prefissata di basso delta di velocit? delle ruote;
[0026] - una transizione dal primo stato al terzo stato avviene quando la pressione del circuito del freno anteriore ? inferiore alla soglia prefissata di bassa pressione e la differenza tra la velocit? della ruota anteriore e la velocit? della ruota posteriore ? superiore alla soglia prefissata di alto delta di velocit? delle ruote;
[0027] - una transizione dal terzo stato al primo stato avviene quando la differenza tra la velocit? della ruota anteriore e la velocit? della ruota posteriore ? inferiore alla soglia prefissata di basso delta di velocit? delle ruote.
[0028] In una forma di attuazione, la soglia di alta pressione ? un valore di soglia di pressione sopra il quale la ruota anteriore pu? essere considerata come in slittamento o in bloccaggio.
[0029] In una forma di attuazione, la soglia di bassa pressione ? un valore di soglia di pressione sotto il quale la ruota anteriore pu? essere considerata come in rotazione libera.
[0030] In una forma di attuazione, la soglia di alto delta di velocit? delle ruote ? una soglia di delta di velocit? delle ruote sopra la quale una delle ruote ? considerata come in slittamento.
[0031] In una forma di attuazione, la soglia di basso delta di velocit? delle ruote ? una soglia di delta di velocit? delle ruote sotto la quale entrambe le ruote sono considerate in rotazione alla stessa velocit?.
[0032] Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, se la velocit? rilevata della bicicletta cambia da un valore precedente, corrispondente ad una velocit? tra la velocit? della ruota anteriore, la velocit? della ruota posteriore e la velocit? stimata, ad un nuovo valore differente, corrispondente ad una velocit? differente tra la velocit? della ruota anteriore, la velocit? della ruota posteriore e la velocit? stimata, viene fornito un intervallo di tempo di rilevazione di transizione durante il quale la velocit? della bicicletta ? calcolata come gradualmente variabile dal valore precedente al nuovo valore.
[0033] In una forma di attuazione, quando la velocit? rilevata della bicicletta cambia dal valore precedente al nuovo valore, l'ultimo valore rilevato ? memorizzato ed un valore di velocit? di transizione ? calcolato come valore di velocit? di transizione = nuovo valore ? (valore memorizzato / Tempo Trascorso)<n>),
in cui Tempo Trascorso ? il periodo di tempo dalla variazione dal valore precedente, ed in cui n < 1.
[0034] ? anche descritto un sistema per la rilevazione della velocit? di una bicicletta provvista di un sistema ABS sulla ruota anteriore. Secondo una forma di attuazione generale, il sistema comprende:
[0035] - un primo sensore di velocit? di rotazione atto a rilevare la velocit? della ruota anteriore;
[0036] - un secondo sensore di velocit? di rotazione atto a rilevare la velocit? della ruota posteriore;
[0037] - un trasduttore di pressione atto a rilevare la pressione del circuito del freno anteriore nel circuito idraulico del freno anteriore
[0038] - un'unit? di controllo elettronica collegata operativamente al primo sensore di velocit? di rotazione, al secondo sensore di velocit? di rotazione ed al trasduttore di pressione.
[0039] L'unit? di controllo elettronica ? configurata in modo da attuare il metodo per la rilevazione della velocit? di una bicicletta precedentemente descritto.
[0040] Secondo un aspetto dell'invenzione, l'unit? di controllo elettronica comprende un modulo valutatore di velocit? collegato operativamente al primo sensore di velocit? di rotazione e ad un buffer di memoria e configurato in modo da stimare la velocit? della bicicletta secondo le seguenti istruzioni:
[0041] - caricamento della velocit? della ruota anteriore nel buffer di memoria;
[0042] - quando il buffer di memoria ? pieno, calcolo della velocit? media della ruota anteriore e della decelerazione della ruota anteriore;
[0043] - se il valore di decelerazione della ruota anteriore rientra in una soglia di decelerazione prefissata, stima della velocit? della bicicletta come l'ultimo valore medio di velocit? della ruota anteriore calcolato,
[0044] - memorizzazione nel buffer di memoria dei valori di velocit? media della ruota anteriore e di decelerazione della ruota anteriore;
[0045] - se il valore di decelerazione della ruota anteriore supera la soglia di decelerazione prefissata, valutazione della velocit? della bicicletta come differenza tra il valore medio di velocit? della ruota anteriore memorizzato ed il valore di decelerazione della ruota anteriore memorizzato moltiplicato per il tempo trascorso dalla memorizzazione del valore medio di velocit? della ruota anteriore e del valore di decelerazione della ruota anteriore.
