WO2024121436A1 - Vélo à assistance électrique - Google Patents

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WO2024121436A1
WO2024121436A1 PCT/EP2023/085186 EP2023085186W WO2024121436A1 WO 2024121436 A1 WO2024121436 A1 WO 2024121436A1 EP 2023085186 W EP2023085186 W EP 2023085186W WO 2024121436 A1 WO2024121436 A1 WO 2024121436A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
motor
mode
electric motor
assisted bicycle
module
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/085186
Other languages
English (en)
Inventor
Adrien Richard Bruno LELIEVRE
Original Assignee
Lelievre Adrien Richard Bruno
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/60—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor
    • B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/80—Accessories, e.g. power sources; Arrangements thereof

Definitions

  • the invention relates to an electrically assisted bicycle, or VAE, comprising a rear wheel, a front wheel, at least one mechanical brake, a pedal in mechanical connection with the rear wheel, an electric motor used for assistance or for the conversion of kinetic energy into electricity in generator mode, supplied with electric current from a direct current source, via a reversible inverter.
  • VAE electrically assisted bicycle
  • VAEs generally use accumulator batteries as a source of direct current which, on the one hand, are generally heavy, and on the other hand, need a few hours to charge before use and discharge slowly, which is not favorable in the event of intense effort such as when starting or climbing a steep slope of the VAE.
  • Document CN 20291 1902U describes a bicycle equipped with an electric motor, but this bicycle does not include means ensuring braking detection. Furthermore, this document does not describe a method of controlling an assist electric motor by a control unit allowing switching between two operating modes, namely a generator mode and a propulsion mode.
  • One of the aims of the invention is to propose an VAE without accumulator battery, and without external recharging.
  • Another aim of the invention is to provide an VAE capable of regenerating stored energy while being energetically autonomous.
  • Another aim of the invention is to improve user comfort during their VAE journey.
  • Another aim of the invention is to propose an VAE whose operation as a generator of the engine is improved if mechanical braking is detected.
  • Another aim of the invention is to propose an VAE with energy recharging by the user of the VAE.
  • Another aim of the invention is to propose an VAE whose energy recharge is ensured by the user according to their fatigue threshold.
  • Another aim of the invention is to propose a method for controlling the assistance or generator operation of the motor of an VAE depending on the user and/or the environment.
  • the invention relates to an electrically assisted bicycle, comprising a rear wheel, a front wheel, at least one mechanical brake, a pedal in mechanical connection with the rear wheel, an electric motor without freewheel supplied with electric current, characterized in that said bicycle further comprises:
  • a supercapacitor module controlled by a converter and configured to supply said electric motor with electric current or store said electric current
  • an electronic control unit configured to define the operating mode of said motor between a first operating mode, called generator mode, in which said motor makes it possible to recharge the supercapacitor module with electrical energy, and a second operating mode, called mode propulsion, in which the electrical energy stored in the supercapacitor module powers said motor, said unit defining operation as a generator of the electric motor as soon as mechanical braking is detected by said detection means, thus deactivating the propulsion mode and/or or triggering engine braking.
  • the electrically assisted bicycle further comprises a pedaling torque sensor and said electronic control unit also defines the operating mode of the electric motor as a function of the pedaling torque.
  • the electrically assisted bicycle further comprises a means for measuring the state of charge of the supercapacitor module.
  • the means of measuring the state of charge is a voltage sensor.
  • the electrically assisted bicycle further comprises at least one pedaling speed sensor arranged in connection with the crankset and said electronic control unit also defines the operating mode of the electric motor depending on the pedaling speed.
  • the electrically assisted bicycle further comprises a rotation speed sensor of the electric motor and/or a rotation speed sensor of at least one wheel of said bicycle, said electronic control unit defining also the mode of operation of the electric motor as a function of the rotation speed of said motor and/or the rotation speed of at least one wheel of said bicycle.
  • the electric motor is a geared motor without freewheel.
  • the electric motor is a direct drive motor.
  • the electric motor is located in the hub of the rear wheel.
  • the electric motor is located in the hub of the front wheel.
  • the rotation speed sensor of the electric motor is located in the axis of the wheel carrying the electric motor.
  • the rotation speed sensor of the electric motor is located on the spokes of one of the wheels.
  • the pedaling torque sensor is integrated into the motor.
  • the pedaling speed sensor is integrated into the motor.
  • the mechanical braking detection means is constituted by at least one sensor.
  • the mechanical braking detection means is constituted by at least one contactor.
  • the mechanical connection between the crankset and the rear wheel is provided by chain, belt or universal joint.
  • the electronic control unit is connected to at least one temperature sensor of the supercapacitor module.
  • the electronic control unit is connected to at least one temperature sensor of the electric motor.
  • a voltage sensor measures the state of charge of each of the supercapacitors of the supercapacitor module.
  • controlling at least one mechanical brake of the bicycle causes a triggering signal to be sent to the electronic control unit:
  • the electronic control unit permanently monitors, via the sensor of the state of charge of the supercapacitor module, that the state of charge of the supercapacitor module always remains less than or equal to 100 %.
  • electronic control unit is configured to determine a speed ratio of said bicycle as a function of the pedaling speed and the rotation speed of at least one wheel.
  • the term “electric assistance” or “controlling the electric assistance” means a mode of operation of the electric assistance motor according to which said motor operates as a propulsion motor using at least part of electrical energy stored in the supercapacitor module to move the bike forward.
  • FIG. 1 a simplified symbolic diagram of an electrical assistance system for VAE according to the invention.
  • An e-bike equipped with an electrical assistance system comprises a frame, a front wheel, a rear wheel 1, two mechanical brakes and a pedal set 2 connected to the rear wheel 1 for example by a chain 3.
  • the electrical assistance system comprises a motor 4, a reversible inverter 5, a converter 8, a module 6 of supercapacitors 9, and an electronic unit 10 for controlling the converter 8.
  • An electrical circuit 7 of connection is arranged between the reversible inverter 5 and the converter 8.
  • An electrical connection circuit 19 is arranged between the converter 8 and the module 6 of supercapacitors 9.
  • a connection 18 for controlling the converter 8 is arranged between the electronic unit 10 control and converter 8.
  • the crankset 2 comprises at least one pedaling torque sensor 11, and at least one pedaling speed sensor 12.
  • the electric motor 4 comprises at at least one sensor 13 of the rotation speed of the motor 4, and at least one sensor 14 of the temperature of the motor 4.
  • At least one sensor 15 of the state of charge of the module 6 of supercapacitors 9 is arranged on the circuit 19 of connection between the converter 8 and the module 6 of supercapacitors 9.
  • At least one sensor 16 of the temperature of the module 6 of supercapacitors 9 is arranged on the module 6.
