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DE19937445A1 - Drive method for muscle-powered vehicle involves adding motor power only if selected drive power exceeds human muscle power, otherwise motor acts as generator, charges accumulator - Google Patents

Drive method for muscle-powered vehicle involves adding motor power only if selected drive power exceeds human muscle power, otherwise motor acts as generator, charges accumulator

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DE19937445A1
DE19937445A1 DE1999137445 DE19937445A DE19937445A1 DE 19937445 A1 DE19937445 A1 DE 19937445A1 DE 1999137445 DE1999137445 DE 1999137445 DE 19937445 A DE19937445 A DE 19937445A DE 19937445 A1 DE19937445 A1 DE 19937445A1
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DE
Germany
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drive
muscle
vehicle
generator
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DE19937445C2 (en
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Hans-Peter Barbey
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Individual
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Abstract

The method involves deploying the output of an electric motor (4) supplied by an accumulator (7) in addition to muscle power when demand is increased. A freely selectable amount of power can be delivered to the drive wheel or wheels and the motor power is only added if the selected drive power exceeds the human muscle power, pref. the continuous muscle power, otherwise the motor acts as a generator and charges the accumulator. An Independent claim is also included for a vehicle for implementing the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebsverfahren für ein Fahr­ zeug, das von einem Fahrer durch Einwirkung von Muskelkraft in Bewegung versetzt wird, wobei ein von einem Akku gespeister Elektromotor bei erhöhtem Bedarf an Antriebsleistung zusätzlich zur Muskelkraft im Antriebsweg wirksam gemacht wird.The invention relates to a drive method for a driving stuff by a driver by the action of muscle power in Movement is offset, one being powered by a battery Electric motor with additional drive power requirements to muscle power in the drive path is made effective.

Für alle bewegten Systeme gilt, daß sich nur ein stabiler Betriebszustand einstellt, wenn sich ein Gleichgewicht zwischen der Antriebsleistung des Motors und der geforderten Leistung der Antriebsmaschine einstellt. Der Arbeitspunkt wird durch die zu überwindenden Widerstände wie Luftwiderstand, Rollwiderstand, Steigungswiderstand oder Beschleunigungswiderstand bestimmt. Um all diese Widerstände bei den geforderten Randbedingungen, wie u. a. einer recht kurzen Beschleunigungszeit, zu überwinden, muß eine entsprechend hohe Antriebsleistung in Verbindung mit einem Getriebe zur Anpassung von Drehmoment und Drehzahl an den Fahr­ zustand installiert werden. Dies ist bei der entsprechenden Wahl eines Verbrennungsmotors oder Elektromotors gängige Technik.For all moving systems, there is only one stable Operating state when there is a balance between the drive power of the engine and the required power of the Engine sets. The working point is determined by the overcoming resistances such as air resistance, rolling resistance, Gradient resistance or acceleration resistance determined. Around all these resistances under the required boundary conditions, such as u. a. a rather short acceleration time must be overcome a correspondingly high drive power in connection with a Gearbox for adapting torque and speed to the driver condition to be installed. This is with the appropriate choice of an internal combustion engine or electric motor common technology.

Beim Betrieb von ein- oder mehrspurigen mit Muskelkraft be­ triebenen Fahrzeugen gilt grundsätzlich dieselbe Betrachtung. Allerdings unterliegt der Mensch als Lieferant der Antriebslei­ stung zwei entscheidenden Nachteilen. Seine Antriebsleistung ist begrenzt und beträgt bei untrainierten Menschen auf Dauer etwa 100 W. Weiterhin belegen sportmedizinische Versuche, daß ein Mensch wesentlich besser über eine lange Zeit eine relativ nied­ rige konstante Leistung als über eine kurze Zeit eine sehr hohe Leistung abgeben kann. Die konstante Leistung gilt für die aero­ be Phase. Gibt ein Mensch über kurze Zeit eine höhere Leistung ab, wird anaerobe Muskelarbeit verrichtet. Dies bedeutet für den Körper einen Substanz- oder Energieverlust. Dies bedingt sehr lange Erholungsphasen, um den Ausgangszustand wieder zu errei­ chen.When operating single or multi-lane with muscular strength driven vehicles, the same principle applies. However, as a supplier, humans are subject to the drive system  two decisive disadvantages. Its driving power is limited and is approximately in the long run for untrained people 100 W. Furthermore, sports medicine experiments prove that a Man much better over a long time a relatively low constant power than very high over a short period of time Can deliver power. The constant power applies to the aero be phase. Gives a higher performance for a short time anaerobic muscle work is performed. This means for the Loss of substance or energy. This is very conditional long recovery periods to return to the initial state chen.

