DE102020204201B4 - Control device for an electric bicycle and electric bicycle - Google Patents
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Abstract
Steuervorrichtung (1) für ein Elektrofahrrad mit einem Elektromotor (11) zur Motorunterstützung einer Trittleistung eines Fahrers, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer eines von drei Fahrprofilen auswählen kann, wobei die Fahrprofile jeweils mehrere, insbesondere vier, Unterstützungsstufen aufweisen, wobei die Unterstützungsstufen sich durch zunehmende maximale Motorleistung beziehungsweise Motordrehmoment unterscheiden, wobei die maximale Motorleistung der höchsten Unterstützungsstufe des zweiten Fahrprofils („Balance“) größer als die maximale Motorleistung der höchsten Unterstützungsstufe des ersten Fahrprofils („Range“) ist, und wobei die maximale Motorleistung der höchsten Unterstützungsstufe des dritten Fahrprofils („Power“) größer als die maximale Motorleistung der höchsten Unterstützungsstufe des zweiten Fahrprofils ist, wobei abhängig vom Fahrprofil und einem Systemzustand verschiedene Verbraucher des Elektrofahrrads zu- und abgeschaltet werden können.Control device (1) for an electric bicycle with an electric motor (11) for motor support of a rider's pedaling power, characterized in that the rider can select one of three driving profiles, wherein the driving profiles each have several, in particular four, support levels, wherein the support levels differ in terms of increasing maximum motor power or motor torque, wherein the maximum motor power of the highest support level of the second driving profile ("balance") is greater than the maximum motor power of the highest support level of the first driving profile ("range"), and wherein the maximum motor power of the highest support level of the third driving profile ("power") is greater than the maximum motor power of the highest support level of the second driving profile, wherein different consumers of the electric bicycle can be switched on and off depending on the driving profile and a system state.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Elektrofahrrad und ein Elektrofahrrad.The present invention relates to a control device for an electric bicycle and an electric bicycle.
Eine bekannte Steuervorrichtung für ein Elektrofahrrad dient insbesondere dazu, abhängig von der vom Fahrer des Elektrofahrrads an dessen Tretkurbel abgegebenen mechanischen Trittleistung den Betrag zusätzlicher, von einem Elektromotor des Elektrofahrrads bereitgestellter Motorleistung zu steuern (Motorunterstützung). Dazu weist die Steuervorrichtung ein Steuerprogramm auf, welches die Motorunterstützung realisiert. Diese zusätzliche Motorleistung kann geringer als die Trittleistung sein, kann aber auch ein Vielfaches der Trittleistung betragen. Eine derartige Steuervorrichtung ist beispielsweise in einer Bedienungsanleitung zu einer auf dem Markt erhältlichen elektrischen Antriebseinheit eines Elektrofahrrades beschrieben, wobei die Steuervorrichtung derart ausgeführt ist, dass der Fahrer unterschiedliche Fahrprofile und wiederum innerhalb der Fahrprofile unterschiedliche Unterstützungsstufen einstellen kann. Außerdem ist in der
Ferner ist in
Furthermore, in
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Steuervorrichtung zur Verfügung zu stellen.It is an object of the invention to provide an improved control device.
Diese Aufgabe wird mit der Steuervorrichtung des Anspruchs 1 (erster Aspekt) und auch mit einem Verfahren zum Betreiben der Steuervorrichtung (zweiter Aspekt) gelöst. Eine bestehende Steuervorrichtung eines Elektrofahrrads kann durch Aufspielen beziehungsweise Laden einer Software aufgerüstet werden (dritter Aspekt). Ein Automatikmodus der Steuervorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 7 (vierter Aspekt). This object is achieved with the control device of claim 1 (first aspect) and also with a method for operating the control device (second aspect). An existing control device of an electric bicycle can be upgraded by installing or loading software (third aspect). An automatic mode of the control device is the subject of claim 7 (fourth aspect).
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist bestimmt für ein Elektrofahrrad mit einem Elektromotor. Die Steuervorrichtung ermöglicht eine Motorunterstützung einer Trittleistung eines Fahrers. Die Steuervorrichtung ist derart ausgestaltet, dass der Fahrer eines von drei Fahrprofilen auswählen kann. Die Fahrprofile weisen jeweils mehrere, insbesondere vier, Unterstützungsstufen auf, wobei die Unterstützungsstufen sich durch zunehmende maximale Motorleistung beziehungsweise Motordrehmoment unterscheiden. Die maximale Motorleistung der höchsten Unterstützungsstufe des zweiten Fahrprofils („Balance“) ist größer als die maximale Motorleistung der höchsten Unterstützungsstufe des ersten Fahrprofils („Range“). Die maximale Motorleistung der höchsten Unterstützungsstufe des dritten Fahrprofils („Power“) ist größer als die maximale Motorleistung der höchsten Unterstützungsstufe des zweiten Fahrprofils.The control device according to the invention is intended for an electric bicycle with an electric motor. The control device enables motor support of a rider's pedaling power. The control device is designed in such a way that the rider can select one of three driving profiles. The driving profiles each have several, in particular four, support levels, wherein the support levels differ in terms of increasing maximum motor power or motor torque. The maximum motor power of the highest support level of the second driving profile ("Balance") is greater than the maximum motor power of the highest support level of the first driving profile ("Range"). The maximum motor power of the highest support level of the third driving profile ("Power") is greater than the maximum motor power of the highest support level of the second driving profile.
Insbesondere abhängig von den regionalen Gegebenheiten, seinem Gesundheitszustand und Fitness kann es vorkommen, dass ein Fahrer Motorunterstützung als unpassend empfindet. Durch die Steuervorrichtung kann der Fahrer eines von drei Fahrprofilen mit mehreren Unterstützungsstufen auswählen. Mit einem der Fahrprofile Range, Balance kann er die Betriebsdauer des Elektrofahrrads vergrößern, welche insbesondere von der Leistungsaufnahme des Elektromotors und der Ladekapazität eines Akkumulators des Elektrofahrrads abhängig ist. Er kann auch ein Fahrprofil (Balance, Power) wählen, welches an größere Steigungen oder stärkeren Gegenwind angepasst ist.Depending on the regional conditions, health and fitness, a rider may find motor support unsuitable. The control device allows the rider to select one of three driving profiles with several levels of support. Using one of the driving profiles Range or Balance, the rider can extend the operating time of the electric bike, which depends in particular on the power consumption of the electric motor and the charging capacity of the electric bike's battery. The rider can also select a driving profile (Balance, Power) that is adapted to steeper gradients or stronger headwinds.
Im Sinne der Erfindung ergänzen sich Trittleistung, das ist die vom Fahrer an eine Tretkurbel des Elektrofahrrads abgegebene mechanische Leistung, und die Motorleistung, welche vom Elektromotor proportional zur Trittleistung zugegeben wird (Motorunterstützung), zur Vortriebsleistung.In the sense of the invention, pedal power, which is the mechanical power delivered by the rider to a pedal crank of the electric bicycle, and the motor power, which is added by the electric motor in proportion to the pedal power (motor assistance), complement each other to form the propulsion power.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Steuerprogramm eine Reihe von Vorschriften zu verstehen, welche insbesondere abhängig von der vom Fahrer des Elektrofahrrads an dessen Tretkurbel abgegebenen mechanischen Trittleistung den Betrag zusätzlicher von einem Elektromotor des Elektrofahrrads bereitgestellter Motorleistung steuern können. Die zusätzliche Motorleistung kann geringer als die Trittleistung sein, kann aber auch ein Vielfaches der Trittleistung betragen.For the purposes of the invention, a control program is understood to mean a series of rules which can control the amount of additional motor power provided by an electric motor of the electric bicycle, in particular depending on the mechanical pedal power delivered by the rider of the electric bicycle to the pedal crank. The additional motor power can be less than the pedal power, but can also be a multiple of the pedal power.
