ITVI20100201A1 - Bicicletta a pedalata assistita. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale avente titolo “BICICLETTA A PEDALATA ASSISTITA”

CAMPO TECNICO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione si colloca nel campo tecnico delle biciclette a pedalata assistita.

In particolare, la presente invenzione si riferisce ad una bicicletta dotata di motore elettrico ausiliario per assistere la pedalata del ciclista.

L’invenzione è relativa altresì ad un kit di montaggio per biciclette atto a trasformare le biciclette in biciclette a pedalata assistita.

DESCRIZIONE DELLO STATO DELLA TECNICA

E’ noto nel settore della locomozione 1’esistenza di biciclette a pedalata assistita, vale a dire biciclette dotate di motore ausiliario che aiuta il ciclista nella pedalata e ne riduce lo sforzo necessario per avanzare.

Il motore, preferibilmente di tipo elettrico, può essere associato ed integrato sull'asse di una delle due ruote in corrispondenza del mozzo della rispettiva ruota, oppure può essere posto in corrispondenza del movimento centrale a Cui sono connesse le pedivelle per interagire direttamente con esse, o tramite opportuni ingranaggi, e favorire il trasferimento della potenza dalle pedivelle alla ruota posteriore tramite opportuni mezzi di trasmissione, come ad esempio una catena, una cinghia di trasmissione o un cardano.

Con il motore in funzione, lo sforzo necessario per il ciclista per avanzare viene pertanto ridotto della porzione di potenza erogata dal motore stesso.

Nelle biciclette a pedalata assistita normalmente l’alimentazione del motore ausiliario viene modulata in base a parametri tipici rilevati da opportuni sensori associati alla bicicletta. In un primo tipo di applicazione, ad esempio, si può prevedere che l’alimentazione del motore ausiliario venga progressivamente ridotta e quindi interrotta al raggiungimento di una prestabilita velocità massima, ad esempio un valore massimo di 25km/h.

In un’altra applicazione preferita si può prevedere che l’alimentazione del motore venga interrotta qualora il ciclista smetta di pedalare.

A tale scopo, le biciclette a pedalata assistita sono provviste, come detto, di opportuni sensori associati alla bicicletta, attraverso i quali vengono rilevati, o dedotti, i parametri di interesse nel particolare modo di funzionamento previsto. Sensori di tipo noto possono comprendere, ad esempio, sensori di velocità, sensori di coppia, sensori di torsione, sensori di pressione del piede sul pedale, estensimetri, accelerometri etc. che possono essere associati convenientemente al movimento centrale, ad uno dei mozzi, ai pedali o in un conveniente punto della bicicletta.

Le biciclette a pedalata assistita prevedono quindi una centralina che acquisisce ed elabora i dati provenienti dal/i sensore/i per valutare i parametri di interesse e gestire l’erogazione della potenza del motore elettrico ausiliario, L’energia viene fornita al motore elettrico da un apposito gruppo di alimentazione a batteria, o a cella di combustibile a idrogeno, montato a bordo della bicicletta.

Tale gruppo di alimentazione, oltre al motore, può alimentare anche tutte le altre unità del sistema che necessitano di alimentazione elettrica, in particolare la stessa centralina, o altri apparati della bicicletta, come ad esempio delle luci anteriori e/o posteriori.

Normalmente l’alimentazione del motore non avviene direttamente dal gruppo di alimentazione motore ma attraverso la centralina che, come detto, ne gestisce l’erogazione.

Il gruppo di alimentazione può essere montato ovunque e nei punti più conveniente del telaio, generalmente in corrispondenza del piantone del telaio della bicicletta medianti opportuni mezzi di fissaggio, ovvero fissato posteriormente al portapacchi o all’interno del telaio stesso. La centralina viene anch’essa fissata al telaio normalmente in prossimità del movimento centrale e il più possibile vicino alla batteria.

Sempre secondo la tecnica nota, è data la possibilità al ciclista di selezionare l’entità della potenza che il motore può erogare in base al tipo di percorso che sta approntando o in base alle proprie condizioni fisiche. Così nell’ affrontare una strada in salita, verrà richiesto e selezionato un livello di erogazione maggiore di potenza al motore e, viceversa, nell’affrontare una strada in discesa, verrà richiesto e selezionato un livello di erogazione minore. A tale scopo in prossimità del manubrio e nelle vicinanze delle manopole di impugnatura del manubrio stesso vengono montati dei selettori elettrici a due o più livelli agevolmente azionabili dalle dita del ciclista.

Opportuni mezzi di segnalazione, come ad esempio uno o più led o un display LCD, sono disposti nel manubrio ed indicano normalmente e contestualmente il livello di potenza selezionato. Tali mezzi di segnalazione possono essere anche integrati ai selettori, in tal caso quindi posizionati vantaggiosamente nelle vicinanze delle manopole.