Herkömmliche Konstruktionen von mit Muskelkraft betriebenen ein- oder mehrspurigen Fahrzeugen, insbesondere Fahrräder, be­ rücksichtigen die oben erwähnten Gesichtspunkte nicht. Sie haben einen direkten Antrieb, vorzugsweise über eine Kette von der Tretkurbel zum angetriebenen Rad. Da Fahrzeuge dieser Art über keine Zwischenspeicherung von Energie verfügen, ist die erreich­ bare Beschleunigung und Geschwindigkeit begrenzt durch die maxi­ mal mögliche menschliche Leistung. Akzeptabele Beschleunigungs­ werte können nur erreicht werden, wenn anaerobe Muskelkraft ver­ richtet wird. Dies führt jedoch, wie oben ausgeführt, zur schnellen Ermüdung.Conventional designs of muscle powered ones single or multi-lane vehicles, especially bicycles, be do not take into account the considerations mentioned above. They have a direct drive, preferably via a chain from the Pedal crank to the driven wheel. Because vehicles of this type over no intermediate storage of energy is achieved The acceleration and speed are limited by the maxi times possible human achievement. Acceptable acceleration values can only be achieved if anaerobic muscle strength ver is judged. However, as stated above, this leads to rapid fatigue.

Es sind zahlreiche Konstruktionen bekannt, bei denen auch elektrische Energie im Antriebsweg mitwirkt.Numerous constructions are known, including those electrical energy is involved in the drive path.

Aus DE-196 00 698-A1 ist ein mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug, insbesondere Fahrrad bekannt, bei dem die vom Fahrer betätigte Tretkurbel einen Generator antreibt, mit dessen elek­ trischer Leistung ein Elektromotor gespeist wird, der das Fahr­ zeug in Bewegung versetzt. Die Wirkverbindung für den Fahrzeu­ gantrieb ist also rein elektrisch, und es bleibt wie beim norma­ len Fahrrad dem Fahrer überlassen, ob er mit aerober oder ana­ erober Muskelkraft den Antrieb des Fahrzeugs bewirkt. Dieser An­ trieb hat den Nachteil der doppelten Energiewandlung der mensch­ lichen Muskelarbeit. Damit verbunden sind erhebliche Wirkungs­ gradverluste. Der direkte mechanische Antrieb hat nur die be­ kannten Verluste eines Ketten- oder Riemenantriebes.DE-196 00 698-A1 describes an operable with muscle power Vehicle, in particular a bicycle, known by the driver actuated pedal crank drives a generator, with its elec electric power is fed to the driver  stuff set in motion. The active connection for the vehicle The drive is purely electric, and it remains the same as with the norma Leave the bike to the rider, whether he is aerobic or ana conquered muscle power drives the vehicle. This one drive has the disadvantage of double energy conversion in humans muscle work. This has considerable effects degree losses. The direct mechanical drive has only the be knew losses of a chain or belt drive.

Aus DE-197 32 430-A1 ist ein Muskel-Elektro-Hybrid-Fahrzeug bekannt, das wie das zuvor beschriebene Fahrzeug über einen elektrischen Antrieb verfügt, und bei dem die hierfür notwendige elektrische Energie von einem tretkurbelbetriebenen Generator geliefert wird. Um das hohe Fahrzeuggewicht und Schwankungen der Fahrlast zu kompensieren, ist zusätzlich eine mit dem Generator und dem Elektromotor verbundene Batterie vorgesehen, deren La­ dung und Entladung durch einen Bordcomputer gesteuert wird.DE-197 32 430-A1 is a muscle-electric hybrid vehicle known that like the vehicle described above via a electric drive, and in which the necessary electrical energy from a pedal-operated generator is delivered. To the high vehicle weight and fluctuations in the To compensate for the driving load is also one with the generator and battery connected to the electric motor, the La charge and discharge is controlled by an on-board computer.

Aus DE-196 00 243-A1 ist ein Fahrrad mit einem elektrischen Hilfsantrieb bekannt, bei dem in Abhängigkeit von dem jeweiligen Ladezustand der Batterie und der momentanen Geschwindigkeit eine Energiezumessung an den Antrieb erfolgt und eine durch die Mus­ kelkraft des Fahrers betriebene Rückladung der Batterie über den nun als Generator arbeitenden Motor vorgenommen wird. Zweck ist die Erzielung einer möglichst großen Fahrstrecke mit der vorhan­ denen Energie der Batterie. Wesentlich wichtiger ist die Opti­ mierung der eingesetzten menschlichen Leistung, die individuell begrenzt ist und nicht wie die zusätzliche elektrische Leistung durch Einsatz größerer Motoren oder Akkus verändert werden kann. From DE-196 00 243-A1 is a bicycle with an electric Auxiliary drive known, depending on the particular State of charge of the battery and the current speed Energy is metered to the drive and one by the mus The driver 's power is recharged via the battery engine is now working as a generator. Purpose is achieving the longest possible route with the existing which energy of the battery. The Opti is much more important mation of the human effort used, the individual is limited and not like the additional electrical power can be changed by using larger motors or batteries.  

