IT202200001181U1

IT202200001181U1 - Improved light pedal-assist land vehicle

Info

Publication number: IT202200001181U1
Application number: IT202022000001181U
Authority: IT
Inventors: Raffello Frati; Paolo Gori
Original assignee: Oli Ebike Systems S R L
Priority date: 2022-03-22
Filing date: 2022-03-22
Publication date: 2023-09-22

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Annessa a domanda di BREVETTO PER MODELLO DI UTILIT? avente per titolo Attached to the application for a UTILITY MODEL PATENT? having as title

?Veicolo terrestre leggero a pedalata assistita perfezionato? ?Improved light pedal-assisted land vehicle?

Il presente trovato ha per oggetto un veicolo terrestre leggero a pedalata assistita perfezionato. In particolare, il presente trovato riguarda il settore della mobilit? sostenibile ed ha per oggetto una bicicletta a pedalata assistita o ?e-bike?. The present invention relates to an improved light pedal-assisted land vehicle. In particular, the present invention concerns the mobility sector? sustainable and has as its object a pedal-assisted bicycle or "e-bike".

Si specifica che, in questo contesto, per bicicletta a pedalata assistita si intende qualsiasi veicolo a una (monociclo), due, tre (triciclo) o pi? ruote (quadriciclo, risci?, ecc.) un e-cargoBike (monociclo, triciclo o quadriciclo) che sia azionato dalla forza muscolare umana, e che sia dotato di almeno un motore ausiliario elettrico. It is specified that, in this context, by pedal-assisted bicycle we mean any vehicle with one (unicycle), two, three (tricycle) or more? wheels (quadricycle, rickshaw, etc.) an e-cargoBike (unicycle, tricycle or quadricycle) that is powered by human muscle power, and that is equipped with at least one electric auxiliary motor.

Come ? noto, una bicicletta a pedalata assistita o ?e-bike? ? una bicicletta convenzionale a cui sono applicati almeno un motore elettrico accoppiato a vari tipi di riduttori, una o pi? batterie e una serie di sensori che rilevano, istante per istante, la velocit? di rotazione del gruppo pedivelle-pedali. La velocit? di rotazione rilevata viene codificata da una unit? di elaborazione che, in, base a parametri predefiniti, calibra il supporto addizionale fornito dal motore elettrico all'azione muscolare fornita dal ciclista. As ? known, a pedal-assisted bicycle or ?e-bike? ? a conventional bicycle to which at least one electric motor coupled to various types of reducers are applied, one or more? batteries and a series of sensors that detect, moment by moment, the speed? of rotation of the crank-pedal group. The speed? of rotation detected is encoded by a unit? processing which, based on predefined parameters, calibrates the additional support provided by the electric motor to the muscular action provided by the cyclist.

A tutt'oggi le biciclette a pedalata assistita utilizzano motori elettrici di tipo brushless a magneti permanenti o DC accoppiati a vari tipi di riduttori, i quali azionano l'albero su cui ruota il gruppo pedivelle/pedali, solitamente coassiale alle pedivelle. To date, pedal-assisted bicycles use permanent magnet or DC brushless electric motors coupled to various types of gearboxes, which drive the shaft on which the crank/pedal assembly rotates, usually coaxial with the cranks.

Allo stato dell?arte, esistono delle biciclette dotate di motore elettrico con lo scopo di aiutare l?utilizzatore durante la pedalata. At the state of the art, there are bicycles equipped with an electric motor with the aim of helping the user during pedalling.

Generalmente, tale tecnologia della bicicletta a pedalata assistita comprende un motore elettrico, una batteria ricaricabile ed un sistema di gestione elettronico (unit? di elaborazione), mediante il quale viene gestito l?apporto di coppia ausiliaria fornita dal motore elettrico. In tal modo quest?ultimo fornisce una coppia ausiliaria al ciclista durante la pedalata al fine di alleggerire lo sforzo fisico. Generally, this pedal-assisted bicycle technology includes an electric motor, a rechargeable battery and an electronic management system (processing unit), through which the contribution of auxiliary torque provided by the electric motor is managed. In this way the latter provides an auxiliary torque to the cyclist during pedaling in order to lighten physical effort.

Secondo la tecnica nota, esistono delle biciclette dotate di un sistema di gestione elettronico pi? avanzato comprendente un apparato per rilevare la coppia esercitata dall?utilizzatore sull?albero dei pedali in una trasmissione per bicicletta. According to the known art, there are bicycles equipped with a more advanced electronic management system. advanced system comprising an apparatus for detecting the torque exerted by the user on the pedal shaft in a bicycle transmission.

Misurare e monitorare il valore della coppia generata sull?albero dei pedali generalmente permette di ottimizzare l?intervento del motore elettrico durante la pedalata. Infatti, il sistema di gestione elettronico che equipaggia le biciclette elettriche elabora l?informazione ricevuta dall?apparato che rileva la coppia generata sull?albero dei pedali ed attiva/disattiva oppure parzializza il lavoro del motore elettrico secondo le esigenze. Measuring and monitoring the value of the torque generated on the pedal shaft generally allows you to optimize the intervention of the electric motor during pedaling. In fact, the electronic management system that equips electric bicycles processes the information received from the device which detects the torque generated on the pedal shaft and activates/deactivates or partializes the work of the electric motor according to needs.

Pertanto, durante la pedalata, il ciclista trover? beneficio grazie all?intervento del motore elettrico che in parte sostituir? l?utilizzatore riducendo il suo sforzo fisico, non appena il carico sulla pedalata si riduce, l?apparato che rileva il nuovo valore della coppia motrice, invia l?informazione al sistema di gestione che far? ridurre anche la coppia erogata dal motore elettrico. Contemporaneamente all?intervento del motore elettrico sulla trasmissione della bicicletta, l?utilizzatore si deve fare carico di gestire il rapporto di trasmissione attivo sulla trasmissione stessa. Secondo l?arte nota, l?apparato che misura il valore di coppia motrice comprende un sensore di coppia motrice. Therefore, during pedaling, the cyclist will find? benefit thanks to the intervention of the electric motor which partly replaces? the user reducing his physical effort, as soon as the pedaling load is reduced, the device that detects the new value of the driving torque sends the information to the management system what it will do? also reduce the torque delivered by the electric motor. At the same time as the electric motor intervenes on the bicycle transmission, the user must manage the active gear ratio on the transmission itself. According to the prior art, the apparatus that measures the driving torque value includes a driving torque sensor.

