ITRM20090334A1 - METHOD FOR THE CONTROL OF THE ADVANCEMENT SPEED IN SCOOTER WITH ELECTRIC PROPULSION - Google Patents

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ITRM20090334A1
ITRM20090334A1 IT000334A ITRM20090334A ITRM20090334A1 IT RM20090334 A1 ITRM20090334 A1 IT RM20090334A1 IT 000334 A IT000334 A IT 000334A IT RM20090334 A ITRM20090334 A IT RM20090334A IT RM20090334 A1 ITRM20090334 A1 IT RM20090334A1
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Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo: DESCRIPTION of the industrial invention entitled:

“Metodo per il controllo della velocità di avanzamento in scooter a propulsione elettrica” "Method for controlling the forward speed in electric-powered scooters"

La presente invenzione si riferisce ad un metodo per il controllo della velocità di avanzamento in scooter a propulsione elettrica. The present invention relates to a method for controlling the forward speed in electric propulsion scooters.

A seguito della sempre crescente attenzione ai problemi ambientali legati all’uso di veicoli con motori a combustibili fossili ed al sempre crescente costo di gestione che questi richiedono, si sta sempre più diffondendo l’uso di veicoli a propulsione elettrica. Una soluzione di grande interesse per le aree metropolitane è rappresentata dagli scooter elettrici, particolarmente adatti ai servizi di trasporto, ad esempio di tipo postale, o per consegne a domicilio. As a result of the ever increasing attention to environmental problems related to the use of vehicles with fossil fuel engines and the ever increasing management costs that these require, the use of electric propulsion vehicles is becoming more and more widespread. A solution of great interest for metropolitan areas is represented by electric scooters, particularly suitable for transport services, for example of the postal type, or for home deliveries.

Numerose amministrazioni hanno quindi iniziato a sostituire i motoveicoli con motore a combustione interna con scooter a propulsione elettrica, ottenendo con un innegabile vantaggio in termini di inquinamento e risparmio economico. Le caratteristiche ed il comportamento di questi ultimi veicoli è tuttavia per molti aspetti differente rispetto ai mezzi di trasporto tradizionali e, tali diversità possono creare delle difficoltà nella guida del veicolo o, comunque, creare un certo impaccio. Numerous administrations have therefore begun to replace motor vehicles with internal combustion engines with electric-powered scooters, obtaining an undeniable advantage in terms of pollution and economic savings. However, the characteristics and behavior of the latter vehicles is in many respects different from traditional means of transport and these differences can create difficulties in driving the vehicle or, in any case, create a certain hindrance.

Queste difficoltà possono peraltro essere pericolose e fastidiose quando gli scooter sono destinati a servizi di trasporto, durante i quali devono essere trasportati pesi elevati ed il veicolo è soggetto a continue fermate e ripartenze. However, these difficulties can be dangerous and annoying when the scooters are intended for transport services, during which heavy weights must be transported and the vehicle is subject to continuous stops and starts.

È infatti facilmente comprensibile come i due tipi di motori utilizzati, avendo comportamenti tra loro ben differenti, rispondano in maniera differente al comando dell’acceleratore fornendo sensazioni molto differenti durante la guida. It is in fact easy to understand how the two types of engines used, having very different behaviors, respond differently to the accelerator command, providing very different sensations while driving.

Più precisamente, un motore a combustione offre un comportamento progressivo, con un aumento graduale della coppia, conformemente alla curva caratteristica di tali tipi di motore. Quindi, per avere una partenza o un’accelerazione morbida, negli scooter con motori a combustione interna, sarà sufficiente agire gradualmente sulla manopola dell’accelerazione che regola direttamente l’alimentazione di carburante al motore. Al contrario, negli scooter elettrici, nei quali viene comunque utilizzata una manopola girevole per il comando dell’acceleratore, il comportamento del motore elettrico viene stabilito in base al tipo di controllo utilizzato. More precisely, a combustion engine offers progressive behavior, with a gradual increase in torque, in accordance with the characteristic curve of such engine types. Therefore, to have a smooth start or acceleration, in scooters with internal combustion engines, it will be sufficient to gradually act on the throttle grip which directly adjusts the fuel supply to the engine. On the contrary, in electric scooters, in which a rotating knob is still used to control the accelerator, the behavior of the electric motor is established based on the type of control used.