  • At least one sensor 17 detects the triggering of mechanical braking by the user of the bicycle.
  • the sensors 1 1 -17 are all connected to the electronic unit 10 for controlling the converter 8.
  • the electric motor 4 is a reduced motor without free wheel, placed in the hub of the rear wheel 1.
  • the rotor of the motor 4 is coupled to the rear wheel 1 via a speed reducer.
  • a geared motor is a motor equipped with an internal freewheel and a planetary gear. It is lighter than a conventional engine.
  • the internal freewheel allows for no rolling resistance.
  • the motor 4 used is a reduced motor without an internal free wheel, which ensures that the motor 4, during the braking or driving phases, is below the fatigue threshold of the 'user including descent, operation as a generator for recharging the energy reserve constituted by the module 6 of supercapacitors 9.
  • the converter 8 ensures in particular the control of the variation of the value of the direct voltage between on the one hand the reversible inverter 5 and on the other hand the module 6 of supercapacitors 9. It also ensures the control of power flows between on the one hand the module 6 of supercapacitors 9 and the motor 4 during periods of electrical assistance by bike.
  • the electric motor 4 is a reduced motor without freewheeling, to alternately ensure operation as a propulsion motor of the VAE to assist the user, and operation as an electric current generator to ensure the recharging of the supercapacitors during the phases of engine braking and during movement phases when the effort is below the fatigue threshold.
  • Module 6 comprises several supercapacitors 9, used as electrical energy storage cells as soon as the bicycle is in motion or as a source of electrical power during acceleration phases. Unlike a battery, supercapacitors are small components, easily integrated mechanically into the bicycle. In addition, they have great security that allows them to be integrated directly into the electronic control card.
  • the supercapacitors 9 are housed in extruded tubes serving as a chassis for the luggage rack located above the rear wheel of the VAE.
  • the energy storage reserve constituted by the module 6 of supercapacitors 9 has several advantages compared to a battery of accumulators, and in particular, a lower mass, a shorter charging duration, a longer lifespan and lower transfer losses.
  • a battery of accumulators can be provided for hybrid type operation with supercapacitors.
  • permanent monitoring via sensor 15 of the state of charge of module 6 of supercapacitors 9 ensures verification that the state of charge of the supercapacitor module always remains less than or equal to 100%.
  • the user positions himself on the bicycle and drives it by the crankset 2.
  • the pedaling torque sensors 1 1 and 12 pedaling speed send their signals to the electronic unit 10 for controlling the converter 8.
  • the sensors 13 for the rotation speed of the motor 4, 14 for the temperature of the motor 4, 15 for the state of charge of the module 6 of supercapacitors 9, and 16 for the temperature of the module 6 of supercapacitors 9, send their signals to the electronic unit 10 for controlling the converter 8.
  • the electronic unit 10 for controlling the operation of the converter 8 receives the electronic signals from the aforementioned sensors and delivers control signals to the converter 8, to control, depending on the needs of the VAE, within the limits authorized by the temperatures of the different components, the direction of current flow in the converter 8, either towards the motor 4 for electrical assistance, or towards the module 6 of supercapacitors 9 for recharging the energy reserve.
  • the electronic control unit 10 analyzes on the one hand the rotation speed of the electric motor 4 and on the other hand the torque applied to the pedal board by the user. It deduces the possible need for user assistance depending on the state of charge of the supercapacitor module 6, or the opportunity to recharge the supercapacitors.
  • the use of a reduced motor without freewheel makes it possible to know the speed of rotation of the wheel via the speed of the motor.
  • the electronic control unit 10 analyzes the gear ratio using the rotation speed of the wheel and the pedaling speed, to better adjust the assistance. If the need is high but the user is not using the correct gear ratio, this means that before using the assistance it would be better to change the gear ratio. Thus, for the same level of effort, the help is less with a gear ratio that could be improved than when the gear ratio is already the best physically possible.
  • the torque sensor makes it possible, among other things, to detect the average or instantaneous torque or even the average power of the user in a situation where the latter maintains or increases his effort. Which results respectively in a desire of the user to maintain a speed or to increase it while the system detects a drop in speed thanks to the engine rotation speed sensor.
  • the electronic control unit thus triggers assistance proportional to the loss of speed recorded in said situation. This makes it possible to absorb variations in terrain thanks to the assistance of the motor. The user can thus continue to pedal at their own pace without experiencing the variations imposed by the route.
  • This is an adaptive speed maintenance function over time based on stored energy. Indeed, if consumption lasts over time, this means that the user is not in their comfort zone.
  • the speed setpoint to be maintained therefore gradually decreases according to the consumption of the stored energy until this balance point is found between the speed ratio selected by the user and the pedaling torque and/or pedaling speed. .
  • Said instruction makes it possible to reduce the speed of the bicycle to a non-zero minimum speed to ensure the balance of the bicycle, and this according to the selected speed ratio.
  • the pedaling speed sensor allows the electronic control unit to know the speed ratio in order to be able to modulate the difference between the perceived torque and the determined maximum torque and thus trigger acceleration assistance.
  • the control unit thus makes it possible to activate additional assistance when the torque applied to the pedals exceeds the maximum torque recorded during the last pedal revolution.
  • the control unit makes it possible to obtain additional assistance thanks to the signals from the pedaling torque sensors; this reinforcement stops as soon as the pedaling torque becomes constant or decreases.
  • the bicycle according to one embodiment of the invention makes it possible to use the stored energy to restart after a stop or to benefit from assistance for starting on a hill.
  • the control unit provides electrical assistance.
  • each of the brake levers is equipped with a contactor or a sensor to cut off the motor assistance in the event of a brake lever being controlled.
  • the control of a first brake lever ensures, by means of the sensor 17, the sending to the electronic control unit 10 of a signal triggering the deactivation of the brake function. assistance of the electric motor, but also the application of engine braking and the recovery of electrical energy, the engine operating as a generator.
  • Control of the first brake lever ensures increased engine braking and energy recovery.
  • Subsequent or simultaneous control of the second brake lever ensures a significant increase in engine braking and energy recovery.
  • the control of a first brake lever allows the sending of a first signal coming from the sensor 17 to the electronic control unit 10 to ensure the generator operation of the engine.
  • the simultaneous or non-simultaneous control of the second brake lever allows even more engine braking. more important obtained by the accumulation of signals coming from each of the brake lever detection means. Furthermore, generator operation can therefore be ensured by pressure exerted on at least one brake lever depending on the state of charge of the supercapacitor module.
  • energy recovery within the meaning of the invention, is meant a conversion of the mechanical energy resulting from pedaling into electrical energy when certain conditions are met such as a lower effort or a low pedaling torque by example, or the conversion of all or part of the kinetic energy into electrical energy in the freewheeling or braking phases.
