DE102011083980A1 - Drive system for bicycle, has auxiliary motor, drive wheel which is driven by auxiliary motor, pedal, and unit for detecting actual torque at pedal and actual velocity of bicycle - Google Patents
Drive system for bicycle, has auxiliary motor, drive wheel which is driven by auxiliary motor, pedal, and unit for detecting actual torque at pedal and actual velocity of bicycle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102011083980A1 DE102011083980A1 DE201110083980 DE102011083980A DE102011083980A1 DE 102011083980 A1 DE102011083980 A1 DE 102011083980A1 DE 201110083980 DE201110083980 DE 201110083980 DE 102011083980 A DE102011083980 A DE 102011083980A DE 102011083980 A1 DE102011083980 A1 DE 102011083980A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- bicycle
- speed
- target
- drive wheel
- actual
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000003387 muscular Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
- B62M6/45—Control or actuating devices therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
- B62M6/60—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Fahrrad. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Antriebssystem für ein Fahrrad mit mindestens einem Hilfsmotor, mindestens einem Antriebsrad, das durch den mindestens einen Hilfsmotor antreibbar ist, und einer Pedalerie. Mittel zum Erfassen eines Ist-Drehmoments an der Pedalerie und einer Ist-Geschwindigkeit des Fahrrads sind ebenfalls vorgesehen.The present invention relates to a drive system for a bicycle. More particularly, the present invention relates to a drive system for a bicycle having at least one auxiliary motor, at least one drive wheel drivable by the at least one auxiliary motor, and a pedal. Means for detecting an actual torque on the pedal and an actual speed of the bicycle are also provided.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Fahrrad mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem.The present invention also relates to a bicycle with the drive system according to the invention.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrrads mit mindestens einem Hilfsmotor. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrrads mit mindestens einem Hilfsmotor, wobei eine Soll-Geschwindigkeit des Fahrrads vorgegeben sowie eine Ist-Geschwindigkeit des Fahrrads und ein Ist-Drehmoments an einer Pedalerie ermittelt werden.The present invention further relates to a method of operating a bicycle having at least one auxiliary motor. More particularly, the present invention relates to a method of operating a bicycle having at least one auxiliary motor, wherein a desired speed of the bicycle is predetermined and an actual speed of the bicycle and an actual torque are determined on a pedal.
Gebiet der ErfindungField of the invention
Elektrisch unterstützte Fahrräder mit jeweils mindestens einem Hilfsmotor, beispielsweise einem Elektromotor, und Pedalerie ((Tret-)Kurbeln) sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise als sogenannte Pedelecs, eBikes oder Elektrofahrräder. Üblicherweise wird der elektromotorische Antrieb eines Elektrofahrrads nur zeitweise zugeschaltet, wenn gleichzeitig der Pedalantrieb betätigt wird. Zusätzlich kann ggf. elektrische Energie auch durch eine rekuperative Bremse gewonnen werden, indem die mechanische Energie der Bremse in elektrische Energie umwandelt wird, die ebenfalls dem mindestens einen Hilfsmotor zumindest teilweise zur Verfügung stellbar ist.Electrically assisted bicycles, each with at least one auxiliary motor, such as an electric motor, and pedals ((pedal) cranks) are known from the prior art, for example as so-called pedelecs, eBikes or electric bicycles. Usually, the electromotive drive of an electric bicycle is only temporarily switched on when the pedal drive is actuated at the same time. In addition, if necessary, electrical energy can also be obtained by a recuperative brake in that the mechanical energy of the brake is converted into electrical energy, which is likewise at least partially available to the at least one auxiliary motor.
Damit das Fahrrad eine vorgegebene Geschwindigkeit erreicht und einhält, sind im Wesentlichen zwei Prinzipien bekannt, wie nachfolgend kurz beschrieben wird.For the bicycle to reach and maintain a given speed, essentially two principles are known, as will be briefly described below.
Bei dem ersten Prinzip wird in älteren Fahrrad-Modellen eine feste Geschwindigkeit eingestellt, zum Beispiel in zwei Stufen, die der Hilfsmotor dann einhält. Nachteilig dabei ist, dass zwar äußere Umstände bzw. Störungen, wie beispielweise Wind (Seiten-, Rücken- oder Gegenwind) und Steigung, ausgeregelt werden, die Dynamik des Fahrrads aber nicht mehr mit dem Drehmoment (auch Trittmoment oder Tret-Drehmoment genannt) des Fahrers an der Pedalerie zusammen hängt.In the first principle, a fixed speed is set in older bicycle models, for example in two stages, which then complies with the auxiliary engine. The disadvantage here is that although external circumstances or disturbances, such as wind (side, back or headwind) and incline, are regulated, the dynamics of the bike but not with the torque (also called torque or treadle torque) of the Driver's hanging on the pedals together.