Im Sinne der Erfindung beinhaltet ein Antriebsstrang des Elektrofahrrads wenigstens einen Ketten- oder Riemenantrieb insbesondere mit Gangschaltung, ein durch den Ketten- oder Riemenantrieb anzutreibendes (Hinter-)Rad, die Tretkurbel und den Elektromotor, welcher insbesondere die Tretkurbel, den Ketten- oder Riemenantrieb oder direkt das anzutreibende (Hinter-)Rad beaufschlagen kann.In the sense of the invention, a drive train of the electric bicycle includes at least one chain or belt drive, in particular with gear shift, a (rear) wheel to be driven by the chain or belt drive, the pedal crank and the electric motor, which can in particular act on the pedal crank, the chain or belt drive or directly on the (rear) wheel to be driven.
Im Sinne der Erfindung werden abhängig vom Fahrprofil und einem Systemzustand eines Akkumulators des Elektrofahrrads, insbesondere bei niedriger Betriebsspannung beziehungsweise Ladezustand des Akkumulators, oder in einem Fehlerzustand, verschiedene Verbraucher des Elektrofahrrads zu- und abgeschaltet.According to the invention, depending on the driving profile and a system state of a battery of the electric bicycle, in particular at low operating voltage or charge state of the battery, or in an error condition, various consumers of the electric bicycle are switched on and off.
Nachfolgend sind bevorzugte Ausführungsformen der Steuervorrichtung erläutert, welche ohne gegenteiligen Hinweis vorteilhaft miteinander kombiniert werden können.Preferred embodiments of the control device are explained below, which can be advantageously combined with one another unless otherwise stated.
Nach einer Ausführungsform beträgt die maximale Motorleistung der höchsten Unterstützungsstufe des ersten Fahrprofils etwa 70% der Trittleistung. Die maximale Motorleistung der höchsten Unterstützungsstufe des zweiten Fahrprofils beträgt etwa 90% der Trittleistung, und die maximale Motorleistung der höchsten Unterstützungsstufe des dritten Fahrprofils etwa 100% der Trittleistung.According to one embodiment, the maximum motor power of the highest support level of the first driving profile is approximately 70% of the pedal power. The maximum motor power of the highest support level of the second driving profile is approximately 90% of the pedal power, and the maximum motor power of the highest support level of the third driving profile is approximately 100% of the pedal power.
Bei einer weiteren Ausführungsform beträgt die maximale Motorleistung abhängig von der Trittleistung:
- a) für die erste Unterstützungsstufe des ersten Fahrprofils etwa 25% der Trittleistung, für die zweite Unterstützungsstufe des ersten Fahrprofils etwa 40% der Trittleistung, für die dritte Unterstützungsstufe des ersten Fahrprofils etwa 55% der Trittleistung, und für die vierte Unterstützungsstufe des ersten Fahrprofils etwa 70% der Trittleistung,
- b) für die erste Unterstützungsstufe des zweiten Fahrprofils etwa 30% der Trittleistung, für die zweite Unterstützungsstufe des zweiten Fahrprofils etwa 50% der Trittleistung, für die dritte Unterstützungsstufe des zweiten Fahrprofils etwa 70% der Trittleistung, und für die vierte Unterstützungsstufe des zweiten Fahrprofils etwa 90% der Trittleistung,
- c) für die erste Unterstützungsstufe des dritten Fahrprofils etwa 55% der Trittleistung, für die zweite Unterstützungsstufe des dritten Fahrprofils etwa 70% der Trittleistung, für die dritte Unterstützungsstufe des dritten Fahrprofils etwa 85% der Trittleistung, und für die vierte Unterstützungsstufe des dritten Fahrprofils etwa 100% der Trittleistung. Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Leistungsentfaltung des Elektromotors, insbesondere die zeitliche Leistungsänderung (dP/dt), im zweiten Fahrprofil geringer ist als im dritten Fahrprofil und größer als im ersten Fahrprofil.
- a) for the first support level of the first driving profile approximately 25% of the pedal power, for the second support level of the first driving profile approximately 40% of the pedal power, for the third support level of the first driving profile approximately 55% of the pedal power, and for the fourth support level of the first driving profile approximately 70% of the pedal power,
- b) for the first support level of the second driving profile approximately 30% of the pedal power, for the second support level of the second driving profile approximately 50% of the pedal power, for the third support level of the second driving profile approximately 70% of the pedal power, and for the fourth support level of the second driving profile approximately 90% of the pedal power,
- c) for the first support level of the third driving profile approximately 55% of the pedal power, for the second support level of the third driving profile approximately 70% of the pedal power, for the third support level of the third driving profile approximately 85% of the pedal power, and for the fourth support level of the third driving profile approximately 100% of the pedal power. A further embodiment is characterized in that the power development of the electric motor, in particular the temporal power change (dP/dt), is lower in the second driving profile than in the third driving profile and greater than in the first driving profile.
Bei einer Ausführungsform kann das Fahrprofil manuell ausgewählt werden über ein Display und Menü, eine Smartphone APP oder eine Tastenkombination, insbesondere ohne Display.In one embodiment, the driving profile can be selected manually via a display and menu, a smartphone app or a key combination, in particular without a display.
Eine Ausführungsform (vierter Aspekt) weist einen Automatikmodus auf, in welchem abhängig von Eingangsgrößen des Fahrers, wie z.B. Trittleistung, Trittkraft beziehungsweise -Drehmoment und/oder basierend auf Sensorsignalen, wie z.B. Motordrehmoment, Tretkurbeldrehzahl, Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung, Gierrate, Lageerkennung, Umgebungstemperatur, Luftfeuchte, Restladung des Akkumulators, Akkumulatortemperatur etc., verschiedene Parameter des Elektrofahrrads eingestellt werden können, wie z.B. die zulässige Leistungsaufnahme des Elektromotors oder eines weiteren elektrischen Verbrauchers des Elektrofahrrads, Trittfrequenz, Schaltgeschwindigkeit oder Schalthäufigkeit, insbesondere für größere Reichweite, sanfteres oder kraftvolleres Anfahren, oder Fahrstabilität.One embodiment (fourth aspect) has an automatic mode in which, depending on input variables of the driver, such as pedaling power, pedal force or torque and/or based on sensor signals, such as motor torque, pedal crank speed, driving speed, acceleration, yaw rate, position detection, ambient temperature, air humidity, remaining charge of the battery, battery temperature, etc., various parameters of the electric bicycle can be set, such as the permissible power consumption of the electric motor or another electrical consumer of the electric bicycle, cadence, switching speed or switching frequency, in particular for greater range, smoother or more powerful starting, or driving stability.
