Advanced ride-by-wire systems for light and electric vehicles

In this thesis the development of two innovative vehicles for personal transportation will be described. The first is a micro-vehicle, named Flyboard, which fits the mobility needs in internal wide areas (e.g. Expositions, Airports, Railway stations). Flyboard is basically a platform suspended on 4 wheels (2 driving wheels and 2 pivoting wheels). This vehicle can be driven by balancing the weight on the plantar foot sensors or by using a smartphone as a joystick. The second vehicle is an electric pedal assisted bicycle (EPAC) that is energetically autonomous, that is the battery has never to be recharged. “Bike+”, that is its name, maximize the metabolic efficiency of the cyclist, that is minimize his fatigue, by utilizing the system energy in a smart way. In order to achieve that goal the metabolic efficiency of the human engine has been inspected when a man is pedaling. After that an energy management algorithm has been developed in order to maximize the cyclist’s efficiency. Finally a new concept of multi-vehicle/multi-business vehicle sharing has been designed. It is based on the “key-less mobility” idea, that is thanks to a smartphone application the user can access all the system services including, for instance, the vehicle ignition command.

In questa tesi è illustrata la realizzazione di due veicoli per il trasporto personale altamente innovativi: il primo è un micro-veicolo, chiamato Flyboard, per la mobilità in spazi interni (e.g. fiere, aeroporti, stazioni ferroviarie, etc.). Flyboard consiste di una piattaforma sospesa su 4 ruote, due delle quali motorizzate. Il veicolo può essere guidato spostando il peso sui sensori plantari oppure utilizzando lo smartphone come un joystick . Il secondo veicolo realizzato è una bicicletta a pedalata assistita energeticamente autonoma; “Bike+”, sfruttando il concetto di volano elettrico, massimizza l’efficienza metabolica (e quindi minimizza la fatica) del ciclista in un normale utilizzo urbano. Per giungere a tale obiettivo è stato necessario studiare il metabolismo del corpo umano durante la pedalata per poi sviluppare un algoritmo di gestione energetica del veicolo. Infine è presentato un concept di vehicle sharing multi-veicolo/multi-business innovativo che si basa sull’idea di “key-less mobility”; grazie a un’applicazione su smartphone l’utente può accedere a tutti i servizi offerti dal vehicle sharing, compresa l’accensione/spegnimento del veicolo.