Bei dem zweiten Prinzip werden in aktuellen Fahrrad-Modellen die Tretkraft bzw. das daraus resultierende Tret-Drehmoment und/oder die Drehzahl (Trittfrequenz) des Fahrers an der Pedalerie gemessen. Der Hilfsmotor unterstützt dann mit einem dazu proportionalen Drehmoment (Motormoment). Je nach gemessenem Drehmoment an der Pedalerie erhält der Fahrer zum Beispiel eine einstellbare Unterstützung durch den Hilfsmotor in Höhe von 50%, 100% oder 150% des selbst eingesetzten Drehmoments an der Pedalerie. Das Drehmoment des mindestens einen Hilfsmotors wird also entsprechend proportional zum Drehmoment an der Pedalerie eingestellt. Solch eine Vorgehensweise wird beispielsweise bei den internationalen Patentanmeldungen
Die internationale Patentanmeldung
Aufgabe der Erfindung ist, ein Antriebssystem für ein Fahrrad mit mindestens einem Hilfsmotor und mindestens einem dadurch antreibbaren Antriebsrad zu schaffen, wobei das Antriebssystem benutzerfreundlich, energieeffizient und ergonomisch unabhängig von äußeren Störungen mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit und Beschleunigung betreibbar ist, wobei ein starker Schlupf des mindestens einen Antriebsrads verhindert oder zumindest stark reduziert und zudem die Herstellung einfach und kostengünstig ist. Diese Aufgabe wird durch ein Antriebssystem nach Anspruch 1 gelöst.The object of the invention is to provide a drive system for a bicycle with at least one auxiliary motor and at least one drive wheel driven thereby, wherein the drive system is user friendly, energy efficient and ergonomically independent of external disturbances with a predetermined speed and acceleration is operable, with a strong slip of at least prevents a drive wheel or at least greatly reduced and also the production is simple and inexpensive. This object is achieved by a drive system according to
Aufgabe der Erfindung ist auch, ein Fahrrad mit mindestens einem Hilfsmotor und mindestens einem dadurch antreibbaren Antriebsrad zu schaffen, wobei das Fahrrad benutzerfreundlich, energieeffizient und ergonomisch unabhängig von äußeren Störungen mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit und Beschleunigung betreibbar ist, wobei ein starker Schlupf des mindestens einen Antriebsrads verhindert oder zumindest stark reduziert und zudem die Herstellung einfach und kostengünstig ist. Diese Aufgabe wird durch ein Fahrrad nach Anspruch 2 gelöst.The object of the invention is also to provide a bicycle with at least one auxiliary motor and at least one drive wheel driven thereby, the bicycle is user friendly, energy efficient and ergonomically independent of external disturbances with a predetermined speed and acceleration is operable, with a strong slip of the at least one drive wheel prevented or at least greatly reduced and also the production is simple and inexpensive. This object is achieved by a bicycle according to
Aufgabe der Erfindung ist ferner, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrrads mit mindestens einem Hilfsmotor und mindestens einem dadurch antreibbaren Antriebsrad zu schaffen, wobei das Fahrradfahren benutzerfreundlich, energieeffizient und ergonomisch unabhängig von äußeren Störungen mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit und Beschleunigung ist, wobei ein starker Schlupf des mindestens einen Antriebsrads verhindert oder zumindest stark reduziert wird. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 3 gelöst.The object of the invention is also to provide a method for operating a bicycle with at least one auxiliary motor and at least one drive wheel driven thereby, wherein the cycling is user friendly, energy efficient and ergonomically independent of external disturbances with a predetermined speed and acceleration, with a strong slip of the prevents at least one drive wheel or at least greatly reduced. This object is achieved by a method according to