Alternativamente la selezione dei livelli viene effettuata mediante un apposito dispositivo di visualizzazione e selezione montato normalmente al centro del manubrio che può fungere, in tal caso, anche da dispositivo ciclo-computer, vale a dire da dispositivo indicante altri parametri della bicicletta come velocità, tempo di percorrenza, ora, etc.. Biciclette già equipaggiate con gli elementi sopra descritti sono comunemente reperibili sul mercato, come pure è possibile reperire kit di montaggio che forniscono tali elementi predisposti per essere installati in una normale bicicletta per trasformarla in una bicicletta a pedalata assistita.

Un primo inconveniente della tecnica nota è costituito dalla complessità realizzativa della bicicletta che necessita di un complesso cablaggio di cavi elettrici per il collegamento tra le varie unità. I vari componenti della bicicletta assistita, come pure i vari componenti dell’eventuale kit di montaggio, sono collegati infatti tra loro da una pluralità di cavi elettrici per la trasmissione della potenza dal gruppo di alimentazione verso il motore, la centralina e le altre parti che necessitano di alimentazione. Oltre alla trasmissione della potenza, ulteriori cavi, cosiddetti di segnale, collegano le varie unità, come ad esempio la centralina alla batteria, la centralina al/i sensore/i ed ai selettori di potenza, la centralina al dispositivo di visualizzazione, la centralina alle eventuali luci. La complessità nel cablaggio comporta poi inevitabilmente un costo sia in termini di componenti utilizzati, cioè cavi e connettori, sia in termini di costi di manodopera per l’installazione. Il collegamento dei cavi elettrici inoltre prevede l’utilizzo di connettori che nelle normali condizioni di utilizzo della bicicletta all’aperto possono divenire elementi critici e vulnerabili, specialmente in caso di pioggia o elevata umidità, oppure se a contatto con agenti deterioranti, come ad esempio il sale che viene normalmente sparso in inverno sulle strade.

Un altro inconveniente della tecnica nota è costituito dalla complessità della manutenzione della bicicletta derivante dalla difficoltà di rilevare eventuali guasti ed identificare il punto ove intervenire per la soluzione degli stessi.

Un ulteriore inconveniente è costituito dalla rigidità dei sistemi noti e la necessità di realizzare sistemi diversi per biciclette destinate a paesi differenti, poiché le normative sulle modalità di erogazione della potenza da parte del motore per l’omologazione di tali biciclette possono differire da paese a paese.

Scopo della presente invenzione è di realizzare una bicicletta a pedalata assistita di semplice realizzazione.

Un altro scopo della presente invenzione è di realizzare una bicicletta a pedalata assistita che riduce i tempi di individuazione e risoluzione dei guasti della bicicletta. Un ulteriore scopo della presente invenzione è di realizzare una bicicletta a pedalata assistita più affidabile rispetto alle biciclette di tipo noto.

Un altro scopo della presente invenzione è di realizzare una bicicletta a pedalata assistita facilmente configurabile dal ciclista.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è di realizzare un kit di montaggio per bicicletta per trasformare una bicicletta in una bicicletta a pedalata assistita che sia di più semplice realizzazione e di più facile installazione rispetto ai kit di tipo noto.

SOMMARIO DELLA PRESENTE INVENZIONE

Secondo una prima forma di realizzazione, la presente invenzione ha per oggetto una bicicletta a pedalata assistita secondo la rivendicazione 1, vale a dire una bicicletta a pedalata assistita comprendente un gruppo di alimentazione, un motore elettrico, almeno un sensore, una unità di interfaccia ed una unità di potenza per l’azionamento di detto motore, detta unità di interfaccia essendo associata a detta unità di potenza per definire una unica entità di interfaccia e potenza montabile al telaio di detta bicicletta.

Vantaggiosamente, la previsione dell’unità di interfaccia associabile all’unità di potenza per definire una unica entità di interfaccia e potenza consente di ridurre il numero di cavi elettrici presenti nella bicicletta rispetto alle biciclette a pedalata assistita di tipo noto.

Preferibilmente, l’unità di interfaccia è amovibilmente associabile all’unità di potenza per definire detta unica entità di interfaccia e potenza.

Vantaggiosamente, l’unità di interfaccia può essere rimossa dalla bicicletta quando questa rimane incustodita.

Preferibilmente il sensore comprende un sensore di rilevazione della pedalata del ciclista e più preferibilmente un sensore di sforzo.

Vantaggiosamente i dati acquisiti dal sensore consentono la gestione dell’erogazione della potenza del motore elettrico. Preferibilmente l’unità di interfaccia e potenza è predisposta per la selezione di livelli di erogazione di potenza per il motore elettrico.

Vantaggiosamente l’utilizzatore può facilmente selezionare la potenza di erogazione opportuna e desiderata.

Preferibilmente l’unità di interfaccia e potenza è programmabile.

Preferibilmente l’unità di interfaccia e potenza comprende uno schermo retro-illuminabile selettivamente.