Dieser Automatikmodus kann in einem oder mehreren der Fahrprofile aktiviert sein, er kann aber auch ein zusätzliches beziehungsweise viertes Fahrprofil bilden, das vom Benutzer anstelle der Fahrprofile „Range“, „Balance“ und „Power“ gewählt werden kann. This automatic mode can be activated in one or more of the driving profiles, but it can also form an additional or fourth driving profile that can be selected by the user instead of the “Range”, “Balance” and “Power” driving profiles.
Für die folgenden Erläuterungen zum Automatikmodus werden die folgenden Größen verwendet:
- F_1: erfasste Trittleistung des Fahrers
- F_2: erfasste Trittfrequenz des Fahrers
- F_3: Fahrprofil_Power
- F_4: Fahrprofil_Range
- F_5: Fahrprofil_Balance, entspricht einem Komfortmodus
- F_Ternp: erfasste Umgebungstemperatur
- F_Feuchtigkeit: erfasste Luftfeuchtigkeit
- P: Motorleistung
- P_ges = Motorleistung + Lichtleistung + Displayleistung
- P_i: aufgenommene elektrische Leistung der Verbraucher i von 1 bis n F_n_front_wheel: Drehzahl des (rollenden) vorderen Rades
- F_n_rear_wheel: Drehzahl des (angetriebenen) hinteren Rades
- F_s: Schlupf, definiert als relative Drehzahldifferenz des angetriebenen Rades im Vergleich zu einem rollenden (Vorder-)Rad
- F_x: Beschleunigung in x - Richtung (Fahrtrichtung)
- F_y: Beschleunigung in y - Richtung (quer zur Fahrtrichtung, parallel zur Fahrbahn)
- F_z: Beschleunigung in z -Richtung (senkrecht zur Fahrbahn).
- F_1: recorded pedal power of the rider
- F_2: recorded cadence of the rider
- F_3: Driving profile_Power
- F_4: Driving profile_range
- F_5: Driving profile_Balance, corresponds to a comfort mode
- F_Ternp: measured ambient temperature
- F_Humidity: measured humidity
- P: Engine power
- P_total = engine power + light power + display power
- P_i: electrical power consumed by consumers i from 1 to n F_n_front_wheel: speed of the (rolling) front wheel
- F_n_rear_wheel: Speed of the (driven) rear wheel
- F_s: Slip, defined as the relative speed difference of the driven wheel compared to a rolling (front) wheel
- F_x: Acceleration in x direction (direction of travel)
- F_y: Acceleration in y direction (perpendicular to the direction of travel, parallel to the road)
- F_z: Acceleration in z-direction (perpendicular to the road).
Der Automatikmodus kann eine oder mehrere der folgenden Funktionen aufweisen zum
- • Reduzieren der Motorleistung bei zu hohem Schlupf in Abhängigkeit der Trittleistung oder zu hoher Querbeschleunigung in Kurven:
- • Abschalten zusätzlicher Verbraucher, wie Heizgriffe, beheizbarer Sattel etc, bei Anforderung maximaler Motorleistung durch Leistungsbilanzierung, z.B. im Fahrprofil „Power“ in Abhängigkeit von Eingangsgrößen:
- • Abschalten der Heizgriffe, des beheizbaren Sattels und von Komfortfunktionen im Fahrprofil „Range“:
- • Abschalten aller elektrischen Verbraucher bei bestimmter Feuchtigkeit:
- • Abschalten oder Einschalten aller Verbraucher, die Wärme erzeugen, abhängig von parametrierbarer Temperatur F_Temp und Fahrprofil „Range“:
- • Begrenzen der elektrischen Leistungsaufnahme des Elektromotors, wenn die Umgebungstemperatur F_Temp < etwa 3°C: dP/dt = f(F_Temp, ...), Glatteis ist möglich und zu hohe Motorleistung könnte zu einem Wegrutschen führen (Sicherheitsfunktion), weiter kann die Reichweite erhöht werden, da eine Batterie bei Kälte weniger leistungsfähig ist
- • Begrenzen der elektrischen Leistungsaufnahme des Elektromotors bei erhöhter Motortemperatur oder erhöhter Umgebungstemperatur, insbesondere um einer weiteren Erhöhung der Motortemperatur beziehungsweise dessen Oberflächentemperatur zu begegnen
- • Begrenzen der elektrischen Leistungsaufnahme des Elektromotors wenn der Reifendruck F_Reifendruck <
etwa 1 bar: dP/dt = f(F_Reifendruck) ein Reifen könnte bei zu hoher Motorleistung von einer Felge rutschen (Sicherheitsfunktion) - • Begrenzen der elektrischen Leistungsaufnahme des Elektromotors wenn ein Lagesensor ein Gefälle von mehr als etwa 5% erkannt hat:
für erhöhte Reichweite durch Reduzierung der Leistung bei Bergabfahrten, bei steilen Bergabfahrten im Mountainbike- oder Downhillbereich (z.B. Trail) steht der Fahrer auf den Pedalen und bewegt diese in einigen Streckenabschnitten, hierbei darf der Elektromotor nicht mit zu hoher Leistung unterstützen, da das E-Bike ansonsten unkontrollierbar werden könnte (Sicherheitsfunktion), - • Begrenzen der elektrischen Leistungsaufnahme des Elektromotors abhängig von der erfassten Umgebungstemperatur, Reifendruck und Gefälle:
- • Erhöhen der Trittfrequenz durch Wahl eines „leichteren Ganges“ in Verbindung mit einem Schaltaktuator und in Verbindung mit Lagesensordaten und ggfs. Höhenprofildaten + Lastregelung:
- • Anpassen des Schaltverhaltens an eine der folgenden Regelarten:
- a) Effizienzregelung des Elektromotors -> Optimierung des Wirkungsgrads
- b) Leistungsregelung des Elektromotors -> Optimierung / Erhöhung der zur Verfügung stehenden Leistung des E-Motors
- c) Drehmomentregelung des Elektromotors -> Optimierung / Erhöhung des zur Verfügung stehenden Drehmoments des E-Motors
- d) Fahrereingangsleistungsregelung -> Regelung auf eine vom Fahrer definierte, bevorzugte Leistung
- • Reduzieren von Schaltvorgängen abhängig vom Fahrprofil und effizienzabhängig oder Aktivieren einer der Regelungsarten a)-d), durch Anpassung des Nachregelverhaltens, um Reichweite zu erhöhen
- • Erhöhen der Schaltgeschwindigkeit anhand Fahrereingangsgrößen, Fahrprofil, Beschleunigung in Fahrtrichtung und Bergauf- und -abfahrten:
- • Reduzieren der Schaltgeschwindigkeit anhand von Fahrereingangsgrößen, Fahrprofil und Beschleunigung in Fahrtrichtung und Fahrt in der Ebene:
- • Reducing the engine power if the slip is too high depending on the pedal power or if the lateral acceleration is too high when cornering:
- • Switching off additional consumers, such as heated grips, heated saddles, etc., when maximum engine power is required through power balancing, e.g. in the “Power” driving profile depending on input variables:
- • Switching off the heated grips, the heated saddle and comfort functions in the “Range” driving profile:
- • Switching off all electrical consumers at certain humidity levels:
- • Switching on or off all consumers that generate heat, depending on the parameterizable temperature F_Temp and driving profile “Range”:
- • Limiting the electrical power consumption of the electric motor when the ambient temperature F_Temp < about 3°C: dP/dt = f(F_Temp, ...), black ice is possible and too high engine power could lead to slipping (safety function), furthermore the range can be increased because a battery is less powerful in cold weather
- • Limiting the electrical power consumption of the electric motor at increased motor temperature or increased ambient temperature, in particular to counteract a further increase in the motor temperature or its surface temperature
- • Limiting the electrical power consumption of the electric motor when the tire pressure F_tire pressure < about 1 bar: dP/dt = f(F_tire pressure) a tire could slip off a rim if the engine power is too high (safety function)
- • Limiting the electrical power consumption of the electric motor when a position sensor has detected a gradient of more than approximately 5%:
for increased range by reducing the power when going downhill, on steep downhill rides in mountain bike or downhill areas (e.g. trail) the rider stands on the pedals and moves them in some sections of the route, the electric motor must not support with too much power, otherwise the e-bike could become uncontrollable (safety function), - • Limiting the electrical power consumption of the electric motor depending on the detected ambient temperature, tire pressure and gradient:
- • Increasing the cadence by selecting a “lighter gear” in conjunction with a shift actuator and in conjunction with position sensor data and, if necessary, altitude profile data + load control:
- • Adapt the switching behavior to one of the following control types:
- a) Efficiency control of the electric motor -> optimization of efficiency
- b) Power control of the electric motor -> optimization / increase of the available power of the electric motor
- c) Torque control of the electric motor -> optimization / increase of the available torque of the electric motor
- d) Driver input power control -> Control to a preferred power defined by the driver
- • Reduce gear shifts depending on the driving profile and efficiency or activate one of the control types a)-d) by adjusting the follow-up control behavior to increase range
- • Increasing the gear shift speed based on driver inputs, driving profile, acceleration in the direction of travel and uphill and downhill driving:
- • Reducing the switching speed based on driver input variables, driving profile and acceleration in the direction of travel and driving on the level:
Bei einer Ausführungsform können die Fahrprofile verschiedene Regelungen aufweisen: das Fahrprofil „Range“ die vorgenannte Effizienzregelung a), das Fahrprofil „Balance“ die Fahrereingangsleistungsregelung d) oder die Trittfrequenzregelung e), und das Fahrprofil „Power“ die Leistungsregelung des Elektromotors b) oder die Drehmomentregelung des Elektromotors c). In one embodiment, the driving profiles can have different controls: the “Range” driving profile the aforementioned efficiency control a), the “Balance” driving profile the driver input power control d) or the cadence control e), and the “Power” driving profile the power control of the electric motor b) or the torque control of the electric motor c).
Bei einer Weiterbildung des Automatikmodus kann die Steuervorrichtung ausgestaltet sein, für wenigstens eines der Fahrprofile eine der Regelarten a) bis e) zu aktivieren, abhängig
- • vom Systemzustand, insbesondere wenn die Restladung des Akkumulators einen Wert unterschreitet und/oder bei einer Abweichung des Stromverbrauchs von einem definierten Sollwert, dann wird die vorgenannte Effizienzregelung a) aktiviert, Schaltvorgänge und die Regelgeschwindigkeit werden reduziert,
- • von Eingangsgrößen, insbesondere abhängig von der Trittleistung des Fahrers/Fahrereingangsleistung (Trittfrequenz und Fahrerdrehmoment), von einem Signal des Lagesensors und/oder vom Höhenprofil wird die Effizienzregelung a) aktiviert und die Trittfrequenz erhöht,
- • von Eingangsgrößen, insbesondere abhängig von der Trittleistung des Fahrers/Fahrereingangsleistung (Trittfrequenz und Fahrerdrehmoment), von einem Signal des Lagesensors, vom Höhenprofil und/oder von der Beschleunigung wird eine der Regelarten b), c), d) aktiviert, ferner wird die Schaltgeschwindigkeit erhöht oder reduziert.
- • the system status, in particular if the remaining charge of the battery falls below a certain value and/or if the power consumption deviates from a defined target value, then the aforementioned efficiency control a) is activated, switching operations and the control speed are reduced,
- • depending on input variables, in particular the pedalling power of the rider/rider input power (cadence and rider torque), a signal from the position sensor and/or the altitude profile, the efficiency control is a) activated and the cadence increased,
- • Depending on input variables, in particular the pedalling power of the rider/rider input power (cadence and rider torque), a signal from the position sensor, the altitude profile and/or the acceleration, one of the control types b), c), d) is activated, and the switching speed is increased or reduced.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Fahrer für eines der Fahrprofile oder für eine der Unterstützungsstufen eine zulässige Leistungsaufnahme Pzul des Elektromotors und/oder einen zulässigen Leistungsanstieg dP/dt des Elektromotors ändern und abspeichem, insbesondere in einem Einrichtungszustand der Steuervorrichtung.In a further embodiment, the driver can change and save a permissible power consumption Pzul of the electric motor and/or a permissible power increase dP/dt of the electric motor for one of the driving profiles or for one of the support levels, in particular in a setup state of the control device.
Insbesondere abhängig von den regionalen Gegebenheiten, seinem Gesundheitszustand und Fitness kann es vorkommen, dass ein Fahrer keines der abgespeicherten Steuerprogramme als passend empfindet. Möglicherweise unterscheiden sich durch zwei der Steuerprogramme vorgegebene Kennfelder zur Motorunterstützung zu wenig oder zu sehr oder sind weder an die Fitness des Fahrers noch an die Witterungsverhältnisse angepasst, denen der Fahrer ausgesetzt ist. Ein Fahrer kann interessiert sein, dass die Motorunterstützung anteilig abnimmt, wenn er selbst mehr Trittleistung abgibt, z.B. um seine Fitness zu verbessern. Ein älterer Fahrer kann mit der absoluten Leistung des Elektromotors oder dem plötzlichen Geschwindigkeitszuwachs überfordert sein. Es ist beobachtet worden, dass insbesondere ältere Fahrer eine beabsichtigte Bahnkurve bei bestimmter Motorunterstützung nicht einhalten können.Particularly depending on the regional conditions, the rider's state of health and fitness, it may happen that none of the stored control programs are suitable for a rider. It is possible that the maps for motor support specified by two of the control programs differ too little or too much, or are not adapted to the rider's fitness or the weather conditions to which the rider is exposed. A rider may be interested in the motor support being reduced proportionately when he himself puts out more pedal power, e.g. to improve his fitness. Older drivers may be overwhelmed by the absolute power of the electric motor or the sudden increase in speed. It has been observed that older drivers in particular are unable to maintain an intended trajectory with a certain level of motor support.
Bislang hat der Fahrer selbst keinen Einfluss auf die Kennfelder, sondern er ist auf Zutun seines Händlers oder des Herstellers des Elektrofahrrads angewiesen.So far, the rider himself has no influence on the characteristics, but is dependent on the intervention of his dealer or the manufacturer of the electric bike.
Bei dieser Ausführungsform können Kennfelder vom Fahrer selbst angepasst werden. Er kann auch Einfluss auf die Beschleunigung des Elektrofahrrads nehmen, welche er beispielsweise für Kurvenfahrten oder Fahrbahnverhältnisse mit geringerer Traktion grundsätzlich beschränken möchte. Die Steuerprogramme können durch den Fahrer auch dahingehend angepasst werden, dass beim Anfahren stärker (dP/dt ↑) oder insbesondere bei glatterer Straße weniger (dP/dt ↓) beschleunigt wird.In this embodiment, the driver can adjust the characteristic maps themselves. They can also influence the acceleration of the electric bike, which they would like to limit for cornering or road conditions with less traction, for example. The driver can also adjust the control programs so that acceleration is stronger when starting off (dP/dt ↑) or less (dP/dt ↓), especially on slippery roads.
Eine Ausführungsform ermöglicht dem Fahrer insbesondere in einem Einrichtungszustand der Steuervorrichtung, für eines der Fahrprofile oder für eine der Unterstützungsstufen eine bedingte Schaltfunktion zu aktivieren oder zu deaktivieren, wobei die Schaltfunktion einen elektrischen ersten Verbraucher des Elektrofahrrads ein- oder abschalten kann, insbesondere abhängig von einer Restladung eines Akkumulators des Elektrofahrrads. Bei dem Verbraucher kann es sich um eine Lichtanlage, Heizgriffe, einen Heizsattel des Elektrofahrrads oder eine zu versorgende unabhängige Navigationseinrichtung handeln. Diese Ausführungsform kann den Vorteil bieten, dass die dem Akkumulator entnommene Energie beziehungsweise Leistung begrenzt werden kann. Auch kann bei ausreichender Restladung des Akkumulators oder Leistungsreserve ein vom Fahrer gewünschter elektrischer Verbraucher eingeschaltet werden.One embodiment enables the driver, particularly in a set-up state of the control device, to activate or deactivate a conditional switching function for one of the driving profiles or for one of the support levels, wherein the switching function can switch a first electrical consumer of the electric bicycle on or off, particularly depending on a residual charge of a battery of the electric bicycle. The consumer can be a lighting system, heated grips, a heated saddle of the electric bicycle or an independent navigation device to be supplied. This embodiment can offer the advantage that the energy or power taken from the battery can be limited. An electrical consumer desired by the driver can also be switched on if the remaining charge of the battery or power reserve is sufficient.
Diese Ausführungsform kann den Vorteil bieten, dass der Fahrer eines der abgespeicherten Steuerprogramme beispielsweise an Fahrten bei Dunkelheit und Kälte anpassen kann. Dazu kann der Fahrer eine erste Schaltfunktion derart aktivieren, dass die Heizgriffe oder der Heizsattel bei einer Restladung des Akkumulators von W% abgeschaltet wird. Die Motorunterstützung beziehungsweise Leistungsaufnahme des Elektromotors kann mit einer zweiten Schaltfunktion bei einer Restladung von X% ≤ W% halbiert und bei Y% < X% nochmals halbiert oder ausgeschaltet werden. Die Lichtanlage kann bis zum Schluss voll versorgt oder zumindest für passive Sicherheit mit einer dritten Schaltfunktion bei Z% ≤ Y% lediglich gedimmt werden.This embodiment can offer the advantage that the driver can adapt one of the stored control programs to driving in the dark and cold, for example. To do this, the driver can activate a first switching function in such a way that the heated grips or the heated saddle are switched off when the battery has a remaining charge of W%. The motor support or power consumption of the electric motor can be halved with a second switching function when the remaining charge is X% ≤ W% and halved again or switched off when Y% < X%. The lighting system can be fully supplied until the end or at least dimmed for passive safety with a third switching function when Z% ≤ Y%.
Wenn ein anderer Fahrer in Unkenntnis der Strecke eine Navigation durch den Akkumulator des Fahrrads versorgen lassen möchte, dann kann er für eines der abgespeicherten Steuerprogramme eine erste Schaltfunktion aktivieren, welche die Motorunterstützung beziehungsweise Leistungsaufnahme des Elektromotors bei einer Restladung von X% zugunsten der Navigation verringert oder abschaltet. Die Navigation könnte ihm sogar wichtiger als die Lichtanlage sein und er könnte die Lichtanlage mit einer zweiten Schaltfunktion bei einer Restladung von Y% < X% dimmen.If another rider, who is unaware of the route, wants to use the bike's battery to power navigation, he can activate a first switching function for one of the stored control programs, which reduces or switches off the motor support or power consumption of the electric motor when the remaining charge is X% in favor of navigation. Navigation could even be more important to him than the lighting system, and he could dim the lighting system with a second switching function when the remaining charge is Y% < X%.
Ein Fahrer könnte mit einer aktivierten ersten Schaltfunktion bei einer Restladung von W% sämtliche Verbraucher zugunsten der Motorunterstützung abschalten, insbesondere mit Ausnahme der Lichtanlage. Die Motorunterstützung beziehungsweise Leistungsaufnahme des Elektromotors kann mit einer zweiten Schaltfunktion bei einer Restladung von X% < W% verringert oder abgeschaltet werden. Er könnte die Lichtanlage mit einer zweiten Schaltfunktion bei einer Restladung von Y% < X% lediglich dimmen.With an activated first switching function, a driver could switch off all consumers in favor of motor support when the remaining charge is W%, in particular with the exception of the lighting system. The motor support or power consumption of the electric motor can be reduced or switched off with a second switching function when the remaining charge is X% < W%. He could simply dim the lighting system with a second switching function when the remaining charge is Y% < X%.
Ein Fahrer könnte mit einer aktivierten ersten Schaltfunktion bei einer Restladung von W% die Motorunterstützung und sämtliche Verbraucher mit Ausnahme der Lichtanlage abschalten. Die Lichtanlage kann bis zum Schluss voll versorgt oder zumindest für passive Sicherheit mit einer dritten Schaltfunktion bei einer Restladung X% < W% gedimmt werden.With an activated first switching function, a driver could switch off the engine support and all consumers with the exception of the lighting system when the remaining charge is W%. The lighting system can be fully supplied until the end or at least dimmed for passive safety with a third switching function when the remaining charge is X% < W%.
Der Fahrer kann für eines der Fahrprofile mit einer bedingten Schaltfunktion einstellen, dass ein Verbraucher, beispielsweise die Heizgriffe, abgeschaltet wird, insbesondere bei einer Restladung R%. Für ein zweites der Fahrprofile kann der Fahrer einstellen, dass derselbe Verbraucher aktiv bleibt, insbesondere auch unterhalb derselben Restladung R%. Durch Umschalten zwischen den beiden Fahrprofilen kann der Fahrer den Verbraucher einschalten für mehr Komfort und ausschalten für größere Reichweite.For one of the driving profiles, the driver can set a conditional switching function so that a consumer, such as the heated grips, is switched off, especially when the remaining charge is R%. For a second of the driving profiles, the driver can set the same consumer to remain active, especially when the remaining charge is below the same R%. By switching between the two driving profiles, the driver can switch the consumer on for more comfort and switch it off for a longer range.
Eine weitere Ausführungsform weist eine Bedieneinheit auf, welche als eine Armatur am Elektrofahrrad ausgestaltet ist, insbesondere als Lenkerarmatur, als berührempfindliche Anzeigeeinheit oder mit einem Mobiltelefon gebildet ist, wobei die Bedieneinheit zum Auswählen eines der Fahrprofile ausgestaltet ist. Auf dem Mobiltelefon kann eine sogenannte App installiert sein, welche das Ändern des Steuerprogramms vereinfacht. Mit einer derart ausgestalteten Bedieneinheit kann der Fahrer das zu ändernde Steuerprogramm bequem anpassen.A further embodiment has an operating unit which is designed as a fitting on the electric bicycle, in particular as a handlebar fitting, as a touch-sensitive display unit or with a mobile phone, wherein the operating unit is designed to select one of the driving profiles. A so-called app can be installed on the mobile phone, which enables the control program to be changed. With a control unit designed in this way, the driver can easily adapt the control program to be changed.
Eine andere Ausführungsform beinhaltet eine Anzeigeeinheit, welche ausgestaltet ist, auf die gegenwärtige Leistungsaufnahme des Elektromotors, die gegenwärtige Trittleistung und/oder die Restladung des Akkumulators hinzuweisen.Another embodiment includes a display unit configured to indicate the current power consumption of the electric motor, the current pedaling power and/or the remaining charge of the battery.
Eine Ausführungsform zeichnet sich durch wenigstens ein Sensorelement aus, welches die Drehzahl einer Tretkurbel [n/min] (Trittfrequenz) des Elektrofahrrads, die vom Fahrer bereitgestellte Trittleistung und/oder die vom Fahrer auf die Tretkurbel ausgeübte Trittkraft erfassen kann. Ein Sensorelement kann zum Erfassen der Umgebungstemperatur, der Luftfeuchtigkeit, der Drehzahl des Vorderrads oder der Drehzahl des angetriebenen Hinterrads ausgestaltet sein. Das Sensorelement kann der folgenden Gruppe entnommen sein, welche einen Kraftsensor, Drehzahlsensor, Stromstärkesensor, Spannungssensor, Temperatursensor, Luftfeuchtigkeitssensor, Reifendrucksensor, Helligkeitssensor, Neigungssensor, Giersensor und einen Staudrucksensor beinhaltet. Insbesondere wenn die Steuervorrichtung einen Temperatursensor aufweist, kann der Fahrer für eines der Steuerprogramme eine Schaltfunktion aktivieren, welche bei Kälte beziehungsweise glatten Straßen für sichereres Fahrverhalten den Leistungsanstieg dP/dt verringert.One embodiment is characterized by at least one sensor element that can detect the speed of a pedal crank [n/min] (cadence) of the electric bicycle, the pedaling power provided by the rider and/or the pedaling force exerted by the rider on the pedal crank. A sensor element can be designed to detect the ambient temperature, the air humidity, the speed of the front wheel or the speed of the driven rear wheel. The sensor element can be taken from the following group, which includes a force sensor, speed sensor, current sensor, voltage sensor, temperature sensor, air humidity sensor, tire pressure sensor, brightness sensor, inclination sensor, yaw sensor and a dynamic pressure sensor. In particular, if the control device has a temperature sensor, the driver can activate a switching function for one of the control programs, which reduces the power increase dP/dt in cold weather or on slippery roads for safer driving behavior.
Bei einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung im Einrichtungszustand derart ausgestaltet, dass ein Ändern eines der abgespeicherten Steuerprogramme mittels eines Menüs erfolgen kann. Dadurch kann das Anpassen des Steuerprogramms vereinfacht sein.In one embodiment, the control device is designed in the setup state such that one of the stored control programs can be changed using a menu. This can simplify the adaptation of the control program.
Bei einer anderen Ausführungsform weisen eines oder mehrere der Fahrprofile eine Schaltfunktion für eine Gangschaltung des Elektrofahrrads auf. Die Steuervorrichtung kann ein Sensorelement für die Trittleistung des Fahrers und ein Sensorelement für die Drehzahl der Tretkurbel aufweisen. Diese Schaltfunktion dient dazu, dem Fahrer ein Betätigen der Gangschaltung abzunehmen, insbesondere über einen Schaltaktuator des Elektrofahrrads. Durch die Schaltfunktion kann die Steuervorrichtung ausgestaltet sein, die Gangschaltung derart anzusteuern, dass die Drehzahl der Tretkurbel bei höheren Trittleistungen (Bergauffahrt, stärkerer Gegenwind, höhere Fahrgeschwindigkeit) zunimmt (Trittfrequenzerhöhung), insbesondere abhängig von einem Signal eines Lagesensors, vom gewählten Fahrprofil, von der erfassten Trittleistung und/oder von der erfassten gegenwärtigen Trittfrequenz. Dadurch können die am Betätigen der Tretkurbel beteiligen Gelenke und Muskeln des Fahrers geschont werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuervorrichtung durch eine Schaltfunktion derart ausgestaltet sein, dass die Trittfrequenz insbesondere bei Bergabfahrten abgesenkt wird (Trittfrequenzabsenkung).In another embodiment, one or more of the driving profiles have a switching function for a gear shift of the electric bicycle. The control device can have a sensor element for the rider's pedaling power and a sensor element for the speed of the pedal crank. This switching function serves to relieve the rider of operating the gear shift, in particular via a shift actuator of the electric bicycle. The control device can be designed using the switching function to control the gear shift in such a way that the speed of the pedal crank increases with higher pedaling power (uphill, stronger headwind, higher driving speed) (cadence increase), in particular depending on a signal from a position sensor, the selected driving profile, the recorded pedaling power and/or the recorded current cadence. This can protect the rider's joints and muscles involved in operating the pedal crank. Alternatively or additionally, the control device can be designed using a switching function in such a way that the cadence is reduced, in particular when driving downhill (cadence reduction).
Ein bevorzugtes Elektrofahrrad weist eine der vorgenannten Steuervorrichtungen auf, den Elektromotor, den Akkumulator und die Tretkurbel. Das Elektrofahrrad kann je ein Sensorelement für die Trittleistung/Trittkraft und die Drehzahl der Tretkurbel, eine Gangschaltung und einen Schaltaktuator aufweisen, welcher die Gangschaltung betätigen kann. Der Schaltaktuator kann durch die Steuervorrichtung angesteuert werden.A preferred electric bicycle has one of the aforementioned control devices, the electric motor, the accumulator and the pedal crank. The electric bicycle can have a sensor element for the pedaling power/pedal force and the speed of the pedal crank, a gear shift and a shift actuator which can operate the gear shift. The shift actuator can be controlled by the control device.
Das Verfahren entsprechend dem zweiten Aspekt dient zum Betreiben einer der vorgenannten Steuervorrichtungen und weist die folgenden Schritte auf
- S1 Überführen der Steuervorrichtung in einen Einrichtungszustand,
- S2 Wählen des zu ändernden Fahrprofils oder der zu ändernden Unterstützungsstufe,
- S3 Ändern einer zulässigen Leistungsaufnahme Pzul des Elektromotors und/oder eines zulässigen Leistungsanstiegs dP/dt, insbesondere mittels der Bedieneinheit, insbesondere aufweisend: Ein- oder Ausschalten des Automatikmodus (S5).
- S1 Transferring the control device to a setup state,
- S2 Select the driving profile or support level to be changed,
- S3 Changing a permissible power consumption Pzul of the electric motor and/or a permissible power increase dP/dt, in particular by means of the control unit, in particular comprising: switching the automatic mode on or off (S5).
