ITGE20130091A1

ITGE20130091A1 - ELECTRONIC TRANSMISSION AND SPEED CONTROL AND TRACTION SYSTEM FOR MOTORCYCLES

Info

Publication number: ITGE20130091A1
Application number: IT000091A
Authority: IT
Inventors: Giovanni Landro
Original assignee: Realte Di Giovanni Landro
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2015-03-19

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: “Sistema di cambio elettronico e di controllo di velocità e di trazione per motocicli”, DESCRIPTION of the patent for industrial invention entitled: "Electronic gearbox and speed and traction control system for motorcycles",

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda i cambi elettronici per motocicli dotati di cambio multi marce, utilizzati sia in ambito sportivo che nella produzione di serie. The present invention relates to electronic gearboxes for motorcycles equipped with multi-speed gearboxes, used both in sports and in series production.

I cambi elettronici per motocicli normalmente comprendono una centralina elettronica collegata ad opportuni mezzi di alimentazione, un sensore meccanico, elettromeccanico o elettronico-meccanico che normalmente viene installato su un asta di rinvio che collega l’alberino selettore del cambio del motociclo con la tipica leva o pedalino azionato dal piede del pilota del motociclo. I cambi elettronici consentono il cambio di marcia del motociclo senza la necessità di azionare la leva della frizione e senza la necessità di agire sull’acceleratore dunque di decelerare il motore. Il sensore di cui è provvisto il cambio elettronico rileva l’azione del pilota sul pedalino del cambio della motocicletta e fornisce un segnale di consenso alla centralina elettronica che provvede alle operazioni necessarie per operare l’innesto marcia, ad esempio un taglio temporaneo dell’iniezione. Electronic gearboxes for motorcycles normally comprise an electronic control unit connected to suitable power supply means, a mechanical, electromechanical or electronic-mechanical sensor which is normally installed on a transmission rod that connects the selector shaft of the motorcycle gearbox with the typical lever or pedal operated by the foot of the motorcycle rider. Electronic gearboxes allow the motorcycle to change gear without the need to operate the clutch lever and without the need to act on the accelerator, therefore, to decelerate the engine. The sensor of the electronic gearshift detects the action of the rider on the pedal of the motorcycle gearshift and provides a consent signal to the electronic control unit which carries out the operations necessary to operate the gear engagement, for example a temporary cut in the injection. .

Tali sensori forniscono generalmente segnali di tipo digitale ed in alcuni casi analogico ma soltanto durante i cambi di marcia verso i rapporti più alti, ad esempio dalla seconda marcia alla terza marcia, per cui non presentano caratteristiche ottimali dal punto di vista della efficienza e della versatilità, nonostante la loro complessità. These sensors generally provide digital and in some cases analogue signals but only during gear changes towards higher ratios, for example from second gear to third gear, so they do not have optimal characteristics from the point of view of efficiency and versatility. despite their complexity.

Lo scopo principale della presente invenzione è la realizzazione di un sistema di cambio elettronico per motocicli che superi i limiti di efficienza, precisione e versatilità dei cambi noti e che sia provvisto di un sensore elettronico meccanico in grado di fornire un segnale di tipo digitale sia in compressione che in trazione e, parallelamente, un segnale di tipo analogico, preferibilmente impostabile dall’utilizzatore. The main purpose of the present invention is to provide an electronic gearshift system for motorcycles which overcomes the limits of efficiency, precision and versatility of known gearboxes and which is equipped with a mechanical electronic sensor capable of providing a digital type signal both in compression and traction and, in parallel, an analog type signal, preferably settable by the user.

Tale scopo viene raggiunto dalla presente invenzione mediante un dispositivo di cambio elettronico secondo un sistema di cambio elettronico per motocicli, caratterizzato dal fatto che comprende uno o più estensimetri cooperanti da un lato con la tipica leva del cambio del motociclo e, collegati dall’altro lato, mediante una prima una scheda elettronica di amplificazione del segnale, con una scheda elettronica di condizionamento del segnale ricevuto da detti estensimetri e recante una pluralità di ingressi e uscite, quali almeno un ingresso (RPM) relativo al numero di giri del motore e/o alla velocità (V) e/o direttamente il segnale marcia, ed una o più uscite digitali impostabili su circuito normalmente chiuso o normalmente aperto, utili nel caso in cui si voglia utilizzare un segnale digitale in entrambe le direzioni del cambio marcia, cioè salita e scalata, e sulla base delle quali viene effettuato il taglio e la gestione della potenza ed almeno una seconda uscita analogica, atta a consentire l’impostazione da parte dell’utente dei parametri desiderati, quali ad esempio le soglie di massima compressione e trazione; essendo detta seconda scheda elettronica collegata a monte ad opportuni mezzi di alimentazione elettrica. This object is achieved by the present invention by means of an electronic gearshift device according to an electronic gearshift system for motorcycles, characterized in that it comprises one or more strain gauges cooperating on one side with the typical motorcycle gearshift lever and connected on the other side , by means of a first electronic board for amplifying the signal, with an electronic board for conditioning the signal received by said strain gauges and bearing a plurality of inputs and outputs, such as at least one input (RPM) relating to the number of revolutions of the motor and / or speed (V) and / or directly the gear signal, and one or more digital outputs that can be set on a normally closed or normally open circuit, useful if you want to use a digital signal in both directions of the gear change, i.e. up and scaled, and on the basis of which the cut and power management is carried out and at least a second analog output, suitable for c to hear the user setting the desired parameters, such as the maximum compression and traction thresholds; said second electronic card being connected upstream to suitable electrical power supply means.