In altre parole, a seguito della rotazione della manopola, verrà inviato un segnale di comando che, tramite un’opportuna implementazione di un controllo, comanderà il motore elettrico. In other words, following the rotation of the knob, a command signal will be sent which, through an appropriate implementation of a control, will command the electric motor.

A seconda delle modalità di controllo utilizzate, il comportamento del motore sarà differente. Depending on the control modes used, the behavior of the motor will be different.

Una prima possibilità consiste perciò nell’implementare un controllo di coppia, in maniera concettualmente analoga a quanto avviene negli scooter a con motore a combustione. A first possibility therefore consists in implementing a torque control, in a conceptually similar way to what happens in a scooter with a combustion engine.

Agendo sull’acceleratore verrà variata la coppia erogata dal motore e, conseguentemente, anche la velocità del veicolo. Acting on the accelerator will vary the torque delivered by the engine and, consequently, also the speed of the vehicle.

Tale tipo di controllo presenta però uno svantaggio legato al fatto che quando il veicolo procede in discesa, non agendo sull’acceleratore, il motore non produce alcuna coppia, mentre, al contrario, sarebbe necessario che il motore producesse automaticamente una coppia frenante, in maniera tale da far rallentare il veicolo, analogamente al freno motore nei motori a combustione interna. However, this type of control has a disadvantage linked to the fact that when the vehicle proceeds downhill, not acting on the accelerator, the engine does not produce any torque, while, on the contrary, it would be necessary for the engine to automatically produce a braking torque, so such as to slow down the vehicle, similarly to the engine brake in internal combustion engines.

Per ovviare a questo inconveniente, ad esempio, si è pensato di consentire la rotazione dell’acceleratore secondo due versi di rotazione, in un primo caso imponendo coppia positiva, nel secondo caso coppia negativa, facendo quindi funzionare il motore elettrico come generatore. Una tale soluzione è descritta nella domanda di brevetto internazionale n. WO 2003078199. To overcome this drawback, for example, it was decided to allow the accelerator to rotate in two directions of rotation, in the first case by imposing positive torque, in the second case negative torque, thus making the electric motor work as a generator. Such a solution is described in the international patent application n. WO 2003078199.

Anche in questo caso, tuttavia, l’utilizzo dell’accelerazione secondo tali modalità è poco pratico e, soprattutto scarsamente intuitivo per un conducente abituato ad utilizzare motoveicoli tradizionali. Inoltre, tale soluzione non consente di sfruttare al meglio la frenata a recupero, vale a dire l’utilizzo del motore come generatore per la ricarica delle batterie con conseguente azione frenante, in quanto il semplice rilascio dell’acceleratore imposta semplicemente coppia nulla. Al contrario, potrebbe essere desiderabile avere un’azione di recupero anche quando lo scooter è in discesa o rallenta procedendo su un tratto piano, ad esempio avvicinandosi ad un incrocio. Nel sistema descritto nel brevetto suddetto tale azione è demandata alla rotazione negativa dell’accelerazione, pertanto, un movimento poco intuitivo e spontaneo da parte del guidatore. Even in this case, however, the use of acceleration in these ways is impractical and, above all, scarcely intuitive for a driver accustomed to using traditional motor vehicles. Furthermore, this solution does not make it possible to make the most of regenerative braking, that is, the use of the engine as a generator for recharging the batteries with consequent braking action, as the simple release of the accelerator simply sets zero torque. On the contrary, it may be desirable to have a recovery action even when the scooter is downhill or slows down by proceeding on a flat stretch, for example approaching an intersection. In the system described in the aforementioned patent, this action is delegated to the negative rotation of the acceleration, therefore, an unintuitive and spontaneous movement on the part of the driver.

In alternativa, quindi, è stato sviluppato un sistema di controllo di velocità che impone una determinata velocità al motore in base all’angolo di rotazione della manopola dell’acceleratore. As an alternative, therefore, a speed control system has been developed that imposes a certain speed on the engine based on the angle of rotation of the throttle grip.

