Brevet FR3048673A1 — publié le 20170915

Cycle à assistance électrique, système comprenant un tel de cycle et utilisation d'un tel cycle. DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention est relative aux cycles à assistance électrique, aux systèmes comprenant de tels cycles et aux utilisations de tels cycles. Plus particulièrement, l'invention concerne un cycle à assistance électrique comprenant un pédalier adapté pour entraîner le cycle, un moteur électrique adapté pour entraîner le cycle en complément du pédalier et un dispositif de commande de moteur adapté pour commander le moteur électrique. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Le document EP2979967 décrit un exemple d'un tel cycle. OBJETS DE L'INVENTION La présente invention a notamment pour but de perfectionner les cycles du type susmentionné, de façon 20 notamment que l'assistance électrique réponde mieux aux besoins de l'utilisateur. A cet effet, selon l'invention, un cycle du genre en question est caractérisé en ce que le dispositif de commande de moteur est adapté pour communiquer avec un 25 capteur de fréquence cardiaque et pour commander le moteur électrique en fonction d'un rythme cardiaque mesuré par le capteur de fréquence cardiaque. Grâce à ces dispositions, l'assistance électrique peut être optimisée en fonction de l'état physiologique 30 actuel de l'utilisateur, qui prend en compte également des paramètres extérieurs éventuellement non mesurés par le cycle, tels que le vent, l'inclinaison de la route lorsque le cycle ne comporte pas de capteur d'inclinaison, etc. Ces dispositions permettent également, éventuellement, 35 d'utiliser le cycle en mode sportif, comme il sera expliqué 3048673 2 ci-après. Dans différents modes de réalisation du cycle selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes 5 (utilisables éventuellement indépendamment les unes des autres et indépendamment des dispositions précitées) : - le dispositif de commande de moteur est adapté pour augmenter une puissance délivrée par le moteur électrique lorsque le rythme cardiaque mesuré est supérieur 10 ou égal à une première fréquence (cette disposition permet d'augmenter l'assistance quand l'utilisateur en a le plus besoin) ; - le dispositif de commande de moteur est adapté pour procurer une certaine assistance électrique normale 15 tant que le rythme cardiaque mesuré est compris entre une deuxième fréquence et ladite première fréquence, la deuxième fréquence étant inférieure la première fréquence, et pour procurer une assistance électrique réduite, inférieure à l'assistance électrique normale, lorsque le rythme cardiaque mesuré est inférieur à la deuxième fréquence (cette disposition permet une utilisation du cycle à des fins sportives ou d'hygiène de vie) ; - le dispositif de commande de moteur est adapté 25 pour faire fonctionner le moteur en génératrice pour créer une résistance à un utilisateur lorsque le rythme cardiaque mesuré est inférieur à la deuxième fréquence : de cette façon, le moteur freine l'utilisateur et permet de l'obliger à fournir un effort suffisant lorsque le cycle 30 est utilisé à des fins d'entraînement sportif. L'invention a également pour objet un système comportant un cycle à assistance électrique tel que défini ci-dessus et ledit capteur de fréquence cardiaque. Dans différents modes de réalisation du système 3048673 3 selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes (utilisables éventuellement indépendamment les unes des autres et indépendamment des dispositions précitées) : 5 - le système comporte en outre une batterie amovible rechargeable adaptée pour alimenter électriquement le moteur électrique et un dispositif électronique personnel, ladite batterie comportant un dispositif de commande de batterie communiquant avec le dispositif de 10 commande de moteur et adaptée pour communiquer avec le dispositif électronique personnel appartenant à un utilisateur, le dispositif de commande de batterie étant adapté pour faire fonctionner le dispositif de commande de moteur selon plusieurs modes d'assistance électrique, et le 15 dispositif électronique personnel étant adapté pour choisir un des modes d'assistance électrique (cette disposition est spécialement avantageuse pour des cycles mis à disposition du public, puisque dans ce cas la batterie amovible et le dispositif électronique personnel peuvent appartenir à 20 l'utilisateur ; dans ce cas l'utilisateur qui emprunte un cycle bénéficie des choix de mode d'assistance et de fréquences cardiaques mémorisées dans la batterie, et peut aisément modifier ces choix à l'aide du dispositif électronique personnel) ; - le dispositif électronique personnel est adapté pour déterminer ladite première fréquence et la communiquer au dispositif de commande de batterie ; - le dispositif électronique personnel est adapté pour déterminer ladite deuxième fréquence et la communiquer 30 au dispositif de commande de batterie. L'invention a encore pour objet un une utilisation du système susmentionné, dans laquelle le dispositif de commande de moteur communique avec le capteur de fréquence cardiaque et commande le moteur électrique en fonction d'un 3048673 4 rythme cardiaque mesuré par le capteur de fréquence cardiaque. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de 5 l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins : - la figure 1 est une vue schématique en 10 perspective montrant un cycle à assistance électrique selon une forme de réalisation de l'invention, - et la figure 2 est un schéma bloc illustrant les composants électriques principaux du cycle de la figure 1. DESCRIPTION PLUS DETAILLEE 15 Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Les termes descriptifs de position ou de direction, tels que : haut, bas, supérieur, inférieur, avant, arrière, etc., se réfèrent à la position usuelle et à la direction 20 d'avancement usuelle du cycle en cours d'utilisation. Comme représenté sur la figure 1, la présente invention concerne un cycle 1, tel que notamment une bicyclette, utilisable dans un système automatique de stockage de cycles permettant par exemple de stocker des 25 cycles sur la voie publique de façon à les mettre à la disposition du public. Le cycle 1 est un cycle à assistance électrique fonctionnant à l'aide d'une batterie 2 et comportant : - un cadre 3 comportant une selle 4, - au moins une roue arrière 5 montée rotative sur le cadre 3 et entraînée par un pédalier 6 lui-même monté sur le cadre, - une roue avant 7 montée rotative sur une fourche 8 et solidaire d'un guidon 9, le guidon comportant une 3048673 5 potence 10 articulée au cadre 3 et deux branches latérales 11 comportant des poignées 12. La roue avant 7 peut avantageusement comporter un moteur électrique 13 alimenté par la batterie 2 et adapté 5 pour entraîner le cycle 1. Ce moteur 13 peut avantageusement être un moyeu moteur qui est porté par la fourche 8. La batterie électrique 2 est avantageusement amovible et indépendante du cycle 1. A cet effet, le cycle 10 1 peut comporter un réceptacle 9a, avantageusement disposé sur la partie centrale supérieure du guidon 9, pour recevoir la batterie 2 de façon amovible par emboîtement et la connecter ainsi électriquement au cycle 1. Dans ce cas, la batterie 2 peut avantageusement être propre à un 15 utilisateur donné. Le cycle 1 comporte en outre un panier 14 solidaire de la fourche 8. Le cycle 1 comporte en outre un dispositif de commande de moteur 15 adapté pour commander et alimenter 20 électriquement le moteur électrique 13 à partir de la batterie 2, comme il sera expliqué plus en détail ci-après. Ce circuit de commande de moteur 15 peut par exemple être contenu dans un boîtier intégré au panier 14. Comme représenté schématiquement sur la figure 2, 25 le dispositif de commande de moteur 15 (UCM), qui peut être un circuit électronique de type contrôleur, est d'une part relié à la batterie 2 (BATT.) lorsque celle-ci est connectée au réceptacle 9a, et d'autre part au moteur 13 (M). Le dispositif de commande de moteur 15 peut être en 30 outre relié à divers capteurs, en particulier : - un capteur de pédalier 16 (PED. SENS.), connu en soi, pour mesurer un couple appliqué au pédalier 6 par l'utilisateur et une vitesse de rotation du pédalier 6, - éventuellement un capteur d'inclinaison 17 (INCL. 3048673 6 SENS.), - éventuellement d'autres capteurs (capteur de frein, capteur d'utilisation des éclairages, capteurs de données environnementales telles que température, pollution, etc.), 5 - éventuellement les éclairages du cycle. Le dispositif de commande de moteur 15 peut en outre communiquer avec un capteur de fréquence cardiaque 18 (CARDIO), soit directement par une liaison filaire ou autre 18a, soit indirectement par l'intermédiaire de la batterie 10 2. Dans ce dernier cas, la batterie 2 peut comporter une unité centrale électronique 19 (UCB) qui communique avec le dispositif de commande de moteur 15 et qui est reliée à une interface de communication 20 (COM) adaptée 15 pour communiquer avec le capteur de fréquence cardiaque 18. La communication entre l'interface de communication 20 et le capteur de fréquence cardiaque 18 est réalisée de préférence par une liaison sans fil, notamment une liaison radio courte portée, par exemple une liaison Bluetooth. 20 Le capteur de fréquence cardiaque 18 peut être un capteur dédié que l'utilisateur peut porter par exemple à son poignet ou sur sa poitrine, ou bien encore il peut s'agir d'une montre connectée ou dispositif similaire incluant la fonction de mesure de fréquence cardiaque. 