Aus DE 43 02 838 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Leistungsabgabe von elektrischen Hilfsantrieben in Fahrzeugen beschrieben ist. Um eine möglichst lange Fahrstrecke zu erzie­ len, werden über Sensoren die aktuellen Fahrdaten wie z. B. Straßenneigung oder Wind gemessen, die als Basisdaten für die Dosierung der Hilfsenergie mittels Rechner dienen. Auch bei die­ sem Verfahren wird die Hilfsenergie geregelt und nicht die Haup­ tenergie - die menschliche leistung - optimal eingesetzt.From DE 43 02 838 A1 a method is known in which the Power output from electric auxiliary drives in vehicles is described. To train the longest possible route len, the current driving data such as. B. Road slope or wind measured as basic data for the Dosing the auxiliary energy using a computer. Also with the This procedure regulates the auxiliary energy and not the main one tenergie - human performance - optimally used.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebsverfahren für ein Fahrzeug der eingangs genannten Art aufzuzeigen, das vorzugsweise nur durch aerob erzeugte menschli­ che Leistung und optional durch zusätzliche elektrische Energie eine dem Verkehrsfluß angepaßte Beschleunigung ermöglicht und zeitweise auftretende Widerstände wie Wind und Steigung überwin­ det.The present invention is based on the object Drive method for a vehicle of the type mentioned at the beginning to show that preferably only by aerobically generated human performance and optionally with additional electrical energy enables an acceleration adapted to the flow of traffic and occasionally occurring resistances such as wind and incline overcome det.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch ge­ löst, daß eine frei wählbare Größe von am Antriebsrad bzw. an den Antriebsrädern abzugebender Leistung vorgegeben wird, daß die Motorleistung nur zugeschaltet wird, wenn die gewählte An­ triebsleistung die menschliche, vorzugsweise als Dauerleistung aufgebrachte Muskelleistung überschreitet, daß der Elektromotor bei die vorgegebene Leistung überschreitender Muskelkraft und Schubbetrieb als Generator arbeitet und den Akku lädt, und daß im Stillstand des Fahrzeugs die Antriebsverbindung entkuppelt wird und der Elektromotor nur mit dem mechanischen Antrieb ver­ bunden bleibt und durch Betätigung des Antriebsmechanismus, vor­ zugsweise einer Tretkurbel, durch den Fahrer als Generator ange­ trieben wird. The object is ge according to the invention triggers that a freely selectable size of the drive wheel or the drive wheels to be delivered power is specified that the motor power is only switched on if the selected On drive power human, preferably as a continuous power Muscle power applied exceeds that of the electric motor with muscle power exceeding the specified performance and Overrun mode works as a generator and charges the battery, and that the drive connection is uncoupled when the vehicle is stationary is and the electric motor only with the mechanical drive remains bound and by operating the drive mechanism preferably a crank, by the driver as a generator is driven.  

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also eine abzuge­ bende Leistung vorgegeben bzw. eingestellt, die sich aus der Muskelleistung und der Motorleistung zusammensetzt. Versuche ha­ ben ergeben, daß die aufzubringende Leistung bei einer Stadtfahrt mit Ampelstops im Durchschnitt 100 W beträgt, wobei Spitzen bis zu etwa 500 W bei einer Beschleunigung nach einem Stillstand enthalten sein können. Die Erfindung sieht nun vor, daß der Fahrer z. B. eine konstante Muskelleistung von z. B. 100 W aufbringt, und daß bei einer notwendigen Beschleunigung der Motor zugeschaltet wird, indem die Größe der vorgegebenen Lei­ stung höher gewählt wird. Die hierfür notwendige Energie wird einem Akku entnommen, der in Stillstandszeiten mit der dann wei­ terhin aufgebrachten Muskelkraft nachgeladen wird. Der Fahrer braucht also nie mehr Leistung aufzubringen, als er mit aerober Muskelarbeit aufbringen kann, so daß der menschliche Körper nie überbeansprucht wird und trotzdem eine bessere Anpassung an den Verkehrsfluß erzielt wird.In the method according to the invention, a power to be given is therefore predetermined or set, which is composed of the muscle power and the engine power. Experiments have shown that the power to be exerted on a city trip with traffic light stops averages 100 W, and peaks of up to about 500 W can be included when accelerating after a standstill. The invention now provides that the driver z. B. a constant muscle performance of z. B. applies 100 W, and that at a necessary acceleration, the motor is switched on by the size of the predetermined Lei stung is chosen higher. The energy required for this is taken from a rechargeable battery, which is then recharged with the muscular strength that is then used during downtimes. The driver therefore never has to exert more power than he can exert with aerobic muscle work, so that the human body is never overused and nevertheless a better adaptation to the flow of traffic is achieved.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Geschwin­ digkeitsregelschaltung vorgesehen, die die Solleistungsvorgabe so verändert, daß eine gewählte konstante Geschwindigkeit auf­ rechterhalten wird. Dies ist z. B. von Vorteil beim Durchfahren eines Geländes, das Steigungen aufweist.In a further embodiment of the invention is a speed intensity control circuit provided that the target performance specification changed so that a chosen constant speed is maintained. This is e.g. B. advantageous when driving through of a terrain that has slopes.