Das erfindungsgemäße Antriebssystem für ein Fahrrad umfasst mindestens einen Hilfsmotor, mindestens ein Antriebsrad, das durch den mindestens einen Hilfsmotor antreibbar ist, eine Pedalerie und mindestens ein Mittel zum Erfassen eines Ist-Drehmoments MP an der Pedalerie und einer Ist-Geschwindigkeit vF,Ist des Fahrrads. Die Mittel können beispielsweise entsprechend geeignete Sensoren aus dem Stand der Technik sein und sind einem zuständigen Fachmann hinlänglich bekannt. Erfindungsgemäß ist zudem eine Steuer-/Regeleinheit vorgesehen, die mit der Pedalerie und dem mindestens einen Hilfsmotor derart verbunden ist, dass eine Soll-Geschwindigkeit vF,Soll des Fahrrads und eine Soll-Winkelbeschleunigung αSoll des mindestens einen Antriebsrads jeweils als eine Funktion des erfassten Ist-Drehmoments MP an der Pedalerie und der erfassten Ist-Geschwindigkeit vF,Ist des Fahrrads steuerbar und regelbar sind:
Soll-Geschwindigkeit des Fahrrads VF,Soll = Funktion(Trittmoment MP, Ist-Geschwindigkeit vF,Ist)
Soll-Winkelbeschleunigung αSoll = Funktion(Trittmoment MP, Ist-Geschwindigkeit vF,Ist des Fahrrads)The drive system for a bicycle according to the invention comprises at least one auxiliary motor, at least one drive wheel which can be driven by the at least one auxiliary motor, a pedal and at least one means for detecting an actual torque M P at the pedal and an actual speed v F, Ist of the bicycle. By way of example, the means may be correspondingly suitable sensors from the prior art and are well known to a person skilled in the art. According to the invention a control / regulating unit is also provided, which is connected to the pedals and the at least one auxiliary motor such that a target speed v F, desired of the bicycle and a target angular acceleration α target of at least one drive wheel each as a function of detected actual torque M P at the pedal and the detected actual speed v F, Is the bicycle controllable and controllable are:
Desired speed of the bicycle V F, setpoint = function (moment of kicking moment M P , actual speed v F, actual )
Target angular acceleration α target = function (moment of impact M P , actual speed v F, is the bicycle)
Bei dem Regler bzw. der erfindungsgemäßen Steuer-/Regeleinheit wird also nicht das Drehmoment des Hilfsmotors geregelt, wie beim oben beschriebenen zweiten Prinzip aus dem Stand der Technik, sondern die Geschwindigkeit des Fahrrads und die Winkelbeschleunigung des mindestens durch den Hilfsmotor angetriebenen Antriebsrads. Für den Fahrer ergibt sich somit ein dauerhaft angenehmes Fahrgefühl, da sein Tretverhalten dem tatsächlichen Fahren, also der Geschwindigkeit des Fahrrads, angepasst und eine konstante Geschwindigkeit erreicht wird. Das Fahren ist somit benutzerfreundlich, ergonomisch und unabhängig von äußeren Störungen.In the controller or the control unit according to the invention, therefore, not the torque of the auxiliary motor is controlled, as in the above-described second principle of the prior art, but the speed of the bicycle and the angular acceleration of at least driven by the auxiliary motor drive wheel. For the driver, this results in a long-lasting pleasant driving experience, as his pedaling behavior is adapted to the actual driving, ie the speed of the bicycle, and a constant speed is achieved. Driving is thus user-friendly, ergonomic and independent of external disturbances.
Die Beschleunigung aF des Fahrrads hängt bekanntlich von der Masse mF des Fahrrads und von der Gesamtkraft FGes ab, die auf das Fahrrad ausgeübt wird. Die Gesamtkraft FGes setzt sich im Wesentlichen zusammen aus den folgenden Kräften:
- • Motorkraftmit MM = Drehmoment des mindestens einen Hilfsmotors,
- • Trittkraftmit MP = Drehmoment der Pedalerie, rRad = Radius des mindestens einen Antriebsrads, ü = Übersetzungsverhältnis,
- • Hangabtriebskraft FG·sin(φ), wobei φ der Winkel bezüglich der Steigung der Fahrtstrecke ist,
- • Reibungskraft FReibung und
- • Luftwiderstand FLuftwiderstand.
- • engine power with M M = torque of the at least one auxiliary motor,
- • pedaling force with M P = torque of the pedal, r Rad = radius of the at least one drive wheel, ü = transmission ratio,
- Downgrade force F G · sin (φ), where φ is the angle with respect to the slope of the route,
- • friction force F friction and
- • Air resistance F Air resistance .
