Brevet FR3145337A1 — publié le 20240802

L’invention est relative à un procédé de commande au démarrage d'un vélo à assistance électrique, comprenant les étapes suivantes mises en œuvre en l'absence d'une détection de rotation d'un pédalier : mesurer le couple (Cp) exercé sur le pédalier ; lorsque le couple dépasse un seuil de déclenchement (Sd), déclencher une temporisation (Tstart) ; et à l'expiration de la temporisation, si le couple est supérieur à un seuil de maintien (Sm) au plus égal au seuil de déclenchement, engager une assistance électrique proportionnelle au couple malgré une absence de détection de rotation du pédalier. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Assistance au démarrage en côte d'un vélo à assistance électrique L’invention est relative aux vélos à assistance électrique et plus particulièrement au démarrage de l'assistance au moment de monter sur le vélo. Arrière-plan Dans les vélos électriques équipés d'un capteur de couple, une loi d'assistance typique est de commander le moteur en courant proportionnellement au couple mesuré au niveau du pédalier, représentant l'effort fourni par le cycliste. Toutefois, cette loi d'assistance n'est typiquement mise en œuvre que lorsqu'une rotation du pédalier est détectée. Cela peut occasionner des difficultés au cycliste dans certaines situations Résumé On prévoit de façon générale un procédé de commande au démarrage d'un vélo à assistance électrique, comprenant les étapes suivantes mises en œuvre en l'absence d'une détection de rotation d'un pédalier : mesurer le couple exercé sur le pédalier ; lorsque le couple dépasse un seuil de déclenchement, déclencher une temporisation ; et à l'expiration de la temporisation, si le couple est supérieur à un seuil de maintien au plus égal au seuil de déclenchement, engager une assistance électrique proportionnelle au couple malgré une absence de détection de rotation du pédalier. Le procédé peut comprendre une étape mise en œuvre en l'absence de détection de rotation du pédalier consistant à arrêter l'assistance électrique quand le couple passe sous le seuil de maintien. Le procédé peut comprendre l'étape d'arrêter l'assistance électrique au bout d'un intervalle de temps au cours duquel aucune rotation du pédalier n'a été détectée. Le procédé peut comprendre une étape mise en œuvre en l'absence de détection de rotation du pédalier consistant à arrêter l'assistance électrique quand une vitesse de rotation d'une roue entraînée par moteur est mesurée à une valeur supérieure à un seuil. Description sommaire des dessins Des modes de réalisation seront exposés dans la description suivante, faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La est un graphique illustrant un exemple d'évolution du couple exercé par un cycliste sur un pédalier d'un vélo à l'arrêt, et divers seuils utilisés pour mettre en œuvre un procédé de démarrage assisté ; et La est un graphique illustrant l'évolution d'une consigne de commande d'assistance générée en réponse à l'évolution de couple de la . Description détaillée Comme on l'a précédemment indiqué, les lois d'assistance des vélos électriques requièrent typiquement une mise en rotation du pédalier pour démarrer. Cela peut mettre en difficulté le cycliste dans des situations de démarrage nécessitant un couple important, par exemple en forte pente, ou si le vélo est chargé ou muni d'une remorque. En effet, dans une telle situation, il peut être difficile pour le cycliste de générer une première rotation de pédalier au démarrage. Pour faciliter le démarrage dans de telles situations, on prévoit dans la présente demande une loi d'assistance qui enclenche une assistance, non en détectant un pédalage effectif, mais en détectant une volonté de pédalage. La volonté de pédalage est détectée, en résumé, lorsque le cycliste appuie de façon assez forte et durable sur une pédale du vélo à l'arrêt. L'appui du cycliste sur la pédale est traduit par une valeur de couple renvoyé par le capteur de couple du pédalier. La est un graphique illustrant un exemple d'évolution du couple Cp exercé par un cycliste sur un pédalier d'un vélo à l'arrêt. Divers seuils et intervalles de temps illustrés sont des paramètres intervenant dans un procédé de démarrage du vélo La est un graphique illustrant l'évolution d'une consigne de commande d'assistance ASSIST générée en fonction de l'évolution de couple de la et des paramètres illustrés. A un instant t0, le vélo étant à l'arrêt dans des conditions de démarrage difficiles, par exemple sur une côte raide, le cycliste commence à appuyer sur une pédale. Le cycliste aura au préalable placé les manivelles du pédalier sensiblement à l'horizontale pour transmettre un couple maximal. L'effort est insuffisant pour démarrer le vélo, et la pédale ne bouge pas. Le couple Cp mesuré par le capteur du pédalier