Nei sistemi di tipo noto, in funzione della spinta che eserciter? il ciclista sulle pedivelle, la centralina di controllo tramite il feedback del rilevatore di coppia di pedalata, gestir? l?erogazione della coppia del motore elettrico atta a definire la forza motrice ausiliaria alla pedalata. In systems of known type, depending on the thrust that will be exerted? the cyclist on the cranks, the control unit through the feedback of the pedaling torque detector, will manage? the torque delivery of the electric motor designed to define the auxiliary driving force for pedaling.

Uno svantaggio della tecnica nota ? che l?erogazione della coppia ausiliaria da parte del motore elettrico non avviene in modo controllato in base alle reali necessit? di coppia ausiliaria. A disadvantage of the known art? that the delivery of the auxiliary torque by the electric motor does not occur in a controlled manner based on real needs? of auxiliary torque.

Un altro svantaggio della tecnica nota ? che l?erogazione di coppia ausiliaria viene solitamente controllata/erogata mediante dosaggio della quantit? di corrente erogata dalla batteria al motore elettrico. Another disadvantage of the known art? that the supply of auxiliary torque is usually controlled/provided by dosing the quantity? of current supplied by the battery to the electric motor.

Un altro svantaggio della tecnica nota ? che l?utente deve agire manualmente sul cambio meccanico del veicolo terrestre. Another disadvantage of the known art? that the user must manually operate the mechanical gearbox of the land vehicle.

Un ulteriore svantaggio dei motori elettrici a corrente costante di tipo noto ? che per fare in modo che il motore eroghi una coppia elevata a bassa velocit?, il coefficiente di coppia deve essere aumentato aumentando il numero di giri di ogni fase. A further disadvantage of known constant current electric motors? that to make the engine deliver high torque at low speed, the torque coefficient must be increased by increasing the number of revolutions of each phase.

In questo ambito, il compito tecnico alla base del presente trovato ? proporre un veicolo terrestre leggero a pedalata assistita che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati. In this context, the technical task underlying the present invention is? propose a light pedal-assisted land vehicle that overcomes the above-mentioned drawbacks of the prior art.

Uno scopo del presente trovato ? proporre un veicolo terrestre leggero a pedalata assistita che tenga conto non solo della coppia di pedalata, ma anche di altri parametri quali la percorrenza, lo stato di affaticamento del ciclista e la carica residua della batteria. A purpose of the present invention? propose a light pedal-assisted land vehicle that takes into account not only the pedaling torque, but also other parameters such as distance, the cyclist's state of fatigue and the remaining battery charge.

Ulteriore scopo del presente trovato ? proporre un veicolo terrestre leggero a pedalata assistita che sia in grado di fornire l?assistenza alla pedalata ottimale in termini di performance e di efficientamento energetico. Further purpose of the present invention? propose a light pedal-assisted land vehicle that is capable of providing optimal pedaling assistance in terms of performance and energy efficiency.

Un altro scopo del presente trovato ? mettere a disposizione un sistema di gestione precisa della coppia ausiliaria erogata dal motore elettrico. Another purpose of the present invention? provide a precise management system for the auxiliary torque supplied by the electric motor.

Ulteriore scopo del presente trovato ? mettere a disposizione un veicolo terrestre a pedalata assistita che consenta un incremento delle performance in presenza di carichi elevati (eCargobike) e/o di variazioni di pendenza del percorso. Further purpose of the present invention? make available a pedal-assisted land vehicle that allows an increase in performance in the presence of high loads (eCargobike) and/or variations in the slope of the route.

Ulteriore scopo del presente trovato ? consentire una gestione in modo automatico della coppia ausiliaria erogata senza necessit? di interventi del ciclista nella definizione dei parametri di assistenza motore. Further purpose of the present invention? allow automatic management of the auxiliary torque supplied without the need? of cyclist interventions in defining the engine assistance parameters.

Un altro scopo del presente trovato ? mettere a disposizione un veicolo terrestre a pedalata assistita che sia di semplice utilizzo e affidabile. Another purpose of the present invention? provide a pedal-assisted land vehicle that is simple to use and reliable.

Ulteriore scopo del presente trovato ? realizzare un veicolo terrestre a pedalata assistita che abbia costi accessibili. Further purpose of the present invention? create a pedal-assisted land vehicle that has affordable costs.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un veicolo terrestre leggero a pedalata assistita comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o pi? delle unite rivendicazioni. The specified technical task and the specified objectives are substantially achieved by a light pedal-assisted land vehicle comprising the technical characteristics set out in one or more? of the joint claims.

SOMMARIO DELL?INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

Il presente trovato descrive un veicolo terrestre leggero a pedalata assistita, secondo quanto descritto nella annessa rivendicazione 1. The present invention describes a light pedal-assisted land vehicle, as described in the attached claim 1.