Tale soluzione risolve i problemi legati all’avanzamento in discesa ed alla scarsa intuitività del controllo, ma presenta lo svantaggio di produrre delle accelerazioni, in particolare da fermo ed alle basse velocità, eccessivamente brusche. Tale comportamento può infatti essere pericoloso quando il veicolo elettrico è adibito al trasporto e, conseguentemente, pesante. Inoltre, in generale, non fornisce delle buone sensazioni al guidatore che ha sostanzialmente l’impressione di avere uno scarso controllo del veicolo. This solution solves the problems related to downhill progress and the lack of intuitiveness of the control, but has the disadvantage of producing accelerations, in particular from standstill and at low speeds, which are excessively abrupt. This behavior can in fact be dangerous when the electric vehicle is used for transport and, consequently, heavy. Furthermore, in general, it does not provide good sensations to the driver who basically has the impression of having poor control of the vehicle.

Pertanto il problema tecnico che è alla base della presente invenzione è quello di fornire un metodo di controllo della velocità di avanzamento in scooter elettrici che consenta di ovviare agli svantaggi sopra menzionati con riferimento alla tecnica nota. Therefore, the technical problem underlying the present invention is that of providing a method of controlling the forward speed in electric scooters which allows to obviate the disadvantages mentioned above with reference to the known art.

Tale problema è risolto dal metodo secondo la rivendicazione 1 e dallo scooter secondo la rivendicazione 10. This problem is solved by the method according to claim 1 and by the scooter according to claim 10.

La presente invenzione presenta alcuni rilevanti vantaggi. Il vantaggio principale consiste nel fatto che il metodo secondo la presente invenzione consente di controllare uno scooter elettrico in maniera intuitiva, pratica e senza creare alcuna situazione di difficoltà per il conducente. In aggiunta, il metodo secondo la presente invenzione è particolarmente adatto ad integrarsi con una funzione di frenata a recupero, senza necessità di agire su comandi specifici. The present invention has some relevant advantages. The main advantage consists in the fact that the method according to the present invention allows to control an electric scooter in an intuitive, practical way and without creating any difficult situation for the driver. In addition, the method according to the present invention is particularly suitable for integrating with a regenerative braking function, without the need to act on specific commands.

Altri vantaggi, caratteristiche e le modalità d’impiego della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo. Verrà fatto riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui: Other advantages, characteristics and methods of use of the present invention will become evident from the following detailed description of some embodiments, presented for illustrative and non-limiting purposes. Reference will be made to the figures of the attached drawings, in which:

la figura 1 è uno schema a blocchi del metodo per il controllo della velocità di avanzamento in scooter a propulsione elettrica secondo la presente invenzione; e le figura 2A e 2B sono due grafici che illustrano esempi di funzione della variazione rispettivamente del guadagno proporzionale e del guadagno integrale di un controllore PID applicato nel metodo secondo la presente invenzione. Figure 1 is a block diagram of the method for controlling the forward speed in electrically propelled scooters according to the present invention; and Figures 2A and 2B are two graphs which illustrate examples of the function of the variation respectively of the proportional gain and of the integral gain of a PID controller applied in the method according to the present invention.

Per inciso, con il termine scooter si intenderà quella una categoria di motoveicoli, dalla caratteristica conformazione della scocca, detta “step-through”, ovverosia attraversabile nel tratto ribassato posto tra il sellino e lo scudo anteriore. Tali veicoli sono normalmente a due ruote ma, in alcuni casi, a tre ruote e, i medesimi concetti inventivi che saranno illustrati a seguire potranno essere applicati anche a quest’ultimo tipo di veicoli. Incidentally, the term scooter will mean that a category of motor vehicles, with the characteristic conformation of the body, called "step-through", that is, it can be crossed in the lowered section between the seat and the front shield. These vehicles are normally two-wheeled but, in some cases, three-wheeled and the same inventive concepts that will be illustrated below can also be applied to the latter type of vehicles.