Das Verfahren nach dem dritten Aspekt dient zum Aufrüsten einer bestehenden Steuervorrichtung eines Elektrofahrrads, aufweisend den Schritt S4 Laden einer Software, mit welcher die Steuervorrichtung entsprechend einem der Ansprüche 1-12 ausgestaltet wird.The method according to the third aspect serves to upgrade an existing control device of an electric bicycle, comprising the step S4 of loading software with which the control device is designed according to one of claims 1-12.
Bei der Beschreibung der folgenden Variante der Steuervorrichtung haben die Begriffe „Fahrmodus“ und „Drive Mode“ dieselbe Bedeutung wie der vorgenannte Begriff „Fahrprofil“.When describing the following variant of the control device, the terms “driving mode” and “drive mode” have the same meaning as the aforementioned term “driving profile”.
Eine E-Bike Parametereinstellung ist derzeit nur änderbar über die Unterstützungsstufen oder aufwendig über eine Smartphone- oder PC-Kopplung. Eine Individualisierung einer Unterstützungsstufengruppe durch den Kunden auf bestimmte Wünsche, wie Reichweitenoptimierung, ausgewogenes Verhalten, kraftvolles, sportliches Fahrverhalten, ist nicht möglich.An e-bike parameter setting can currently only be changed via the support levels or, more laboriously, via a smartphone or PC connection. It is not possible for the customer to customize a support level group to meet specific requirements, such as range optimization, balanced behavior, or powerful, sporty riding behavior.
Parametereinstellungen werden aktuell über das Update und Parametrierung mittels Service Software nur mit Händler, OEM oder Continental Zugang verwendbar, geändert. Zukünftig ist eine Änderung und Individualisierung der Einstellungen über eine APP oder einen Endkundenzugang denkbar und möglich, um noch weiter auf Kundenwünsche eingehen zu können.Parameter settings are currently changed via the update and parameterization using service software that can only be used with dealer, OEM or Continental access. In the future, it is conceivable and possible to change and individualize the settings via an APP or end customer access in order to be able to respond even further to customer requests.
Mehrere bestimmte Parametereinstellungen, welche sich auf das Fahrverhalten auswirken, können über die Menüeinstellung des Displays direkt ausgewählt werden anstatt lediglich Unterstützungsfaktoren zu ändern. Angepasste Gruppen von verschiedenen Parametern sind auf einen bestimmten Verwendungszweck optimiert, wie optimierte Reichweite (Range), Balance, Power, Globale Abschaltung oder Zuschaltung bestimmter Verbraucher, je nach ausgewähltem Modus.Several specific parameter settings that affect driving behavior can be selected directly via the display's menu setting instead of just changing support factors. Custom groups of different parameters are optimized for a specific purpose, such as optimized range, balance, power, global shutdown or activation of certain consumers, depending on the selected mode.
Über das Display Menü können verschiedene Fahrmodi manuell ausgewählt werden. Durch Auswahl eines bestimmten Drive Mode ändern sich die Einstellungen des Systems. Eine Beispieltabelle ist beigefügt, siehe
Auch eine Auswahl der Drive Modes über Display ist nicht unbedingt notwendig. Diese kann perspektivisch auch über eine Smartphone APP oder Tastenkombination über eine Remote ohne Display erfolgen.It is also not absolutely necessary to select the drive modes via the display. In the future, this can also be done via a smartphone app or key combination using a remote without a display.
Eine automatisierte Auswahl der Einstellungen kann über einen Automatik Modus erfolgen.An automated selection of settings can be done via an automatic mode.
Zusätzlich werden, mittels eines Automatik-Modus, je nach den Eingangsgrößen des Fahrers, wie, z.B. Leistung, Drehmoment aber auch durch Auswertung von Sensorik, wie z.B. Drehmoment, Drehzahl, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Gierrate, Lageerkennung, Temperatur, etc. verschiedene Parameter eingestellt, die eine Optimierung auf bestimmte Fahrsituationen oder Wünsche, wie z.B. nach Reichweite oder Kraftvolles Anfahren, bewirken.In addition, using an automatic mode, various parameters are set depending on the driver's input variables, such as power, torque, but also by evaluating sensors, such as torque, rpm, speed, acceleration, yaw rate, position detection, temperature, etc., which result in optimization for certain driving situations or requirements, such as range or powerful acceleration.
Zudem sollen je nach Modus und Systemzustand, wie z.B. eine niedrige Betriebsspannung oder Ladezustand des Akkus oder im Fehlerzustand verschiedene Verbraucher zu und abgeschaltet werden können, wie z.B. Heizgriffe.In addition, depending on the mode and system status, such as a low operating voltage or charge level of the battery or in an error state, various consumers should be able to be switched on and off, such as heated grips.
Neues umfassendes Firmware Paket bietet eine Vielzahl an neuen Funktionen für das Conti eBike System. Die wichtigste Neuheit sind die neuen Drive Modes „Range, Balance, Power“, die durch den Fahrer ausgewählt werden können. Zusätzlich zu den Unterstützungsstufen (1-4Boost) verbirgt sich hinter den Drive Modes unterschiedliche Voreinstellung, mit deren Hilfe sich das eBike System noch besser an das Fahrverhalten anpassen lässt.New comprehensive firmware package offers a variety of new functions for the Conti eBike system. The most important new feature is the new drive modes "Range, Balance, Power", which can be selected by the driver. In addition to the support levels (1-4Boost), the drive modes contain different presets that allow the eBike system to be adapted even better to the riding behavior.
Die Drive Modes ermöglichen dem Fahrer, sein Fahrrad vielseitig in den unterschiedlichen Situationen anwenden zu können. Sei es längere Wochenendausfahrt, tägliches Pendeln durch die Stadt oder im Urlaub in den Bergen.The drive modes allow the rider to use their bike in a variety of situations. Be it a long weekend ride, daily commuting through the city or on holiday in the mountains.
Je nach Drive Mode wird die Intensität der Motorunterstützung, das Ansprechverhalten und die Effizienz des eBike Systems verändert:
- • RANGE - reichweitenoptimiert & effizient, sanfte Unterstützung, hohe Reichweite, Drehmoment und Unterstützungsleitung sind reduziert,
- • BALANCE - ausgewogen & komfortabel, Ausgewogene Kraftentfaltung, komfortable Fahreigenschaften, bedarfsgerechte Unterstützung,
- • POWER - kräftig & direkt, Sportliche Abstimmung, direktes, kraftvolles Ansprechverhalten und schnelle Leistungsentfaltung, für ein agiles Fahren.
- • RANGE - range-optimized & efficient, gentle support, long range, torque and support power are reduced,
- • BALANCE - balanced & comfortable, balanced power development, comfortable driving characteristics, needs-based support,
- • POWER - powerful & direct, sporty tuning, direct, powerful response and fast power delivery for agile driving.
Im Modus „Range“ und „Balance“ wählt der Fahrer die Unterstützungsstufen 1-4; im Modus „Power“ wird die höchste Stufe mit „Boost“ benannt und mit „B“ im Display eindeutig gekennzeichnet.In “Range” and “Balance” modes, the driver selects support levels 1-4; in “Power” mode, the highest level is called “Boost” and is clearly marked with “B” on the display.