Altri aspetti vantaggiosi del gruppo riduttore sono descritti nelle rivendicazioni dipendenti da 2 a 14. Other advantageous aspects of the reduction unit are described in dependent claims 2 to 14.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Per meglio comprendere il trovato ed apprezzarne i vantaggi verranno di seguito descritte alcune sue forme di realizzazione esemplificative non limitative, facendo riferimento alle figure annesse, in cui: To better understand the invention and appreciate its advantages, some of its non-limiting exemplary embodiments will be described below, making reference to the attached figures, in which:

- la figura 1 illustra schematicamente una bicicletta a pedalata assistita secondo il presente trovato; - figure 1 schematically illustrates a pedal-assisted bicycle according to the present invention;

- la figura 2 illustra un gruppo motoriduttore della bicicletta a pedalata assistita di figura 1; - figure 2 illustrates a gearmotor assembly of the pedal-assisted bicycle of figure 1;

- la figura 3 illustra un dettaglio in esploso della figura 2; - figure 3 illustrates an exploded detail of figure 2;

- la figura 4 illustra schematicamente uno schema a blocchi funzionale dell?unit? di elaborazione e dei sensori secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. - figure 4 schematically illustrates a functional block diagram of the unit? processing and sensors according to an embodiment of the present invention.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION

Con riferimento alle figure allegate, ? stato complessivamente indicato con il numero di riferimento 10 un veicolo terrestre a pedalata assistita, in particolare, rappresentato come e-bike. With reference to the attached figures, ? Overall, the reference number 10 indicates a pedal-assisted land vehicle, in particular represented as an e-bike.

La bicicletta 10 comprende due ruote 12, un telaio con un alloggiamento per una batteria 16, un gruppo pedali/pedivelle 13, una trasmissione 14 configurata per la trasmissione del moto dall?albero delle pedivelle 13 alla ruota motrice 12 e un motore elettrico 21. The bicycle 10 includes two wheels 12, a frame with a housing for a battery 16, a pedal/crank arm assembly 13, a transmission 14 configured to transmit motion from the crank shaft 13 to the drive wheel 12 and an electric motor 21.

Il motore elettrico 21 ? configurato per funzionare sia da motore che da generatore associato ad una ruota 12 del veicolo terrestre leggero 10 e comprende un albero di rotazione 22, uno statore e un rotore avente una o pi? fasi con i relativi avvolgimenti o spire. Preferibilmente, il motore elettrico 21 ? a tre fasi. The electric motor 21 ? configured to function as both a motor and a generator associated with a wheel 12 of the light land vehicle 10 and includes a rotation shaft 22, a stator and a rotor having one or more? phases with the relative windings or turns. Preferably, the electric motor 21? three phases.

La bicicletta 10 pu? comprendere un motoriduttore 20. Can the bicycle 10? include a gearmotor 20.

Il gruppo pedali/pedivelle 13, per la pedalata da parte di un operatore del veicolo terrestre leggero, comprende un asse di rotazione 26. The pedal/crank assembly 13, for pedaling by an operator of the light land vehicle, includes a rotation axis 26.

Nella figura 3 ? illustrato in esploso un dettaglio del motoriduttore 20. In figure 3? a detail of the gearmotor 20 is shown in an exploded view.

In particolare, il motoriduttore 20 comprende il motore elettrico 21, configurato per funzionare sia da motore che da generatore associato ad una ruota 12 del veicolo terrestre leggero 10 e comprendente un albero di rotazione 22, uno statore e un rotore avente una o pi? fasi con i relativi avvolgimenti o spire. In particular, the gearmotor 20 includes the electric motor 21, configured to function both as a motor and as a generator associated with a wheel 12 of the light land vehicle 10 and comprising a rotation shaft 22, a stator and a rotor having one or more? phases with the relative windings or turns.

Il motoriduttore 20 ? alimentato da una batteria ricaricabile 16 posta in una relazione di scambio energetico con detto motore elettrico 21, un gruppo riduttore 25 operativamente interposto tra l?albero di rotazione 22 del motore elettrico 21 e l?asse di rotazione 26 del gruppo di pedalata 13. The gearmotor 20 ? powered by a rechargeable battery 16 placed in an energy exchange relationship with said electric motor 21, a reduction unit 25 operationally interposed between the rotation shaft 22 of the electric motor 21 and the rotation axis 26 of the pedaling unit 13.

In una forma di realizzazione preferita, ma non limitativa della presente invenzione, il veicolo terrestre 10 comprende un motore elettrico 21 posizionato sul mozzo della ruota posteriore. In a preferred, but non-limiting embodiment of the present invention, the land vehicle 10 includes an electric motor 21 positioned on the rear wheel hub.

Infine, fanno parte del veicolo terrestre 10 una trasmissione 14 operativamente interposta tra il gruppo di pedalata 13 e la ruota 12 del veicolo terrestre leggero e un sensore di coppia 40 configurato per rilevare una coppia di spinta a detto gruppo di pedalata 13 e per generare un rispettivo segnale S1 rappresentativo di detta coppia di pedalata. Finally, part of the land vehicle 10 are a transmission 14 operationally interposed between the pedaling unit 13 and the wheel 12 of the light land vehicle and a torque sensor 40 configured to detect a thrust torque to said pedaling unit 13 and to generate a respective signal S1 representing said pedaling torque.

Sono presenti anche uno o pi? sensori biometrici 41 configurati per rilevare uno o pi? parametri biometrici dell?operatore del veicolo terrestre e per generare uno o pi? rispettivi segnali S2, S3, S4 rappresentativi di detti parametri biometrici, un sensore 42 configurato per rilevare lo stato di carica della batteria 16 e per generare un rispettivo segnale S5 rappresentativo dello stato di carica della batteria 16, un sensore 43 configurato per rilevare uno o pi? parametri rappresentativi dello stato di percorrenza del veicolo terrestre e per generare uno o pi? rispettivi segnali S6, S7, S8 rappresentativi dello stato di percorrenza del veicolo terrestre. La bicicletta 10 comprende una unit? di controllo 30 associata a uno o pi? di detti sensori 40, 41, 42, 43 e a detto motore elettrico 21 e comprendente un modulo di controllo/pilotaggio 32 configurato per fornire al motore elettrico 21 un segnale di comando/potenza elettrica in funzione di detti segnali rappresentativi della coppia di pedalata, dei parametri biometrici, dello stato di carica della batteria e dello stato di percorrenza del veicolo terrestre. Are there also one or more? 41 biometric sensors configured to detect one or more? biometric parameters of the land vehicle operator and to generate one or more? respective signals S2, S3, S4 representing said biometric parameters, a sensor 42 configured to detect the state of charge of the battery 16 and to generate a respective signal S5 representative of the state of charge of the battery 16, a sensor 43 configured to detect one or more? parameters representative of the state of travel of the land vehicle and to generate one or more? respective signals S6, S7, S8 representing the travel status of the land vehicle. Does the bicycle 10 include one unit? control 30 associated with one or more? of said sensors 40, 41, 42, 43 and to said electric motor 21 and comprising a control/driving module 32 configured to provide the electric motor 21 with an electric control/power signal based on said signals representing the pedaling torque, the biometric parameters, the state of charge of the battery and the state of travel of the land vehicle.