[0046] Secondo una forma di attuazione, l'unit? di controllo elettronica comprende un modulo di macchina a stati di selezione di velocit? collegato operativamente al primo sensore di velocit? di rotazione, al secondo sensore di velocit? di rotazione, al trasduttore di pressione, al modulo valutatore di velocit?. Il modulo di macchina a stati di selezione di velocit? ? configurato per attuare la macchina a stati di selezione di velocit? discussa in precedenza.
[0047] Secondo una forma di attuazione, l'unit? di controllo elettronica comprende inoltre un modulo di commutazione di selezione di velocit? collegato operativamente al primo sensore di velocit? di rotazione, al secondo sensore di velocit? di rotazione ed al modulo valutatore di velocit?. Il modulo di commutazione di selezione di velocit? ? configurato in modo da fornire selettivamente in uscita una delle uscite dal primo sensore di velocit? di rotazione, dal secondo sensore di velocit? di rotazione e dal modulo valutatore di velocit? in funzione di un segnale di controllo ricevuto dal modulo di macchina a stati di selezione di velocit?.
[0048] Secondo un aspetto dell'invenzione, l'unit? di controllo elettronica comprende inoltre un modulo di correzione di discontinuit? che, quando la velocit? rilevata della bicicletta varia da un valore precedente, corrispondente ad una velocit? tra la velocit? della ruota anteriore, la velocit? della ruota posteriore e la velocit? stimata, ad un nuovo valore differente, corrispondente ad una velocit? differente tra la velocit? della ruota anteriore, la velocit? della ruota posteriore e la velocit? stimata, ? configurato in modo da memorizzare l'ultimo valore di velocit? rilevato e calcolare un valore di velocit? di transizione come valore di velocit? di transizione = nuovo valore ? (valore memorizzato / (Tempo Trascorso)<n>),
in cui Tempo Trascorso ? il periodo di tempo dalla variazione dal valore precedente, ed in cui n < 1.
[0049] La sintesi semplificata precedente di aspetti esemplificativi serve per permettere una comprensione base della presenza divulgazione. Questa sintesi non ? una panoramica approfondita di tutti gli aspetti previsti, e non ? intesa n? nel senso di identificare elementi critici o chiave di tutti gli aspetti n? delineare l'ambito di ognuno degli o di tutti gli aspetti della presente divulgazione. Il suo solo scopo ? quello di presentare uno o pi? aspetti in una forma semplificata come preludio ad una descrizione pi? dettagliata della divulgazione che segue. Per ottenere quanto precede, gli uno o pi? aspetti della presente divulgazione includono le caratteristiche descritte ed evidenziate a titolo esemplificativo nelle rivendicazioni.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
[0050] I disegni annessi, che sono incorporati nella e costituiscono una parte della presente descrizione, illustrano uno o pi? aspetti esemplificativi della presente divulgazione e, insieme con la descrizione dettagliata, servono per spiegarne i principi e le implementazioni.
[0051] - La figura 1 riporta un diagramma di flusso del metodo per la rilevazione della velocit? della bicicletta secondo una forma di attuazione generale dell'invenzione;
[0052] - la figura 2 riporta un diagramma che rappresenta il sistema per la rilevazione della velocit? della bicicletta;
[0053] - la figura 3 riporta un diagramma tempo -velocit? che mostra il comportamento del modulo valutatore di velocit?, quando la decelerazione della ruota anteriore rimane entro una soglia predeterminata;
[0054] - la figura 4 riporta un diagramma tempo -velocit? che mostra il comportamento del modulo valutatore di velocit?, quando la decelerazione della ruota anteriore supera bruscamente la soglia predeterminata;
[0055] - la figura 5 riporta una tavola che mostra le condizioni logiche che devono essere soddisfatte per permettere ciascuna transizione di stato nella macchina a stati finiti secondo l'invenzione;
[0056] - la figura 6 riporta un diagramma tempo -velocit? che mostra il comportamento del modulo di correzione di discontinuit?.