Vantaggiosamente la lettura dei dati sullo schermo da parte dell’utilizzatore è chiara anche in condizioni di oscurità o luminosità ridotta.

Ancora preferibilmente l’unità di interfaccia comprende uno schermo touch-screen.

Vantaggiosamente, i livelli di potenza possono essere selezionati direttamente sullo schermo dell’interfaccia, senza la necessità di avere selettori autonomi sul manubrio e quindi la necessità di ulteriori cavi elettrici.

Preferibilmente l’unità di interfaccia e potenza comprende mezzi acustici di segnalazione.

Vantaggiosamente si può prevedere la segnalazione di eventuali guasti o di richiesta di manutenzione del sistema mediante l’attivazione di tali mezzi di segnalazione acustici. Preferibilmente l’unità di interfaccia e potenza comprende un sistema di illuminazione.

Vantaggiosamente il sistema di illuminazione è integrato e Ancora preferibilmente l’unità di interfaccia e potenza comprende un ingresso di rilevazione dell’azionamento di un freno della bicicletta.

Vantaggiosamente l’erogazione della potenza per il motore elettrico può essere interrotta quando viene rilevato l’azionamento di un freno.

Preferibilmente l’unità di interfaccia e potenza comprende mezzi di comunicazioni wireless.

Vantaggiosamente, tali mezzi di comunicazione wirelees consentono di ridurre ulteriormente il numero di cavi elettrici presenti nella bicicletta.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione la presente invenzione ha per oggetto un kit di montaggio secondo la rivendicazione 13, vale a dire un kit di montaggio per una bicicletta comprendente un gruppo di alimentazione, un motore elettrico, almeno un sensore, una unità di interfaccia ed una unità di potenza per l’azionamento di detto motore, detta unità di interfaccia essendo associata a detta unità di potenza per definire una unica entità di interfaccia e potenza montabile al telaio di detta bicicletta.

Vantaggiosamente mediante l’utilizzo di un tale kit, una bicicletta di tipo standard può essere adattata per realizzare una bicicletta a pedalata assistita con un numero ridotto di cavi rispetto alle biciclette a pedalata assistita di tipo noto. Preferibilmente il sensore comprende un sensore di rilevazione della pedalata del ciclista e più preferibilmente un sensore di sforzo.

Vantaggiosamente l’applicazione di tale sensore alla bicicletta di tipo standard è agevole.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Ulteriori vantaggi, obiettivi e caratteristiche nonché forme di realizzazione della presente invenzione sono definiti nelle rivendicazioni e saranno chiariti nel seguito per mezzo della descrizione seguente, nella quale è fatto riferimento alle tavole di disegno allegate; nei disegni, caratteristiche e/o parti componenti corrispondenti o equivalenti della presente invenzione sono identificate dagli stessi numeri di riferimento. In particolare, nelle figure:

- la figura 1 rappresenta una bicicletta a pedalata assistita secondo la presente invenzione;

- la figura 2 rappresenta un particolare della bicicletta di fig.

- la figura 3 rappresenta il particolare della bicicletta di fig.

2 in una particolare condizione operativa;

- la figura 4 rappresenta schematicamente elementi della bicicletta di fig. 1 ;

- la figura 5 mostra un kit di montaggio secondo l’invenzione per realizzare la bicicletta di fig. 1 ;

- la figura 6 rappresenta una variante realizzativa di fig. 2; - la figura 7 rappresenta una variante realizzativa di fig. 1.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA PRESENTE

INVENZIONE.

Nonostante la presente invenzione venga descritta nel seguito con riferimento alle sue forme di realizzazione rappresentate nelle tavole di disegno, la presente invenzione non è limitata alle forme di realizzazione descritte nel seguito e rappresentate nelle tavole. Al contrario, le forme di realizzazione descritte e rappresentate chiariscono alcuni aspetti della presente invenzione, lo scopo della quale è definito dalle rivendicazioni.

La presente invenzione si è rivelata particolarmente vantaggiosa quando applicata alla realizzazione di biciclette a pedalata assistita avente differenti tipologie di telaio data la semplicità ed il numero ridotto di componenti e connessioni elettriche che presenta.

Inoltre, la presente invenzione si è rivelata particolarmente vantaggiosa se applicata alla realizzazione di biciclette a pedalata assistita destinate a mercati differenti ove possono sussistere differenti normative per l’omologazione che impongono differenti modalità di intervento del motore ad ausilio del ciclista.

Nel seguito, con riferimento alla figura 1 verrà descritta una bicicletta realizzabile per mezzo della presente invenzione. La figura 1 mostra una bicicletta a pedalata assistita 1 del tipo city-bike, vale dire del tipo destinata ad un utilizzo per lo più cittadino per il tempo libero. Per semplicità espositiva nel prosieguo della presente invenzione con il termine bicicletta si intenderà una bicicletta a pedalata assistita secondo la presente invenzione.