In altre parole, l?unit? di elaborazione 30 elabora le condizioni di funzionamento dell'intero sistema considerando le condizioni reali di percorrenza, di affaticamento del ciclista e della carica residua della batteria 16. Conseguentemente, in funzione di questi parametri/segnali di stato in ingresso, l?unit? 30 elabora la strategia ottimale di assistenza in termini di performance e di efficientamento energetico. In other words, the unit? of processing 30 processes the operating conditions of the entire system considering the real conditions of travel, of the cyclist's fatigue and of the residual charge of the battery 16. Consequently, depending on these parameters/input status signals, the unit? 30 develops the optimal assistance strategy in terms of performance and energy efficiency.

In generale va notato che nel presente contesto e nelle successive rivendicazioni, l?unit? di controllo 30 ? presentata come suddivisa in moduli funzionali distinti (moduli di memoria o moduli operativi) al solo scopo di descriverne in maniera chiara e completa le funzionalit?. In general it should be noted that in the present context and in subsequent claims, the unit? control 30 ? presented as divided into distinct functional modules (memory modules or operating modules) for the sole purpose of describing their functionality in a clear and complete manner.

In realt? tale unit? di controllo 30 pu? essere costituita da un singolo dispositivo elettronico, opportunamente programmato per svolgere le funzionalit? descritte, e i diversi moduli possono corrispondere a entit? hardware e/o a routine software facenti parte del dispositivo programmato. In alternativa o in aggiunta, tali funzionalit? possono essere svolte da una pluralit? di dispositivi elettronici su cui i suddetti moduli funzionali possono essere distribuiti. In reality? this unit? control 30 can? be made up of a single electronic device, appropriately programmed to perform the functions? described, and the different modules can correspond to entities? hardware and/or software routines forming part of the programmed device. Alternatively or in addition, these features? can they be carried out by a plurality? of electronic devices on which the aforementioned functional modules can be distributed.

L?unit? di controllo 30 pu? avvalersi, inoltre, di uno o pi? processori per l?esecuzione delle istruzioni contenute nei moduli di memoria. The unit? control 30 can? also make use of one or more processors for executing the instructions contained in the memory modules.

I suddetti moduli funzionali possono, inoltre, essere distribuiti su calcolatori diversi in locale o remoto in base all?architettura della rete in cui risiedono. I sistemi comprendono inoltre tutti i mezzi e/o moduli di memoria e/o operativi necessari per implementare le funzioni descritte nei rispettivi metodi descritti. The aforementioned functional modules can also be distributed on different computers locally or remotely based on the architecture of the network in which they reside. The systems further include all memory and/or operating means and/or modules necessary to implement the functions described in the respective described methods.

Il presente trovato prevede vantaggiosamente un controllo elettronico della velocit? di rotazione dell?albero motore 22 del motore elettrico. La variazione della velocit? dell?albero motore 22 viene gestita da un modulo di controllo e pilotaggio 32 della unit? di elaborazione 30 configurato per agire sul numero di spire di ciascun avvolgimento di fase del motore elettrico 21. The present invention advantageously provides for electronic speed control. rotation of the drive shaft 22 of the electric motor. The variation in speed? of the crankshaft 22 is managed by a control and driving module 32 of the unit? processing module 30 configured to act on the number of turns of each phase winding of the electric motor 21.

In particolare, l?avvolgimento di ciascuna fase ? suddiviso in due o pi? parti N1, N2, ?, Ni, ciascuna delle quali ? collegata al modulo di pilotaggio 32 del motore elettrico 21. In particular, the winding of each phase is divided into two or more? parts N1, N2, ?, Ni, each of which ? connected to the driving module 32 of the electric motor 21.

Tale suddivisione degli avvolgimenti di ciascuna fase avviene mediante un sistema di switching per la commutazione e combinazione degli avvolgimenti di fase del motore in modo da cambiare la risultante del numero di spire di fase dello stesso. This division of the windings of each phase occurs through a switching system for the switching and combination of the phase windings of the motor in order to change the resultant of the number of phase turns of the same.

Ciascuna parte della suddivisione conterr? un numero di spire parziali N1, N2, .., Ni. Tale suddivisione in pi? parti di ciascuna fase, consente di eseguire una combinazione tale da modificare il numero di spire per ogni singola fase e cambiare il rapporto tra forza elettro motrice (fem) e velocit? di rotazione dell?albero motore 22. Each part of the subdivision will contain? a number of partial turns N1, N2, .., Ni. This further subdivision? parts of each phase, allows you to perform a combination that changes the number of turns for each individual phase and changes the relationship between electromotive force (emf) and speed? rotation of the crankshaft 22.

Il modulo di pilotaggio 32 ? in grado di cambiare e commutare il numero di spire dell?avvolgimento elettrico di ciascuna fase del motore elettrico 21 mediante l?utilizzo di un sistema di switching elettromeccanico e/o elettronico. The driving module 32 ? capable of changing and commuting the number of turns of the electrical winding of each phase of the electric motor 21 through the use of an electromechanical and/or electronic switching system.

Il modulo di pilotaggio 32 ? in grado di cambiare e commutare il numero di spire dell?avvolgimento elettrico di ciascuna fase del motore elettrico 21 mediante l?utilizzo di MOSFET e/o IGBT (interruttore elettronico). The driving module 32 ? capable of changing and commuting the number of turns of the electrical winding of each phase of the electric motor 21 through the use of MOSFETs and/or IGBTs (electronic switch).