[0057] Una descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite dell'invenzione sar? di seguito fornita con riferimento ai disegni annessi.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
[0058] Aspetti esemplificativi sono di seguito descritti nel contesto di un sistema e di un metodo per la rilevazione della velocit? di una bicicletta provvista di un sistema ABS. I tecnici del ramo si renderanno conto che la descrizione seguente ? soltanto illustrativa e non ? intesa in nessun modo in senso limitativo. Altri aspetti risulteranno facilmente evidenti per i tecnici del ramo alla luce della presente divulgazione. Si far? ora riferimento in dettaglio ad implementazioni degli aspetti esemplificativi come illustrato nei disegni annessi.
[0059] La figura 1 illustra una forma di attuazione generale di un metodo per la rilevazione della velocit? della bicicletta.
[0060] Il metodo pu? essere implementato mediante un modello computazionale in tempo reale, che stima la velocit? del veicolo assumendo come ingressi:
[0061] dati di pressione idraulica 10 misurati nel circuito della pinza del freno anteriore;
[0062] dati di velocit? della ruota anteriore 20;
[0063] dati di velocit? della ruota posteriore 30.
[0064] I dati di pressione possono essere ottenuti da un trasduttore di pressione 12 nel circuito idraulico del freno anteriore.
[0065] I dati di velocit? della ruota anteriore 20 possono essere ottenuti da un primo sensore di velocit? di rotazione 22 sulla ruota anteriore.
[0066] I dati di velocit? della ruota posteriore 30 possono essere ottenuti da un secondo sensore di velocit? di rotazione 32 sulla ruota posteriore.
[0067] Come punto iniziale (100), la velocit? della bicicletta corrisponde alla velocit? della ruota posteriore.
[0068] In una fase 102, viene calcolata la decelerazione della ruota posteriore.
[0069] In una fase 104, la decelerazione della ruota posteriore ? confrontata con un valore di soglia prefissato.
[0070] Se la decelerazione della ruota posteriore ? inferiore al valore di soglia prefissato, allora la velocit? della bicicletta ? identificata con la velocit? della ruota posteriore.
[0071] Se la decelerazione della ruota posteriore ? superiore al valore di soglia prefissato, in una fase 106 si verifica se vi ? pressione nel circuito del freno anteriore.
[0072] Se la pressione del circuito del freno anteriore ? inferiore ad una soglia prefissata di bassa pressione, allora la velocit? della bicicletta ? identificata con la velocit? della ruota anteriore (fase 108).
[0073] Se la pressione del circuito del freno anteriore ? superiore alla soglia prefissata di bassa pressione, la velocit? della bicicletta ? una velocit? stimata (fase 110), calcolata secondo un algoritmo descritto nel seguito nella presente con riferimento alla figura 2.
[0074] La figura 2 illustra uno schema a blocchi di un sistema 200 per la rilevazione della velocit? di una bicicletta, secondo una forma di attuazione esemplificativa dell'invenzione.
[0075] Il sistema 200 comprende un primo sensore di velocit? di rotazione 22 atto a rilevare la velocit? della ruota anteriore, un secondo sensore di velocit? di rotazione 32 atto a rilevare la velocit? della ruota posteriore, un trasduttore di pressione 12 atto a rilevare la pressione del circuito del freno anteriore nel circuito idraulico del freno anteriore, un'unit? di controllo elettronica 40 collegata operativamente al primo sensore di velocit? di rotazione 22, al secondo sensore di velocit? di rotazione 32 ed al trasduttore di pressione 12.
[0076] L'unit? di controllo elettronica 40 illustrata nella figura 2 comprende dei filtri passabasso 42, 44, un modulo valutatore di velocit? 46, un modulo di macchina a stati di selezione di velocit? 48, un commutatore di selezione di velocit? 50 ed un modulo di correzione di discontinuit? 52.
[0077] Questi componenti dell'unit? di controllo elettronica 40 saranno ora descritto in dettaglio.
[0078] I filtri passabasso 42, 44 sono dei blocchi computazionali che filtrano i dati di velocit? grezzi, allo scopo di evitare picchi su segnali che possono causare errori computazionali. Queste funzioni sono realizzate allo scopo di introdurre un ritardo temporale il pi? breve possibile, in modo da non compromettere la prontezza di risposta del sistema di controllo ABS. Sono disponibili tecnologie di filtraggio multiple che potrebbero essere utilizzate a questo scopo. Ad esempio, ? possibile implementare dei filtri a media mobile.