Es ist von Vorteil, wenn die beim Fahren erzeugte Muskellei­ stung und die Geschwindigkeit gemessen und angezeigt werden. Hierdurch kann der Fahrer stets kontrollieren, ob er eine für ihn angemessene Leistung überschreitet oder nicht.It is beneficial if the muscle egg generated while driving and the speed are measured and displayed. In this way, the driver can always check whether he is one for it exceeds reasonable performance or not.

Ferner ist es zweckmäßig, beim Fahren die Herzfrequenz oder eine andere physiologische Größe des Fahrers zu messen und anzu­ zeigen, damit der Fahrer sein Leistungsvermögen nicht über­ schreitet.It is also useful to drive the heart rate or to measure and display another physiological size of the driver  show that the driver does not have his performance steps.

Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug zur Durchführung des oben erläuterten Verfahrens, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Vorrichtung zur Einstellung einer wählbaren Solleistung vorgesehen ist, daß im Rahmen zwischen der Tretkurbel und dem angetriebenen Rad eine Zwischenwelle gelagert ist, daß zwischen Tretkurbel und Zwischenwelle eine erste Ketten- oder Zahnriemen­ verbindung vorgesehen ist, daß zwischen der Zwischenwelle und dem angetriebenen Rad eine zweite Ketten- oder Zahnriemenverbin­ dung vorgesehen ist, daß in der Zwischenwelle eine Schaltkupp­ lung vorgesehen ist, durch die mit der Zwischenwelle ein von ei­ ner Batterie gespeister Elektromotor/Generator kuppelbar ist, und daß im Tretkurbellager ein Freilauf vorgesehen ist, der im Schubbetrieb bei angekuppeltem Elektromotor wirksam ist.The invention also relates to a vehicle for implementation of the method explained above, which is characterized in that that a device for setting a selectable target power it is provided that in the frame between the pedal crank and the driven wheel an intermediate shaft is mounted that between Pedal crank and intermediate shaft a first chain or toothed belt Connection is provided that between the intermediate shaft and a second chain or toothed belt connection to the driven wheel is provided that a clutch in the intermediate shaft is provided by the one with the intermediate shaft of egg ner battery powered electric motor / generator can be coupled, and that in the pedal crank bearing a freewheel is provided, which in Thrust operation is effective when the electric motor is coupled.

Vorzugsweise weist das Fahrzeug ein mit dem Antriebsstrang verbundenes Hinterrad und zwei nicht angetriebene Vorderräder auf. Eine solche zweispurige Ausbildung des Fahrzeugs ist zweck­ mäßig, damit das Fahrzeug im Stillstand standfest ist und die Tretkurbel zum Antrieb des Generators problemlos weiter betätigt werden kann.The vehicle preferably has a drive train connected rear wheel and two non-driven front wheels on. Such a two-lane design of the vehicle is useful moderate, so that the vehicle is stable when stationary and the Pedal crank for driving the generator continued to be actuated without any problems can be.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung stellen dar:The invention is described below with reference to the drawings illustrated embodiments explained in more detail. In the Drawing represent:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Antriebsschemas für das erfindungsgemäße Verfahren; Fig. 1 is a block diagram of a driving scheme for the inventive method;

Fig. 2 das Blockschaltbild von Fig. 1 mit einer zusätzlichen Regelvorrichtung zur Kon­ stanthaltung einer Geschwindigkeit; Fig. 2 shows the block diagram of Fig. 1 with an additional control device for maintaining constant speed;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Fahr­ zeugs zur Durchführung des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens. Fig. 3 is a schematic representation of a vehicle for performing the inventive method.