  • Mechanical braking is obtained by pressure on the brake levers beyond the triggering of sensor 17 to cut off the motor assistance. Mechanical braking is used in rapid braking or emergency situations.
  • the bicycle according to the invention allows braking starting with engine braking. This engine braking can then be supplemented by mechanical braking if necessary using the same brake lever.
  • Activation of a brake adds an additional current to the current taken for energy recovery if the system is in energy recovery modulation mode.
  • the current recovered at this moment being zero, only the additional current will be taken during engine braking. This allows the same feeling of deceleration to be maintained regardless of the situation in which the cyclist was when the brake was activated.
  • the electronic control unit 10 determines a torque value CL limit corresponding to the user's fatigue threshold. [00060] Furthermore, it receives, in real time throughout the pedal revolutions, the information Cu of the torque useful for moving the bicycle. Comparison of the two values allows us to see that between Cu and CL, there is at least one Cr value of recharge torque greater than or equal to Cu, and whose difference with Cu makes it possible to recharge the supercapacitors without notable fatigue of the user.
  • a manual control for a slight movement of a mechanical brake lever ensures, by means of the sensor 17 and the electronic control unit 10, the operation of the bicycle with the torque Cr for recharging the supercapacitors 9.
  • a torque Cr lower than the limit torque CL, and slightly higher than the useful torque Cu for moving the VAE a low power is recovered during the fairly long duration of the trip, so as to ensure substantial recharging of the module 6 of the supercapacitors 9.
  • the electronic control unit 10 makes it possible to ensure management of the assistance provided by the user in recharging the energy reserve constituted by the supercapacitors.
  • the electronic control unit 10 ensures the control automatic phases of energy storage, and assistance to the electric motor 4, independently of the user's practices to optimize the management of the electrical energy stored in the module 6 of supercapacitors 9.
  • the VAE according to the invention also ensures management of the user's energy for recharging. of the additional energy reserve.
  • Another object of the invention relates to a method of controlling an electrically assisted bicycle according to all or part of the preceding characteristics, the electronic control unit of which is configured to define the operating mode of said electric motor. assistance, between a first mode of operation, called generator mode, in which said motor makes it possible to recharge the supercapacitor module with electrical energy, and a second mode of operation, called propulsion mode, in which the electrical energy stored in the module of supercapacitors power said motor, said method being characterized in that said generating mode is chosen if at least one of the following conditions is met:
  • Cinst Cmax corresponds to the maximum torque applied by the user to the crankset (2) over a period of time preceding the Cinst measurement
  • the period of time preceding the measurement of Cinst corresponds to at least half a revolution of the pedal.
  • control unit of the electrically assisted bicycle makes it possible to optimize energy management according to the user and the environment in which the latter evolves when he uses the bicycle according to the invention.
  • the brake control detection condition can make it possible to increase generator operation and therefore improve energy recovery at the level of the supercapacitor module. This is a cumulative condition with the mode condition applied by default of the generator mode.
  • control of the operating mode by the control unit can also be done as a function of the state of charge of the supercapacitor module, in particular thanks to a means of measuring the voltage, preferably a sensor Of voltage.
  • each of the conditions of the generator mode is conditioned by a state of charge Imodule ⁇ 100% and each of the conditions of the propulsion mode is conditioned by a state of charge Imodule >0%, Imodule corresponding to the state of charge of the supercapacitor module.
  • a motor brake function when mechanical braking is detected such as when controlling at least one brake lever by the user if the condition “detection of the control of at least one mechanical brake” is met.
  • the engine braking obtained is amplified when both brakes are applied.
  • the energy recovery function of the generator mode applied by default is replaced as soon as one of the conditions for operation in propulsion mode is met and/or as soon as mechanical braking is detected.
  • control unit is configured to establish a priority between each of the conditions of the generator or propulsion operating modes of the electric motor.
  • MGen default corresponds to the engine generator mode defined by default by the control unit when the Vinst > 6km/h condition is met; where MProp corresponds to the engine propulsion mode defined by the control unit if at least one of the following conditions is met:
  • controlling the electric assistance motor in propulsion mode makes it possible to obtain: an acceleration function to support the rapid acceleration needs of the user if the “Cinst ⁇ Cmax” condition is met.
  • the bicycle control unit according to the invention is configured to choose the energy recovery function as the default mode of operation of the electric motor.
  • the mechanical braking detection condition takes priority over the others and deactivates propulsion mode.

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Abstract

L'invention concerne un vélo à assistance électrique, comprenant une roue arrière (1), une roue avant, au moins un frein mécanique, un pédalier (2) en liaison mécanique avec la roue arrière (1), un moteur électrique sans roue libre (4) alimenté en courant électrique par un module (6) de supercondensateurs (9) contrôlé par un convertisseur (8); le vélo comprenant en outre un moyen (17) de détection d'un freinage mécanique; une unité électronique (10) de contrôle configurée pour définir le mode de fonctionnement dudit moteur électrique (4), entre un premier mode de fonctionnement, dit mode génératrice, dans lequel ledit moteur (4) permet de recharger en énergie électrique le module (6) de supercondensateurs (9), et un deuxième mode de fonctionnement, dit mode propulsion, dans lequel l'énergie électrique stockée dans le module (6) de supercondensateurs (9) alimente ledit moteur (4), ladite unité définissant un fonctionnement en génératrice du moteur électrique (4) en fonction du freinage mécanique détecté par ledit moyen (17), désactivant ainsi le mode propulsion et/ou déclenchant un freinage moteur.

Description

Description
Titre de l'invention : Vélo à assistance électrique
[0001] L’invention concerne un vélo à assistance électrique, ou VAE, comprenant une roue arrière, une roue avant, au moins un frein mécanique, un pédalier en liaison mécanique avec la roue arrière, un moteur électrique servant pour l’assistance ou pour la conversion de l’énergie cinétique en électricité en mode génératrice, alimenté en courant électrique à partir d’une source de courant continu, par l’intermédiaire d’un onduleur réversible.
[0002] Les VAE utilisent en général comme source de courant continu des batteries d’accumulateurs qui d’une part sont en général lourdes, et d’autre part ont besoin de quelques heures pour se charger avant utilisation et se déchargent lentement, ce qui n’est pas favorable en cas d’effort intense comme au démarrage ou en ascension à pente raide du VAE.
[0003] Il est également connu par le document WO 2014/169305, que le moteur électrique apporte son assistance au pédalier, en fonction de la vitesse imposée au VAE et mesurée au niveau du pédalier.
[0004] Le document CN 20291 1902U décrit un vélo équipé d’un moteur électrique, mais ce vélo ne comprend pas de moyens assurant la détection du freinage. En outre, ce document ne décrit pas un procédé de pilotage par une unité de contrôle d’un moteur électrique d’assistance permettant la bascule entre deux modes de fonctionnement à savoir un mode génératrice et un mode propulsion.