[0079] Il modulo Valutatore di Velocit? 46 ? costituito da un blocco computazionale che valuta la velocit? del veicolo. In alcuni esempi, esso esegue sempre il suo calcolo, anche quando il risultato del valutatore di velocit? non ? deviato verso il sistema di controllo ABS attraverso il modulo di commutazione di selezione di velocit? 50.
[0080] Il calcolo assume come suo ingresso la misurazione della velocit? della ruota anteriore misurata e carica i punti di dati di velocit? in un buffer di memoria. Quando il buffer di memoria ? pieno, l'algoritmo calcola la media di tutti i valori (velocit? media della ruota) ed anche la differenza tra i valori massimo e minimo nel buffer (che, quando ? diviso per la durata temporale che ? stata impiegata per riempire il buffer, fornisce una decelerazione della ruota).
[0081] Se il valore di decelerazione rientra in una certa soglia, il modulo valutatore di velocit? fornisce in uscita l'ultimo valore medio di velocit? della ruota calcolato, ed i valori di velocit? media della ruota e di decelerazione sono registrati in memoria.
[0082] Se il valore di decelerazione supera la soglia, l'uscita del modulo ? uguale al valore medio di velocit? della ruota memorizzato precedente, meno il valore di decelerazione della ruota memorizzato in precedenza moltiplicato per il tempo trascorso da quando questi valori sono stati memorizzati.
[0083] Pertanto, il comportamento del modulo valutatore di velocit? pu? essere riepilogato come segue:
[0084] Se la decelerazione della ruota rientra in un limite predeterminato, si pu? supporre che la ruota non sia bloccata e non slitti. L'uscita del modulo ? uguale alla velocit? media della ruota. Questo ? illustrato schematicamente nella figura 3.
[0085] Se la decelerazione della ruota supera la soglia predeterminata, si pu? supporre che la ruota abbia bruscamente modificato la sua velocit? a causa di un bloccaggio o di uno slittamento. L'uscita del modulo viene calcolata, supponendo che il veicolo continui a decelerare con la stessa rapidit? di prima che si verificasse il bloccaggio o lo slittamento. Questo ? illustrato schematicamente nella figura 4.
[0086] Il modulo di macchina a stati 48 esegue il processo di decisione utilizzato per selezionare tra le sorgenti disponibili di velocit? del veicolo in base agli ingressi:
[0087] - velocit? della ruota anteriore filtrata [0088] - velocit? della ruota posteriore filtrata [0089] - velocit? stimata
[0090] - pressione del freno anteriore
[0091] - costanti di riferimento
[0092] - la macchina a stati di selezione di velocit? a tre stati:
[0093] Primo stato: ? selezionata la velocit? della ruota posteriore. L'uscita del modulo di macchina a stati di selezione di velocit? 48 indica al modulo di commutazione di selezione di velocit? 50 che dovrebbe selezionare la velocit? della ruota posteriore.
[0094] Secondo stato: ? selezionata la velocit? stimata. L'uscita del modulo di macchina a stati di selezione di velocit? 48 indica al modulo di commutazione di selezione di velocit? 50 che dovrebbe selezionare la velocit? stimata.
[0095] Terzo stato: ? selezionata la velocit? della ruota anteriore. L'uscita del modulo di macchina a stati di selezione di velocit? 48 indica al modulo di commutazione di selezione di velocit? 50 che dovrebbe selezionare la velocit? della ruota anteriore.
[0096] Il flusso logico tra gli stati ? controllato da una serie di transizioni, che sono indicate con frecce numerate nella figura 2. Le transizioni avvengono quando ciascuna proposizione logica diventa vera.
[0097] A questo scopo, un elenco di valori di parametri fissi deve essere programmato nel sistema durante gli stadi di taratura nello sviluppo del sistema ABS. Questi parametri sono:
[0098] - Soglia di Alta Pressione della Pinza: un valore di soglia di pressione sopra il quale la ruota anteriore pu? correre il pericolo di slittare o bloccarsi.
[0099] - Soglia di Bassa Pressione della Pinza: un valore di soglia di pressione sotto il quale la ruota anteriore pu? essere considerata in rotazione libera.
[00100] - Soglia di Alto Delta di Velocit? delle Ruote: una soglia di delta di velocit? delle ruote sopra la quale una delle ruote ? considerata in slittamento.
[00101] - Soglia di Basso Delta di Velocit? delle Ruote: soglia di delta di velocit? delle ruote sotto la quale entrambe le ruote sono considerate in rotazione alla stessa velocit?.