Il modulo di pilotaggio 32 ? configurato per collegare in serie gli avvolgimenti parziali N1, N2, ?, Ni di ciascuna fase, quando ci sia l?esigenza di incrementare la coppia utile di assistenza alla pedalata e di incrementare la costante di tensione, e di collegare in parallelo gli avvolgimenti parziali N1, N2, ?, Ni di ciascuna fase, quando ci sia invece l?esigenza di diminuire la costante di coppia e la costante di tensione. The driving module 32 ? configured to connect in series the partial windings N1, N2, ?, Ni of each phase, when there is a need to increase the useful torque of pedaling assistance and to increase the voltage constant, and to connect the partial windings in parallel N1, N2, ?, Ni of each phase, when there is instead the need to decrease the torque constant and the voltage constant.

Inoltre, il modulo di pilotaggio 32 ? ulteriormente configurato per collegare dette una o pi? fasi del motore elettrico 21 a stella oppure a triangolo, in caso di eccessivo decadimento della tensione residua della batteria 16 durante la percorrenza della bicicletta 10. Furthermore, the driving module 32? further configured to connect said one or more? star or delta phases of the electric motor 21, in the event of excessive decay of the residual voltage of the battery 16 while riding the bicycle 10.

In altre parole, il modulo di pilotaggio 32 ? configurato per variare il rapporto tra velocit? nominale e tensione massima a disposizione della batteria 16 nei seguenti modi: In other words, the driving module 32 is configured to vary the ratio between speed? nominal and maximum voltage available to the battery 16 in the following ways:

1) Gestione serie e parallelo del numero di spire dell?avvolgimento di ogni singola fase; 1) Series and parallel management of the number of turns of the winding of each single phase;

2) Gestione collegamento delle fasi motore a triangolo o stella. 2) Management of delta or star connection of the motor phases.

In entrambi i casi viene utilizzato l?intero avvolgimento di ciascuna fase. Il motore elettrico 21 ? un motore elettrico sincrono a magneti permanenti oppure un motore elettrico a riluttanza magnetica oppure un motore asincrono. In entrambi i casi, l?avvolgimento di ogni fase ? suddiviso in due o pi? parti, in modo da eseguire una combinazione tale da poter modificare il numero di spire per ogni singola fase e cambiare il rapporto tra la fem (forza elettromotrice) e la velocit? di rotazione dell?albero motore 22. In both cases the entire winding of each phase is used. The electric motor 21 ? a permanent magnet synchronous electric motor or a magnetic reluctance electric motor or an asynchronous motor. In both cases, the winding of each phase is divided into two or more? parts, in order to perform a combination such as to be able to modify the number of turns for each single phase and change the relationship between the emf (electromotive force) and the speed? rotation of the crankshaft 22.

Vantaggiosamente, il modulo di pilotaggio 32 agisce direttamente sul motore elettrico 21 mediante un controllo di tipo vettoriale di velocit? attraverso la retroazione di un sensore meccanico di posizione relativa del rotore rispetto allo statore del motore elettrico 21. In altre parole, il controllo vettoriale avviene tramite la retroazione di un sensore di posizione (encoder/resolver o equivalenti) che identifica istante per istante la posizione relativa del rotore. Advantageously, the driving module 32 acts directly on the electric motor 21 by means of a speed vector control. through the feedback of a mechanical sensor of the relative position of the rotor with respect to the stator of the electric motor 21. In other words, vector control occurs through the feedback of a position sensor (encoder/resolver or equivalent) which identifies the position instant by instant relative to the rotor.

Il modulo di pilotaggio 32 del motore elettrico agisce sul motore elettrico 21 mediante un osservatore di flusso configurato per stimare la reale posizione relativa del rotore rispetto allo statore tramite uno schema di stima in anello chiuso (sensorless). The driving module 32 of the electric motor acts on the electric motor 21 through a flow observer configured to estimate the real relative position of the rotor with respect to the stator through a closed loop (sensorless) estimation scheme.

Tale implementazione consente una maggiore robustezza, trattandosi di uno stimatore di una grandezza misurata di alcune grandezze elettriche, in modo tale che dal confronto tra la misura di tali grandezze elettriche e la stima si ottiene un segnale di errore che va a correggere ulteriormente la stima. In tal modo, utilizzando la tecnologia sensorless, si pu? effettuare una stima senza l?utilizzo di un encoder fisico. This implementation allows for greater robustness, since it is an estimator of a measured quantity of some electrical quantities, so that from the comparison between the measurement of these electrical quantities and the estimate an error signal is obtained which further corrects the estimate. In this way, using sensorless technology, you can? make an estimate without using a physical encoder.

I parametri biometrici dell?operatore del veicolo terrestre comprendono uno o pi? tra almeno battito cardiaco istantaneo, battito cardiaco medio, livello di saturazione di ossigeno nel sangue. The biometric parameters of the land vehicle operator include one or more between at least instantaneous heart rate, average heart rate, blood oxygen saturation level.

Il veicolo terrestre pu? comprendere un sensore di carico configurato per rilevare carichi aggiuntivi (oltre al peso del ciclista) posizionati sul veicolo terrestre e per generare un rispettivo segnale S9 rappresentativo del carico aggiuntivo posizionato sul veicolo terrestre. The land vehicle can comprising a load sensor configured to detect additional loads (in addition to the rider's weight) positioned on the ground vehicle and to generate a respective S9 signal representative of the additional load positioned on the ground vehicle.

I parametri rappresentativi dello stato di percorrenza del veicolo terrestre comprendono uno o pi? tra almeno la distanza totale da percorrere, i dislivelli medi del percorso pianificato, l?altitudine del percorso pianificato e/o la temperatura esterna. The parameters representing the travel status of the land vehicle include one or more? between at least the total distance to travel, the average height differences of the planned route, the altitude of the planned route and/or the external temperature.