[0005] L’un des buts de l’invention est de proposer un VAE sans batterie d’accumulateurs, et sans recharge externe.
[0006] Un autre but de l’invention est de fournir un VAE capable de regénérer l’énergie stockée en étant autonome énergétiquement.
[0007] Un autre but de l’invention est d’améliorer le confort utilisateur durant son trajet en VAE.
[0008] Un autre but de l’invention est de proposer un VAE dont le fonctionnement en génératrice du moteur est amélioré si un freinage mécanique est détecté.
[0009] Un autre but de l’invention est de proposer un VAE à recharge d’énergie par l’utilisateur du VAE.
[00010] Un autre but de l’invention est de proposer un VAE dont la recharge en énergie est assurée par l’utilisateur en fonction de son seuil de fatigue. [00011] Un autre but de l’invention est de proposer un procédé de pilotage du fonctionnement en assistance ou en génératrice du moteur d’un VAE en fonction de l’utilisateur et/ou de l’environnement.
[00012] L’invention concerne un vélo à assistance électrique, comprenant une roue arrière, une roue avant, au moins un frein mécanique, un pédalier en liaison mécanique avec la roue arrière, un moteur électrique sans roue libre alimenté en courant électrique, caractérisé en ce que ledit vélo comprend en outre :
- un module de supercondensateurs contrôlé par un convertisseur et configuré pour alimenter ledit moteur électrique en courant électrique ou stocker ledit courant électrique ;
- un moyen de détection d’un freinage mécanique ;
- une unité électronique de contrôle configurée pour définir le mode de fonctionnement dudit moteur entre un premier mode de fonctionnement, dit mode génératrice, dans lequel ledit moteur permet de recharger en énergie électrique le module de supercondensateurs, et un deuxième mode de fonctionnement, dit mode propulsion, dans lequel l’énergie électrique stockée dans le module de supercondensateurs alimente ledit moteur, ladite unité définissant un fonctionnement en génératrice du moteur électrique dès lors qu’un freinage mécanique est détecté par ledit moyen de détection, désactivant ainsi le mode propulsion et/ou déclenchant un freinage moteur.
[00013] Selon un mode de réalisation de l’invention, le vélo à assistance électrique comprend en outre un capteur de couple de pédalage et ladite unité électronique de contrôle définit également le mode de fonctionnement du moteur électrique en fonction du couple de pédalage.
[00014] Selon un mode de réalisation de l’invention, le vélo à assistance électrique comprend en outre un moyen de mesure de l’état de charge du module de supercondensateurs. Préférentiellement, le moyen de mesure de l’état de charge est un capteur de tension.
[00015] Selon un mode de réalisation de l’invention, le vélo à assistance électrique comprend en outre au moins un capteur de vitesse de pédalage disposé en liaison avec le pédalier et ladite unité électronique de contrôle définit également le mode de fonctionnement du moteur électrique en fonction de la vitesse de pédalage. [00016] Selon un mode de réalisation, le vélo à assistance électrique comprend en outre un capteur de vitesse de rotation du moteur électrique et/ou un capteur de vitesse de rotation d’au moins une roue dudit vélo, ladite unité électronique de contrôle définissant également le mode de fonctionnement du moteur électrique en fonction de la vitesse de rotation dudit moteur et/ou de la vitesse de rotation d’au moins une roue dudit vélo.
[00017] Selon un mode de réalisation, le moteur électrique est un moteur réducté sans roue libre.
[00018] Selon un mode de réalisation le moteur électrique est un moteur à entraînement direct.
[00019] Selon un mode de réalisation le moteur électrique est situé dans le moyeu de la roue arrière.
[00020] Selon un mode de réalisation le moteur électrique est situé dans le moyeu de la roue avant.
[00021] Selon un mode de réalisation le capteur de la vitesse de rotation du moteur électrique est situé dans l’axe de la roue portant le moteur électrique.
[00022] Selon un mode de réalisation, le capteur de la vitesse de rotation du moteur électrique est situé sur les rayons d’une des roues.
[00023] Selon un mode de réalisation, le capteur de couple de pédalage est intégré dans le moteur.
[00024] Selon un mode de réalisation, le capteur de vitesses de pédalage est intégré dans le moteur.
[00025] Selon un mode de réalisation, le moyen de détection du freinage mécanique est constitué par au moins un capteur.
[00026] Selon un mode de réalisation, le moyen de détection du freinage mécanique est constitué par au moins un contacteur.
[00027] Selon un mode de réalisation, la liaison mécanique entre le pédalier et la roue arrière est assurée par chaîne, courroie ou cardan.
[00028] Selon un mode de réalisation, l’unité électronique de contrôle est reliée à au moins un capteur de la température du module de supercondensateurs.
[00029] Selon un mode de réalisation, l’unité électronique de contrôle est reliée à au moins un capteur de la température du moteur électrique.
[00030] Selon un mode de réalisation, un capteur de tension mesure l’état de charge de chacun des supercondensateurs du module de supercondensateurs. [00031] Selon un mode de réalisation, la commande d’au moins un frein mécanique du vélo entraîne l’envoi à l’unité électronique de contrôle d’un signal déclenchant :
- la désactivation de l’assistance du moteur ;
- l’application du freinage moteur.
[00032] Selon un mode de réalisation, l’unité électronique de contrôle contrôle en permanence, via le capteur de l’état de charge du module de supercondensateurs, que l’état de charge du module de supercondensateurs reste toujours inférieur ou égal à 100%.
[00033] Selon un mode de réalisation, unité électronique de contrôle est configurée pour déterminer un rapport de vitesse dudit vélo en fonction de la vitesse de pédalage et la vitesse de rotation d’au moins une roue.
[00034] Dans tout le texte, on entend par « assistance électrique » ou par « piloter l’assistance électrique » un mode de fonctionnement du moteur électrique d’assistance selon lequel ledit moteur fonctionne comme un moteur de propulsion utilisant au moins une partie de l’énergie électrique stockée dans le module de supercondensateurs pour faire avancer le vélo.
[00035] L’invention est décrite ci-après selon un mode de réalisation en référence au dessin annexé qui représente :
[00036] [Fig. 1 ] un schéma symbolique simplifié d’un système d’assistance électrique pour VAE selon l’invention.
[00037] Un VAE équipé d’un système d’assistance électrique selon un mode de réalisation de l’invention comporte, un cadre, une roue avant, une roue arrière 1 , deux freins mécaniques et un pédalier 2 relié à la roue arrière 1 par exemple par une chaîne 3. Le système d’assistance électrique comporte un moteur 4, un onduleur réversible 5, un convertisseur 8, un module 6 de supercondensateurs 9, et une unité électronique 10 de contrôle du convertisseur 8. Un circuit électrique 7 de liaison est disposé entre l’onduleur réversible 5 et le convertisseur 8. Un circuit électrique 19 de liaison est disposé entre le convertisseur 8 et le module 6 de supercondensateurs 9. Une liaison 18 de commande du convertisseur 8 est disposée entre l’unité électronique 10 de contrôle et le convertisseur 8.