Con riferimento quindi alla figura 1, viene illustrato uno schema a blocchi che riassume il funzionamento del metodo di controllo della velocità secondo la presente invenzione. In generale, uno scooter elettrico comprende un motore elettrico M, un’unità di controllo CU del motore, in particolare comprendente lo stadio di potenza e collegata al comando dell’acceleratore A e, ovviamente, al motore stesso, ed un gruppo batteria BP per l’alimentazione dello scooter. With reference therefore to Figure 1, a block diagram is illustrated which summarizes the operation of the speed control method according to the present invention. In general, an electric scooter comprises an electric motor M, an engine control unit CU, in particular comprising the power stage and connected to the accelerator control A and, obviously, to the engine itself, and a battery group BP for the power supply of the scooter.

Durante la guida dello scooter, il conducente agisce sul comando dell’acceleratore A in maniera da regolare la velocità di avanzamento del veicolo, similmente ai motoveicoli tradizionali. While driving the scooter, the driver acts on the accelerator control A in order to regulate the forward speed of the vehicle, similar to traditional motor vehicles.

In particolare, per agire sull’accelerazione A, il conducente effettua una rotazione α della manopola dello stesso, rotazione che avrà una determinata ampiezza rispetto ad una posizione di riposo iniziale dell’acceleratore. In particular, to act on acceleration A, the driver performs a rotation α of the grip of the same, a rotation that will have a certain amplitude with respect to an initial rest position of the accelerator.

Quindi, secondo modalità che verranno descritte con maggiore dettaglio a seguire, l’ampiezza dell’angolo di rotazione α verrà trasmessa all’unità di controllo CU, la quale assocerà a tale angolo α una predeterminata velocità obiettivo vt. In altre parole, il conducente, tramite la rotazione della manopola dell’acceleratore, seleziona una velocità a cui desidera procedere, indicata come velocità obiettivo. Then, according to methods that will be described in greater detail below, the amplitude of the rotation angle α will be transmitted to the control unit CU, which will associate this angle α with a predetermined target speed vt. In other words, the driver, by turning the throttle grip, selects a speed at which he wishes to proceed, indicated as the target speed.

Tale operazione può essere semplicemente realizzata tramite l’uso di un potenziometro collegato alla manopola dell’acceleratore, in maniera da fornire un segnale variabile in funzione dell’angolo α. This operation can be simply carried out through the use of a potentiometer connected to the throttle grip, in order to provide a variable signal according to the angle α.

All’interno dell’unità di controllo CU la velocità obiettivo vtviene confrontata con una velocità reale vrche corrisponde alla velocità di avanzamento reale dello scooter, rilevata, ad esempio, tramite un sensore di velocità Sv, associato al motore M. Tale operazione di confronto consente di ottenere un errore di velocità εv, ottenuto dalla differenza tra velocità obiettivo vte velocità reale vr.Inside the control unit CU, the target speed vt is compared with a real speed vr which corresponds to the real forward speed of the scooter, detected, for example, by means of a speed sensor Sv, associated with the engine M. This comparison operation allows to obtain a speed error εv, obtained from the difference between target speed v and real speed vr.

Come illustrato in figura 1, l’unità di controllo CU comprende inoltre un controllore PID CPIDdell’anello di velocità che fornisce un segnale di controllo allo stadio di potenza e, conseguentemente, effettua il controllo del motore. As shown in Figure 1, the CU control unit also includes a CPID PID controller of the speed loop that provides a control signal to the power stage and, consequently, controls the motor.

Come noto, il controllore PID effettua un’azione di regolazione di tipo proporzionale, integrale e derivativo, che viene regolata sulla base dei rispettivi guadagni proporzionale Kp, integrale Kie derivativo Kd. As known, the PID controller performs a proportional, integral and derivative type adjustment action, which is adjusted on the basis of the respective proportional gains Kp, integral K and derivative Kd.

La risposta del motore è quindi fortemente influenzata dai valori di tali guadagni, in particolare, potrà essere definita una risposta più o meno rapida sulla base della regolazione impostata. The response of the motor is therefore strongly influenced by the values of these gains, in particular, a more or less rapid response can be defined on the basis of the set regulation.

Nel metodo di controllo secondo la presente invenzione, il controllore PID utilizza valori dei guadagni, in particolare di Kie Kp, variabili in funzione dell’errore di velocità εv. In the control method according to the present invention, the PID controller uses gain values, in particular of Kie Kp, which are variable as a function of the speed error εv.

Il metodo secondo la presente invenzione prevede in particolare la variazione dei valori dei guadagni Kie Kpdell’anello di controllo di velocità in maniera tale da ottenere una risposta molto rapida del sistema nel caso l’errore di velocità εvsia elevato, ed invece diviene gradualmente ed automaticamente più morbida al diminuire dell’errore εv. The method according to the present invention foresees in particular the variation of the values of the gains Kie Kp of the speed control loop in such a way as to obtain a very rapid response of the system in case the speed error εv is high, and instead gradually and automatically becomes softer as the error εv decreases.

Più precisamente, a valori elevati di Kpcorrispondano risposte più rapide e quindi comportamenti più bruschi mentre, e per valori bassi del guadagno, il sistema ha una dinamica di risposta di primo tipo e più lenta. More precisely, to high values of Kp correspond faster responses and therefore more abrupt behaviors while, and for low values of the gain, the system has a first type and slower response dynamics.

Quindi, per ottenere una risposta più morbida è preferibile diminuire il guadagno proporzionale Kpal diminuire dell’errore εv. Therefore, to obtain a softer response it is preferable to decrease the proportional gain Kpal and decrease the error εv.

Inoltre, sperimentalmente si è osservato che, per ottenere una risposta più corretta, è invece preferibile aumentare il guadagno integrale Kial diminuire dell’errore εv. Furthermore, it was experimentally observed that, to obtain a more correct response, it is preferable to increase the integral gain Kial to decrease the error εv.

La metodologia di controllo della velocità di avanzamento secondo la presente invenzione è quindi basata su un primo passo di impostare la velocità obiettivo vt, agendo sul comando dell’acceleratore e, in particolare, a seconda dell’angolo α. The method of controlling the speed of advancement according to the present invention is therefore based on a first step of setting the target speed vt, acting on the accelerator control and, in particular, depending on the angle α.

Al tempo stesso viene rilevata la velocità reale vrdello scooter tramite un apposito sensore Sv, che viene confrontata con la velocità obiettivo vt. At the same time, the real speed vrdello scooter is detected by means of a special sensor Sv, which is compared with the target speed vt.

I valori del guadagno proporzionale Kped integrale Kidel controllore PID saranno quindi variabili in funzione dell’errore di velocità εv, ottenuto tramite il confronto fra la velocità reale vre la velocità obiettivo vt. The values of the proportional gain Kped integral Kidel PID controller will therefore be variable as a function of the speed error εv, obtained by comparing the real speed vre and the target speed vt.

Quindi, il motore elettrico M dello scooter viene azionato, sulla base dei valori del guadagno proporzionale Kped integrale Ki, in maniera tale che il veicolo tenda a portarsi alla velocità obiettivo vtimpostata dal conducente. Then, the electric motor M of the scooter is activated, on the basis of the values of the proportional gain Kped integral Ki, in such a way that the vehicle tends to move to the target speed vt set by the driver.

Grazie a tale metodologia di controllo, lo scooter diminuirà la propria accelerazione quando è vicino alla velocità obiettivo, fornendo così un comportamento più intuitivo e semplice da controllare per il guidatore. Thanks to this control methodology, the scooter will decrease its acceleration when it is close to the target speed, thus providing a more intuitive and easier to control behavior for the driver.

Ad esempio, nel caso lo scooter sia fermo e il guidatore voglia regolare la potenza ottenuta per raggiungere una determinata velocità potrà accelerare molto per avere una rapida risposta. Infatti in questo moto il sistema andrà ad utilizzare valori elevati del guadagno proporzionale Kpin quanto l’errore εvsarà grande. For example, if the scooter is stationary and the driver wants to adjust the power obtained to reach a certain speed, he can accelerate a lot to get a quick response. In fact, in this motion the system will use high values of the proportional gain Kpin as the error εv will be large.

Se il guidatore vuole invece avere un comportamento progressivo del veicolo accelererà gradualmente in maniera tale da selezionare valori di Kppiù piccoli e quindi ottenere una risposta più morbida. If, on the other hand, the driver wants to have a progressive behavior of the vehicle, he will gradually accelerate in such a way as to select small values of Kppiù and therefore obtain a softer response.

Con riferimento ai grafici di figure 2A e 2B, che illustrano un possibile esempio di variazione rispettivamente del guadagno proporzionale Kpe del guadagno integrale Kial variare dell’errore di velocità ε, il metodo di variazione dei guadagni del controllore PID può essere modificato in funzione dell’errore di velocità determinato. With reference to the graphs of figures 2A and 2B, which illustrate a possible example of variation respectively of the proportional gain Kp and the integral gain Kial varying the speed error ε, the method of variation of the gains of the PID controller can be modified according to the speed error determined.

Più precisamente, come si può notare dai grafici, gli andamenti del guadagno proporzionale Kpe del guadagno integrale Kisono tali per cui si mantengono costanti per errori di velocità inferiori ad un errore di velocità minino εvmine superiori ad un errore di velocità massimo εvmax, mentre variano secondo quanto descritto precedentemente tra tali valori. In questo modo, vengono evitate eventuali instabilità del sistema, che potrebbero avere luogo per valori dei guadagni Kpe Kieccessivamente bassi o elevati. More precisely, as can be seen from the graphs, the trends of the proportional gain Kp and the integral gain Kis are such that they remain constant for speed errors lower than a minimum speed error εvmine higher than a maximum speed error εvmax, while they vary according to as previously described between these values. In this way, possible system instabilities are avoided, which could occur due to excessively low or high values of Kpe Ki gains.

In aggiunta, il metodo di variazione può essere ulteriormente modificato per velocità prossime alla velocità massima. In particolare, infatti, in questa situazione, si avrebbe, all’avvicinarsi della velocità massima, un errore di velocità sempre più piccolo, quindi con risposte sempre più lente del sistema. Pertanto, teoricamente, lo scooter non raggiungerebbe mai la velocità massima. Per ovviare a tale problema, è possibile prevedere una differente strategia di variazione dei guadagni, in particolare alle alte velocità. Ad esempio, sarà possibile prevedere un coefficiente moltiplicativo funzione della velocità reale dello scooter o, in generale, potranno essere utilizzate delle funzioni matematiche, che si discostano dall’andamento illustrato nelle figure 2A e 2B, che tengano conto delle problematiche che si manifestano a velocità prossime alla massima. In addition, the variation method can be further modified for speeds close to the maximum speed. In particular, in fact, in this situation, there would be, as the maximum speed approaches, an increasingly smaller speed error, therefore with increasingly slower system responses. Therefore, theoretically, the scooter would never reach its maximum speed. To overcome this problem, it is possible to envisage a different strategy for varying the gains, in particular at high speeds. For example, it will be possible to predict a multiplicative coefficient as a function of the real speed of the scooter or, in general, it will be possible to use mathematical functions, which differ from the trend illustrated in figures 2A and 2B, which take into account the problems that occur at speed. close to the maximum.

In altre parole, quindi, il guadagno proporzionale Kped il guadagno integrale Kipotranno variare in funzione dell’errore di velocità ε in base a predeterminate funzioni matematiche che tengano conto di altri parametri relativi al moto dello scooter. In other words, therefore, the proportional gain Kp and the integral gain K may vary as a function of the speed error ε based on predetermined mathematical functions that take into account other parameters relating to the motion of the scooter.

Si noti infine che il metodo secondo la presente invenzione prevede l’utilizzo di un controllore di coppia che trasmette un segnale allo stadio di potenza sulla base di un errore di coppia analogamente a quanto descritto per l’anello di velocità. Finally, note that the method according to the present invention provides for the use of a torque controller that transmits a signal to the power stage on the basis of a torque error similarly to what is described for the speed loop.

In questo caso, la coppia obiettivo Ttverrà impostata sulla base di un segnale fornito dal controllore PID, in funzione dell’errore di velocità e quindi dei guadagni Kp, Ki, Kddello stesso. In this case, the target torque Tt will be set on the basis of a signal provided by the PID controller, as a function of the speed error and therefore of the gains Kp, Ki, Kd of the same.

Tramite un apposito sensore di coppia STviene rilevata un valore di coppia reale Trdel motore dello scooter, che viene confrontato con la coppia obiettivo Ttsuddetta, fornendo un errore di coppia εT. By means of a special torque sensor ST, a real torque value Tr of the scooter engine is detected, which is compared with the target torque Ttsud said, providing a torque error εT.

Attraverso lo stadio di potenza verrà quindi comandato il motore elettrico M dello scooter in maniera fornire la coppia obiettivo Ttrichiesta. The electric motor M of the scooter will then be controlled through the power stage so as to provide the target torque T required.

Si noti pertanto che, nel momento in cui il guidatore rilascerà l’acceleratore, verrà impostata una velocità obiettivo nulla, con un errore di velocità negativo e, la coppia obiettivo che verrò impostata sarà negativa, facendo perciò correttamente funzionare il motore come freno. Tale aspetto si rivela poi particolarmente vantaggioso nel caso sia utilizzato un sistema di frenata a recupero, nel quale le batterie potranno essere ricaricate nel momento in cui è richiesta coppia negativa ed il motore, per generare l’effetto frenante, funziona come generatore. Therefore, note that, when the driver releases the accelerator, a zero target speed will be set, with a negative speed error, and the target torque that will be set will be negative, thus making the engine work correctly as a brake. This aspect is then particularly advantageous if a regenerative braking system is used, in which the batteries can be recharged when negative torque is required and the engine, to generate the braking effect, works as a generator.