L?unit? di controllo 30 comprende un modulo di comunicazione wireless in grado di interfacciarsi con detti sensori e con uno o pi? dispositivi elettronici personali esterni e configurato per ricevere detti parametri rilevati da detti sensori; e/o per ricevere e/o trasmettere dati da/verso uno o pi? dispositivi elettronici esterni. The unit? control module 30 includes a wireless communication module capable of interfacing with said sensors and with one or more? external personal electronic devices and configured to receive said parameters detected by said sensors; and/or to receive and/or transmit data from/to one or more? external electronic devices.

Il modulo di comunicazione wireless e i vari sensori si interfacciano con l?unit? di elaborazione 30 in modo da trasferire in tempo reale i vari parametri di controllo. The wireless communication module and various sensors interface with the unit? of processing 30 in order to transfer the various control parameters in real time.

Vantaggiosamente, i parametri rappresentativi dello stato di percorrenza del veicolo terrestre 10 sono rilevati da uno o pi? dispositivi elettronici personali 35 esterni e inviati in collegamento wireless a detto modulo di comunicazione wireless di detta unit? di controllo 30. Advantageously, the parameters representing the travel status of the land vehicle 10 are detected by one or more? external personal electronic devices 35 and sent in wireless connection to said wireless communication module of said unit? control 30.

La figura 4 illustra schematicamente un dispositivo elettronico personale 35 collegato all?unit? di elaborazione 30 tramite una rete di telecomunicazioni o telematica. Figure 4 schematically illustrates a personal electronic device 35 connected to the unit. of processing 30 via a telecommunications or telematics network.

Preferibilmente, il dispositivo elettronico mobile 35 ? uno tra almeno uno smartphone, un tablet o un computer portatile. Preferably, the mobile electronic device 35 ? one of at least one smartphone, tablet or laptop.

La rete telematica 30 ? preferibilmente la rete Internet, ma anche una rete intranet o una qualsiasi rete privata atta a implementare un protocollo di comunicazione di tipo client-server oppure di tipo cloud oppure di tipo misto. La rete telematica ? connessa, ove necessario, a reti mobili di comunicazione. The telematic network 30? preferably the Internet, but also an intranet or any private network capable of implementing a client-server or cloud-type or mixed-type communication protocol. The telematic network? connected, where necessary, to mobile communications networks.

Il dispositivo elettronico principale 35 pu? funzionare mediante una sim di operatore telefonico e/o wi-fi e/o Bluetooth. The main electronic device 35 can? operate via a telephone operator's SIM and/or wi-fi and/or Bluetooth.

L?unit? di controllo 30 comprende un modulo di visualizzazione 33 collegato ad un pannello di controllo esterno configurato per visualizzare i parametri rilevati dai vari sensori, e.g., stato della batteria, velocit? di percorrenza, ecc. The unit? control panel 30 includes a display module 33 connected to an external control panel configured to display the parameters detected by the various sensors, e.g., battery status, speed of travel, etc.

Il pannello di controllo consente anche di effettuare delle selezioni di modalit? di pilotaggio del veicolo terrestre mediante un apposito elemento di interfaccia (tastiera o touch screen). Il pannello di controllo ? anche configurato per l?inserimento e/o l?acquisizione da dispositivi mobili personali 35 di dati generali del ciclista (input), quali ad esempio non limitativo, peso, altezza, bpm max e livello di allenamento (0,1,2). The control panel also allows you to make mode selections. of driving the land vehicle using a specific interface element (keyboard or touch screen). The control panel? also configured for the insertion and/or acquisition from personal mobile devices 35 of general cyclist data (input), such as, for example, but not limited to, weight, height, max bpm and training level (0,1,2).

Vantaggiosamente, il display e/o il pannello di controllo pu? essere costituito dal dispositivo elettronico personale 35 del ciclista, mediante il collegamento con il modulo di comunicazione 33 e con l?interfaccia utente o modulo di visualizzazione 34. Advantageously, the display and/or control panel can be made up of the cyclist's personal electronic device 35, through the connection with the communication module 33 and with the user interface or display module 34.

Per veicolo leggero terrestre si intende una mountain bike (per chi usa la bici in montagna, su terreni sterrati, fangosi, accidentati ed in salita), una bici da corsa (per chi usa la bici su asfalto, per lunghe pedalate, e cerca un mezzo leggero e scattante), una bici da citt? (per chi si sposta principalmente all?interno del contesto urbano), una bici da trekking (un mix tra le bici da citt? e le MTB), una bici pieghevole (per chi deve trasportare la bici in treno o su altri mezzi di trasporto) e/o una bici e-cargo (per chi ha bisogno di pi? spazio per portare carichi o per trasportare i figli a scuola). By light land vehicle we mean a mountain bike (for those who use the bike in the mountains, on dirt, muddy, bumpy and uphill terrain), a racing bike (for those who use the bike on asphalt, for long rides, and are looking for a light and agile vehicle), a city bike? (for those who travel mainly within the urban context), a trekking bike (a mix between city bikes and MTBs), a folding bike (for those who have to transport the bike by train or other means of transport ) and/or an e-cargo bike (for those who need more space to carry loads or transport their children to school).

Esempio di funzionamento e-bike Example of e-bike operation

Nel caso specifico, a titolo di esempio non limitativo, si considera un motore elettrico di 250W il cui avvolgimento di ogni singola fase ? diviso in due parti. Si definisce come N1 e N2 il numero di spire parziali, rispettivamente, di ogni singola divisione. In the specific case, as a non-limiting example, we consider a 250W electric motor whose winding of each single phase is ? divided in two parts. The number of partial turns, respectively, of each single division is defined as N1 and N2.

Ogni singola divisione dell?avvolgimento di fase motore viene collegata al sistema di switching (modulo di pilotaggio 32). Each single division of the motor phase winding is connected to the switching system (driving module 32).