[00038] Le pédalier 2 comporte au moins un capteur 11 de couple de pédalage, et au moins un capteur 12 de vitesse de pédalage. Le moteur électrique 4 comporte au moins un capteur 13 de la vitesse de rotation du moteur 4, et au moins un capteur 14 de la température du moteur 4. Au moins un capteur 15 de l’état de charge du module 6 de supercondensateurs 9 est disposé sur le circuit 19 de liaison entre le convertisseur 8 et le module 6 de supercondensateurs 9. Au moins un capteur 16 de la température du module 6 de supercondensateurs 9 est disposé sur le module 6. Au moins un capteur 17 détecte le déclenchement d’un freinage mécanique par l’utilisateur du vélo. Les capteurs 1 1 -17 sont tous reliés à l’unité électronique 10 de contrôle du convertisseur 8.
[00039] Selon un mode de réalisation de l’invention, le moteur électrique 4 est un moteur réducté sans roue libre, placé dans le moyeu de la roue arrière 1 . Le rotor du moteur 4 est couplé à la roue arrière 1 par l’intermédiaire d’un réducteur de vitesse. Par conception, un moteur réducté est un moteur équipé d’une roue libre interne et d’un engrenage planétaire. Il est plus léger qu’un moteur classique. La roue libre interne permet de n’avoir aucune résistance au roulage.
[00040] Selon un mode de réalisation de l’invention, le moteur 4 utilisé est un moteur réducté sans roue libre interne, ce qui assure au moteur 4, pendant les phases de freinage, ou de roulage en dessous du seuil de fatigue de l’utilisateur y compris en descente, un fonctionnement en génératrice pour le rechargement de la réserve d’énergie constituée par le module 6 de supercondensateurs 9. Le convertisseur 8 assure en particulier le contrôle de la variation de la valeur de la tension continue entre d’une part l’onduleur réversible 5 et d’autre part le module 6 de supercondensateurs 9. Il assure aussi le contrôle des flux de puissance entre d’une part le module 6 de supercondensateurs 9 et le moteur 4 pendant les périodes d’assistance électrique au vélo. Ainsi, le moteur électrique 4 est un moteur réducté sans roue libre, pour assurer alternativement un fonctionnement en moteur de propulsion du VAE en assistance à l’utilisateur, et un fonctionnement en génératrice de courant électrique pour assurer la recharge des supercondensateurs lors des phases de freinage moteur et pendant les phases de déplacement lorsque l’effort est en dessous du seuil de fatigue.
[00041] Le module 6 comprend plusieurs supercondensateurs 9, utilisés comme cellules de stockage d’énergie électrique dès que le vélo est en mouvement ou comme source de puissance électrique en phases d’accélération. Contrairement à une batterie, les supercondensateurs sont des petits composants, facilement intégrables mécaniquement dans le vélo. De plus, ils ont une grande sécurité qui permet de les intégrer directement à la carte électronique de contrôle. A titre d’exemple, les supercondensateurs 9 sont logés dans des tubes extrudés servant de châssis au porte-bagages situé au-dessus de la roue arrière du VAE. La réserve de stockage d’énergie constituée par le module 6 de supercondensateurs 9 présente plusieurs avantages par rapport à une batterie d’accumulateurs, et en particulier, une masse plus faible, une durée de charge plus courte, une durée de vie plus longue et des pertes de transfert moindres. Toutefois, et sans préjudice des avantages de l’invention, une batterie d’accumulateurs peut être prévue pour un fonctionnement de type hybride avec les supercondensateurs. Selon l’invention, un contrôle permanent via le capteur 15 de l’état de charge du module 6 de supercondensateurs 9 assure la vérification que l’état de charge du module de supercondensateurs reste toujours inférieur ou égal à 100%.
[00042] Le fonctionnement du VAE selon un mode de réalisation de l’invention peut être celui décrit ci-après.
[00043] L’utilisateur se met en place sur le vélo et l’entraîne par le pédalier 2. Les capteurs 1 1 de couple de pédalage, et 12 de vitesse de pédalage envoient leurs signaux à l’unité électronique 10 de contrôle du convertisseur 8. Les capteurs 13 de vitesse de rotation du moteur 4, 14 de la température du moteur 4, 15 de l’état de charge du module 6 de supercondensateurs 9, et 16 de la température du module 6 de supercondensateurs 9, envoient leurs signaux à l’unité électronique 10 de contrôle du convertisseur 8.
[00044] Pendant la phase de démarrage, l’utilisateur appuie sur la pédale et le capteur de couple de pédalage informe du besoin d’assistance électrique l’unité électronique 10 de contrôle qui commande le convertisseur 8 pour que l’énergie électrique disponible dans le module 6 de supercondensateurs 9 alimente le moteur 4 par l’intermédiaire de l’onduleur réversible 5. Ainsi, pendant les phases de démarrage, d’accélération, ou de montée, l’assistance électrique est assurée, comme dans les VAE classiques, par prélèvement sur la réserve d’énergie disponible.
[00045] L’unité électronique 10 de contrôle du fonctionnement du convertisseur 8 reçoit les signaux électroniques des capteurs précités et délivre des signaux de commande au convertisseur 8, pour commander, en fonction des besoins du VAE, dans les limites autorisées par les températures des différents composants, le sens de circulation du courant dans le convertisseur 8, soit vers le moteur 4 pour l’assistance électrique, soit vers le module 6 de supercondensateurs 9 pour la recharge de la réserve d’énergie.
[00046] L’unité électronique de contrôle 10 analyse d’une part la vitesse de rotation du moteur électrique 4 et d’autre part le couple appliqué au pédalier par l’utilisateur. Elle en déduit le besoin éventuel d’assistance de l’utilisateur en fonction de l’état de charge du module 6 de supercondensateurs, ou l’opportunité d’une recharge des supercondensateurs.
[00047] L’utilisation d’un moteur réducté sans roue libre permet de connaître la vitesse de rotation de la roue via la vitesse du moteur. L’unité électronique de contrôle 10 analyse le rapport de vitesses grâce à la vitesse de rotation de la roue et à la vitesse de pédalage, pour mieux ajuster l’assistance. Si le besoin est élevé mais que l’utilisateur n’utilise pas le bon rapport de vitesses, cela signifie qu’avant d’utiliser l’assistance il vaudrait mieux changer de rapport de vitesses. Ainsi, pour le même niveau d’effort, l’aide est moindre avec un rapport de vitesses qui pourrait être amélioré que lorsque le rapport de vitesse est déjà le meilleur possible physiquement.