croît à mesure que le cycliste appuie plus fort. A un instant t1, le couple atteint un seuil de démarrage Sd préconfiguré. Cet événement démarre une temporisation d'une durée Tstart. A partir de cet instant, la valeur du couple est surveillée et comparée à un seuil de maintien Sm qui pourrait être le même que le seuil Sd. Le seuil Sm est de préférence inférieur au seuil Sd pour obtenir un effet d'hystérésis qui filtre des variations tolérées du couple. Dans l'exemple représenté, le couple Cp oscille au-dessus du premier seuil Sd. A un instant t2, la temporisation Tstart expire. Si le couple Cp est au-dessus du seuil de maintien Sm, comme dans le cas représenté où il est également au-dessus du seuil Sd, l'assistance proportionnelle au couple est engagée malgré une absence de détection de rotation du pédalier. En même temps, une autre temporisation de durée Tstop est démarrée. L'engagement de l'assistance est illustré par le passage de 0 à 1 de la consigne ASSIST de la . Cette consigne pourrait être celle de la détection de rotation de pédalier, modifiée pour être activée aussi lorsque les conditions d'une volonté de pédalage sont détectées. Alternativement, ce qui n'est pas représenté, si le couple Cp descend sous le seuil de maintien Sm avant l'expiration de la temporisation Tstart (avant l'instant t2), le système revient à l'état initial et attend un nouvel événement (la mise en rotation du pédalier ou un nouveau dépassement du seuil Sd par le couple Cp). A partir de l'instant t2, plus le cycliste appuie fort sur la pédale, plus le couple moteur augmente pour aider le vélo à partir. Quand le vélo est finalement mis en route (ce qui n'est pas illustré), le cycliste commence à faire tourner le pédalier, ce qui enclenche la procédure d'assistance normale. L'enclenchement de la procédure normale prend le relais sur la procédure d'assistance au démarrage. Les figures 1A et 1B illustrent deux cas d'annulation de la procédure de démarrage. A un instant t3, avant la fin de la temporisation Tstop, aucune rotation de pédalier n'est détectée et le couple Cp passe sous le seuil de maintien Sm. Le cycliste relâche la pression et on suppose qu'il ne souhaite plus démarrer. L'assistance est arrêtée en passant la consigne ASSIST à 0. A un instant t3', correspondant à l'expiration de la temporisation Tstop, le couple Cp est toujours supérieur au seuil de maintien Sm, mais aucune rotation du pédalier n'a été détectée. Le cycliste n'appuie pas assez fort, et on suppose que l'appui ne traduit pas une volonté de pédalage. L'assistance est arrêtée en passant la consigne ASSIST à 0. On peut mettre en œuvre d'autres conditions d'arrêt de la procédure d'assistance au démarrage pour des raisons de sécurité, traduisant une situation anormale provoquée par une alimentation du moteur. Par exemple, la procédure peut être arrêtée lorsque la roue motrice se met à tourner alors qu'aucun pédalage n'est détecté. En effet, cela peut traduire une obstruction du pédalier alors que la roue motrice n'est pas en contact avec le sol, ou en contact avec une faible adhérence. Pour cela, on compare la mesure de la vitesse de rotation de la roue à une valeur seuil, et on arrête l'assistance si le seuil est franchi en l'absence de détection de rotation du pédalier. On fournit à titre d'exemple des valeurs des différents paramètres de la procédure d'assistance au démarrage : Seuil de démarrage Sd : 30 N.m. Seuil de maintien Sm : 25 N.m. Durée de maintien avant engagement de l'assistance Tstart : 0,3 s. Durée limite pour démarrer la rotation du pédalier Tstop : 5 s. Procédé de commande au démarrage d'un vélo à assistance électrique, comprenant les étapes suivantes mises en œuvre en l'absence d'une détection de rotation d'un pédalier : mesurer le couple (Cp) exercé sur le pédalier ; lorsque le couple dépasse un seuil de déclenchement (Sd), déclencher une temporisation (Tstart) ; et à l'expiration de la temporisation, si le couple est supérieur à un seuil de maintien (Sm) au plus égal au seuil de déclenchement, engager une assistance électrique proportionnelle au couple malgré une absence de détection de rotation du pédalier. Procédé selon la revendication 1, comprenant l'étape suivante mise en œuvre en l'absence de détection de rotation du pédalier : arrêter l'assistance électrique quand le couple passe sous le seuil de maintien (Sm). Procédé selon la revendication 1, comprenant l'étape suivante : arrêter l'assistance électrique au bout d'un intervalle de temps (Tstop) au cours duquel aucune rotation du pédalier n'a été détectée. Procédé selon la revendication 1, comprenant l'étape suivante mise en œuvre en l'absence de détection de rotation du pédalier : arrêter l'assistance électrique quand une vitesse de rotation d'une roue entraînée par moteur est mesurée à une valeur supérieure à un seuil.