Il sistema del cambio elettronico di velocit? di rotazione dell?albero motore 22 (sistema switching) si basa sul principio della definizione della velocit? nominale del motore 21 in base al numero di spire dell?avvolgimento e della tensione massima a disposizione. Nel caso in cui si avr? l?esigenza di incrementare la costante di coppia del motore (Nm/A) per incrementare la coppia ausiliaria utile all?assistenza e incrementare anche la costante ti tensione (Volt/rpm), gli avvolgimenti parziali saranno collegati in serie (Ntot = N1+N2). Nel caso contrario, in cui si avr? l?esigenza di diminuire la costante di coppia e la costante di tensione, il collegamento degli avvolgimenti del motore 21 sar? in parallelo. The electronic speed change system? rotation of the crankshaft 22 (switching system) is based on the principle of defining the speed? nominal value of the motor 21 based on the number of turns of the winding and the maximum voltage available. In case you have? the need to increase the motor torque constant (Nm/A) to increase the auxiliary torque useful for assistance and also increase the voltage constant (Volt/rpm), the partial windings will be connected in series (Ntot = N1+ N2). If not, what will happen? the need to decrease the torque constant and the voltage constant, the connection of the motor windings 21 will be? in parallel.

La strategia di controllo e pilotaggio si basa sulla analisi delle variabili in ingresso sopra descritte. Per esempio, nel caso in cui il percorso presenti una pendenza positiva e/o si rilevi un affaticamento del ciclista (bpm > ??livello allenamento?? x ??bpm max??), il modulo di pilotaggio 32 tender? ad incrementare il livello di assistenza alla pedalata, sia in funzione dei livelli del carico, della cadenza (ppm) e dello stato di carca della batteria e agir? sul motore elettrico 21 in modo da rendere l?assistenza alla pedalata il pi? efficiente possibile. The control and piloting strategy is based on the analysis of the input variables described above. For example, in the event that the route has a positive slope and/or cyclist fatigue is detected (bpm > ??training level?? x ??bpm max??), the piloting module 32 tender? to increase the level of pedaling assistance, both as a function of the load levels, the cadence (ppm) and the battery charge level and will act? on the electric motor 21 in order to make pedaling assistance as efficient as possible. efficient as possible.

Un ulteriore intervento del modulo di pilotaggio ? il collegamento delle fasi motore a stella oppure a triangolo: in caso di eccessivo decadimento della tensione residua della batteria durante la percorrenza, le fasi del motore vengono collegate a triangolo. A further intervention of the pilot module? the connection of the engine phases in star or delta: in case of excessive decay of the residual voltage of the battery during travel, the engine phases are connected in delta.

Nel caso in cui si programmi un percorso stabilito, ad esempio inserendolo sul proprio smartphone, l?unit? di elaborazione 30 terr? in considerazione il consumo energetico necessario per il completamento del percorso (ad esempio tenendo conto della tipologia di percorso), intervenendo, attraverso il modulo di pilotaggio 32, sul livello di assistenza (i.e. di erogazione di coppia ausiliaria) e sull?intervento sul motore elettrico 21. In questo caso il controllo del livello di carica della batteria diventa strategico per equilibrare l?assistenza e consentire di completare il percorso impostato. If you program a set route, for example by entering it on your smartphone, the unit? of processing 30 terr? taking into consideration the energy consumption necessary to complete the route (for example taking into account the type of route), intervening, through the piloting module 32, on the level of assistance (i.e. auxiliary torque delivery) and on the intervention on the electric motor 21. In this case, checking the battery charge level becomes strategic to balance the assistance and allow you to complete the set route.

Il presente trovato consente di ottenere i seguenti ulteriori vantaggi: The present invention allows the following further advantages to be obtained:

Ottimizzazione della autonomia della carica della batteria 16 ed un incremento delle performance della assistenza alla pedalata. Optimization of the battery charge autonomy 16 and an increase in the performance of the pedaling assistance.

In aggiunta, data la presenza di una gestione ottimizzata della velocit? nominale del motore, si ha la possibilit? di eliminare o ridurre al minimo l?utilizzo del cambio meccanico 14 sia per le applicazioni e-bike che ecargoBike. In addition, given the presence of optimized speed management? nominal of the motor, do you have the possibility? to eliminate or minimize the use of the mechanical gearbox 14 for both e-bike and ecargoBike applications.

L?utilizzo del modulo di pilotaggio elettronico 32 eviter? l?uso del deflussaggio motore (i.e. riduzione del flusso magnetico) per il raggiungimento del regime di velocit? voluto, incrementando l?efficienza dell?intero sistema. The use of the electronic driving module 32 will avoid? the use of motor weakening (i.e. reduction of the magnetic flux) to reach the speed regime? desired, increasing the efficiency of the entire system.

Il monitoraggio del bpm del ciclista e la relativa gestione dell?assistenza riduce l?affaticamento a favore del benessere dello stesso. Monitoring the cyclist's bpm and related assistance management reduces fatigue for the benefit of the cyclist's well-being.

Gestione preventiva dello stato di carica della batteria per il completamento del percorso anche in funzione del carico trasportato: valore aggiunto specie in caso di utilizzo delle e-cargoBike, dove il completamento di tutte le consegne ? un valore strategico. Preventive management of the battery charge status for the completion of the route also based on the load transported: added value especially in the case of use of e-cargo bikes, where the completion of all deliveries? a strategic value.

? chiaro che le specifiche caratteristiche sono descritte in relazione a diverse forme di realizzazione dell?invenzione con intento esemplificativo e non limitativo. Ovviamente un tecnico del ramo potr? apportare al presentetrovato ulteriori modifiche e varianti, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche. Ad esempio, le caratteristiche tecniche descritte in relazione ad una forma di realizzazione dell?invenzione potranno essere estrapolate da essa ed applicate ad altre forme di realizzazione dell?invenzione. Tali modifiche e varianti sono peraltro contenute nell?ambito di protezione del trovato, quale definito dalle seguenti rivendicazioni. ? It is clear that the specific characteristics are described in relation to different embodiments of the invention with an illustrative and non-limiting intent. Obviously a technician in the branch will be able to make further modifications and variations to the present invention, in order to satisfy contingent and specific needs. For example, the technical characteristics described in relation to one embodiment of the invention may be extrapolated from it and applied to other embodiments of the invention. Such modifications and variations are also contained within the scope of protection of the invention, as defined by the following claims.