Die Gesamtkraft FGes ergibt sich somit zu: The total force F Ges thus results in:
Die Motorkraft und die Trittkraft sind antreibende Kräfte (Antriebskräfte) und die Hangabtriebskraft, die Reibungskraft und der Luftwiderstand sind bremsende Kräfte (Bremskräfte). Ziel ist nun, die aufgrund der oben beschriebenen äußeren Störungen wechselhaft auftretenden Bremskräfte zu kompensieren und stattdessen die Gesamtkraft FGes fest vorzugeben. Die Soll-Geschwindigkeit vF,Soll des Fahrrads kann dann aus der Gesamtkraft FGes wie folgt berechnet werden:
vF,Soll = ∫aF·dt + VF,o = ∫FGes/mF·dt + vF,o, wobei vF,o der Anfangswert der Geschwindigkeit des Fahrrads ist.The engine power and the pedaling force are driving forces and the downhill driving force, the friction force and the air resistance are braking forces. The aim now is to compensate for the braking forces which occur due to the external disturbances described above, and instead to specify the total force F Ges firmly. The target speed v F, target of the bicycle can then be calculated from the total force F Ges as follows:
v F, Soll = ∫a F · dt + V F, o = ∫ F Ges / m F · dt + v F, o , where v F, o is the initial value of the speed of the bicycle.
Das erfindungsgemäße Fahrrad umfasst ein erfindungsgemäßes Antriebssystem wie oben beschrieben. Für einen Fachmann ist offensichtlich, dass das Fahrrad statt mit einem einzigen Hilfsmotor auch mit mehreren Hilfsmotoren ausgestattet sein kann, beispielsweise je Rad mit einem Hilfsmotor. Die Ausführungen in der nachfolgenden Beschreibung für einen Hilfsmotor gelten daher sinngemäß immer auch für mehrere Hilfsmotoren.The bicycle according to the invention comprises a drive system according to the invention as described above. It will be apparent to one skilled in the art that instead of having a single auxiliary motor, the bicycle may be equipped with a plurality of auxiliary motors, for example one wheel each with an auxiliary motor. The remarks in the following description for an auxiliary motor therefore apply mutatis mutandis to several auxiliary motors.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Fahrrads mit mindestens einem Hilfsmotor, mindestens einem Antriebsrad und einer Pedalerie sind die folgenden Schritte vorgesehen, wie nachfolgend beschrieben wird. Eine Soll-Geschwindigkeit vF,Soll des Fahrrads wird vorgegeben. Zudem werden eine Ist-Geschwindigkeit vF,Ist des Fahrrads und ein Ist-Drehmoment Mp an der Pedalerie ermittelt. Erfindungsgemäß werden eine Soll-Geschwindigkeit vF,Soll des Fahrrads und eine Soll-Winkelbeschleunigung αSoll des mindestens einen Antriebsrads aus dem ermittelten Ist-Drehmoment MP an der Pedalerie und der ermittelten Ist-Geschwindigkeit VF,Ist des Fahrrads ermittelt. Der mindestens eine Hilfsmotors wird derart eingestellt, dass das mindestens eine Antriebsrad mit der Soll-Winkelbeschleunigung αSoll solange betrieben wird, bis die ermittelte Ist-Geschwindigkeit vF,Ist des Fahrrads der Soll-Geschwindigkeit vF,Soll des Fahrrads zumindest annähernd entspricht.In the method according to the invention for operating a bicycle with at least one auxiliary motor, at least one drive wheel and a pedal, the following steps are provided, as described below. A target speed v F, target of the bicycle is specified. In addition, an actual speed v F, the bicycle and an actual torque M p are determined at the pedals. According to the invention, a desired speed v F, desired value of the bicycle and a desired angular acceleration α desired of the at least one drive wheel are determined from the determined actual torque M P at the pedal and the determined actual speed V F, Ist of the bicycle. The at least one auxiliary motor is set in such a way that the at least one drive wheel is operated with the desired angular acceleration α setpoint until the determined actual speed v F, Ist of the bicycle corresponds at least approximately to the setpoint speed v F, target of the bicycle.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Steuer- und Regelkreis dadurch gebildet, dass die Soll-Geschwindigkeit vF,Soll des Fahrrads und die Soll-Winkelbeschleunigung αSoll Führungsgrößen, eine Steuer-/Regeleinheit gemäß obiger Beschreibung den Regler, der für das mindestens eine Antriebsrad