Bei dem Blockschaltbild in Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Einstellung einer an ein Fahrzeug 2 abzugebenden Solleistung vorgesehen, die sich aus der durch Muskelkraft abgegebenen menschlichen Leistung und einer von einem Motor 4 abgegebenen Leistung zusammensetzt. Beispielsweise kann diese Leistung auf 100 W entsprechend der durchschnittlichen mit aerober Muskelkraft aufbringbaren Leistung eingestellt werden. An einer Anzeigevor­ richtung 5 kann der Fahrer seine augenblicklich aufgebrachte Leistung ablesen. Bei einer Störung 6 der zunächst kontinuierli­ chen Bewegung des Fahrzeugs durch Gegenwind, eine Steigung, oder beim Anfahren nach einem Stop ist die Wahl einer erhöhten Sol­ leistung von z. B. bis zu 500 W oder mehr durch die Einstellvor­ richtung 1 erforderlich. Diese zusätzliche Solleistung zu der vom Fahrer erzeugten Leistung von 100 W oder einer anderen indi­ viduellen Leistung liefert nun der von einem Akku 6 gespeiste Motor 4, die dann wieder auf z. B. 100 W zurückgenommen wird, wenn sich ein stationärer Zustand einstellt, bei dem keine zu­ sätzliche Motorkraft mehr erforderlich ist.In the block diagram in FIG. 1, a device 1 is provided for setting a target power to be delivered to a vehicle 2 , which device is composed of the human power output by muscle power and a power output by an engine 4 . For example, this power can be set to 100 W according to the average power that can be applied with aerobic muscle power. The driver can read off his currently applied power on a display device 5 . In the event of a fault 6 of the initially continuous movement of the vehicle by headwind, an incline, or when starting after a stop, the choice of an increased sol power of z. B. up to 500 W or more required by the setting device 1 . This additional target power to the power generated by the driver of 100 W or any other individual power is now supplied by the battery 4 fed by a motor 4 , which then again on z. B. 100 W is withdrawn if a steady state occurs in which no additional motor power is required.

Im Schubbetrieb, oder wenn z. B. der Fahrer willens und in der Lage ist, mehr als die vorgegebenen 100 W an Leistung zu er­ bringen, treibt das Fahrzeug oder die menschliche Überschußlei­ stung den Motor 4 als Generator an, dessen Leistungsabgabe den Akku 7 auflädt. Desgleichen wird im Stillstand des Fahrzeugs 2 der Motor 4 vom Fahrzeug durch einen Freilauf 18 (Fig. 3) abge­ koppelt und die menschliche Leistung 3 treibt den Motor 4 als Generator an, wobei ebenfalls der Akku 7 aufgeladen wird.In overrun or when z. B. the driver is willing and able to bring more than the predetermined 100 W of power, the vehicle or the human excess power drives the engine 4 as a generator, the output of which charges the battery 7 . Likewise, when the vehicle 2 is at a standstill, the engine 4 is uncoupled from the vehicle by a freewheel 18 ( FIG. 3) and the human power 3 drives the engine 4 as a generator, the battery 7 also being charged.

Fig. 2 zeigt das gleiche Blockschaltbild wie in Fig. 1, je­ doch wird dort die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 gemessen und vorgegeben und durch einen Temporegler 8 durch entsprechende Änderung der Solleistungsvorgabe konstant gehalten. FIG. 2 shows the same block diagram as in FIG. 1, but the speed of the vehicle 2 is measured and specified there and kept constant by a cruise control 8 by a corresponding change in the target power specification.

Fig. 3 zeigt schematisch ein Fahrzeug in Form eines zweispu­ rigen Fahrrades mit einem Rahmen 9, in dem ein angetriebenes Hinterrad 10 und zwei nicht angetriebene Vorderräder 11 und 12 gelagert sind. Im Rahmen 9 ist zwischen der Tretkurbel 13 und einer im Rahmen 9 gelagerten Zwischenwelle 14 eine erste Ketten- oder Zahnriemenverbindung 15 vorgesehen, und zwischen der Zwi­ schenwelle 14 und dem angetriebenen Rad 10 ist eine zweite Ket­ ten- oder Zahnriemenverbindung 16 vorgesehen. In der Zwischen­ welle 14 ist eine Schaltkupplung 17 angeordnet, durch die mit der Zwischenwelle 14 der von dem Akku 7 gespeiste Elektromo­ tor/Generator 4 kuppelbar ist, und im Tretkurbellager ist ein Freilauf 18 vorgesehen, der den Antrieb im Schubbetrieb abkop­ pelt, so daß das Fahrzeug den Motor 4 als Generator antreibt und der Akku 7 geladen wird. Fig. 3 shows schematically a vehicle in the form of a two-wheel bike with a frame 9 in which a driven rear wheel 10 and two non-driven front wheels 11 and 12 are mounted. In the frame 9 , a first chain or toothed belt connection 15 is provided between the pedal crank 13 and an intermediate shaft 14 mounted in the frame 9 , and between the intermediate shaft 14 and the driven wheel 10 , a second chain or toothed belt connection 16 is provided. In the intermediate shaft 14, a clutch 17 is arranged tor by the intermediate shaft 14 of the powered from the battery 7 Elektromo / generator 4 is coupled, and in the bottom bracket, a freewheel 18 is provided, the pelt abkop the drive in overrun mode, so that the vehicle drives the motor 4 as a generator and the battery 7 is charged.

Ein derartig ausgerüstetes Fahrzeug bietet dem Fahrer viel­ fältige Vorteile. Es werden Stillstandszeiten, wie Stops an Am­ peln zur Energieerzeugung ausgenutzt, ohne daß der menschliche Körper überansprucht wird. Die Stillstandszeiten können 10% und mehr an der gesamten Fahrzeit ausmachen. Beschleunigungsphasen können stark verkürzt werden, so daß das Fahrzeug keine Behinde­ rung im Verkehrsfluß darstellt.A vehicle equipped in this way offers a lot to the driver tremendous advantages. Downtimes, such as stops at Am used for energy generation without the human being Body is overused. The downtimes can be 10% and make more of the total journey time. Acceleration phases  can be greatly shortened so that the vehicle is not handicapped represents in the flow of traffic.