La presente invenzione è da riferirsi, comunque, applicabile a qualsiasi tipo di bicicletta del tipo conosciuto, vale a dire per esempio del tipo mountain-bike, free-ride, tandem, tricicli, quadricicli etc., ed è svincolata pertanto dal tipo di telaio o dal tipo di accessori con cui è equipaggiata la bicicletta.

La bicicletta 1 comprende essenzialmente un telaio 2, una ruota anteriore 3 ed una ruota posteriore 4, un manubrio 5 connesso in modo noto alla ruota anteriore 3 per la sua conduzione. Il manubrio 5 è provvisto di manopole destra e sinistra 6, 7 per l’impugnatura da parte del ciclista.

In corrispondenza della zona centrale 8 della bicicletta, zona comunemente nota come movimento centrale, sono connesse la pedivella destra 10 e sinistra 1 1 provviste di corrispondenti pedali 12, 13 ove il ciclista imprime la forza muscolare motrice per trasmettere la potenza, in maniera nota, alla ruota posteriore 4 attraverso la catena di trasmissione C. Alla ruota posteriore 4 potrebbe essere associato un gruppo di cambio per la variazione del rapporto di trasmissione, tale gruppo di cambio potendo essere costituito da una serie di pignoni coassiali al mozzo della ruota 4 con differenti numero di denti, in uno dei quali la catena C viene fatta ingranare a seconda del rapporto di trasmissione richiesto. La scelta del pignone da ingranare, e quindi del rapporto di trasmissione, viene generalmente effettuata dal ciclista mediante l’azionamento manuale di un dispositivo di selezione associato normalmente al manubrio in prossimità di una manopola e facilmente raggiungibile dalle dita del ciclista. In varianti realizzative, il gruppo di cambio potrebbe essere integrato alTinterno del mozzo stesso, sempre vantaggiosamente azionabile da un apposito dispositivo di comando manuale montato sul manubrio 5.

Alternativamente, per il gruppo di cambio potrebbe essere previsto un funzionamento automatico, nel qual caso la scelta del rapporto di trasmissione avviene in maniera automatica da parte del sistema e quindi senza la necessita di dispositivi di cambio manuali.

La ruota anteriore 3 è equipaggiata con un mozzo 16 comprendente un motore elettrico 17, preferibilmente di tipo brushless. La parte statorica del motore elettrico 17 è solidale all’asse del mozzo 16 e a sua volta al telaio 2. La parte rotante del motore elettrico 17 è operativamente connessa al cerchio 3a, in modo diretto o attraverso l’interposizione di opportuni cinematismi, come ad esempio dei rotismi epicicloidali che assicurano un determinato e vantaggioso rapporto di trasmissione tra parte rotante del motore elettrico 17 e cerchio 3a .

Quando il motore elettrico 17 è alimentato, la potenza elettrica viene trasformata in forza motrice per la rotazione della ruota 3. La forza motrice fornita dal motore elettrico 17 costituisce, infatti, la potenza ausiliaria che assiste il ciclista nella bicicletta a pedalata assistita 1 oggetto della presente invenzione.

In altri tipi di bicicletta a pedalata assistita, la funzione qui svolta dal detto motore elettrico 17 del mozzo anteriore 16 può essere svolta da un motore elettrico integrato nel mozzo posteriore o da un motore elettrico associato al movimento centrale che, attraverso opportuni cinematismi di per sé di tipo noto, fornisce una forza motrice ausiliaria sulle pedivelle in aggiunta a quella fornita dal ciclista.

In altri casi ancora, la potenza ausiliaria è fornita dal motore elettrico agendo direttamente sulla linea di trasmissione tra le pedivelle e la ruota posteriore, ad esempio mediante un opportuno pignone mosso dal motore elettrico ed ingranante con la catena di trasmissione C.

Un sensore 18 per la rilevazione della pedalata da parte del ciclista è associato al movimento centrale della bicicletta, in particolare alle pedivelle 10 e 11. Tale sensore 18 potrà comprendere, ad esempio, un sensore di coppia che rileva che il ciclista sta pedalando rilevando lo sforzo esercitato sulle pedivelle, oppure un sensore di pressione associato ad un pedale 12 o 13 che rileva anch’esso che il ciclista sta pedalando. In altri casi ancora tale sensore 18 potrà comprendere un estensimetro associato in un punto adeguato del telaio 2 della bicicletta 1. Tale tipo di sensore rileva le deformazioni cui è sottoposto il telaio 2 ed è pertanto in grado di fornire l’informazione che il ciclista sta pedalando rilevando appunto le deformazioni a cui un telaio è inevitabilmente sottoposto quando il ciclista pedala rispetto alla situazione di riposo quando egli cioè non pedala. Un gruppo di alimentazione 19 è montato sulla bicicletta 1 posteriormente in corrispondenza del porta-pacchi 20.

