Observador del par ejercido por el ciclista en bicicletas eléctricas con asistencia al pedaleo

Abstract

En este trabajo se propone un observador para estimar el par efectuado por un ciclista en el eje trasero de una bicicleta eléctrica cuya información es utilizada para aplicar una estrategia de asistencia al pedaleo que cumple con la normativa europea. Para ello, en primer lugar, se obtiene el modelo dinámico longitudinal de la bicicleta incluyendo la carga resistente. A partir de este modelo se propone un observador para la estimación del par del ciclista utilizando las mediciones disponibles en el control del motor eléctrico, donde la velocidad es estimada a partir de un algoritmo PLL. De esta manera, la estrategia de asistencia se puede aplicar sin la necesidad de sensores de par ni de posición/velocidad. Por último, para validar el observador propuesto, se presentan resultados experimentales utilizando una bicicleta eléctrica rodado 26 conducida por dos conductores de diferente peso.

An observer to estimate the torque made by a cyclist on the rear axle of an electric bicycle is proposed in this work. The observer’s information is used to apply an electric assistance strategy complying with european regulations. For that purpose, the dynamic longitudinal model of the bicycle including the resistant load is obtained. Then, the observer to estimate the cyclist’s torque is presented. This observer is based on the dynamic model of the bicycle and the measurements used for the control of the electric motor, where the speed is estimated from a PLL algorithm. Therefore the assistance strategy can be applied without the need of torque and speed sensors. Finally, to validate the proposed observer, experimental results are presented using an electric bicycle driven by two drivers with different weight.