Die Anzeige einer physiologischen Körperfunktion erlaubt es, die Leistung individuell optimal und nahezu konstant zu erzeu­ gen. Damit dient das Fahrzeug nicht nur als reines Fortbewe­ gungsmittel, sondern kann auch im medizinischen Bereich zu Reha­ bilitationsmaßnahmen eingesetzt werden. Die Kontrollanzeige ei­ ner Körperfunktion dient zur Überwachung des aktuellen Trai­ ningszustandes. Ein Fortbewegungsmittel dieser Art kann dann ei­ nerseits Zuhause bei ungünstigen Witterungsverhältnissen ein Er­ gometer ersetzen und andererseits zum Transport dienen. Bei be­ gleitender medizinischer Überwachung kann die menschliche Lei­ stung ständig erhöht werden.The display of a physiological body function allows to generate the performance individually optimally and almost constantly This means that the vehicle not only serves as a mere propulsion but also in the medical field for rehab accounting measures are used. The control display egg A body function is used to monitor the current trai condition. A form of transportation of this type can then be used on the other hand at home in unfavorable weather conditions Replace gometer and on the other hand serve for transport. At be sliding medical surveillance can human lei power are constantly increased.

Das Fahrzeug kann in verschiedenen Varianten betrieben wer­ den:
The vehicle can be operated in different versions:

  • 1. konventioneller mechanischer Antrieb, wie er z. Zt. bei fast allen Fahrrädern realisiert ist. Die erforderliche Fahrleistung muß zu jedem Zeitpunkt vom Menschen aufge­ bracht werden.1. conventional mechanical drive, as z. Currently at almost all bicycles is realized. The required Mileage must be given up by man at all times be brought.
  • 2. Zusätzlich wird der Elektromotor in den Antriebsstrang integriert. Damit sind bei einer zusätzlichen Steuerung, die die Differenz zwischen menschlicher Leistung und ge­ forderter Leistung steuert, folgende Fahrzustände beim Anfahren oder bei der konstanten Fahrt denkbar:
    • a) Fahren mit einem rein mechanischen Antrieb
    • b) Fahren mit einem mechanischen Antrieb und einer Un­ terstützung durch den elektrischen Zusatzantrieb
    • c) Fahren nur mit dem elektrischen Zusatzantrieb.
    2. In addition, the electric motor is integrated in the drive train. With an additional control system that controls the difference between human performance and required performance, the following driving conditions are conceivable when starting off or when driving constantly:
    • a) Driving with a purely mechanical drive
    • b) Driving with a mechanical drive and a support from the electric auxiliary drive
    • c) Driving only with the electric auxiliary drive.

Bei entsprechender Ausrüstung kann der Fahrer entscheiden, ob er das Fahrzeug nur durch rein menschliche Leistung betrieben will, dadurch daß er in den Fahrpausen Energie erzeugt, die für Anfahren oder Steigungen verbraucht wird. Bei Aufrüstung mit ei­ nem größeren Akkusatz kann dieser vor Antritt der Fahrt aufgela­ den werden, und es kann mehr Leistung zugespeist werden, so daß eine höhere Geschwindigkeit erzielt werden kann.With appropriate equipment, the driver can decide whether he operated the vehicle only through purely human performance wants, in that he generates energy during the breaks, which for Starting off or climbing gradients. When upgrading with egg A larger battery pack can be charged before starting the journey and more power can be supplied, so that a higher speed can be achieved.

Claims (7)