In dem Drive Mode „Power“ stellt der Motor nach dem Update kurzzeitig mehr Leistung zur Verfügung als es vorher der Fall war. Die Nenndauerleistung des Motors (250 Watt) bleibt davon allerdings unberührt. Infolge der höheren, möglichen Leistungsabgabe wird im Motor mehr Wärme entwickelt, die über das Gehäuse abgeleitet wird. Daher kann es in einigen Fahrsituationen zu einer höheren Oberflächentemperatur des Gehäuses kommen.In the "Power" drive mode, the motor provides more power for a short time after the update than was the case before. However, the rated continuous power of the motor (250 watts) remains unaffected. As a result of the higher possible power output, more heat is generated in the motor, which is dissipated via the housing. This can lead to a higher surface temperature of the housing in some driving situations.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus den folgenden Ausführungsbeispielen.Further details and advantages of the invention will become apparent to those skilled in the art from the following embodiments.
Die Motorleistung der Steuerprogramme I1 und II1 beträgt lediglich 40% der Trittleistung. Die Motorleistung beziehungsweise Motorunterstützung kann aber auch ein Vielfaches der Trittleistung betragen. Die Steuerprogramme der Gruppen II und III weisen zunehmende Beträge dP/dt auf, sodass beim Anfahren stärker beschleunigt wird oder eine größere Gesamtmasse beschleunigt werden kann. Der Fahrer kann jedes dieser Steuerprogramme an seine Bedürfnisse, Fähigkeiten oder Umweltbedingungen anpassen.The motor power of control programs I1 and II1 is only 40% of the pedal power. However, the motor power or motor support can also be a multiple of the pedal power. The control programs of groups II and III have increasing dP/dt values, so that acceleration is stronger when starting off or a larger total mass can be accelerated. The driver can adapt each of these control programs to his needs, abilities or environmental conditions.
Für Fahrten bei Dunkelheit und Kälte kann er für eines der abgespeicherten Steuerprogramme eine erste Schaltfunktion derart aktivieren, dass die Griffheizung bei einer Restladung des Akkumulators von W% abgeschaltet wird. Die Motorunterstützung beziehungsweise Leistungsaufnahme des Elektromotors kann mit einer zweiten Schaltfunktion bei einer Restladung von X% ≤ W% halbiert und bei Y% < X% nochmals halbiert werden. Die Lichtanlage kann bis zum Schluss voll versorgt oder zumindest für passive Sicherheit mit einer dritten Schaltfunktion bei Z% ≤ Y% gedimmt werden.For journeys in the dark and cold, it can activate a first switching function for one of the stored control programs so that the heated grips are switched off when the battery has a remaining charge of W%. The motor support or power consumption of the electric motor can be halved with a second switching function when the remaining charge is X% ≤ W% and halved again when Y% < X%. The lighting system can be fully supplied until the end or at least dimmed for passive safety with a third switching function when Z% ≤ Y%.
Wenn ein anderer Fahrer in Unkenntnis der Strecke eine Navigation durch den Akkumulator des Fahrrads versorgen lassen möchte, dann kann er für eines der abgespeicherten Steuerprogramme eine erste Schaltfunktion aktivieren, welche die Motorunterstützung beziehungsweise Leistungsaufnahme des Elektromotors bei einer Restladung von X% zugunsten der Navigation verringert. Die Navigation könnte ihm sogar wichtiger als die Lichtanlage sein und er könnte die Lichtanlage mit einer zweiten Schaltfunktion bei einer Restladung von Y% < X% dimmen.If another rider, who is unaware of the route, wants to use the bike's battery to power navigation, he can activate a first switching function for one of the stored control programs, which reduces the motor support or power consumption of the electric motor in favor of navigation when the remaining charge is X%. Navigation could even be more important to him than the lighting system, and he could dim the lighting system with a second switching function when the remaining charge is Y% < X%.
Ein Fahrer könnte mit einer aktivierten ersten Schaltfunktion bei einer Restladung von W% sämtliche Verbraucher zugunsten der Motorunterstützung abschalten. Die Motorunterstützung beziehungsweise Leistungsaufnahme des Elektromotors kann mit einer zweiten Schaltfunktion bei einer Restladung von X% < W% verringert werden.With an activated first switching function, a driver could switch off all consumers in favor of motor support when the remaining charge is W%. The motor support or power consumption of the electric motor can be reduced with a second switching function when the remaining charge is X% < W%.
Ein Fahrer könnte mit einer aktivierten ersten Schaltfunktion bei einer Restladung von W% die Motorunterstützung und sämtliche Verbraucher mit Ausnahme der Lichtanlage abschalten. Die Lichtanlage kann bis zum Schluss voll versorgt oder zumindest für passive Sicherheit mit einer dritten Schaltfunktion bei Z% ≤ Y% gedimmt werden. Er könnte die Lichtanlage mit einer zweiten Schaltfunktion bei einer Restladung von Y% < X% dimmen. With an activated first switching function, a driver could switch off the engine support and all consumers except the lighting system when the remaining charge is W%. The lighting system can be fully supplied until the end or at least dimmed for passive safety with a third switching function at Z% ≤ Y%. He could dim the lighting system with a second switching function when the remaining charge is Y% < X%.
Eine andere Steuervorrichtung weist einen Temperaturfühler auf. Der Fahrer für eines der Steuerprogramme eine Schaltfunktion aktivieren, welche bei Kälte beziehungsweise glatten Straßen für sichereres Fahrverhalten den Leistungsanstieg dP/dt verringert.Another control device has a temperature sensor. The driver can activate a switching function for one of the control programs, which reduces the power increase dP/dt for safer driving in cold weather or on slippery roads.
Jede der in
Die Steuervorrichtung weist die Steuereinheit 2, die Bedieneinheit 3, die Anzeigeeinheit 4 und mehrere Sensorelemente 5a-5c auf. Ein Drehzahlsensor 5a erfasst die Drehzahl der Tretkurbel 13, ein Kraftsensor 5b die vom Fahrer ausgeübte Trittkraft und ein Stromsensor 5c erfasst die Stromstärke des vom Elektromotor 11 des unabhängigen Elektrofahrrads aufgenommenen elektrischen Stroms. Die Steuereinheit 2 ist ausgestaltet, die Signale des Drehzahlsensors und des Kraftsensors zu der vom Fahrer abgegebenen Trittleistung auszuwerten. Mehrere Steuerprogramme sind in der Steuereinheit abgespeichert.The control device comprises the
Der Fahrer kann für wenigstens eines der abgespeicherten Steuerprogramme wenigstens eine bedingte Schaltfunktion aktivieren oder deaktivieren, wobei die Schaltfunktion einen elektrischen ersten Verbraucher des Elektrofahrrads ein- oder abschaltet, insbesondere abhängig von einer Restladung eines Akkumulators des Elektrofahrrads. Bei diesem ersten Verbraucher kann es sich um die Lichtanlage, Heizgriffe oder eine unabhängige Navigationseinrichtung handeln.The driver can activate or deactivate at least one conditional switching function for at least one of the stored control programs, whereby the switching function switches a first electrical consumer of the electric bicycle on or off, in particular depending on a residual charge of a battery of the electric bicycle. This first consumer can be the lighting system, heated grips or an independent navigation device.
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