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine Tretkraft FP an der Pedalerie erfasst. Das Drehmoment MM des mindestens einen Hilfsmotors (Motormoment) wird dann derart geregelt, dass sich auf Basis der erfassten Tretkraft FP die ermittelte Soll-Geschwindigkeit vF,Soll des Fahrrads und die ermittelte Soll-Winkelbeschleunigung αSoll des mindestens einen Antriebsrads einstellen. Das Motormoment hängt also nicht direkt vom Tretmoment ab, sondern vielmehr wird das Motormoment so geregelt, dass die Beschleunigung des Fahrrads mit der Trittkraft zusammenhängt. According to a further embodiment of the method, a treading force F P is detected at the pedal. The torque M M of the at least one auxiliary engine (engine torque) is then controlled in such a way that, based on the detected pedaling force F P, the determined target speed v F, desired value of the bicycle and the determined target angular acceleration α setpoint of the at least one drive wheel are set. The engine torque is therefore not directly dependent on the pedal torque, but rather the engine torque is controlled so that the acceleration of the bicycle is related to the pedaling force.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Soll-Winkelbeschleunigung αSoll mit Hilfe der Formel x1·MP – x2·νF,Ist – x3·VF,Ist 2 ermittelt, wobei x1, x2 und x3 Gewichtungsfaktoren sind. Der Gewichtungsfaktor x1 kann beispielsweise gleich 0,2, der Gewichtungsfaktor x2 beispielsweise gleich 0,1 und der Gewichtungsfaktor x3 beispielsweise gleich 0,2 gewählt werden.According to a further embodiment of the method, the desired angular acceleration α setpoint is determined with the aid of the formula x 1 * M P -x 2 * ν F, actual -x 3 * V F, actual 2 , where x 1 , x 2 and x 3 Weighting factors are. The weighting factor x 1 may be, for example, equal to 0.2, the weighting factor x 2, for example, equal to 0.1 and the weighting factor x 3, for example, equal to 0.2.
Nachfolgend sind die Erfindung und ihre Vorteile unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:In the following, the invention and its advantages will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
In den Figuren sind für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung identische Bezugszeichen verwendet. Ferner sind der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie das erfindungsgemäße Fahrrad ausgestaltet sein kann und sind nicht als abschließende Begrenzung zu verstehen. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.In the figures, identical reference numerals are used for the same or equivalent elements of the invention. Furthermore, for the sake of clarity, only reference symbols are shown in the individual figures, which are required for the description of the respective figure. The illustrated embodiments are only examples of how the bicycle according to the invention may be configured and are not to be understood as a final limitation. The proportions of the individual elements to one another in the figures do not always correspond to the actual size ratios, since some shapes are simplified and other shapes are shown enlarged in relation to other elements for better illustration.
In der dargestellten Ausführungsform sind ein Mittel
Erfindungsgemäß ist eine Steuer-/Regeleinheit
Mindestens ein Mittel
Mindestens ein Mittel
Das Drehmoment MM des mindestens einen Hilfsmotors
Die Windgeschwindigkeit vW,Ist in Fahrtrichtung des Fahrrads
Der Zusammenhang ist linear dargestellt, also ohne den Einfluss der oben genannten äußeren Störungen bzw. Störgrößen. Tatsächlich werden die Führungsgrößen, also die gewünschte Soll-Geschwindigkeit vF,Soll des Fahrrads
Zur Ermittlung des Soll-Motormoments MM,Soll und zur entsprechenden Einstellung des beschriebenen Ist-Motormoments MM,Ist wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst die Soll-Winkelbeschleunigung αSoll des mindestens einen Antriebsrads
Die Soll-Winkelbeschleunigung αSoll dient also beim ersten Beispiel als Ausgangsgröße eines Modells nach
Unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Steigungen und unterschiedlich starken und unterschiedlich gerichteten Winde wäre die tatsächliche Ist-Geschwindigkeit vF,Ist des Fahrrads
Wiederum sind aufgrund der schnellen Motorregelung das Soll-Motormoment MM,Soll und das Ist-Motormoment MM,Ist quasi deckungsgleich. Die Ist-Winkelbeschleunigung αIst ist in
Auch hier dient die Soll-Winkelbeschleunigung αSoll somit als Ausgangsgröße eines Modells nach
Generell gilt für die Erfindung, dass Schlupf, der bei einem zu hohem Motormoment MM auf das mindestens eine Antriebsrad
Die Schlupfregelung lässt sich beispielweise alternativ durch einen Vergleich der Drehzahlen des Vorder- und Hinterrads bewerkstelligen. Dann müsste allerdings eine zusätzliche Sensorik installiert werden. Außerdem müssten Geschwindigkeitsdifferenzen, die sich aufgrund von Kurvenfahrt mit Schräglage des Fahrrads ergeben, erkannt und herausgerechnet werden, was einen hohen Aufwand erfordert.The slip control can be accomplished, for example, alternatively by comparing the speeds of the front and rear wheels. Then, however, an additional sensor would have to be installed. In addition, speed differences that arise due to cornering with banking of the bike should be recognized and eliminated, which requires a lot of effort.