25 L'interface de communication 20 de la batterie peut en outre communiquer, par la liaison sans fil susmentionnée, avec un dispositif électronique portatif 21 appartenant à l'utilisateur, notamment un smartphone. L'unité centrale 19 de la batterie 20 est adaptée 30 pour faire fonctionner l'assistance électrique du cycle selon un mode de commande adapté à l'utilisateur à qui appartient la batterie, ce mode de commande étant conservé en mémoire de l'unité centrale 19. Ce mode de commande peut éventuellement être modifié par l'utilisateur au moyen du 3048673 7 dispositif électronique portatif 21. Dans le cas de l'utilisation d'un dispositif électronique portatif 21, le capteur de fréquence cardiaque 18 peut communiquer via ce dispositif électronique portatif 5 21. Dans ce cas, le dispositif portatif pourra se charger de la conservation des données du profil utilisateur et de la communication des données vers l'unité de commande moteur 15, via la batterie 2 ou éventuellement directement. En particulier, le dispositif électronique portatif 10 21 peut comporter une application dédiée, appelée ci-après application compagnon, qui communique avec l'unité centrale 19 de la batterie et permet de lui communiquer le mode de commande souhaité. Le mode de commande souhaité peut correspondre par 15 exemple à un degré de sportivité de l'utilisation du cycle 1. Par exemple, l'application compagnon peut donner le choix entre plusieurs modes de commande, les moins sportifs correspondant à une assistance électrique maximale et les 20 plus sportifs correspondant à une assistance électrique minimale. A titre d'exemple non limitatif, les modes de commande possibles pourraient être les suivants : - mode assistance maximale : on assiste le 25 pédalage de l'utilisateur au maximum, dans la mesure de la capacité de la batterie 2 ; - mode standard ; - mode consommation de calories : on assiste le pédalage de l'utilisateur uniquement dans les parties les 30 plus difficiles du trajet ; - mode sportif : on minimise l'assistance électrique, voire on fait fonctionner le moteur électrique 13 en génératrice électrique pour opposer plus de résistance au pédalage dans certaines parties de trajet où 3048673 8 l'utilisateur doit normalement pédaler (par exemple sur un tronçon de trajet plat). Par ailleurs, l'unité centrale 19 de la batterie peut avoir en mémoire certains paramètres de fréquence 5 cardiaque de l'utilisateur, lesquels peuvent être communiqués à la batterie 2 par exemple par l'application compagnon susmentionnée. Ainsi, l'unité centrale 19 de la batterie peut avoir en mémoire une fréquence cardiaque maximale souhaitée 10 FM (ou première fréquence) et le cas échéant une fréquence cardiaque minimale souhaitée Fm (ou deuxième fréquence). Cette ou ces fréquences cardiaques peuvent être par exemple données par l'utilisateur au moyen de l'application compagnon et / ou calculées par l'application compagnon 15 notamment en fonction de l'âge de l'utilisateur, de paramètres physiologiques demandés à l'utilisateur, voire d'informations médicales demandées à l'utilisateur. Pendant l'utilisation du cycle 1, le dispositif de commande de moteur 15 peut commander la puissance délivrée 20 par le moteur 13 en fonction du mode de commande susmentionné et en fonction de divers paramètres mesurés tels que la charge de la batterie, le couple appliqué au pédalier 6 par l'utilisateur et la vitesse de rotation du pédalier 6, l'inclinaison de la route, etc., de façon 25 connue en soi. Selon l'invention, le dispositif de commande de moteur 15 commande également la puissance délivrée par le moteur 13 en fonction du rythme cardiaque mesuré par le capteur de fréquence cardiaque 18. 30 Ainsi, le dispositif de commande de moteur 15 peut être notamment programmé pour augmenter la puissance délivrée par le moteur 13, par rapport à la puissance qui serait normalement délivrée, lorsque le rythme cardiaque mesuré atteint la fréquence maximale souhaitée 3048673 9 susmentionnée FM. On assure ainsi une assistance électrique mieux adaptée à la physiologie de l'utilisateur, mieux adaptée à sa condition physique du moment et aux conditions externes (vent, pente de la route notamment si le cycle 1 5 ne comporte pas de capteur d'inclinaison), et on améliore sa sécurité du point de vue sécurité cardio-vasculaire. De plus, au moins dans certains modes de fonctionnement (par exemple le mode sportif et le mode consommation de calories susmentionnés), le dispositif de 10 commande de moteur 15 peut être notamment programmé pour diminuer l'assistance électrique lorsque le rythme cardiaque mesuré est au-dessous de la fréquence minimale souhaitée susmentionnée Fm. Eventuellement, le dispositif de commande de moteur 15 15 peut même être programmé pour faire fonctionner le moteur 13 en génératrice en opposant une résistance au pédalage lorsque le rythme cardiaque mesuré est au-dessous de la fréquence minimale souhaitée susmentionnée Fm, plus souvent que lorsque le dispositif de commande de moteur 15 20 fait fonctionner le moteur en