Claims

1. Light pedal-assisted land vehicle (10) comprising:

- an electric motor (21), configured to function as a motor and generator associated with a wheel (12) of the light land vehicle (10), comprising a rotation shaft, a stator and a rotor comprising at least three phases in which the winding of each phase ? divided into two or more? parts (N1, N2, ?, Ni), each of which ? connected to said driving module (32) of the electric motor (21);

- a rechargeable battery (16) placed in an energy exchange relationship with said electric motor (21);

- a pedaling assembly (13), for pedaling by an operator of the light land vehicle, comprising a rotation axis (26);

- a transmission (14) operationally interposed between the pedaling unit (13) and a wheel (12) of the light land vehicle;

- a torque sensor (40) configured to detect a thrust torque to said pedaling unit (13) and to generate a respective signal (S1) representative of said pedaling torque;

- a driving module (32) configured to provide the electric motor (21) with a control signal based on said signal representing the pedaling torque (S1).

2. Land vehicle according to claim 1, wherein said piloting module (32) is configured for:

- connect the partial windings (N1, N2, ?, Ni) of each phase in series, when there is a need to increase the useful pedaling assistance torque and increase the voltage constant; And

- connect the partial windings (N1, N2, ?, Ni) of each phase in parallel, when there is a need to decrease the torque constant and the voltage constant.

3. Land vehicle according to claim 1 or 2, comprising a reduction unit (25) operationally interposed between the rotation shaft (22) of the electric motor (21) and the rotation axis (26) of the pedaling unit (13) .

4. Land vehicle according to claims 1 to 3, comprising: - one or more? biometric sensors (41) configured to detect one or more? biometric parameters of the land vehicle operator and to generate one or more? respective signals (S2, S3, S4) representing said biometric parameters; And

- a unit? control module (30) associated with said sensors (40, 41) and said electric motor (21), comprising said driving module (32), said driving module (32) being configured to provide the electric motor (21) with the signal command based on the biometric parameters (S2, S3, S4).

5. Land vehicle according to claims 1 to 4, comprising a sensor (42) configured to detect the state of charge of the battery (16) and to generate a respective signal (S5) representative of the state of charge of the battery (16), said unit? control module (30) being associated with said battery charge sensor (42) (16) and with said electric motor (21), said driving module (32) being configured to provide the electric motor (21) with the control signal in function of the battery charge status (S5).

6. Land vehicle according to claims 1 to 5, comprising a sensor (43) configured to detect one or more? parameters representative of the state of travel of the land vehicle and to generate one or more? respective signals (S6, S7, S8) representing the travel status of the land vehicle, and said unit? control module (30) being associated with said sensors (40, 43) and with said electric motor (21), said driving module (32) being configured to supply the electric motor (21) according to the state of travel of the land vehicle ( S6, S7, S8).

7. Land vehicle according to one or more? of the previous claims, in which said driving module (32) is further configured to connect said phases of the electric motor (21):

- star-shaped; or

- triangle, in case of excessive decay of the residual voltage of the battery (16) during the journey or to provide an additional impulse to pedaling.

8. Land vehicle according to one or more? of the previous claims, in which the electric motor (21) is a permanent magnet synchronous electric motor or a magnetic reluctance electric motor or a high efficiency asynchronous motor.

9. Land vehicle according to one or more? of the previous claims, in which the driving module (32) of the electric motor acts on the electric motor (21) by means of a speed vector control? through the feedback of a mechanical sensor of the relative position of the rotor with respect to the stator of the electric motor (21).

10. Land vehicle according to one or more? of claims 1 to 6, in which the driving module (32) of the electric motor acts on the electric motor (21) by means of scalar or vector control.

11. Land vehicle according to one or more? of claims 1 to 6, in which the driving module (32) acts on the electric motor (21) via a flux observer configured to estimate the real relative position of the rotor with respect to the stator via a closed loop estimation scheme.

12. Land vehicle according to one or more? of the previous claims, in which the torque sensor (40) is positioned on the pedals of the pedaling unit (13) or on the rotation shaft of the electric motor (21).

13. Land vehicle according to one or more? of the previous claims, comprising a load sensor configured to detect additional loads positioned on the ground vehicle and to generate a respective signal (S9) representative of the additional load positioned on the ground vehicle.

14. Land vehicle according to one or more? of the previous claims, in which said unit? control panel (30) includes a display module (34) connected to a control panel configured to display said parameters detected by the various sensors.

15. Land vehicle according to one or more? of the previous claims, in which said one or more? parameters representative of the travel status of the land vehicle include one or more? between at least:

- total distance to travel;

- average height differences of the planned route;

- altitude of the planned route;

- external temperature.

16. Land vehicle according to claim 4, wherein said unit? control module (30) includes a wireless communication module (31, 33) with said sensors and with one or more? external personal electronic devices (35) configured for:

- receiving said parameters detected by said sensors; and/or

- to receive and/or transmit data from one or more? external electronic devices.

17. Land vehicle according to claim 15 or 16, wherein said one or more? parameters representative of the state of travel of the land vehicle are detected by one or more? external personal electronic devices (35) and sent in wireless connection to said wireless communication module (31, 33) of said unit? control (30).

18. Land vehicle according to one or more? of the previous claims, in which said one or more? biometric parameters of the land vehicle operator include one or more between at least:

- instant heartbeat;

- average heart rate;

- blood oxygen saturation level.

19. Land vehicle according to one or more? of the previous claims, in which the land vehicle is? one of at least:

a mountain bike;

a racing bike;

a city bike;

a trekking bike;

a folding bike;

an e-cargoBike.