Il taglio della potenza può essere effettuato direttamente dalla scheda elettronica o può essere effettuato da altra centralina elettronica di cui è dotato il motociclo e che coopera con tale scheda elettronica, ad esempio una centralina cosiddetta “aftermarket”. The power cut can be made directly from the electronic board or it can be carried out by another electronic control unit which the motorcycle is equipped with and which cooperates with this electronic board, for example a so-called “aftermarket” control unit.

Secondo un aspetto della presente invenzione gli estensimetri sono alloggiati direttamente in una sede ricavata nella parte inferiore della leva del cambio, essendo un’estremità di detta leva collegabile all’alberino selettore del cambio del motociclo. According to an aspect of the present invention, the strain gauges are housed directly in a seat formed in the lower part of the gear lever, being one end of said lever connectable to the selector shaft of the motorcycle gearbox.

Secondo una variante dell’invenzione, tali uno o più estensimetri sono alloggiati all’interno di almeno un sensore elettronico-meccanico collegato mediante opportuni elementi di trasmissione da un lato con la leva di cambio e dall’altro con l’alberino selettore del cambio. According to a variant of the invention, these one or more strain gauges are housed inside at least one electronic-mechanical sensor connected by means of suitable transmission elements on one side with the gear lever and on the other with the gear selector shaft.

Al fine di contenere gli ingombri e i costi del sensore senza però rendere il sistema troppo sensibile ai disturbi la parte elettronica può essere divisa in due moduli separati: un modulo di potenza, per l’amplificazione del segnale, posizionato all’interno o sulla superficie del sensore ed un modulo esterno per la creazione del segnale di output desiderato. A tale scopo il sensore potrà essere lavorato meccanicamente in modo da amplificare il segnale proveniente da uno o più estensimetri incollati sullo stesso. In order to contain the dimensions and costs of the sensor without making the system too sensitive to disturbances, the electronic part can be divided into two separate modules: a power module, for signal amplification, positioned inside or on the surface of the sensor and an external module for creating the desired output signal. For this purpose, the sensor can be mechanically worked in such a way as to amplify the signal coming from one or more strain gauges glued to it.

Il presente sistema è in grado di fornire il segnale di consenso ad un’opportuna centralina che provvederà al taglio temporaneo in più fasi dell’iniezione, dell’accensione o alla chiusura delle farfalle, sia di operare direttamente su di essi. This system is able to provide the consent signal to an appropriate control unit that will temporarily cut the injection, ignition or closing phases of the throttles, and to operate directly on them.

Uno degli aspetti vantaggiosi del presente sistema è che, mentre i normali cambi elettronici valutano i segnali di velocità provenienti dalle due ruote del motociclo oppure fissano un valore di accelerazione massima ammissibile, il presente trovato opera la valutazione della derivata seconda o “jerk” del regime motore rilevato dal sistema, cioè del segnale relativo ai giri motore (rpm). In pratica quando il segnale di “jerk”, che sarebbe la in definitiva la derivata prima dell’accelerazione, ha un’ampiezza tale da trovarsi all’interno di opportuni parametri di soglia, vuol dire che la marcia è correttamente inserita e quindi la centralina può comandare nuovamente l’accensione del motore. One of the advantageous aspects of the present system is that, while normal electronic gearboxes evaluate the speed signals coming from the two wheels of the motorcycle or fix a maximum admissible acceleration value, the present invention evaluates the second derivative or "jerk" of the speed engine detected by the system, i.e. the signal relating to the engine revolutions (rpm). In practice, when the "jerk" signal, which would ultimately be the derivative before acceleration, has such an amplitude as to be within appropriate threshold parameters, it means that the gear is correctly engaged and therefore the control unit can command the engine to be started again.

Tutto ciò rende i motocicli provvisti del presente sistema di cambio elettronico dotati di fasi di cambio marcia nettamente più fluide rispetto ai motocicli con cambi elettronici tradizionali. All this makes motorcycles equipped with the present electronic gearshift system equipped with significantly smoother gear shifting phases than motorcycles with traditional electronic gearboxes.

Un ulteriore aspetto della presente invenzione è che le funzioni descritte sopra sono contenute all’interno di un corpo scatolare o centralina provvista di un’unica scheda elettronica avente una molteplicità di ingressi e uscite, in grado anche di valutare e di impostare una velocità di soglia al di sopra della quale il motociclo subisce da parte della centralina elettronica la ripetuta apertura e chiusura dell’alimentazione. A further aspect of the present invention is that the functions described above are contained within a box-like body or control unit equipped with a single electronic card having a multiplicity of inputs and outputs, also capable of evaluating and setting a threshold speed. above which the motorcycle is subjected to the repeated opening and closing of the power supply by the electronic control unit.

