On optimal gear shifting in city bikes

In the last decades electronic is spreading more and more in human life with the aim of improving performance, user-friendliness, safety, and comfort. In the years of the fight against pollution, bicycles have been making a comeback and the comfort problem related to their use has become of significant interest. For the first time in literature, this Master thesis addresses the comfort problem during the gear shifting phase. Under non-restrictive assumptions, a solution is developed providing an estimate for the two key elements of a gear shifter: the cadence and the best shifting instant. The first one is obtained from the rear wheel velocity after the automatic learning of the gear ratios; the best shifting instant is instead formulated as a local minimum acceleration point seeking. Experiments performed on a real testing setup are finally provided to prove and quantify the comfort improvement.

Negli ultimi decenni l'elettronica si sta diffondendo sempre di più con lo scopo di aumentare le prestazioni, la intuitività dell’uso, la sicurezza ed il comfort. Negli anni della lotta all'inquinamento, le biciclette sono tornate in auge e il problema del comfort legato al loro utilizzo è diventato di notevole interesse. Per la prima volta in letteratura, questa tesi Magistrale affronta il problema del comfort durante il cambio di marcia. Con presupposti non restrittivi, viene sviluppata una soluzione che fornisca una stima dei due elementi chiave di un cambio di marcia: la cadenza e l'istante del cambio migliore. Il primo si ottiene dalla velocità della ruota posteriore dopo l'apprendimento automatico dei rapporti di trasmissione; l'istante di cambiata migliore è invece formulato come ricerca del punto di minima accelerazione locale. Vengono infine forniti esperimenti effettuati su un vero e proprio veicolo di prova per dimostrare e quantificare il miglioramento del comfort.