[00048] Le capteur de couple permet entre autres de détecter le couple moyen ou instantané ou encore la puissance moyenne de l’utilisateur dans une situation où ce dernier maintien ou augmente son effort. Ce qui se traduit respectivement par une volonté de l’utilisateur de maintenir une vitesse ou d’augmenter celle-ci alors que le système détecte une baisse de vitesse grâce au capteur de vitesse de rotation du moteur. L’unité électronique de contrôle déclenche ainsi une assistance proportionnelle à la perte de vitesse enregistrée dans ladite situation. Ceci permet d’absorber les variations du relief grâce à l’assistance du moteur. L’utilisateur peut ainsi continuer de pédaler à son rythme sans subir les variations imposées par le parcours. Il s’agit d’une fonction de maintien de vitesse adaptative dans le temps en fonction de l’énergie stockée. En effet, si la consommation dure dans le temps, cela signifie que l’utilisateur n’est pas dans sa zone de confort. La consigne de vitesse à maintenir diminue donc progressivement en fonction de la consommation de l’énergie stockée jusqu’à trouver ce point d’équilibre entre le rapport de vitesse sélectionné par l’utilisateur et le couple de pédalage et/ou la vitesse de pédalage. Ladite consigne permet de diminuer la vitesse du vélo jusqu’à une vitesse minimale non nulle pour assurer l’équilibre du vélo, et ceci en fonction du rapport de vitesse sélectionné. [00049] Le capteur de vitesse de pédalage permet à l’unité électronique de contrôle de connaître le rapport de vitesse pour pouvoir moduler la différence entre le couple perçu et le couple maximum déterminé et ainsi déclencher une aide à l’accélération.
[00050] Lorsque l’utilisateur souhaite accélérer pour augmenter sa vitesse de croisière ou pour dépasser un obstacle sur la voie de circulation, ce dernier peut également utiliser l’assistance du vélo électrique. Cependant, il convient de s’assurer que l’utilisation de l’énergie prélevée et stockée soit utilisée à bon escient. L’unité de contrôle permet ainsi d’enclencher un renfort de l’assistance lorsque le couple appliqué sur les pédales dépasse le couple maximum enregistré lors du dernier tour de pédale. L’unité de contrôle permet d’obtenir un renfort d’assistance grâce aux signaux des capteurs de couple de pédalage, ce renfort s’arrête dès lors que le couple de pédalage devient constant ou décroît.
[00051] Le vélo selon un mode de réalisation de l’invention permet d'utiliser l’énergie stockée pour redémarrer après un arrêt ou encore pour bénéficier d’une aide pour un démarrage en côte. Lorsque le capteur de couple détecte une pression sur les pédales et que le vélo roule à moins de 6km/h, l’unité de contrôle permet d’apporter une assistance électrique.
[00052] Dans un VAE classique, la commande manuelle de l’un des leviers de frein assure la coupure de l’alimentation électrique du moteur et donc de l’assistance apportée par le moteur. Chacun des leviers de frein est muni d’un contacteur ou d’un capteur pour couper l’assistance du moteur en cas de commande d’un levier de frein.
[00053] Avantageusement et selon l’invention, la commande d’un premier levier de frein assure, au moyen du capteur 17, l’envoi à l’unité électronique 10 de contrôle d’un signal déclenchant la désactivation de la fonction d’assistance du moteur électrique, mais aussi l’application du freinage moteur et la récupération d’énergie électrique, le moteur fonctionnant en génératrice. La commande du premier levier de frein assure le renforcement du freinage moteur et de la récupération d’énergie. La commande, ultérieure ou simultanée, du deuxième levier de frein assure l’augmentation significative du freinage moteur et de la récupération d’énergie. Ainsi et selon l’invention, la commande d’un premier levier de frein permet l’envoi d’un premier signal provenant du capteur 17 vers l’unité électronique 10 de contrôle pour assurer le fonctionnement en génératrice du moteur. En outre, la commande simultanée ou non du deuxième levier de frein permet un freinage moteur encore plus important obtenu par le cumul des signaux provenant de chacun des moyens de détection des leviers de freins. Par ailleurs, le fonctionnement en génératrice peut donc être assuré par une pression exercée sur au moins un levier de frein en fonction de l’état de charge du module de supercondensateurs.
[00054] Par récupération d’énergie, on entend au sens de l’invention, une conversion de l’énergie mécanique issue du pédalage en énergie électrique lorsque certaines conditions sont réunies telles qu’un effort plus faible ou un couple de pédalage faible par exemple, ou encore la conversion de tout ou partie de l’énergie cinétique en énergie électrique dans les phases de roue libre ou de freinage.
[00055] Le freinage mécanique est obtenu par pression sur les leviers de frein au-delà du déclenchement du capteur 17 pour couper l’assistance du moteur. Le freinage mécanique est utilisé en situation de freinage rapide, ou d’urgence.
[00056] En outre, et contrairement aux vélos à assistance électrique classiques où le capteur du frein permet de garantir l’arrêt du moteur, le vélo selon l’invention permet un freinage commençant par un freinage moteur. Ce freinage moteur peut alors être complété par le freinage mécanique si besoin grâce au même levier de frein.
[00057] L’activation d’un frein ajoute un courant supplémentaire au courant prélevé pour la récupération d’énergie si le système est en mode de modulation de récupération d’énergie. Ainsi, lorsque le frein est activé durant une période d’assistance, le courant récupéré à cet instant étant nul, seul le courant supplémentaire sera prélevée lors du freinage moteur. Cela permet de conserver la même sensation de décélération indépendamment de la situation dans laquelle se trouvait le cycliste lors de l’activation du frein.
[00058] L’utilisation d’un moteur réducté sans roue libre, ou d’un moteur à entraînement direct (direct drive), et d’un module de supercondensateurs acceptant des puissances importantes en délai court, permet d’utiliser le moteur en génératrice pour bénéficier d’un freinage moteur important et d’une récupération d’énergie significative, en fonction de l’état de charge du module 6 de supercondensateurs et dans les limites autorisées par les températures des différents composants.
[00059] Pendant les phases de déplacement sans contrainte particulière, à partir des données reçues du capteur 1 1 de couple de pédalage, et/ou du capteur 12 de vitesse de pédalage, l’unité électronique 10 de contrôle détermine une valeur CL de couple limite correspondant au seuil de fatigue de l’utilisateur. [00060] Par ailleurs, elle reçoit, en temps réel tout le long des tours de pédale, l’information Cu du couple utile au déplacement du vélo. La comparaison des deux valeurs permet de constater qu’entre Cu et CL, il y a au moins une valeur Cr de couple de recharge supérieure ou égale à Cu, et dont la différence avec Cu permet de recharger les supercondensateurs sans fatigue notable de l’utilisateur.