Una particolarità del presente sistema è che il segnale di ingresso del numero di giri del motore e della velocità del motociclo possono essere utilizzati, anche indipendentemente, per controllare le perdite di aderenza del pneumatico motore. Operando un controllo sulla derivata seconda o jerk di uno di tali segnali si può determinare quando il pneumatico perde trazione. In tale condizione infatti si assisterà ad una repentina variazione dell’accelerazione. Impostando delle opportune soglie limite è dunque possibile ridurre la potenza erogata dal motore al fine di far riprendere trazione al pneumatico motore. A particularity of the present system is that the input signal of the number of revolutions of the engine and of the speed of the motorcycle can be used, even independently, to control the loss of grip of the driving tire. By checking the second derivative or jerk of one of these signals it is possible to determine when the tire loses traction. In fact, in this condition there will be a sudden change in acceleration. By setting appropriate limit thresholds, it is therefore possible to reduce the power delivered by the engine in order to restore traction to the motor tire.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione verranno meglio compresi nel corso della seguente descrizione, considerata a titolo esemplificativo e non limitativo e riferita ai disegni allegati, nei quali: � la fig. 1 illustra una vista schematica in elevazione laterale di un sistema di cambio elettronico per motocicli secondo la presente invenzione applicato tra l’uscita dell’alberino selettore del cambio del motociclo e il pedalino di cambio marce del motociclo; Further characteristics and advantages of the present invention will be better understood in the course of the following description, considered by way of non-limiting example and referring to the attached drawings, in which: � fig. 1 illustrates a schematic side elevation view of an electronic gearshift system for motorcycles according to the present invention applied between the output of the selector shaft of the motorcycle gearbox and the gearshift pedal of the motorcycle;

� la fig. 2 illustra una vista ingrandita di una forma esecutiva di un sensore elettronico meccanico previsto nel presente sistema di cambio elettronico e dotato di opportuni estensimetri; � fig. 2 shows an enlarged view of an embodiment of a mechanical electronic sensor provided in the present electronic shifting system and equipped with suitable strain gauges;

� la fig. 3 illustra schematicamente gli elementi principali costituenti il presente sistema di cambio elettronico; � fig. 3 schematically illustrates the main elements making up the present electronic shifting system;

� la fig. 4 illustra una vista schematica di una scheda elettronica secondaria di condizionamento del segnale ricevuto dal sensore; � fig. 4 illustrates a schematic view of a secondary electronic board for conditioning the signal received by the sensor;

� la fig. 5 illustra un primo schema a blocchi relativo al funzionamento del presente sistema durante il cambio marcia del motociclo; � fig. 5 illustrates a first block diagram relating to the operation of the present system during the gear change of the motorcycle;

� la fig. 6 illustra un secondo schema a blocchi relativo al funzionamento del presente sistema quando la scheda elettronica di condizionamento rileva la variazione di velocità e/o accelerazione e quindi verifica se la stessa è inferiore ad un valore impostato dall’utente; � fig. 6 illustrates a second block diagram relating to the operation of this system when the electronic conditioning board detects the change in speed and / or acceleration and then checks whether it is less than a value set by the user;

� la fig. 7 illustra un primo grafico nel quale viene evidenziato che il presente sistema comprende in uscita entrambi i segnali analogico e digitale, a differenza dei cambi elettronici noti; � fig. 7 illustrates a first graph in which it is highlighted that the present system comprises both analogue and digital signals at its output, unlike known electronic gearboxes;

� la fig. 8 illustra un secondo grafico nel quale vengono evidenziate le diverse fasi di taglio della potenza effettuato dal presente sistema di cambio elettronico; � fig. 8 illustrates a second graph in which the different power cutting steps carried out by the present electronic shifting system are highlighted;

� la fig. 9 illustra una variante esecutiva del presente sistema nella quale gli estensimetri sono alloggiati direttamente in una relativa sede ricavata sulla leva del cambio del motociclo. � fig. 9 illustrates an executive variant of the present system in which the strain gauges are housed directly in a relative seat obtained on the gear lever of the motorcycle.

Con riferimento a tali disegni allegati e con particolare riferimento alla fig. 1 degli stessi, con 1 è indicata una leva o pedalino del cambio di un qualunque motociclo da utilizzare in ambito sportivo e/o su strada. Tale leva 1 comprende un perno 2 di rotazione collegato al telaio del motociclo ed a cui è collegato un primo supporto 4 recante una filettatura interna, non visibile in figura, nella quale si avvita una prima corrispondente estremità filettata 103 di una asta 3. Tale asta 3 presenta una seconda estremità filettata 203 che si impegna in una corrispondente sede filettata di un secondo supporto 5, che contiene un sensore elettronico-meccanico 6. Il secondo supporto 5 viene collegato mediante un opportuno leverismo e all’estremità opposta rispetto a quella di avvitamento dell’asta 3 con l’alberino selettore 15 delle marce del motociclo. With reference to these accompanying drawings and with particular reference to fig. 1 of the same, 1 indicates a gearshift lever or pedal of any motorcycle to be used in sports and / or on the road. Said lever 1 comprises a rotation pin 2 connected to the motorcycle frame and to which a first support 4 bearing an internal thread, not visible in the figure, is connected, into which a first corresponding threaded end 103 of a rod 3 is screwed. 3 has a second threaded end 203 which engages in a corresponding threaded seat of a second support 5, which contains an electronic-mechanical sensor 6. The second support 5 is connected by means of a suitable lever mechanism and at the opposite end with respect to the screwing one. rod 3 with the selector shaft 15 of the motorcycle gears.