II gruppo di alimentazione 19 comprende una o più batterie di appropriato voltaggio e capacità adatto, in particolare, all’alimentazione del motore elettrico 17. Batterie normalmente utilizzate sono quelle al NiMh, al Litio o al piombo. In varianti realizzative dell’invenzione, il gruppo di alimentazione 19 potrebbe essere installato in altri punti del telaio della bicicletta 1, come ad esempio in corrispondenza del piantone 20, del tubo obliquo 21 o anche all’interno del telaio stesso.

In corrispondenza del manubrio 5, come mostrato in fig. 2, è montata una unità di interfaccia e potenza 30 comprendente una unità display 31 in forma di schermo touch-screen, ed una unità di potenza 32 sottostante disposta in un involucro di contenimento connesso al manubrio mediante una anello di aggrappaggio 30a.

Con il termine “unità di potenza” qui utilizzato si vuole intendere una unità ove sono presenti sia componenti interessati da segnali di potenza, ad esempio linee di alimentazione provenienti dal gruppo di alimentazione o linee di uscita verso il motore elettrico, come vedremo meglio in seguito, sia componenti di logica e controllo interessati da segnali non di potenza che vengono opportunamente trattati ed elaborati e che gestiscono le varie funzioni necessarie al funzionamento del sistema.

All’unità di potenza 32 afferiscono tre cavi elettrici multipolari 33, 34 e 90. Il primo cavo elettrico 33 collega l’unità di potenza 32 al gruppo di alimentazione 19, il secondo cavo elettrico 34 collega l’unità di potenza 32 al motore 17 associato al mozzo anteriore 16 ed il terzo cavo elettrico 90 collega l’unità di potenza 32 al sensore di pedalata 18. I cavi elettrici 33, 34 e 90 sono opportunamente fissati lungo il telaio 2, ad esempio tramite delle fascette. In varianti realizzative, i cavi elettrici 33, 34 e 90 potrebbero scorrere all’interno del telaio 2 passando attraverso appositi fori realizzati nello stesso.

II primo cavo elettrico 33, come si osserva nella rappresentazione schematica di fig. 4, comprende due linee di alimentazione 35, 36 e due linee 37, 38 di segnale per la trasmissione di parametri caratteristici della batteria che costituisce il gruppo di alimentazione 19 e forniti da un apposito circuito elettronico 39 associato alla batteria 19 stessa. Tali parametri possono comprendere lo stato di carica della batteria, ad esempio in termini di carica residua assoluta o in percentuale, il numero di cicli di ricarica, eventuali segnali di errore, avarie o malfunzionamento della batteria, la temperatura di esercizio, etc..

Alternativamente, le due linee di segnale 37 e 38 possono essere omesse e la trasmissione di detti parametri può avvenire lungo le stesse due linee di alimentazione 35, 36, secondo quanto noto nel settore della trasmissione dei segnali ove all’interno del medesimo cavo possono scorrere sia segnali di potenza che altri tipo di segnali. Il secondo cavo elettrico 34, sempre con riferimento alla fig. 4, comprende tre linee 40, 41 e 42 di alimentazione del motore brushless 17. Il terzo cavo elettrico 90, come si osserva sempre nella rappresentazione schematica di fig. 4, comprende tre linee 43, 44, 91 che collegano l’unità di potenza 32 al sensore di pedalata 18.

L’unità display 31 è amovibilmente associabile all’unità di potenza 32, vale a dire che nelle normali condizioni operative di funzionamento l’unità display 31 è associata all’unità di potenza 32, come mostrato ad esempio nelle figure 1 e 2, mentre può essere rimossa dall’unità di potenza 32, come mostrato in fig. 3, quando ad esempio la bicicletta 1 viene parcheggiata e rimane incustodita,

L’unità display 31 può fungere da interruttore generale potendo prevedere che quando l’unità display 31 viene rimossa dall’unità di potenza 32, l’alimentazione dal gruppo di alimentazione 19 viene sezionata e che, viceversa, quando l’unità display 31 viene reinstallata sull’unità di potenza 32, il sistema viene nuovamente alimentato ripristinando l’erogazione di energia dal gruppo di alimentazione 19.

La rimozione dell’unità display 31 può fungere, inoltre, da antifurto per la bicicletta 1, qualora ad esempio si preveda che senza l’unità display 31 il motore 17 non possa essere alimentato.

La rimovibilità dell’unità display 31 dall’unità di potenza 32 è garantita da opportuni mezzi di connessione meccanica ed elettrica. Ad esempio l’unità display 31 potrebbe essere associata meccanicamente con un meccanismo a scatto all’unità di potenza 32 e opportuni contatti elettrici 46 (mostrati in fig. 3) potrebbero essere previsti tra le superfici affacciate delle due unità 31, 32.

L’unità display 31 è preferibilmente e vantaggiosamente provvista di una batteria di alimentazione autonoma, in modo che quando viene rimossa all’unità di potenza 32 rimane attiva e utilizzabile dal ciclista.

In una variante realizzativa, l’unità display 31 e l’unità di potenza 32 potrebbero essere disposte in un involucro di contenimento unico per realizzare una unità di interfaccia e potenza 30 compatta connettibile al manubrio.

La previsione dell’ unità di visualizzazione 31 associabile all’unità di potenza 32 per definire una unica entità di interfaccia e potenza 30 consente di ridurre, vantaggiosamente, il numero di cavi elettrici presenti nella bicicletta 1 rispetto alle biciclette a pedalata assistita di tipo noto.

La riduzione dei cavi elettrici di collegamento consente un cablaggio facilitato del sistema, con la riduzione dei connettori necessari al collegamento dei cavi elettrici stessi alle varie unità, e tra loro, con il risultato di un aumento dell’affidabilità del sistema.

L’unità display 31 costituisce l’interfaccia utente per il ciclista mentre l’unità di potenza 32 comprende gli elementi necessari per svolgere le funzioni di controllo dell’erogazione della potenza del motore elettrico 17 secondo quanto previsto dalle normative per le biciclette a pedalata assistita o secondo le preferenze individuali. E’ prevista, in particolare, una porzione di rilevazione ed elaborazione di dati 47 ed una porzione di modulazione della potenza 48 proveniente dal gruppo di alimentazione 19 verso il motore elettrico 17.

E’ evidente, tuttavia, che in varianti realizzative tale porzione di rilevazione ed elaborazione di dati 47 o tale porzione di modulazione della potenza 48 potrebbe risiedere in parte o completamente all’interno dell’involucro dell’unità display 3 1 .

L’unità di potenza 32 raccoglie i dati provenienti dal sensore di pedalata 18 lungo le linee di segnale 43, 44, 91 e modula opportunamente, ed a seconda del livello di potenza selezionato come vedremo meglio in seguito, l’alimentazione del motore 17 lungo le linee di potenza 40, 41, 42 utilizzando l’energia fornita dal gruppo di alimentazione 19 lungo le corrispondenti linee di potenza 35, 36.

In una variante realizzativa dell’invenzione si può prevedere che l’unità di interfaccia e potenza 30, e più in particolare l’unità di potenza 32, comprenda un sensore di potenza integrato in forma di accelerometro 50, mostrato schematicamente in fig. 4, attraverso il quale è possibile dedurre se il ciclista sta pedalando e l’entità della potenza impressa dal ciclista.

In tal caso l’impiego del sensore di pedalata esterno 18 può essere omesso, con la riduzione del numero di cavi elettrici utilizzati.

La porzione di modulazione 48 della potenza dell’unità di potenza 32 normalmente comporta un riscaldamento dell’unità 32 stessa.

Il posizionamento di tale unità di potenza 32 nel manubrio 5 della bicicletta 1 favorisce lo smaltimento di tale calore, smaltimento affidato normalmente a degli elementi dissipatori di calore in forma di alette. Durante la marcia, tale raffreddamento è ulteriormente favorito dall’aria che investe l’unità di interfaccia e potenza 30.

L’unità display 31 è preferibilmente costituita da uno schermo di tipo touch-screen.

La visualizzazione delle informazioni sullo schermo 31 potrà prevedere una serie di schermate selezionabili dal ciclista a seconda delle esigenze.

In particolare, sarà prevista una pagina, normalmente quella iniziale dopo l’accensione del sistema, nella quale sarà possibile scegliere il livello di potenza, tra i vari disponibili, che si desidera che il motore eroghi quando entra in azione ad ausilio della pedalata del ciclista. Nel caso di schermo touchscreen, la selezione avviene toccando direttamente lo schermo del display in una sua predeterminata zona. Qualora il display non fosse touch-screen, ad esempio di tipo LCD a matrice di punti, si può prevedere una serie di pulsanti disposti sull’involucro del display stesso al cui azionamento corrispondono, in modo di per sé noto, predeterminate funzioni di selezione e conferma. In ogni caso, comunque, la possibilità di selezionare direttamente dall’unità display 31 i livelli di potenza del motore 17, consente di evitare la presenza di selettori autonomi montati sul manubrio 5 della bicicletta e ridurre quindi ulteriormente il numero di cavi elettrici della bicicletta 1 rispetto alle biciclette di tipo noto, Per quanto concerne il livello di potenza selezionabile, si può prevedere che il ciclista selezioni manualmente di volta in volta un livello di erogazione maggiore o minore, a seconda ad esempio delle proprie condizioni fisiche o a seconda delle caratteristiche del percorso che sta affrontando. Così, ad esempio, se la strada è in salita selezionerà manualmente un livello di erogazione alto, mentre se la strada è in discesa selezionerà manualmente un livello di erogazione basso.

Alternativamente, si può prevedere che l’unità di potenza 32 sia programmata in modo tale da variare automaticamente l’entità della potenza erogata, a seconda di opportuni parametri, definendo in tal caso un profilo di erogazione della potenza. Ad esempio la potenza erogata potrebbe essere maggiore per valori di velocità bassi ed inferiori ad una certa soglia prestabilita, e minore per valori di velocità che superano tale soglia, cosicché viene vantaggiosamente agevolata la fase iniziale di partenza del ciclista. In tal caso, alla scelta di un predeterminato profilo di erogazione della potenza da parte del ciclista corrisponde un’erogazione differenziata e determinata dall’unità di potenza 32 sulla base di opportuni parametri rilevati, o calcolati, dall’unità di potenza 32 stessa, come può essere appunto la velocità della bicicletta.

L’unità display 31 oltre a consentire la selezione dei livelli o dei profili di erogazione di potenza e la loro visualizzazione, può essere predisposta per visualizzare altri dati, come ad esempio la velocità di marcia, l’indicazione di stato di carica della batteria e l’autonomia residua, tali ultimi dati essendo ricavati in base ai parametri rilevati lungo le suddette linee di segnale 37, 38 provenienti dal gruppo di alimentazione 19. Ancora, l’unità display può essere retro-illuminata, o mediante accensione/spegnimento manuale o attraverso accensione/spegnimento automatico mediante la previsione di un crepuscolare integrato nell’unità display 31 stessa.

Si può prevedere, ancora, l’utilizzo di un PIN di sicurezza di accesso del ciclista alle funzioni del display al fine di evitare, ad esempio, la modifica dei parametri del sistema da parte di altre persone. Vantaggiosamente, si potrà prevedere un sistema di diagnosi e di segnalazione di eventuali guasti o di richiesta di manutenzione del sistema mediante la visualizzazione di opportune schermate sul display.

Alternativamente o contestualmente tale segnalazione può avvenire attraverso un dispositivo acustico, ad esempio mediante un altoparlante od un cicalino integrato al display 31

Inoltre, è possibile prevedere una sezione riservata per la programmazione, o per l’assistenza, accessibile al solo costruttore.

La programmabilità da parte del costruttore consente, vantaggiosamente, in fase di settaggio della bicicletta e prima della sua commercializzazione, di predisporre le modalità di erogazione della potenza al motore 17 da parte dell’unità di potenza 32 a seconda del paese di destinazione della bicicletta 1 per poter in tal modo adeguare la bicicletta alle normative vigenti nel paese.

Si può prevedere poi un sistema GPS integrato all’unità di interfaccia e potenza 30, e più in particolare all’unità di potenza 32. In tal caso i dati di percorrenza della bicicletta 1, in particolare il valore della velocità, potrebbe essere derivato direttamente da detto sistema GPS.

In fig. 5 è mostrato un kit di montaggio 60 installabile in una bicicletta per trasformarla in una bicicletta 1 del tipo mostrato in figura 1. Il kit di montaggio 60, con riferimento anche agli elementi sopra descritti per la bicicletta 1, comprende un’unità di interfaccia e potenza 30 provvista di mezzi di connessione 30a ad un manubrio, un gruppo di alimentazione 19, una ruota anteriore 3 provvista di mozzo motorizzato 16 avente un motore elettrico 17 ed un sensore di pedalata 18, indicato schematicamente con un rettangolo.

Tre cavi elettrici multipolari 33, 34, 90 connettono, rispettivamente, l’unità di interfaccia e potenza 30 al gruppo di alimentazione 19, l’unità di interfaccia e potenza 30 alla ruota anteriore 3 e l’unità di interfaccia e potenza 30 al sensore di pedalata 18.

In fig. 6 è mostrata una variante realizzativa dell’invenzione che differisce da quella descritta con riferimento alle figure da 1 a 4 per il fatto che l’unita di interfaccia e potenza 30 comprende un ingresso 70 definito da un ulteriore cavo elettrico 71 connesso al freno destro 72. Un cavo elettrico, non mostrato, può collegare analogamente il freno sinistro all’unità di interfaccia e potenza 30.

Il cavo 73 di figura rappresenta, invece, il cavo meccanico di tipo bowden che raggiunge il freno posteriore della bicicletta 1.

Quando il ciclista aziona il freno 72 un segnale viene trasmesso all’unità di interfaccia e potenza 30 lungo il cavo elettrico 71 e l’unita di interfaccia e potenza 30 provvede ad interrompere l’alimentazione del motore elettrico 17. In tal caso, un kit di montaggio per la realizzazione di un bicicletta che inglobi tale funzionalità legata all’azionamento del freno, comprenderà anche un freno destro 72, ed eventualmente uno sinistro, provvisto di rispettivo cavo di collegamento elettrico 71 verso l’unita di interfaccia e potenza 30.