1. Antriebsverfahren für ein Fahrzeug, das von einem Fahrer durch Einwirkung von Muskelkraft in Bewegung versetzt wird, wobei ein von einem Akku gespeister Elektromotor bei erhöh­ tem Bedarf an Antriebsleistung zusätzlich zur Muskelkraft im Antriebsweg wirksam gemacht wird, dadurch gekennzeich­ net, daß eine frei wählbare Größe von am Antriebsrad (10) bzw. an den Antriebsrädern abzugebender Leistung vorgegeben wird, daß die Motorleistung nur zugeschaltet wird, wenn die gewählte Antriebsleistung die menschliche, vorzugsweise als Dauerleistung aufgebrachte Muskelleistung überschreitet, daß der Elektromotor (4) bei die vorgegebene Leistung über­ schreitender Muskelleistung und im Schubbetrieb als Genera­ tor arbeitet und den Akku (7) lädt, und daß im Stillstand des Fahrzeugs (2) die Antriebsverbindung entkuppelt wird und der Elektromotor (4) nur mit dem mechanischen Antrieb verbunden bleibt und durch Betätigung des Antriebsmechanis­ mus, vorzugsweise einer Tretkurbel (13), durch den Fahrer als Generator angetrieben wird.1. Drive method for a vehicle, which is set in motion by a driver by the action of muscle power, wherein an electric motor powered by a battery is made effective in addition to muscle power in the drive path in the case of an increased demand for drive power, characterized in that a freely selectable one Size of the power to be output on the drive wheel ( 10 ) or on the drive wheels is specified so that the motor power is only switched on when the selected drive power exceeds the human, preferably applied as continuous power, muscle power that the electric motor ( 4 ) exceeds the specified power Muscle performance and in overrun as a generator works and the battery ( 7 ) charges, and that the drive connection is decoupled when the vehicle is stationary ( 2 ) and the electric motor ( 4 ) remains connected only to the mechanical drive and by actuating the drive mechanism, preferably a crank ( 13 ), driven by the driver as a generator. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Geschwindigkeitsregelschaltung (8) vorgesehen ist, die die Solleistungsvorgabe so verändert, daß eine gewählte kon­ stante Geschwindigkeit aufrechterhalten wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a speed control circuit ( 8 ) is provided which changes the target power specification so that a selected constant speed is maintained. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Fahren erzeugte Muskelleistung und die Gefahr einer Geschwindigkeit gemessen und angezeigt werden. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the muscle power generated while driving and the danger a speed can be measured and displayed.   4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beim Fahren die Herzfrequenz oder eine andere physiologische Größe des Fahrers gemessen und ange­ zeigt wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized ge indicates that the heart rate or a other physiological size of the driver measured and indicated shows. 5. Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (1) zur Einstellung einer wählbaren Solleistung vorgesehen ist, daß im Rahmen (9) zwischen der Tretkurbel (13) und dem angetriebenen Rad (10) eine Zwischenwelle (14) gelagert ist, daß zwischen Tretkurbel (13) und Zwischenwelle (14) eine erste Ketten- oder Zahnriemenverbindung (15) vorgese­ hen ist, daß zwischen der Zwischenwelle (14) und dem ange­ triebenen Rad (10) eine zweite Ketten- oder Zahnriemenver­ bindung (16) vorgesehen ist, daß in der Zwischenwelle (14) eine Schaltkupplung (17) vorgesehen ist, durch die mit der Zwischenwelle (14) ein von einem Akku (7) gespeister Elek­ tromotor/Generator (4) kuppelbar ist, und daß im Tretkur­ bellager ein Freilauf (18) vorgesehen ist, der im Schubbe­ trieb bei angekuppeltem Elektromotor (4) wirksam ist.5. Vehicle for performing the method according to one of claims 1-4, characterized in that a device ( 1 ) for setting a selectable target power is provided that in the frame ( 9 ) between the pedal crank ( 13 ) and the driven wheel ( is mounted an intermediate shaft (14), 10), that between the pedal crank (13) and intermediate shaft (14) has a first chain or toothed belt connection (15) is vorgese hen that between the intermediate shaft (14) and being driven wheel (10) second chain or toothed belt connection ( 16 ) is provided that in the intermediate shaft ( 14 ) a clutch ( 17 ) is provided through which with the intermediate shaft ( 14 ) a powered by a battery ( 7 ) electric motor / generator ( 4 ) can be coupled, and that in the pedaling bellager a freewheel ( 18 ) is provided, which was in Schubbe when the electric motor ( 4 ) is effective. 6. Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die­ ses ein mit dem Antriebsstrang verbundenes Hinterrad (10) und zwei nicht angetriebene Vorderräder (11, 12) aufweist.6. Vehicle according to claim 5, characterized in that the ses has a rear wheel ( 10 ) connected to the drive train and two non-driven front wheels ( 11 , 12 ). 7. Fahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tretkurbel (13) oder einer anderen Stelle des An­ triebsstranges eine Meß- und Anzeigevorrichtung (5) für die abgegebene Muskelleistung zugeordnet ist.7. Vehicle according to claim 5 or 6, characterized in that the pedal crank ( 13 ) or another location on the drive train to a measuring and display device ( 5 ) is assigned for the muscle power delivered.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10301027A1 (en) * 2003-01-14 2004-08-05 Iacov Grinberg Method of operating auxiliary electric drive for pedal bicycle has motor cut in when maximum user effort is applied
WO2006024382A1 (en) * 2004-08-30 2006-03-09 Rolf Strothmann Electrical installation for a mobile device to be driven by muscular force, especially a bicycle
DE102013110806B4 (en) * 2012-10-01 2021-07-08 Shimano Inc. Bicycle generator
DE102019134675B4 (en) 2019-12-17 2021-11-11 Deutsche Telekom Ag Procedure for adjusting the athletic performance of individuals
DE102020215569A1 (en) 2020-12-09 2022-06-09 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Control method for an electric bicycle, controller and electric bicycle

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE6901222U (en) * 1969-01-14 1969-07-10 Claus-Hinrich Stiehr DEVICE FOR SKINING DESERT, IN PARTICULAR SAUSAGE
EP0222179A1 (en) * 1985-10-24 1987-05-20 Wilhelm Dr. Dipl.-Ing. Binder Bicycle with an auxiliary motor drive
DE4027365A1 (en) * 1990-08-30 1992-03-05 Heinz Schlenk Bicycle with auxiliary electric drive motor - has overrun coupling between pedals and chain wheel for bicycle chain
DE9217593U1 (en) * 1992-12-23 1994-04-21 Gall, Helmut, 5413 Bendorf Golf vehicle with auxiliary engine
DE4302838A1 (en) * 1993-02-02 1994-08-04 Gerster Axel Power output control for electrically assisted vehicular traction
DE19600243A1 (en) * 1996-01-05 1997-07-10 Fichtel & Sachs Ag Control of power metering in electrical circuits for bicycle with motor/generator assistance
DE19600698A1 (en) * 1996-01-10 1997-08-07 Magnet Motor Gmbh Vehicle that can be operated with muscle power, especially a bicycle
DE29721371U1 (en) * 1997-11-25 1998-02-12 Giant Mfg. Co. Ltd., Tachia Chen, Taichung Bicycle with an electric drive, which can be operated in an automatic control mode and an additional control mode
DE29800551U1 (en) * 1998-01-07 1998-03-12 Giant Mfg. Co., Ltd., Taichung Bicycle with a planetary gear and an electric auxiliary gear
DE19732430A1 (en) * 1997-07-28 1999-02-11 Harald Kutze Muscle-power electric hybrid vehicle such as bicycle
DE19755309A1 (en) * 1997-12-12 1999-06-17 Rolf Dr Rer Nat Strothmann Control for drives based on muscle and motor power
EP0928737A1 (en) * 1997-11-14 1999-07-14 Tsinghua University An electric-assisted tricycle

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE6901222U (en) * 1969-01-14 1969-07-10 Claus-Hinrich Stiehr DEVICE FOR SKINING DESERT, IN PARTICULAR SAUSAGE
EP0222179A1 (en) * 1985-10-24 1987-05-20 Wilhelm Dr. Dipl.-Ing. Binder Bicycle with an auxiliary motor drive
DE4027365A1 (en) * 1990-08-30 1992-03-05 Heinz Schlenk Bicycle with auxiliary electric drive motor - has overrun coupling between pedals and chain wheel for bicycle chain
DE9217593U1 (en) * 1992-12-23 1994-04-21 Gall, Helmut, 5413 Bendorf Golf vehicle with auxiliary engine
DE4302838A1 (en) * 1993-02-02 1994-08-04 Gerster Axel Power output control for electrically assisted vehicular traction
DE19600243A1 (en) * 1996-01-05 1997-07-10 Fichtel & Sachs Ag Control of power metering in electrical circuits for bicycle with motor/generator assistance
DE19600698A1 (en) * 1996-01-10 1997-08-07 Magnet Motor Gmbh Vehicle that can be operated with muscle power, especially a bicycle
DE19732430A1 (en) * 1997-07-28 1999-02-11 Harald Kutze Muscle-power electric hybrid vehicle such as bicycle
EP0928737A1 (en) * 1997-11-14 1999-07-14 Tsinghua University An electric-assisted tricycle
DE29721371U1 (en) * 1997-11-25 1998-02-12 Giant Mfg. Co. Ltd., Tachia Chen, Taichung Bicycle with an electric drive, which can be operated in an automatic control mode and an additional control mode
DE19755309A1 (en) * 1997-12-12 1999-06-17 Rolf Dr Rer Nat Strothmann Control for drives based on muscle and motor power
DE29800551U1 (en) * 1998-01-07 1998-03-12 Giant Mfg. Co., Ltd., Taichung Bicycle with a planetary gear and an electric auxiliary gear

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10301027A1 (en) * 2003-01-14 2004-08-05 Iacov Grinberg Method of operating auxiliary electric drive for pedal bicycle has motor cut in when maximum user effort is applied
DE10301027B4 (en) * 2003-01-14 2005-02-24 Iacov Grinberg Method for controlling a bicycle with an additional motor drive
WO2006024382A1 (en) * 2004-08-30 2006-03-09 Rolf Strothmann Electrical installation for a mobile device to be driven by muscular force, especially a bicycle
DE102013110806B4 (en) * 2012-10-01 2021-07-08 Shimano Inc. Bicycle generator
DE102019134675B4 (en) 2019-12-17 2021-11-11 Deutsche Telekom Ag Procedure for adjusting the athletic performance of individuals
DE102020215569A1 (en) 2020-12-09 2022-06-09 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Control method for an electric bicycle, controller and electric bicycle
DE102020215569B4 (en) 2020-12-09 2023-12-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Control method for an electric bicycle, control device and electric bicycle

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