Il sensore 6, si veda la fig. 2, è composto da un corpo unico che può essere realizzato in materiale metallico, plastico o composito e, in questo esempio, è di forma sostanzialmente cilindrica, ma potrebbe anche assumere altra forma. Su due lati contrapposti di tale sensore 6 vengono ricavate, in questa forma esecutiva, due sedi contrapposte 106 e 206: nella sede 106 sono alloggiati uno o più estensimetri, in questo caso due estensimetri 7; mentre nella sede 206 è alloggiata una prima scheda elettronica 8 atta all’amplificazione dei segnali provenienti da tali estensimetri 7. Ponendo gli estensimetri 7 in posizione ravvicinata alla prima scheda elettronica 8 si ottiene il vantaggio che si riducono al minimo i percorsi dei fili che collegheranno tale scheda con tali estensimetri e quindi si ridurranno al minimo i disturbi sul segnale finale. Tale sensore 6 comprende esternamente una serie di spianature 306 ed in figura si possono osservare le sedi filettate 406 poste a ciascuna estremità dello stesso e che hanno la funzione di collegare tale sensore 6 da una parte con il leverismo che porta all’alberino selettore 15 delle marce e dall’altra alla leva 1 con l’eventuale interposizione di un’asta filettata 3. . The sensor 6, see fig. 2, is composed of a single body which can be made of metal, plastic or composite material and, in this example, is substantially cylindrical in shape, but it could also assume another shape. In this embodiment, two opposite seats 106 and 206 are formed on two opposite sides of this sensor 6: one or more strain gauges are housed in the seat 106, in this case two strain gauges 7; while in the seat 206 there is housed a first electronic board 8 suitable for amplifying the signals coming from these strain gauges 7. By placing the strain gauges 7 in a close position to the first electronic board 8, the advantage is obtained that the paths of the wires that will connect are reduced to a minimum this card with these strain gauges and therefore the disturbances on the final signal will be reduced to a minimum. Said sensor 6 externally comprises a series of flattening 306 and in the figure it is possible to observe the threaded seats 406 placed at each end of the same and which have the function of connecting said sensor 6 on one side with the lever system which leads to the selector shaft 15 of the gears and on the other to lever 1 with the possible interposition of a threaded rod 3..

In alternativa a quanto illustrato in fig. 2 il sensore potrebbe essere provvisto di un'unica sede, quindi una delle due sedi 106 o 206 ed in essa verrebbero collocati uno o più estensimetri, in questo caso la prima scheda 8 potrebbe essere collocata esternamente al sensore 6. As an alternative to what is illustrated in fig. 2 the sensor could be provided with a single seat, therefore one of the two seats 106 or 206 and one or more strain gauges would be placed in it, in this case the first card 8 could be placed externally to the sensor 6.

In fig. 3 sono illustrati schematicamente gli elementi principali che costituiscono il presente sistema di cambio elettronico. Il sensore 6 è collegato a monte con una scheda elettronica secondaria 9, esterna quindi allo stesso, la quale ha la funzione di condizionamento del segnale e di impostazione di dati in funzione delle esigenze dell’utilizzatore. Tale scheda è alloggiata all’interno di una centralina 10 nella quale sono previsti dei tasti 11 di input dati ed un display 12 di visualizzazione di dati. Tale seconda scheda elettronica 9, i cui ingressi e uscite vengono illustrati nel dettaglio in fig. 4, è collegata a monte e mediante ad esempio un opportuna interfaccia, con dei mezzi 14 di alimentazione elettrica, ad esempio la batteria della motocicletta. Tale centralina 10 con relativa scheda 9, che è in grado di trasmettere alla centralina di cui sarà dotata la moto i dati per il taglio o la riduzione della potenza del motore e per permettere la cambiata, sarà dotata di una memoria di immagazzinamento di dati, ad esempio una memoria EEPROM. Tale scheda elettronica 9 è impostabile dall’utente attraverso pulsanti o Personal Computer, utilizzando connessioni via cavo, Rfid con tag attivi, WiFi WiMax, oppure altrettanto noti sistemi Bluetooth, Transponder e ZigBee. In fig. 3 schematically illustrates the main elements that make up the present electronic shifting system. The sensor 6 is connected upstream with a secondary electronic board 9, therefore external to the same, which has the function of signal conditioning and data setting according to the user's needs. This card is housed inside a control unit 10 in which data input keys 11 and a data display 12 are provided. This second electronic card 9, the inputs and outputs of which are illustrated in detail in fig. 4, is connected upstream and by means of a suitable interface, for example, with electrical power supply means 14, for example the battery of the motorcycle. This control unit 10 with relative card 9, which is capable of transmitting the data for cutting or reducing the engine power and to allow shifting, to the control unit with which the motorcycle will be equipped, will be equipped with a data storage memory, for example an EEPROM memory. This electronic board 9 can be set by the user through buttons or Personal Computer, using cable connections, Rfid with active tags, WiFi WiMax, or equally well-known Bluetooth, Transponder and ZigBee systems.

La scheda elettronica 9 di condizionamento del segnale, si veda la fig. 4, comprende le seguenti uscite: � almeno una prima uscita digitale D1, rappresentata da due contatti, la quale è impostabile su circuito normalmente aperto o chiuso, sulla base della quale si fornisce il segnale per il cambio marcia; The signal conditioning electronic board 9, see fig. 4, comprises the following outputs: � at least a first digital output D1, represented by two contacts, which can be set on a normally open or closed circuit, on the basis of which the signal for the gear change is provided;

� un’eventuale seconda uscita digitale D2, rappresentata da due contatti, la quale è impostabile su circuito normalmente aperto o chiuso, di verso contrario a D1. � a possible second digital output D2, represented by two contacts, which can be set on a normally open or closed circuit, in the opposite direction to D1.

� una seconda uscita analogica A, impostabile nelle due soglie di massima compressione e trazione, di zero e di direzione di lavoro (compressione e/o trazione). � a second analogue output A, which can be set in the two thresholds of maximum compression and traction, of zero and of working direction (compression and / or traction).

Con le due uscite digitali D1 e D2, si utilizza un segnale digitale in entrambe le direzioni del cambio marcia, cioè salita da una marcia più bassa ad una marcia più alta o scalata da una marcia più alta a una marcia più bassa. With the two digital outputs D1 and D2, a digital signal is used in both directions of gear shifting, i.e. upshifting from a lower gear to a higher gear or downshifting from a higher gear to a lower gear.