[00061] Selon un mode de réalisation de l’invention, une commande manuelle pour un faible déplacement d’un levier de frein mécanique assure, au moyen du capteur 17 et de l’unité électronique 10 de contrôle, le fonctionnement du vélo avec le couple Cr de recharge des supercondensateurs 9. Avec un couple Cr inférieur au couple limite CL, et légèrement supérieur au couple utile Cu de déplacement du VAE, une faible puissance est récupérée pendant la durée assez longue du déplacement, de façon à assurer une recharge conséquente du module 6 des supercondensateurs 9. Ainsi, l’unité électronique 10 de contrôle permet d’assurer une gestion de l’assistance apportée par l’utilisateur à la recharge de la réserve d’énergie constituée par les supercondensateurs.
[00062] En fonction du couple de pédalage mesuré et/ou de la vitesse de pédalage assurée par la cadence de pédalage de l’utilisateur et/ou de la vitesse de rotation du moteur électrique, l’unité électronique de contrôle 10 assure le pilotage automatique des phases de stockage d’énergie, et d’assistance au moteur électrique 4, indépendamment des pratiques de l’utilisateur pour optimiser la gestion de l’énergie électrique stockée dans le module 6 de supercondensateurs 9.
[00063] Autrement dit, alors que les VAE classiques n’assurent la gestion que de l’apport d’énergie complémentaire, le VAE selon l’invention assure, en plus, la gestion de l’énergie de l’utilisateur pour la recharge de la réserve d’énergie complémentaire.
[00064] Un autre objet de l’invention concerne un procédé de pilotage d’un vélo à assistance électrique selon tout ou partie des caractéristiques précédentes, dont l’unité électronique de contrôle est configurée pour définir le mode de fonctionnement dudit moteur électrique d’assistance, entre un premier mode de fonctionnement, dit mode génératrice, dans lequel ledit moteur permet de recharger en énergie électrique le module de supercondensateurs, et un deuxième mode de fonctionnement, dit mode propulsion, dans lequel l’énergie électrique stockée dans le module de supercondensateurs alimente ledit moteur, ledit procédé étant caractérisé en ce que ledit mode génératrice est choisi si au moins l’une des conditions suivantes est remplie :
- détection de la commande d’au moins un frein mécanique ;
- Vinst 6km/h où Vinst correspond à la vitesse instantanée du vélo ; et en ce que ledit mode propulsion est choisi si au moins l’une des conditions suivantes est remplie et que la condition de détection de la commande d’au moins un frein mécanique du mode génératrice n’est pas remplie:
- Cinst(Tn) Cinst(Tn+i ) et Vinst(Tn) Vinst(Tn+i), où (Tn) correspond à un instant de détermination du couple instantané Cinst et/ou de la vitesse instantanée Vinst du vélo, (Tn+i) correspond à un autre instant de détermination du couple instantané Cinst et/ou de la vitesse instantanée Vinst du vélo (Tn+i) étant postérieur à (Tn) ;
- Cinst Cmax, où Cmax correspond au couple maximum appliqué par l’utilisateur sur le pédalier (2) sur une période de temps précédant la mesure de Cinst ;
Cinst > 0 et Vinst — 6km/h.
[00065] La période de temps précédant la mesure de Cinst correspond à minima à un demi-tour de pédale.
[00066] Ainsi et selon l’invention, l’unité de contrôle du vélo à assistance électrique permet d’optimiser la gestion de l’énergie en fonction de l’utilisateur et de l’environnement dans lequel celui-ci évolue lorsqu’il utilise le vélo selon l’invention.
[00067] La condition de détection de la commande de frein peut permettre d’augmenter le fonctionnement en génératrice et donc d’améliorer la récupération d’énergie au niveau du module de supercondensateurs. Il s’agit d’une condition cumulative avec la condition du mode appliqué par défaut du mode génératrice.
[00068] Selon une variante, le pilotage du mode de fonctionnement par l’unité de contrôle peut également se faire en fonction de l’état de charge du module de supercondensateurs, notamment grâce à un moyen de mesure de la tension, préférentiellement un capteur de tension.
[00069] Selon cette variante, chacune des conditions du mode génératrice est conditionnée par un état de charge lmoduie ^100% et chacune des conditions du mode propulsion est conditionnée par un état de charge Imodule >0%, Imodule correspondant à l’état de charge du module de supercondensateurs. [00070] En outre, le pilotage du moteur électrique d’assistance en mode génératrice permet d’obtenir :
- une fonction de récupération d’énergie appliqué par défaut qui est modulée en temps réel par rapport au couple instantané appliqué par l’utilisateur sur le pédalier si la condition « Vinst
Figure imgf000014_0001
6km/h » est remplie, cette condition correspondant en outre à un mode génératrice appliqué par défaut par l’unité de contrôle ;
- une fonction frein moteur dès lors qu’un freinage mécanique est détecté comme lors de la commande d’au moins un levier de frein par l’utilisateur si la condition « détection de la commande d’au moins un frein mécanique » est remplie. Le freinage moteur obtenu est amplifié lorsque les deux freins sont actionnés.
La fonction de récupération d’énergie du mode génératrice appliquée par défaut étant suppléé dès qu’une des conditions d’un fonctionnement en mode propulsion est remplie et/ou dès que le freinage mécanique est détecté.
En outre, l’unité de contrôle est configurée pour établir une priorité entre chacune des conditions des modes de fonctionnement en génératrice ou en propulsion du moteur électrique.
[00071] A cet effet, l’ordre de priorité suivant est appliqué par l’unité de contrôle en fonction des conditions de chaque mode de fonctionnement, de la priorité la plus faible à la priorité la plus élevée :
MGen defaut < MProp < MGen frein où MGen defaut correspond au mode génératrice du moteur défini par défaut par l’unité de contrôle lorsque la condition Vinst > 6km/h est remplie ; où MProp correspond au mode propulsion du moteur défini par l’unité de contrôle si au moins l’une des conditions suivantes est remplie :
■ Cinst(Tn) — Cinst(Tn+l ) et Vinst(Tn) — Vinst(Tn+l ) J Cinst — Cmax J
Cinst > 0 et Vmoy — 6km/h ; où MGen frein correspond au mode génératrice du moteur défini par l’unité de contrôle dès lors que la condition de détection du freinage mécanique est remplie, cette condition étant une condition prioritaire qui empêche et/ou coupe le fonctionnement en mode propulsion et qui peut se cumuler avec le mode génératrice par défaut Mgen defaut pour amplifier la recharge du module de supercondensateurs.
[00072] En outre, le pilotage du moteur électrique d’assistance en mode propulsion permet d’obtenir : une fonction d’accélération pour accompagner les besoins en accélération rapide de utilisateur si la condition « Cinst ^ Cmax » est remplie.