mode d'assistance électrique normale, c'est-à-dire plus souvent que lorsque le rythme cardiaque est compris entre les fréquences Fm et FM (par exemple, le dispositif de commande de moteur 15 pourrait faire fonctionner le moteur 13 en génératrice tant que le 25 couple appliqué au pédalier par l'utilisateur est inférieur à un seuil prédéterminé, éventuellement uniquement dans le mode sportif dans les exemples donnés ci-dessus). Les modes de fonctionnement faisant appel à la fréquence minimale souhaitée susmentionnée Fm permettent 30 d'optimiser l'utilisation du cycle 1 à des fins de consommation de calories ou d'entraînement sportif. L'application compagnon permet en outre au dispositif électronique 21 de recevoir des données de l'unité centrale électronique 19 de la batterie, telles 3048673 10 que : - des informations concernant la maintenance du cycle 1 (par exemple le niveau de charge de la batterie 2), et / ou 5 - concernant le trajet (localisation (si le cycle 1 possède un GPS ou utilise des fonctionnalités de géolocalisation du dispositif électronique 21, distance parcourue, dénivelé gravi, énergie produite par l'utilisateur, etc.), et / ou 10 - des informations concernant le milieu environnant (température, taux de pollution, taux d'humidité, etc.) en fonction des capteurs montés sur le cycle 1, et/ ou - des informations concernant le rythme cardiaque 15 de l'utilisateur. Ces informations peuvent être mémorisées dans le dispositif électronique 21. 20 REVENDICATIONS1. Cycle à assistance électrique comprenant un pédalier (6) adapté pour entraîner le cycle, un moteur électrique (13) adapté pour entraîner le cycle en complément du pédalier (6) et un dispositif de commande de moteur (15) adapté pour commander le moteur électrique (13), caractérisé en ce que le dispositif de commande de moteur (15) est adapté pour communiquer avec un capteur de fréquence cardiaque (18) et pour commander le moteur électrique (13) en fonction d'un rythme cardiaque mesuré par le capteur de fréquence cardiaque (18). 2. Cycle à assistance électrique selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de commande de moteur (15) est adapté pour augmenter une puissance délivrée par le moteur électrique (13) lorsque le rythme cardiaque mesuré est supérieur ou égal à une première fréquence. 3. Cycle à assistance électrique selon la revendication 2, dans lequel le dispositif de commande de moteur (15) est adapté pour procurer une certaine assistance électrique normale tant que le rythme cardiaque mesuré est compris entre une deuxième fréquence et ladite première fréquence, la deuxième fréquence étant inférieure à la première fréquence, et pour procurer une assistance électrique réduite, inférieure à l'assistance électrique normale, lorsque le rythme cardiaque mesuré est inférieur à la deuxième fréquence. 4. Cycle à assistance électrique selon la revendication 3, dans lequel le dispositif de commande de moteur (15) est adapté pour faire fonctionner le moteur (13) en génératrice pour créer une résistance à un utilisateur lorsque le rythme cardiaque mesuré est 3048673 12 inférieur à la deuxième fréquence. 5. Système comportant un cycle à assistance électrique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes et ledit capteur de fréquence cardiaque (18). 5 6. Système selon la revendication 5, comportant en outre une batterie (2) amovible rechargeable adaptée pour alimenter électriquement le moteur électrique (13) et un dispositif électronique personnel (21), ladite batterie comportant un dispositif de commande de batterie (19) 10 communiquant avec le dispositif de commande de moteur (15) et adaptée pour communiquer avec le dispositif électronique personnel (21) appartenant à un utilisateur, le dispositif de commande de batterie (19) étant adapté pour faire fonctionner le dispositif de commande de moteur (15) selon 15 plusieurs modes d'assistance électrique, et le dispositif électronique personnel (21) étant adapté pour choisir un des modes d'assistance électrique. 7. Système selon la revendication 6, comprenant un cycle selon la revendication 2 et dans lequel le dispositif 20 électronique personnel (21) est adapté pour déterminer ladite première fréquence et la communiquer au dispositif de commande de batterie (19). 8. Système selon la revendication 7, comprenant un cycle selon la revendication 3 ou la revendication 4, et 25 dans lequel le dispositif électronique personnel (21) est adapté pour déterminer ladite deuxième fréquence et la communiquer au dispositif de commande de batterie (19). 9. Utilisation d'un système selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans laquelle le dispositif de 30 commande de moteur (15) communique avec le capteur de fréquence cardiaque (18) et commande le moteur électrique (13) en fonction d'un rythme cardiaque mesuré par le capteur de fréquence cardiaque (18).