In fig. 7 si può osservare un primo grafico ricavato da un test di verifica del presente sistema di cambio elettronico installato su una moto: con CG è illustrata la curva dei giri del motore (rpm) in funzione del tempo T riportato sull’asse delle ascisse mentre con CD è illustrato l’andamento del segnale digitale e con CA è illustrato l’andamento del segnale analogico. In questo caso si prevede un’unica uscita digitale. Come si nota quindi il presente sistema è provvisto di almeno un doppio segnale analogico e digitale in uscita dalla scheda elettronica 9 e ciò si rivela estremamente vantaggioso in termini di funzionamento e versatilità del cambio elettronico. In fig. 7 you can see a first graph obtained from a verification test of this electronic gearshift system installed on a motorcycle: with CG the curve of the engine revolutions (rpm) is shown as a function of the time T reported on the abscissa axis while with CD shows the trend of the digital signal and CA shows the trend of the analog signal. In this case, a single digital output is provided. As can be seen, therefore, the present system is provided with at least one double analogue and digital signal at the output of the electronic board 9 and this is extremely advantageous in terms of operation and versatility of the electronic gearbox.

Tornando alla fig. 4, la scheda elettronica 9 illustrata potrà essere completata ad esempio dai seguenti contatti: un primo ed un secondo contatti di massa GND e GND’ in ingresso; un ingresso RPM relativo ai giri del motore; un ingresso B di alimentazione CC , ma si potrebbe tagliare anche l’iniezione o altro; un’uscita digitale di potenza di taglio bobine TB; un ingresso relativo alla lettura di velocità V; un ingresso di lettura dell’inclinazione della moto I; un segnale U di uscita a 5V; un segnale P di ingresso da un potenziometro, installato nel caso si voglia utilizzare il presente sistema per il controllo di trazione e per la verifica di una certa velocità di soglia; un uscita L di accensione di un led; due coppie di ingressi E1 ed E2 dei segnali dai due estensimetri 7; e due ingressi T1 e T2 per un’eventuale termocoppia. Returning to fig. 4, the illustrated electronic board 9 can be completed for example by the following contacts: a first and a second ground contacts GND and GND 'in input; an RPM input relating to the engine revolutions; a DC power input B, but the injection or other could also be cut; a digital output of TB coil cutting power; an input relating to the speed reading V; an input for reading the inclination of the motorcycle I; a 5V output signal U; an input signal P from a potentiometer, installed if the present system is to be used for traction control and for checking a certain threshold speed; a led lighting output L; two pairs of inputs E1 and E2 of the signals from the two strain gauges 7; and two inputs T1 and T2 for a possible thermocouple.

L’uscita digitale D1 può essere impiegata sia per inviare un segnale di consenso ad una centralina elettronica prevista a bordo della moto e che opererà il taglio o per tagliare direttamente l’alimentazione alle bobine e agli iniettori del motociclo. Nel caso in cui il motociclo sia dotato di acceleratore con la nota tecnologia “ride by wire”, il presente sistema potrà operare con tale dispositivo o con i suoi componenti, sia per gestire completamente il taglio motore, cioè lo spegnimento temporaneo del motore, durante il cambio marcia, sia per operazioni coadiuvanti a tale operazione, ovvero per ridurre la potenza. The digital output D1 can be used both to send a consent signal to an electronic control unit provided on board the motorcycle and which will operate the cut or to directly cut the power supply to the coils and injectors of the motorcycle. In the event that the motorcycle is equipped with an accelerator with the well-known "ride by wire" technology, this system can operate with this device or with its components, both to fully manage the engine cut, ie the temporary shutdown of the engine, during gear shifting, both for adjuvant operations to this operation, or to reduce power.

In fig. 5 è illustrato un primo schema a blocchi che illustra le fasi operative del taglio dell’alimentazione al motore da parte della centralina elettronica durante il cambio marcia. Il blocco F1 indica una fase di inizio ciclo, nel blocco F2 il sistema effettua il calcolo della derivata seconda o “jerk” e la confronta con un valore di soglia impostato in memoria, blocco F3. Operando un controllo sulla derivata seconda, blocco F4, del segnale giri del motore (RPM) si può determinare quando si assisterà ad una repentina variazione dell’accelerazione. Impostando delle opportune soglie limite è dunque possibile definire quando la marcia è stata inserita al fine di far riprendere trazione al pneumatico motore. In sostanza in questo modo e vantaggiosamente il presente sistema capisce se la marcia è innestata o meno. Se la derivata seconda del segnale giri motore infatti, blocco F5, è inferiore al valore impostato in memoria allora il sistema comprenderà che la marcia è innestata, blocco F6, e si ripristina la potenza del motore, blocco F7. Se la derivata seconda non è inferiore a tale valore limite allora il motore verrà mantenuto spento, blocco F8, perché la marcia non è stata ancora innestata e quindi si tornerà a monte del controllo della derivata seconda del segnale di giri del motore (RPM). In fig. 5 shows a first block diagram that illustrates the operating phases of cutting power to the engine by the electronic control unit during gear change. Block F1 indicates a cycle start phase, in block F2 the system calculates the second derivative or “jerk” and compares it with a threshold value set in memory, block F3. By checking the second derivative, block F4, of the engine rpm signal (RPM) it is possible to determine when there will be a sudden change in acceleration. By setting appropriate limit thresholds, it is therefore possible to define when the gear has been engaged in order to restore traction to the motor tire. Basically in this way and advantageously the present system understands whether the gear is engaged or not. In fact, if the second derivative of the engine rpm signal, block F5, is lower than the value set in the memory, then the system will understand that the gear is engaged, block F6, and the engine power is restored, block F7. If the second derivative is not less than this limit value, then the engine will be kept off, block F8, because the gear has not yet been engaged and therefore it will return upstream of the control of the second derivative of the engine rpm signal (RPM).