- une fonction de maintien de vitesse pour permettre à l’utilisateur de conserver sa vitesse de déplacement lorsqu’il fait face à des contraintes tels que le vent, un faux-plat ou encore des côtes lorsque la condition « Cinst(Tn) < Cinst(Tn+i ) et Vinst(Tn) — Vinst(Tn+i )» est remplie.
- une fonction d’assistance au démarrage, notamment pour le démarrage en côte lorsque la condition « Cinst > 0 et Vinst 6km/h » est remplie.
[00073] En outre, l’unité de contrôle du vélo selon l’invention est configurée pour choisir la fonction de récupération d’énergie comme mode de fonctionnement du moteur électrique par défaut. La condition de détection du freinage mécanique étant prioritaire par rapport aux autres et désactivant le mode propulsion.

Claims

Revendications
1 . Vélo à assistance électrique, comprenant une roue arrière (1 ), une roue avant, au moins un frein mécanique, un pédalier (2) en liaison mécanique avec la roue arrière (1 ), un moteur électrique (4) sans roue libre alimenté en courant électrique, caractérisé en ce que ledit vélo comprend en outre :
- un module (6) de supercondensateurs (9) contrôlé par un convertisseur (8) et configuré pour alimenter ledit moteur électrique (4) en courant électrique ou stocker ledit courant électrique ;
- un moyen (17) de détection d’un freinage mécanique ;
- une unité électronique (10) de contrôle configurée pour définir le mode de fonctionnement dudit moteur électrique (4), entre un premier mode de fonctionnement, dit mode génératrice, dans lequel ledit moteur (4) permet de recharger en énergie électrique le module (6) de supercondensateurs (9), et un deuxième mode de fonctionnement, dit mode propulsion, dans lequel l’énergie électrique stockée dans le module (6) de supercondensateurs (9) alimente ledit moteur (4), ladite unité définissant un fonctionnement en génératrice du moteur électrique (4) en fonction du freinage mécanique détecté par ledit moyen (17), désactivant ainsi le mode propulsion et/ou déclenchant un freinage moteur.
2. Vélo à assistance électrique selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu’il comprend en outre un capteur (1 1 ) de couple de pédalage et en ce que ladite unité électronique (10) de contrôle définit également le mode de fonctionnement dudit moteur électrique (4) en fonction du couple de pédalage.
3. Vélo à assistance électrique selon la revendication 2, caractérisé en qu’il comprend en outre au moins un capteur (12) de vitesse de pédalage disposé en liaison avec le pédalier (2) et en ce que ladite unité électronique (10) de contrôle définit également le mode de fonctionnement du moteur électrique (4) en fonction de la vitesse de pédalage.
4. Vélo à assistance électrique selon l’une des revendications 2 à 3, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un capteur (13) de vitesse rotation du moteur électrique (4) et/ou un capteur de rotation d’au moins une roue, ladite unité électronique (10) de contrôle définissant également le mode de fonctionnement du moteur électrique (4) en fonction de la vitesse de rotation du moteur (4) et/ou de la rotation d’au moins une roue.
5. Vélo à assistance selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite unité électronique de contrôle (10) est configurée pour déterminer un rapport de vitesse dudit vélo en fonction de la vitesse de pédalage et la vitesse de rotation d’au moins une roue.
6. Vélo à assistance électrique selon l’une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le capteur (1 1 ) de couple de pédalage est intégré dans le moteur électrique (4).
7. Vélo à assistance électrique selon l’une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le moteur électrique (4) est un moteur réducté sans roue libre.
8. Vélo à assistance électrique selon l’une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le moteur électrique (4) est un moteur à entraînement direct.
9. Vélo à assistance électrique selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le moteur électrique (4) est situé dans le moyeu de la roue arrière (1 )-
10. Vélo à assistance électrique selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le moteur électrique (4) est situé dans le moyeu de la roue avant.
1 1 .Vélo à assistance électrique selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le moyen (17) de détection du freinage mécanique est constitué par au moins un capteur.
12. Vélo à assistance électrique selon l’une des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que l’unité électronique (10) de contrôle est reliée à au moins un capteur (16) de la température du module (6) de supercondensateurs (9).
13. Vélo à assistance électrique selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l’unité électronique (10) de contrôle est reliée à au moins un capteur (14) de la température du moteur électrique (4).
14. Vélo à assistance électrique selon l’une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu’il comprend un capteur (15) de tension mesurant l’état de charge du module (6) de supercondensateurs (9).
15. Vélo à assistance électrique selon la revendication 14, caractérisé en ce que l’unité électronique (10) contrôle en permanence, via le capteur (15) de l’état de charge du module (6) de supercondensateurs (9) que l’état de charge du module de supercondensateurs reste toujours inférieur ou égal à 100%.
16. Procédé de pilotage d’un vélo à assistance électrique selon l’une des revendications 1 à 15, dont l’unité électronique (10) de contrôle est configurée pour définir le mode de fonctionnement dudit moteur électrique d’assistance (4), entre un premier mode de fonctionnement, dit mode génératrice, dans lequel ledit moteur (4) permet de recharger en énergie électrique le module (6) de supercondensateurs (9), et un deuxième mode de fonctionnement, dit mode propulsion, dans lequel l’énergie électrique stockée dans le module (6) de supercondensateurs (9) alimente ledit moteur (4), ledit procédé étant caractérisé en ce que ledit mode génératrice est choisi si au moins l’une des conditions suivantes est remplie :
- détection de la commande d’au moins un frein mécanique ;
- Vinst 6km/h où Vinst correspond à la vitesse instantanée du vélo ; et en ce que ledit mode propulsion est choisi si au moins l’une des conditions suivantes est remplie et que la condition de détection de la commande d’au moins un frein mécanique du mode génératrice n’est pas remplie :
- Cinst(Tn) Cinst(Tn+i ) et Vinst(Tn) Vinst(Tn+i), où (Tn) correspond à un instant de détermination du couple instantané Cinst et/ou de la vitesse instantanée Vinst du vélo, (Tn+i) correspond à un autre instant de détermination du couple instantané Cinst et/ou de la vitesse instantanée Vinst du vélo, (Tn+i) étant postérieur à (Tn) ;
- Cinst Cmax, où Cmax correspond au couple maximum appliqué par l’utilisateur sur le pédalier (2) durant une période de temps précédant la mesure de Cinst ; Cinst > 0 et Vinst — 6km/h.
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CN202911902U (zh) 2012-09-25 2013-05-01 靳永军 机电转换轻便自行车
WO2014169305A1 (fr) 2013-04-19 2014-10-23 Lohnerwerke Gmbh Deux-roues électrique
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