La presente invenzione è stata fin qui descritta con riferimento a forme preferite di realizzazione. È da intendersi che possano esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, tutte rientranti nell’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito esposte. The present invention has been described up to now with reference to preferred embodiments. It is to be understood that there may be other embodiments that refer to the same inventive core, all falling within the scope of the claims set out below.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per il controllo della velocità di avanzamento in scooter a propulsione elettrica, comprendente i passi di: a. impostare una velocità obiettivo (vt); b. rilevare una velocità reale (vr) del motore elettrico (M) dello scooter; c. confrontare la velocità reale (vr) con la velocità obiettivo (vt); d. comandare il motore elettrico (M) dello scooter in maniera tale che tenda a portarsi a detta velocità obiettivo (vt), caratterizzato dal fatto che detto passo di comandare il motore elettrico ha luogo tramite un controllore di tipo PID (CPID), in cui il valore del guadagno proporzionale (Kp) del controllore PID (CPID) è variabile in funzione di un errore di velocità (εv) ottenuto da detto passo di confronto fra la velocità reale (vr) e la velocità obiettivo (vt). CLAIMS 1. Method for controlling the ground speed in electric powered scooters, comprising the steps of: to. set a target speed (vt); b. detect a real speed (vr) of the electric motor (M) of the scooter; c. compare the real speed (vr) with the target speed (vt); d. control the electric motor (M) of the scooter in such a way that it tends to reach said target speed (vt), characterized by the fact that said step of controlling the electric motor takes place through a PID controller (CPID), in which the value of the proportional gain (Kp) of the PID controller (CPID) is variable as a function of a speed error (εv ) obtained from said comparison step between the real speed (vr) and the target speed (vt). 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il valore del guadagno proporzionale (Kp) viene aumentato all’aumentare di detto errore di velocità (εv). 2. Method according to claim 1, in which the value of the proportional gain (Kp) is increased as said speed error (εv) increases. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il valore del guadagno<proporzionale (Kp) è tale per cui:> • si mantiene costante per errori di velocità inferiori ad un errore divelocità minino (εvmin) e superiori ad un errore di velocità massimo<(εvmax);> • varia per errori di velocità compresi tra detto errore di velocità minino(εvmin) e detto errore di velocità massimo (εvmax). Method according to claim 1 or 2, wherein the value of the <proportional gain (Kp) is such that:> • it remains constant for speed errors lower than a minimum speed error (εvmin) and higher than a maximum speed error <(εvmax);> • varies for speed errors between said minimum speed error (εvmin) and said maximum speed error (εvmax). 4. Metodo secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui il valore del guadagno integrale (Ki) del controllo PID (CPID) è variabile in funzione di detto errore di velocità (εv). Method according to one of the preceding claims, wherein the value of the integral gain (Ki) of the PID control (CPID) is variable as a function of said speed error (εv). 5. Metodo secondo la rivendicazione 4, in cui il valore del guadagno integrale (Ki) viene diminuito all’aumentare di detto errore di velocità (εv). 5. Method according to claim 4, in which the value of the integral gain (Ki) is decreased as the said speed error (εv) increases. 6. Metodo secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui il valore del guadagno integrale<(Ki) è tale per cui:> • si mantiene costante per errori di velocità inferiori ad un errore divelocità minino (εvmin) e superiori ad un errore di velocità massimo (εvmax); • varia per errori di velocità compresi tra detto errore di velocità minino (εvmin) e detto errore di velocità massimo (εvmax). Method according to claim 4 or 5, wherein the value of the integral gain <(Ki) is such that:> • it remains constant for speed errors lower than a minimum speed error (εvmin) and higher than a maximum speed error (εvmax); • varies for speed errors between said minimum speed error (εvmin) and said maximum speed error (εvmax). 7. Metodo secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui detto passo di impostare una velocità obiettivo (Vt) è effettuato agendo sull’acceleratore (A) dello scooter. 7. Method according to one of the preceding claims, in which said step of setting a target speed (Vt) is carried out by acting on the accelerator (A) of the scooter. 8. Metodo secondo la rivendicazione 5, in cui detta velocità obiettivo (Vt) è associata all’ampiezza dell’angolo di rotazione (α) di una manopola di comando dell’acceleratore (A) dello scooter rispetto ad una posizione di riposo iniziale. 8. Method according to claim 5, wherein said target speed (Vt) is associated with the amplitude of the angle of rotation (α) of a throttle control knob (A) of the scooter with respect to an initial rest position. 9. Metodo secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui detto passo di comandare il motore elettrico (M) in maniera tale che il veicolo tenda a portarsi a detta velocità obiettivo (vt) comprende ulteriori passi di: • impostare una coppia obiettivo (Tt); • rilevare una coppia reale (Tr) del motore elettrico (M) dello scooter; • confrontare la coppia reale (Tr) con la coppia obiettivo (Tt); • comandare il motore elettrico (M) in maniera da fornire detta coppia obiettivo (Tt), detta coppia obiettivo (vt) essendo determinata sulla base di un segnale fornito da detto controllore PID (CPID), in funzione dell’errore di velocità (εv) e dei guadagni (Kp, Ki) conseguentemente determinati. Method according to one of the preceding claims, wherein said step of controlling the electric motor (M) in such a way that the vehicle tends to reach said target speed (vt) comprises further steps of: • set a target torque (Tt); • detect a real torque (Tr) of the electric motor (M) of the scooter; • compare the real torque (Tr) with the target torque (Tt); • command the electric motor (M) so as to provide said target torque (Tt), said target torque (vt) being determined on the basis of a signal provided by said PID controller (CPID), as a function of the speed error (εv) and consequently determined gains (Kp, Ki). 10. Scooter a propulsione elettrica comprendente un motore elettrico (M), un’unità di controllo (CU) di detto motore (M), associata ad un comando acceleratore (A) ed a un gruppo batterie (BP), detta unità di controllo comprendente un controllore di tipo PID (CPID) dell’anello di controllo della velocità, caratterizzato dal fatto che i guadagni (Kp, Ki) di detto controllore PID (CPID) sono regolati tramite un metodo secondo una delle precedenti rivendicazioni.10. Electric propulsion scooter comprising an electric motor (M), a control unit (CU) of said motor (M), associated with an accelerator control (A) and a battery group (BP), said control unit comprising a PID type controller (CPID) of the speed control loop, characterized in that the gains (Kp, Ki) of said PID controller (CPID) are regulated by a method according to one of the preceding claims.
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