Il taglio della potenza del motore viene effettuato direttamente dalla scheda elettronica 9, oppure dalla centralina della moto che coopera con tale scheda, mediante una serie di almeno due pretagli prima di effettuare il taglio vero e proprio della potenza. Nel grafico di fig. 8 è illustrata una serie di curve relative ai giri del motore CG, al segnale digitale CD e al segnale analogico CA ricavate da test del presente sistema effettuati su una motocicletta. Sull’asse delle ascisse si ha il tempo T. La centralina elettronica effettua un primo pre-taglio CD1, con un primo reingresso della potenza, una seconda operazione CD2 di pre-taglio con un secondo reingresso di potenza e quindi il taglio vero e proprio per un certo periodo IC, di solito alcuni millisecondi. In tale fase di taglio IC vero e proprio del motore la potenza è pertanto azzerata e si avrà la il cambio di marcia. Effettuato il cambio di marcia, la centralina elettronica, verificando che la derivata seconda del numero di giri del motore è inferiore ad un certo valore di soglia, effettuerà una prima operazione di post-taglio CD3 con un primo reingresso della potenza al motore ed una seconda operazione di posttaglio CD4 con un secondo reingresso della potenza. In alternativa si può impostare un tempo di taglio della potenza, cioè quando il sensore del cambio dà l’impulso per la cambiata allora il sistema comincia a cambiare, poi se è stato impostato un tempo allora dopo tale tempo la centralina fa i post tagli e poi ridà potenza, altrimenti attende i segnali di jerk come descritto sopra. The cutting of the engine power is carried out directly by the electronic board 9, or by the control unit of the motorbike which cooperates with this board, by means of a series of at least two pre-cuts before carrying out the actual power cut. In the graph of fig. 8 illustrates a series of curves relating to the revolutions of the engine CG, the digital signal CD and the analog signal CA obtained from tests of the present system carried out on a motorcycle. The time T is on the abscissa axis. The electronic control unit performs a first CD1 pre-cut, with a first power re-entry, a second pre-cut CD2 operation with a second power re-entry and then the actual cut. for a certain IC period, usually a few milliseconds. In this phase of actual IC cutting of the engine, the power is therefore zeroed and the gear changes will take place. Once the gear has been changed, the electronic control unit, verifying that the second derivative of the number of revolutions of the engine is lower than a certain threshold value, will carry out a first CD3 post-cut operation with a first re-input of the power to the engine and a second CD4 after-cut operation with a second power re-entry. Alternatively, a power cut-off time can be set, i.e. when the gearshift sensor gives the impulse to shift then the system begins to change, then if a time has been set then after this time the control unit makes the post cuts and then it restores power, otherwise it waits for the jerk signals as described above.

Con tale sequenza di operazioni il presente sistema consentirà vantaggiosamente una maggiore fluidità e dolcezza dell’operazione di cambio marcia. La centralina con scheda 9 del presente sistema prevede almeno un pretaglio ed un post-taglio della potenza, ma naturalmente il loro numero può essere qualsivoglia. La durata di tali pretagli, del taglio e dei post-tagli può variare in funzione del regime del motore, della accelerazione del motore e della marcia inserita. With this sequence of operations, this system will advantageously allow greater fluidity and gentleness of the gear change operation. The control unit with card 9 of the present system provides at least a pre-cut and a post-cut of the power, but of course their number can be any. The duration of these pre-cuts, of the cut and of the post-cuts can vary according to the engine speed, the engine acceleration and the gear engaged.

Il presente sistema consente anche di regolare il carico a cui far scattare l’impulso del segnale digitale CD, potendo regolare tale carico per ogni singola marcia inserita e questo grazie all’ingresso V del segnale di velocità del veicolo della scheda elettronica 9 di fig. 4. Il sistema creerà una correlazione tra la velocità e il numero di giri del motore per ogni singola marcia in modo da poterle riconoscere in automatico. Analogamente è possibile impostare un tempo di taglio diverso per ogni singola marcia e di variarlo in funzione del regime del motore, della accelerazione del motore e della marcia inserita. In alternativa a quanto illustrato in fig. 4, il presente sistema potrà utilizzare anche direttamente il segnale marcia del motociclo, invece del segnale di velocità. This system also allows you to adjust the load at which to trigger the pulse of the digital CD signal, being able to adjust this load for each single gear engaged and this thanks to the V input of the vehicle speed signal of the electronic board 9 in fig. 4. The system will create a correlation between the speed and the number of revolutions of the engine for each single gear in order to be able to recognize them automatically. Similarly, it is possible to set a different cutting time for each single gear and to vary it according to the engine speed, the engine acceleration and the gear engaged. As an alternative to what is illustrated in fig. 4, the present system can also use the motorcycle gear signal directly, instead of the speed signal.