Ebenfalls gilt für die Erfindung generell, dass sie eine effiziente und ergonomische Motorsteuerung ohne Benutzereingaben ermöglicht, da die Regelung automatisch erfolgt.Also applies to the invention in general that it allows an efficient and ergonomic engine control without user input, since the control is automatic.
Alternativ wäre denkbar, die Steigung mit einem Neigungswinkelsensor zu erfassen und anhand dessen die Motorleistung anzupassen. Gemäß dieser Methode alleine könnte jedoch Windwiderstand nicht kompensiert werden.Alternatively, it would be conceivable to detect the slope with a tilt angle sensor and to adjust the engine power based on this. However, wind resistance could not be compensated by this method alone.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben. Es ist jedoch für jeden Fachmann selbstverständlich, dass Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen. Die voran stehend erörterten Ausführungsbeispiele dienen lediglich zur Beschreibung der beanspruchten Lehre, schränken diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele ein.The invention has been described with reference to a preferred embodiment. However, it will be understood by those skilled in the art that modifications and changes may be made without departing from the scope of the following claims. The embodiments discussed above are merely for the purpose of describing the claimed teaching, but do not limit it to the embodiments.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrradbicycle
- 22
- Antriebsraddrive wheel
- 55
- Hilfsmotorauxiliary engine
- 66
- Generatorgenerator
- 77
- Steuer-/RegeleinheitControl / regulation unit
- 88th
- Pedaleriepedals
- 9, 199, 19
- Mittel zum Erfassen des Ist-Drehmoments an der Pedalerie und der Ist-Geschwindigkeit vF,Ist des FahrradsMeans for detecting the actual torque at the pedal and the actual speed v F, is the bicycle
- 1010
- Antriebssystemdrive system
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2010/105607 A2 [0007] WO 2010/105607 A2 [0007]
- WO 2010/105610 A1 [0007] WO 2010/105610 A1 [0007]
- DE 202004014189 U1 [0007] DE 202004014189 U1 [0007]
- DE 19732468 A1 [0008] DE 19732468 A1 [0008]
- WO 2011/018255 A1 [0009] WO 2011/018255 A1 [0009]
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE201110083980 DE102011083980A1 (en) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | Drive system for bicycle, has auxiliary motor, drive wheel which is driven by auxiliary motor, pedal, and unit for detecting actual torque at pedal and actual velocity of bicycle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE201110083980 DE102011083980A1 (en) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | Drive system for bicycle, has auxiliary motor, drive wheel which is driven by auxiliary motor, pedal, and unit for detecting actual torque at pedal and actual velocity of bicycle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102011083980A1 true DE102011083980A1 (en) | 2013-04-04 |
Family
ID=47878593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE201110083980 Withdrawn DE102011083980A1 (en) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | Drive system for bicycle, has auxiliary motor, drive wheel which is driven by auxiliary motor, pedal, and unit for detecting actual torque at pedal and actual velocity of bicycle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102011083980A1 (en) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013224714B3 (en) * | 2013-12-03 | 2015-02-26 | Robert Bosch Gmbh | Motor and muscle powered vehicle with hierarchical control unit |
| EP2860096A1 (en) * | 2013-10-10 | 2015-04-15 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Apparatus and method for controlling motor of electrical powered cycle |
| DE102014000925A1 (en) * | 2014-01-28 | 2015-07-30 | Philipp Graf von Magnis | electric bicycle |
| DE102014006952A1 (en) * | 2014-05-12 | 2015-11-12 | Nikolaus Michels | Drive control for light vehicles |
| WO2017129275A1 (en) * | 2016-01-26 | 2017-08-03 | Swissmove Ag | Pedal drive system, method of operating a pedal drive system and electric drive system |
| EP3219598A1 (en) * | 2016-03-14 | 2017-09-20 | Robert Bosch GmbH | Drive support system and vehicle |
| CN107298152A (en) * | 2017-07-11 | 2017-10-27 | 浙江大学常州工业技术研究院 | A kind of driving method of four wheel booster bicycle |
| DE102020131674B3 (en) | 2020-11-30 | 2022-02-03 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Electric propulsion system |