In fig. 7 è mostrata una ulteriore variante realizzativa dell’invenzione che differisce da quella descritta con riferimento alle figure da 1 a 4 per il fatto di comprendere un faro anteriore 80 incorporato nell’unita di interfaccia e potenza 30.

Per tale variante realizzativa, come pure per biciclette equipaggiate di faro anteriore e/o posteriore, sullo schermo touch-screen sarà vantaggiosamente presente un’icona ON/OFF per l’accensione e lo spegnimento del/dei faro/fari 80

In varianti realizzative si potrà poi prevedere differenti soluzioni per quanto concerne il tipo di sensore di pedalata. Si potrà prevedere, ad esempio, l’impiego di un sensore di velocità e coppia associato al movimento centrale ed installabile in corrispondenza delle pedivelle.

Il tal caso il corrispondente kit di montaggio comprenderà tale sensore associabile alle pedivelle o potrà comprendere una pedivella a cui è associato tale sensore.

In altre varianti realizzative si potranno prevedere ulteriori elementi accessori, come per esempio, un selettore dei livelli di potenza di tipo tradizionale costituiti da selettori montati sul manubrio o da manopole di regolazione. Ancora, al posto delle linee di segnale costituite da cavi elettrici, si potrà prevedere una soluzione di tipo wireless in cui i segnali vengono trasmessi tra le varie unità mediante appositi moduli di trasmissione via etere, ad esempio mediante tecnologia bluetooth®.

Ancora, infine, si può prevedere un interruttore generale ON/OFF per l’accensione spegnimento del sistema, ad esempio in forma di blocchetto con chiave.

Si è quindi dimostrato che la presente invenzione permette di raggiungere gli scopi prefissati. In particolare, permette la realizzazione di una bicicletta a pedalata assistita di semplice realizzazione e più affidabile rispetto alle biciclette di tipo noto.

Mentre la presente è stata descritta con riferimento alle forme di realizzazione particolari rappresentata nelle figure, va notato che la presente invenzione non è limitata alle particolari forme di realizzazione rappresentate e descritte; al contrario, ulteriori varianti delle forme di realizzazione descritte rientrano nello scopo della presente invenzione, scopo definito dalle rivendicazioni.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Bicicletta (1) a pedalata assistita comprendente un gruppo di alimentazione (19), un motore elettrico (17), almeno un sensore (19; 50), una unità di interfaccia (31) ed una unità di potenza (32) per l’azionamento di detto motore (17); caratterizzata dal fatto che detta unità di interfaccia (31) è associata a detta unità di potenza (32) per definire una unica entità di interfaccia e potenza (30) montabile al telaio (2) di detta bicicletta (1).
2. 2. Bicicletta (1) secondo la rivendicazione 1), caratterizzata dal fatto che detta unità di interfaccia (31) è amovibilmente associabile a detta unità di potenza (32) per definire detta unica entità di interfaccia e potenza (30).
3. 3. Bicicletta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto almeno un sensore (19; 50) comprende un sensore di rilevazione della pedalata del ciclista.
4. 4. Bicicletta (1) secondo la rivendicazione 3), caratterizzata dal fatto che detto sensore di pedalata (18) comprende un sensore di sforzo.
5. 5. Bicicletta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unità di interfaccia e potenza (30) è predisposta per la selezione di livelli di erogazione di potenza per detto motore elettrico
6. 6. Bicicletta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unità di interfaccia e potenza (30) è programmabile.
7. 7. Bicicletta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unità di interfaccia e potenza (30) comprende uno schermo retroilluminabile selettivamente.
8. 8. Bicicletta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unità di interfaccia (31) comprende uno schermo touch-screen.
9. 9. Bicicletta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unità di interfaccia e potenza (30) comprende mezzi acustici di segnalazione.
10. 10. Bicicletta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unità di interfaccia e potenza (30) comprende un sistema di illuminazione (80).
11. 1 1. Bicicletta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unità di interfaccia e potenza (30) comprende un ingresso (70) di rilevazione dell’azionamento di un freno (72) di detta bicicletta (1).
12. 12. Bicicletta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unità di interfaccia e potenza (30) comprendere mezzi di comunicazioni wireless.
13. 13. Kit di montaggio (60) per una bicicletta (1) comprendente un gruppo di alimentazione (19), un motore elettrico (17), almeno un sensore (18; 50), una unità di interfaccia (31) ed una unità di potenza (32) per l’azionamento di detto motore (17); caratterizzato dal fatto che detta unità di interfaccia (31) è associata a detta unità di potenza (32) per definire una unica entità di interfaccia e potenza (30) montabile al telaio (2) di detta bicicletta (1).
14. 14. Kit di montaggio (60) secondo la rivendicazione 13), caratterizzato dal fatto che detto sensore (18) comprende un sensore di rilevazione della pedalata del ciclista.
15. 15. Kit di montaggio secondo la rivendicazione 13), caratterizzato dal fatto che detto sensore (18) comprende un sensore di sforzo.