Mediante il display 12 sarà possibile agevolare la taratura della soglia di precarico e visualizzare il valore del carico attuale agente sul sistema ed inoltre sarà possibile effettuare una sorta di acquisizione in cui viene memorizzato e visualizzato il carico massimo agente sul sistema, quindi sul sensore, durante un intervallo di tempo prestabilito dall’utilizzatore o dal progettista. By means of the display 12 it will be possible to facilitate the calibration of the preload threshold and display the value of the current load acting on the system and it will also be possible to carry out a sort of acquisition in which the maximum load acting on the system, therefore on the sensor, is stored and displayed. a time interval pre-established by the user or designer.

L’ingresso dei giri motore RPM come detto può essere utilizzato per modificare e/o determinare i tempi di pretaglio, taglio e post-taglio. Se il campionamento dei giri del motore è sufficientemente fitto, al posto di fissare un tempo di taglio di alcuni millisecondi fisso o funzione dei giri motore o della marcia, si può determinare l’esatto istante in cui il rapporto superiore è innestato operando appunto sulla derivata seconda del segnale RPM e verificando che questa risulti come detto inferiore ad una soglia preimpostata. In questo modo si può determinare con esattezza quando la marcia superiore è innestata ed il motore, non più alimentato, genera una decelerazione costante o quasi, causata dal freno motore. The RPM engine rpm input as mentioned can be used to modify and / or determine the pre-cut, cut and post-cut times. If the sampling of the engine revolutions is sufficiently dense, instead of setting a cut-off time of a few milliseconds fixed or a function of the engine revolutions or the gear, it is possible to determine the exact instant in which the higher gear is engaged by operating precisely on the derivative depending on the RPM signal and verifying that this is as mentioned below a preset threshold. In this way it is possible to determine exactly when the upper gear is engaged and the engine, no longer powered, generates a constant or almost constant deceleration, caused by the engine brake.

Come accennato, nel presente sistema è possibile utilizzare uno o due estensimetri 7. Il secondo estensimetro viene utilizzato per azzerare il segnale di variazione di temperatura che può essere causa di errori, cioè la cosiddetta deriva termica. Nel caso si utilizzi un solo estensimetro, preferibilmente si provvede al trattamento del filtraggio in termini di deriva termica e vibrazioni che causano una perdita di azzeramento. Il presente sistema utilizza un particolare filtraggio software che compara il segnale attuale con almeno tre segnali precedenti intervallati da diversi secondi. In questo modo il software è in grado di determinare se l’estensimetro è soggetto a deriva termica e dunque intervenire, oppure se il pilota sta agendo sul pedalino o leva del cambio di fig. 1, nel qual caso il segnale corrispondente non viene considerato. Al fine di annullare la deriva termica, può essere utilizzata una sonda di tipo NTC/PT100 o similari, posizionata nelle dirette vicinanze dell’estensimetro ed in grado di determinare la reale temperatura di funzionamento dell’estensimetro stesso. Questo dato servirà alla centralina per modificare o azzerare il segnale di uscita dalla scheda 9 in funzione della curva di deriva termica fornita dal produttore dell’estensimetro o in funzione di prove precedentemente effettuate. As mentioned, in the present system it is possible to use one or two strain gauges 7. The second strain gauge is used to reset the temperature variation signal that can cause errors, ie the so-called thermal drift. If only one strain gauge is used, the filtering is preferably treated in terms of thermal drift and vibrations that cause a loss of zeroing. The present system uses a particular software filtering which compares the current signal with at least three previous signals interspersed by several seconds. In this way, the software is able to determine if the strain gauge is subject to thermal drift and therefore intervene, or if the rider is acting on the pedal or gear lever in fig. 1, in which case the corresponding signal is not considered. In order to cancel the thermal drift, an NTC / PT100 or similar probe can be used, positioned in the direct vicinity of the strain gauge and able to determine the actual operating temperature of the strain gauge itself. This data will be used by the control unit to modify or reset the output signal from board 9 as a function of the thermal drift curve provided by the manufacturer of the strain gauge or as a function of previously performed tests.

Il presente sistema prevede anche un ingresso specifico per un pulsante/interruttore al fine di impostare con moto in movimento, una velocità o un regime motore da non superare. In questo caso il sistema agisce come illustrato nella schema a blocchi di fig. 6. All’inizio del ciclo, blocco H1, il sistema riceverà in ingresso dei segnali V o RPM dai sensori di velocità o di regime motore, blocco H2, mentre il pilota attraverso il pulsante imposterà un valore di velocità di soglia, blocco H3. Una volta premuto tale pulsante la centralina 10 memorizzerà tale velocità limite e opererà un confronto tra essa e il valore reale rilevato, blocco H4. Se la variazione di velocità non è inferiore al limite preimpostato, blocco H5, allora la centralina opererà una riduzione della potenza del motore sino al ripristino dell’aderenza, blocco H6, e si avrà un ultimo blocco di ritorno H7; se invece la variazione di velocità è inferiore al limite impostato, blocco H8, non si avrà alcuna riduzione della potenza del motore. In sostanza la centralina, riducendo la potenza del motore, impedirà al veicolo di superare la soglia preimpostata di velocità. Per motivi di sicurezza, se il pilota insiste per un certo tempo prestabilito sull’acceleratore la centralina darà il consenso al superamento della velocità limite impostata o del numero di giri motore. This system also provides a specific input for a button / switch in order to set a speed or an engine speed not to be exceeded with the motorcycle in motion. In this case the system acts as illustrated in the block diagram of fig. 6. At the beginning of the cycle, block H1, the system will receive V or RPM signals from the speed or engine speed sensors, block H2, while the pilot, using the button, will set a threshold speed value, block H3. Once this button has been pressed, the control unit 10 will memorize this limit speed and will make a comparison between it and the real value detected, block H4. If the speed variation is not less than the preset limit, block H5, then the control unit will reduce the engine power until the adhesion is restored, block H6, and there will be a last return block H7; if, on the other hand, the speed variation is lower than the set limit, block H8, there will be no reduction in the motor power. Basically, the control unit, by reducing the engine power, will prevent the vehicle from exceeding the preset speed threshold. For safety reasons, if the rider insists on the accelerator for a certain pre-established time, the control unit will give consent to exceed the set limit speed or engine rpm.