| DE102021118362B3 (en) | 2021-07-15 | 2022-11-10 | Amprio Gmbh | Pedelec and method for operating a pedelec |
| US11701536B2 (en) | 2016-01-26 | 2023-07-18 | Swissmove C/O Anwalts—Und Wirtschaftskanzlei Kmuforum Gmbh | Pedal drive system |
| FR3141142A1 (en) * | 2022-10-25 | 2024-04-26 | Starway | Method for controlling an electric motor of a pedal vehicle |
| DE102024204245A1 (en) * | 2024-05-07 | 2025-11-13 | Zf Friedrichshafen Ag | Method and control device for controlling a brake of a muscle-powered vehicle and vehicle |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19732468A1 (en) | 1996-07-27 | 1998-06-10 | Harald Kutzke | Hybrid muscle-powered and electric-powered two-wheeled vehicle |
| DE202004014189U1 (en) | 2003-09-19 | 2004-11-11 | Gruber, Reinhold | Bicycle has auxiliary drive which in operation is governed at defined nominal RPM which may be fixed or adjustable by rider, preferably in steps, whereby auxiliary drive can be engaged and disengaged |
| WO2010105610A1 (en) | 2009-03-20 | 2010-09-23 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Drive system for a motor-assisted bicycle |
| WO2010105607A2 (en) | 2009-03-20 | 2010-09-23 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Drive system for a motor-assisted bicycle |
| WO2011018255A1 (en) | 2009-08-10 | 2011-02-17 | Robert Bosch Gmbh | Power management system for a vehicle having combined electric and muscle power drive and method for operating such a vehicle |
| DE102010005040A1 (en) * | 2010-01-20 | 2011-07-21 | Skowronek, Patricia, 82234 | Device i.e. inclination detection sensor, for detecting inclinations and conversion of measured value of electronic, steplessly addtionally-processable signals, has pendulum including dipping strut and guided in infra-red light barrier |
| US20110285328A1 (en) * | 2007-03-30 | 2011-11-24 | Norman Rittenhouse | Electric Motor Assist Bicyle |
-
2011
- 2011-10-04 DE DE201110083980 patent/DE102011083980A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19732468A1 (en) | 1996-07-27 | 1998-06-10 | Harald Kutzke | Hybrid muscle-powered and electric-powered two-wheeled vehicle |
| DE202004014189U1 (en) | 2003-09-19 | 2004-11-11 | Gruber, Reinhold | Bicycle has auxiliary drive which in operation is governed at defined nominal RPM which may be fixed or adjustable by rider, preferably in steps, whereby auxiliary drive can be engaged and disengaged |
| US20110285328A1 (en) * | 2007-03-30 | 2011-11-24 | Norman Rittenhouse | Electric Motor Assist Bicyle |
| WO2010105610A1 (en) | 2009-03-20 | 2010-09-23 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Drive system for a motor-assisted bicycle |
| WO2010105607A2 (en) | 2009-03-20 | 2010-09-23 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Drive system for a motor-assisted bicycle |
| WO2011018255A1 (en) | 2009-08-10 | 2011-02-17 | Robert Bosch Gmbh | Power management system for a vehicle having combined electric and muscle power drive and method for operating such a vehicle |
| DE102010005040A1 (en) * | 2010-01-20 | 2011-07-21 | Skowronek, Patricia, 82234 | Device i.e. inclination detection sensor, for detecting inclinations and conversion of measured value of electronic, steplessly addtionally-processable signals, has pendulum including dipping strut and guided in infra-red light barrier |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2860096A1 (en) * | 2013-10-10 | 2015-04-15 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Apparatus and method for controlling motor of electrical powered cycle |
| DE102013224714B3 (en) * | 2013-12-03 | 2015-02-26 | Robert Bosch Gmbh | Motor and muscle powered vehicle with hierarchical control unit |
| DE102014000925A1 (en) * | 2014-01-28 | 2015-07-30 | Philipp Graf von Magnis | electric bicycle |
| DE102014006952A1 (en) * | 2014-05-12 | 2015-11-12 | Nikolaus Michels | Drive control for light vehicles |
| US10376731B2 (en) | 2016-01-26 | 2019-08-13 | Swissmove C/O Anwalts-Und Wirtschaftskanzlei Kmuforum Gmbh | Pedal drive system |
| WO2017129275A1 (en) * | 2016-01-26 | 2017-08-03 | Swissmove Ag | Pedal drive system, method of operating a pedal drive system and electric drive system |
| US11701536B2 (en) | 2016-01-26 | 2023-07-18 | Swissmove C/O Anwalts—Und Wirtschaftskanzlei Kmuforum Gmbh | Pedal drive system |
| EP3219598A1 (en) * | 2016-03-14 | 2017-09-20 | Robert Bosch GmbH | Drive support system and vehicle |
| CN107298152A (en) * | 2017-07-11 | 2017-10-27 | 浙江大学常州工业技术研究院 | A kind of driving method of four wheel booster bicycle |