[00102] Le condizioni logiche che devono essere soddisfatte per permettere che si verifichi ciascuna transizione sono quindi le seguenti (i numeri di transizione si riferiscono alla notazione nella figura 2). Queste condizioni logiche sono descritte nella Tavola riportata nella figura 5.
[00103] Una transizione (1) dal primo stato al secondo stato avviene quando la pressione del circuito del freno anteriore ? superiore alla Soglia di Alta Pressione della Pinza e la differenza tra la velocit? della ruota anteriore e la velocit? della ruota posteriore ? superiore alla Soglia di Alto Delta di Velocit? delle Ruote;
[00104] - una transizione (2) dal secondo stato al terzo stato avviene quando la pressione del circuito del freno anteriore ? inferiore alla Soglia di Bassa Pressione della Pinza;
[00105] - una transizione (3) dal terzo stato al secondo stato avviene quando la pressione del circuito del freno anteriore ? superiore alla Soglia di Alta Pressione della Pinza;
[00106] - una transizione (4) dal secondo stato al primo stato avviene quando la differenza tra la velocit? stimata e la velocit? della ruota posteriore ? inferiore alla Soglia di Basso Delta di Velocit? delle Ruote;
[00107] - una transizione (5) dal primo stato al terzo stato avviene quando la pressione del circuito del freno anteriore ? inferiore alla Soglia di Bassa Pressione della Pinza e la differenza tra la velocit? della ruota anteriore e la velocit? della ruota posteriore ? superiore alla Soglia di Alto Delta di Velocit? delle Ruote;
[00108] - una transizione (6) dal terzo stato al primo stato avviene quando la differenza tra la velocit? della ruota anteriore e la velocit? della ruota posteriore ? inferiore alla Soglia di Basso Delta di Velocit? delle Ruote.
[00109] Il modulo di commutazione di selezione di velocit? 50 ? collegato operativamente, sul suo ingresso, all'uscita del filtro passabasso 44 dei dati di velocit? della ruota posteriore, all'uscita del filtro passabasso 42 dei dati di velocit? della ruota anteriore, ed all'uscita del modulo valutatore di velocit? 46. Il modulo di commutazione di selezione di velocit? 50 ha un ingresso di controllo per ricevere un segnale di richiesta di selezione di commutazione dal modulo di macchina a stati di selezione di velocit? 48.
[00110] In funzione dell'uscita dal modulo di macchina a stati 48, il valore di velocit? corretto ? trasferito all'uscita del sistema osservatore di movimento del veicolo 200.
[00111] Il modulo di correzione di discontinuit? 52 ? collegato operativamente all'uscita del modulo di commutazione di selezione di velocit? 50 ed all'uscita della macchina a stati di selezione di velocit? 48. Pertanto, il segnale di richiesta di selezione di commutazione ? anche ricevuto dal modulo di correzione di discontinuit? 52.
[00112] La funzione del modulo di correzione di discontinuit? 52 consiste nell'evitare brusche discontinuit? nel valore di velocit? quando il commutatore di selezione di velocit? commuta tra sorgenti di ingresso.
[00113] Quando il modulo di correzione di discontinuit? 52 rileva che la richiesta di selezione di commutazione dalla macchina a stati cambia di valore, l'ultimo valore rilevato dal modulo di commutazione di selezione di velocit? ? memorizzato in una memoria.
[00114] Durante fasi di calcolo successive, viene calcolato il seguente valore di uscita:
Valore di uscita = Nuovi dati di velocit? ? (dati memorizzati / (Tempo Trascorso)<n>)
in cui Tempo Trascorso ? il periodo di tempo da quando ? cambiata la richiesta di selezione di commutazione, ed n < 1.
[00115] Il comportamento di questo modulo ? tale per cui, se si verifica una discontinuit? tra le sorgenti di dati selezionate, i dati di uscita sono regolarizzati dopo che si ? verificata una commutazione, i dati di uscita tendendo verso il valore dalla nuova sorgente di dati. La rapidit? con cui avviene la tendenza verso la nuova sorgente di dati dipende dal valore dell'esponente n. Il comportamento del blocco di correzione di discontinuit? ? rappresentato schematicamente nella figura 6.
[00116] Dalla descrizione precedente, si pu? notare che la velocit? stimata ? calcolata matematicamente e senza utilizzare un sensore inerziale. La velocit? stimata ? utilizzata ogni qualvolta le velocit? delle due ruote non sono affidabili (ad esempio quando non ? noto che la velocit? della ruota posteriore ? affidabile ed una pressione superiore ad un certo valore di riferimento ? applicata sulla pinza del freno anteriore in modo che anche la ruota anteriore possa slittare).
[00117] Vantaggiosamente, ? possibile stimare la velocit? del veicolo senza utilizzare un sensore inerziale ed ottenere una velocit? calcolata finale che proviene dall'ingresso pi? affidabile derivato dagli ingressi citati in precedenza.
[00118] Il metodo di calcolo proposto richiede potenzialmente una bassa potenza di calcolo, permettendo che l'intero algoritmo sia eseguito in "background" fornendo nello stesso tempo risultati accurati ed affidabili.
[00119] Si deve notare che il termine "modulo" come utilizzato nella presente divulgazione si riferisce ad un dispositivo, componente, o disposizione di componenti del mondo reale implementata utilizzando hardware, ad esempio mediante un circuito integrato specifico per un'applicazione ("Application Specific Integrated Circuit" ? ASIC) o FPGA ("Field Programmable Gate Array" ? insieme di porte logiche programmabile sul campo), ad esempio, o come una combinazione di hardware e software, come ad esempio mediante un sistema microprocessore ed un insieme di istruzioni per attuare la funzionalit? del modulo, che (mentre viene eseguito) trasforma il sistema microprocessore in un dispositivo per usi speciali. Un modulo pu? anche essere implementato come una combinazione dei due, con alcune funzioni facilitate soltanto da hardware, ed altre funzioni facilitate da una combinazione di hardware e software. In alcune implementazioni, almeno una porzione di, ed in alcuni casi, tutto, un modulo pu? essere eseguito sul processore di un sistema di calcolatore. Di conseguenza, ciascun modulo pu? essere realizzato in una variet? di configurazioni appropriate, e non deve essere limitato a nessuna implementazione particolare esemplificata nella presente.
[00120] I vari aspetti descritti nella presente includono equivalenti noti presenti e futuri dei moduli noti a cui si fa riferimento nella presente a titolo di illustrazione. Inoltre, mentre sono stati illustrati e descritti degli aspetti e delle applicazioni, sar? evidente per i tecnici del ramo alla luce della presente divulgazione che molte altre modifiche diverse da quelle precedentemente menzionate sono possibili senza allontanarsi dai concetti inventivi descritti nella presente.
[00121] Ad esempio, la presente divulgazione ? stata fornita con riferimento ad una bicicletta; tuttavia, ? evidente che il concetto inventivo pu? essere esteso ad altri tipi di veicoli, ad esempio ad altri veicoli a due ruote con ABS soltanto sulle ruote anteriori (ad esempio scooter o motocicli), o altri veicoli in cui un ABS ? applicato attraverso un singolo circuito idraulico ai freni su un singolo asse, e la velocit? media delle ruote di un altro asse ? anche utilizzata come ingresso del sistema.
[00122] Inoltre, per chiarezza, la presente divulgazione ? stata riferita ad una bicicletta provvista di un sistema ABS sulla ruota anteriore, ma sar? evidente per i tecnici del ramo alla luce della presente divulgazione che i concetti inventivi possono essere applicati anche a biciclette o altri veicoli in cui il sistema ABS ? montato su una o pi? ruote posteriori.

Claims (13)

RIVENDICAZIONI
1. Metodo per la rilevazione della velocit? di una bicicletta, in cui la bicicletta ? provvista di un sistema ABS ("Antilock Braking System" ? sistema di frenatura antibloccaggio) sulla ruota anteriore, comprendente le seguenti fasi:
a) acquisizione, da un primo sensore di velocit? di rotazione sulla ruota anteriore, della velocit? della ruota anteriore;
b) acquisizione, da un secondo sensore di velocit? di rotazione sulla ruota posteriore, della velocit? della ruota posteriore;
c) acquisizione, da un trasduttore di pressione nel circuito idraulico del freno anteriore, della pressione del circuito del freno anteriore;
d) calcolo della decelerazione della ruota posteriore;
e) se la decelerazione della ruota posteriore ? inferiore ad un valore di soglia prefissato, allora la velocit? della bicicletta ? identificata con la velocit? della ruota posteriore, altrimenti:
f) se la pressione del circuito del freno anteriore ? inferiore ad una soglia di bassa pressione prefissata, allora la velocit? della bicicletta ? identificata con la velocit? della ruota anteriore, altrimenti g) la velocit? della bicicletta ? una velocit? stimata calcolata secondo le seguenti sottofasi:
i) caricamento della velocit? della ruota anteriore in un buffer di memoria;
ii) quando il buffer di memoria ? pieno, calcolo della velocit? media della ruota anteriore e della decelerazione della ruota anteriore;
iii) se il valore di decelerazione della ruota anteriore rientra in una soglia di decelerazione prefissata, la velocit? della bicicletta ? stimata come l'ultimo valore medio di velocit? della ruota anteriore calcolato, ed i valori di velocit? media della ruota anteriore e di decelerazione della ruota anteriore sono memorizzati;
iv) se il valore di decelerazione della ruota anteriore supera la soglia di decelerazione prefissata, la velocit? della bicicletta ? stimata come la differenza tra il valore medio di velocit? della ruota anteriore memorizzato ed il valore di decelerazione della ruota anteriore memorizzato moltiplicato per il tempo trascorso da quando i valori di velocit? media della ruota anteriore e di decelerazione della ruota anteriore sono stati memorizzati nella sottofase iii).
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui le fasi d), e), f) e g) sono implementate da una macchina a stati finiti avente un primo stato, in cui la velocit? della bicicletta ? la velocit? della ruota posteriore, un secondo stato, in cui la velocit? della bicicletta ? la velocit? stimata, ed un terzo stato, in cui la velocit? della bicicletta ? la velocit? della ruota anteriore, ed in cui:
- una transizione dal primo stato al secondo stato avviene quando la pressione del circuito del freno anteriore ? superiore ad una soglia di alta pressione e la differenza tra la velocit? della ruota anteriore e la velocit? della ruota posteriore ? superiore ad una soglia di alto delta di velocit? delle ruote prefissata;
- una transizione dal secondo stato al terzo stato avviene quando la pressione del circuito del freno anteriore ? inferiore ad una soglia prefissata di bassa pressione;
- una transizione dal terzo stato al secondo stato avviene quando la pressione del circuito del freno anteriore ? superiore alla soglia di alta pressione prefissata;
- una transizione dal secondo stato al primo stato avviene quando la differenza tra la velocit? stimata e la velocit? della ruota posteriore ? inferiore ad una soglia prefissata di basso delta di velocit? delle ruote;
- una transizione dal primo stato al terzo stato avviene quando la pressione del circuito del freno anteriore ? inferiore alla soglia prefissata di bassa pressione e la differenza tra la velocit? della ruota anteriore e la velocit? della ruota posteriore ? superiore alla soglia prefissata di alto delta di velocit? delle ruote;
- una transizione dal terzo stato al primo stato avviene quando la differenza tra la velocit? della ruota anteriore e la velocit? della ruota posteriore ? inferiore alla soglia prefissata di basso delta di velocit? delle ruote.
3. Metodo secondo da rivendicazione 2, in cui la soglia di alta pressione ? un valore di soglia di pressione sopra il quale la ruota anteriore pu? essere considerata come in slittamento o bloccata.
4. Metodo secondo la rivendicazione 2 oppure 3, in cui la soglia di bassa pressione ? un valore di soglia di pressione sotto il quale la ruota anteriore pu? essere considerata come a rotazione libera.
5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 - 4, in cui la soglia di alto delta di velocit? delle ruote ? una soglia di delta di velocit? delle ruote sopra la quale una delle ruote ? considerata in slittamento.
6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 - 5, in cui la soglia di basso delta di velocit? delle ruote ? una soglia di delta di velocit? delle ruote sotto la quale entrambe le ruote sono considerate in rotazione alla stessa velocit?.
7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui, se la velocit? rilevata della bicicletta varia da un valore precedente, corrispondente ad una velocit? tra la velocit? della ruota anteriore, la velocit? della ruota posteriore e la velocit? stimata, ad un nuovo valore differente, corrispondente ad una velocit? differente tra la velocit? della ruota anteriore, la velocit? della ruota posteriore e la velocit? stimata, viene fornito un intervallo di tempo di rilevazione di transizione durante il quale la velocit? della bicicletta ? calcolata come in variazione graduale dal valore precedente al nuovo valore.
8. Metodo secondo la rivendicazione 7, in cui, quando la velocit? rilevata della bicicletta commuta dal valore precedente al nuovo valore, l'ultimo valore rilevato ? memorizzato ed un valore di velocit? di transizione ? calcolato come
valore di velocit? di transizione = nuovo valore ? (valore memorizzato / Tempo Trascorso)<n>),
dove Tempo Trascorso ? il periodo di tempo dalla commutazione dal valore precedente, ed in cui n < 1.
9. Sistema per la rilevazione della velocit? di una bicicletta, in cui la bicicletta ? provvista di un sistema ABS ("Antilock Braking System" ? sistema di frenatura antibloccaggio) sulla ruota anteriore, il sistema comprendendo:
- un primo sensore di velocit? di rotazione atto a rilevare la velocit? della ruota anteriore;
- un secondo sensore di velocit? di rotazione atto a rilevare la velocit? della ruota posteriore;
- un trasduttore di pressione atto a rilevare la pressione del circuito del freno anteriore nel circuito idraulico del freno anteriore;
- un'unit? di controllo elettronica collegata operativamente al primo sensore di velocit? di rotazione suddetto, al secondo sensore di velocit? di rotazione suddetto, ed al trasduttore di pressione suddetto e configurata in modo da implementare il metodo per la rilevazione della velocit? di una bicicletta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
10. Sistema secondo la rivendicazione 9, in cui l'unit? di controllo elettronica comprende un modulo valutatore di velocit? collegato operativamente al primo sensore di velocit? di rotazione e ad un buffer di memoria e configurato in modo da:
- caricare la velocit? della ruota anteriore nel buffer di memoria;
- quando il buffer di memoria ? pieno, calcolare la velocit? media della ruota anteriore e la decelerazione della ruota anteriore;
- se il valore di decelerazione della ruota anteriore rientra in una soglia di decelerazione prefissata, valutare la velocit? della bicicletta come l'ultimo valore medio di velocit? della ruota anteriore calcolato,
- memorizzare nel buffer di memoria i valori di velocit? media della ruota anteriore e di decelerazione della ruota anteriore;
- se il valore di decelerazione della ruota anteriore supera la soglia di decelerazione prefissata, valutare la velocit? della bicicletta come la differenza tra il valore di velocit? media della ruota anteriore memorizzato ed il valore di decelerazione della ruota anteriore memorizzato moltiplicato per il tempo trascorso da quando sono stati memorizzati i valori di velocit? media della ruota anteriore e di decelerazione della ruota anteriore.
11. Sistema secondo la rivendicazione 10, in cui l'unit? di controllo elettronica comprende un modulo di macchina a stati di selezione di velocit? collegato operativamente al primo sensore di velocit? di rotazione, al secondo sensore di velocit? di rotazione, al trasduttore di pressione, al modulo valutatore di velocit? e configurato in modo da implementare una macchina a stati di selezione di velocit? in accordo con il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 - 6.
12. Sistema secondo la rivendicazione 11, di cui l'unit? di controllo elettronica comprende inoltre un modulo di commutazione di selezione di velocit? collegato operativamente al primo sensore di velocit? di rotazione, al secondo sensore di velocit? di rotazione ed al modulo valutatore di velocit?, e configurato in modo da fornire selettivamente in uscita una delle uscite dal primo sensore di velocit? di rotazione, dal secondo sensore di velocit? di rotazione e dal modulo valutatore di velocit? in accordo con un segnale di controllo ricevuto dal modulo di macchina a stati di selezione di velocit?.
13. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 9 - 12, in cui l'unit? di controllo elettronica comprende inoltre un modulo di correzione di discontinuit? che, quando la velocit? rilevata della bicicletta commuta da un valore precedente, corrispondente ad una velocit? tra la velocit? della ruota anteriore, la velocit? della ruota posteriore e la velocit? stimata, ad un nuovo valore differente, corrispondente ad una velocit? differente tra la velocit? della ruota anteriore, la velocit? della ruota posteriore e la velocit? stimata, ? configurato in modo da memorizzare l'ultimo valore di velocit? rilevato e calcolare un valore di velocit? di transizione come
valore di velocit? di transizione = nuovo valore ? (valore memorizzato / Tempo Trascorso)<n>),
dove Tempo Trascorso ? il periodo di tempo dalla commutazione dal valore precedente, ed in cui n < 1.
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