In fig. 9 è illustrata una variante del presente sistema nella quale i due estensimetri 7 sono alloggiati direttamente in una sede 101 ricavata sulla parte inferiore di una leva 1’ di cambio opportunamente sagomata e di forma sinuosa. Tale leva 1’ viene utilizzata in alcune motociclette e comprende un’estremità 13 collegabile all’alberino selettore del cambio ed un’estremità 17 collegabile ad un perno di inserimento di un pedalino o altro. Il fatto che gli estensimetri 7 siano collegati nella zona inferiore della leva 1’ fa sì che si ottenga un segnale forte, pulito e quindi poco disturbato, grazie ad una sorta di amplificazione di tipo meccanico di tale segnale. Tali estensimetri 7 saranno provvisti ciascuno di relativi conduttori elettrici 16 che, dopo avere attraversato un opportuno condotto 201 ricavato nella leva 1’, andranno a collegarsi con la scheda 9 delle figure precedenti. In fig. 9 illustrates a variant of the present system in which the two strain gauges 7 are housed directly in a seat 101 made on the lower part of a suitably shaped and sinuous gear lever 1 '. This lever 1 'is used in some motorcycles and includes an end 13 that can be connected to the gear selector shaft and an end 17 that can be connected to a pin for inserting a pedal or other. The fact that the strain gauges 7 are connected in the lower area of the lever 1 'ensures that a strong, clean and therefore little disturbed signal is obtained, thanks to a sort of mechanical amplification of this signal. These strain gauges 7 will each be equipped with relative electrical conductors 16 which, after passing through a suitable conduit 201 obtained in the lever 1 ', will connect with the board 9 of the previous figures.

Claims

CLAIMS 1. Electronic gearshift system for motorcycles, characterized in that it comprises one or more strain gauges (7) cooperating on one side with a typical gearshift lever (1, 1 ') and, connected on the other side, by means of a first board signal amplification electronics (8), with a second electronic board (9) for conditioning the signal received by said strain gauges (7) and bearing a plurality of inputs and outputs, such as at least one input (RPM) relating to the number of revolutions of the motor and / or speed (V) and / or directly the running signal, and one or more digital outputs (D1, D2) which can be set on normally closed or normally open circuit, useful if a digital signal is used in both directions of the gear change, i.e. up and down, and on the basis of which the power cut is made, and at least a second analog output (A), designed to allow the user to set the desired parameters, such as the thresholds of m maximum compression and traction; said second electronic card (9) being connected upstream to suitable electrical power supply means (14).

2. System according to claim 1, characterized in that said one or more strain gauges (7) are housed directly in a seat (101) obtained in the lower part of the gear lever (1 '), being an end (13) of said lever (1 ') connectable to the selector shaft of the motorcycle gearbox.

3. System according to claim 1, characterized in that said one or more strain gauges (7) are housed inside at least one electronic-mechanical sensor (6) connected by means of suitable transmission elements (5, 3, 4) from a one side with the gear lever (1) and on the other side with the gear selector shaft (15).

4. System according to claim 3, characterized by the fact that said sensor (6) comprises a first seat (106) in which at least one strain gauge (7) and a second seat (206) are located, obtained in a position close to said first seat (106), in which said first electronic signal amplification board (8) is housed.

5. System according to claim 1, characterized in that said sensor (6) comprises a pair of strain gauges (7), the second strain gauge being used to reset the temperature variation signal which can cause errors on the first strain gauge.

6. System according to claim 1, characterized in that said electronic board (9) establishes a cut-off time of the engine power and therefore a gear change time (IC) by calculating the second derivative function of the relative signal (RPM) to the number of revolutions of the motor or of the speed (V).

7. System according to claim 1, characterized in that thanks to said electronic board (9) the power cut to the engine is carried out to allow the gear change, by means of at least a first power pre-cut operation (CD1), with following re-entry of the power, a second cutting operation (IC) during which the power is reset and the gear change is carried out, and at least a third post-cut operation (CD2) and subsequent gradual re-entry of the power, being the duration variable pre-cuts, cutting and post-cuts according to engine speed and / or engine acceleration and / or gear engaged.

8. System according to claim 1, characterized in that it includes a probe of the NTC / PT100 type or similar positioned near the strain gauge (7) of the sensor and designed to determine the actual operating temperature of the strain gauge (7).

9. Electronic gearshift method for motorcycles by means of a system according to any one of the preceding claims, characterized in that the cut-off time of the engine power is established on the basis of the control of the value of the derived function according to the engine rpm signal or the speed signal and if this value of the second derivative function is contained within certain limits set by the user, the motor power is restored following engagement of the gear, while if this value of the second derivative function is higher than these threshold values power is not restored and the check is repeated.

10. Speed and traction control method for motorcycles by means of a system according to any one of the preceding claims, characterized in that the current engine speed is detected and compared with a limit set by the user: if the current engine speed or the variation of the acceleration of the same is lower than this limit then the power remains unchanged, if instead the actual speed of the engine or the variation of the acceleration of the same is higher than this limit there is a reduction of the engine power.