| CN107298152B (en) * | 2017-07-11 | 2019-07-30 | 浙江大学常州工业技术研究院 | A kind of driving method of four wheel booster bicycle |
| DE102020131674B3 (en) | 2020-11-30 | 2022-02-03 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Electric propulsion system |
| WO2022111754A1 (en) | 2020-11-30 | 2022-06-02 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Electric drive system |
| DE102021118362B3 (en) | 2021-07-15 | 2022-11-10 | Amprio Gmbh | Pedelec and method for operating a pedelec |
| FR3141142A1 (en) * | 2022-10-25 | 2024-04-26 | Starway | Method for controlling an electric motor of a pedal vehicle |
| WO2024089331A1 (en) * | 2022-10-25 | 2024-05-02 | Starway | Method for controlling an electric motor of a pedal vehicle |
| DE102024204245A1 (en) * | 2024-05-07 | 2025-11-13 | Zf Friedrichshafen Ag | Method and control device for controlling a brake of a muscle-powered vehicle and vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102011083980A1 (en) | Drive system for bicycle, has auxiliary motor, drive wheel which is driven by auxiliary motor, pedal, and unit for detecting actual torque at pedal and actual velocity of bicycle | |
| DE19517567B4 (en) | A drive control system and method for controlling an accumulator vehicle | |
| DE102013012208C5 (en) | Electric drive system for a muscle powered vehicle | |
| EP2750941B1 (en) | Method for controlling a deceleration arrangement of a motor vehicle | |
| DE102008039915B4 (en) | Vehicle automatic driving control device and vehicle control system | |
| WO2013041666A1 (en) | Motor controller for an electric auxiliary drive | |
| DE102013224885A1 (en) | Stroller with drive support | |
| DE102011001095B4 (en) | A bicycle with electric auxiliary drive and method for operating an electric machine of a bicycle as a brake | |
| DE102011082082A1 (en) | Bicycle, particularly pedal electric cycle or electric bicycle, comprises auxiliary motor, which is operable by electric energy provided by generator or by energy storage, where generator is arranged in bottom bracket of pedal set | |
| DE102011082088A1 (en) | Electrically-assisted bicycle comprises control unit that detects inclination of bicycle transversely to direction of travel and inclination of bicycle in direction of travel of electric motor | |
| DE102005039788A1 (en) | Method for braking and stopping vehicles with electric drive | |
| DE102011082086A1 (en) | Electrically assisted bicycle and method for adjusting power and / or torque during operation of a bicycle | |
| DE112018005122T5 (en) | SYSTEM AND PROCEDURE FOR A VEHICLE PULLABLE TRAILER | |
| DE102010032436B4 (en) | System and method for hill start assistance | |
| DE112019001369B4 (en) | Engine control device and method and vehicle with electric auxiliary drive | |
| EP2703276B1 (en) | Auxiliary drive device, vehicle with an auxiliary drive device and method for operating a vehicle | |
| DE102017109048A1 (en) | electric bicycle | |
| DE102019204021A1 (en) | Device for adjusting an output power of an electric drive of an electric bicycle, operating method and electric bicycle | |
| DE102010054620A1 (en) | Method for determining distribution of braking torques of recuperative- and friction brakes on drive axle of e.g. electric car, involves dividing total brake torques into braking torque of friction brake and torque of regenerative brake | |
| DE112006003648T5 (en) | Engine control device, motorized vehicle equipped therewith, and method of controlling an engine | |
| DE102018203982A1 (en) | Method and device for controlling the engine power of an electrically driven two-wheeler | |
| DE102005058829A1 (en) | Electrical energy recuperating method for hybrid-vehicle, involves effecting part of desired-braking torque as long as energy storage is capable of absorbing it, and remaining part of torque is dissipated by producing lost heat | |
| EP3661799B1 (en) | Adjusting device for an electrically operated utility vehicle and method for the operation thereof | |
| DE102008000789A1 (en) | Method for regenerative braking of a vehicle | |
| DE102009018854A1 (en) | Method for improving the control behavior of a traction control and vehicle control device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140213 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140213 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150407 |
|
| R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |