DE102004022789A1 - Bicycle performance assisting arrangement, has electronic controller to control voltage supply to electric motor based on rotation of magnet ring that rotates with planetary gear, where ring rotation is sensed by Hall-effect sensors - Google Patents

Bicycle performance assisting arrangement, has electronic controller to control voltage supply to electric motor based on rotation of magnet ring that rotates with planetary gear, where ring rotation is sensed by Hall-effect sensors Download PDF

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Abstract

The arrangement has an electric motor (1), a control gear (2), and an electronic controller (3), which are arranged around a central axle (4). Hall-effect sensors are arranged proximal to a magnet ring (9) that rotates with a planetary gear. The sensors output signals based on the rotation of the ring due to the planetary gear rotation to the controller, which controls the voltage supply to the motor based on the signals.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelung der Unterstützungsleistung für Fahrräder mit zusätzlichem elektrischen Antrieb. Solche Fahrräder verfügen im allgemeinen über einen von einer mitgeführten Batterie mit Strom versorgten Elektroantrieb, um den Fahrer bei besonders anstrengenden Fahrgelegenheiten zu unterstützen. Diese Unterstützung soll insbesondere am Berg oder bei Gegenwind erfolgen bzw. zur Verfügung stehen. Da das Fahrrad in der Regel als ein ebenso leichtes wie leichtgängiges Fahrzeug angesehen wird, ist es erforderlich, auch den am Fahrrad zusätzlich angeordneten Antrieb möglichst leichtgewichtig auszuführen. Dem Gewicht der zur Energieversorgung benötigten Batterie kommt dabei eine besondere Bedeutung zu. Die Auswahl der Batterie ist stets ein Kompromiss hinsichtlich Amperestunden pro Gewicht und Amperestunden pro Preis. Ist die Entscheidung für eine Batterieart und Größe gefallen, so gilt es, zur Erzielung einer akzeptablen Reichweite diese maximal mitführbare Energiemenge möglichst ökonomisch einzusetzen.The The invention relates to a regulation of the assistance for bicycles with additional electrical Drive. Such bikes feature in general about one of a carried Battery powered electric drive to assist the driver to support particularly stressful driving conditions. These support should be done or available especially on the mountain or in headwinds. Because the bike is usually considered as light as smooth-running vehicle is considered, it is necessary, also on the bicycle additionally arranged Drive as possible to perform lightweight. The weight of the battery needed for the power supply comes here a special meaning too. The choice of battery is always a compromise on amp hours per weight and amp hours per price. Has the decision been made for a battery type and size, so it is to achieve an acceptable range this maximum carried along Energy as economical as possible use.

Der Stromverbrauch und damit die erzielbare Reichweite im unterstützten Fahrbetrieb wird im wesentlichen von der Häufigkeit und der zur Verfügung gestellten Unterstützungsleistung beeinflusst.Of the Power consumption and thus the achievable range in the supported driving is essentially of the frequency and the provided support services affected.

Es wurden bereits verschiedene Strategien zur Regelung der Stromzuführung bzw. Strombereitstellung für den Elektroantrieb realisiert. So kann die Regelung der Stromzufuhr proportional zum Pedaldrehmoment oder zur Radgeschwindigkeit erfolgen.It have already been various strategies for controlling the power supply or Power supply for implemented the electric drive. So can the regulation of the power supply proportional to the pedal torque or to the wheel speed.

Mit dem europäischen Patent EP 0 561 268 B1 ist eine Antriebseinheit bekannt geworden, die das Motordrehmoment des Elektroantriebes entsprechend dem eingeleiteten Drehmoment über den Pedalantrieb steuert. Bei Drehmoment gesteuerten Systemen ist von dem Benutzer selbst ein entsprechendes Drehmoment vorzugeben, was bei schwächeren Radfahrern problematisch sein kann. In der Praxis werden mit diesem System große Reichweiten erzielt, da häufig keine Unterstützung erfolgt.With the European patent EP 0 561 268 B1 has become known a drive unit which controls the motor torque of the electric drive according to the introduced torque via the pedal drive. In torque-controlled systems, the user himself must specify a corresponding torque, which can be problematic for weaker cyclists. In practice, this system achieves long ranges because there is often no support.

In der Offenlegungsschrift DE 199 03 443 A1 ist eine drehzahlabhängige Regelung für einen elektrischen Fahrradantrieb beschrieben. Zur drehzahlabhängigen Regelung durch eine elektronische Steuereinheit ist es erforderlich, dass die Pedaldrehzahl und die Drehzahl des Laufrades ständig verglichen werden. Elektrische Energie wird der Antriebseinheit nur bei einer geschwindigkeitsproportionalen Pedaldrehzahl zugewiesen. Die Drehzahl des Antriebsrades wird über einen entsprechend angeordneten Reedschalter und die Pedaldrehzahl von zwei drehwinkelversetzten Hallsensoren erfasst. Für die Regelung werden die ermittelten Drehzahlen verglichen und bei Überschreitung einer vorgegebenen Drehzahldifferenz wird die Antriebsenergie abgeschaltet. Bei Drehzahl gesteuerten Systemen wird unabhängig von der aktuellen Eigenleistung des Benutzers Motorleistung beigesteuert. Diese Regelung hat zur Folge, dass sich die Benutzer „ziehen" lassen, wodurch sich natürlich die im Unterstützungsbetrieb erzielbare Reichweite deutlich verkürzt. Die offensichtlichen Nachteile dieser aufgezeigten Regelungen gilt es zu vermeiden.In the published patent application DE 199 03 443 A1 a speed-dependent control for an electric bicycle drive is described. For speed-dependent control by an electronic control unit, it is necessary that the pedal speed and the speed of the impeller are constantly compared. Electrical energy is assigned to the drive unit only at a speed-proportional pedal speed. The speed of the drive wheel is detected by a correspondingly arranged reed switch and the pedal speed of two rotational angle offset Hall sensors. For the control, the determined speeds are compared and when exceeding a predetermined speed difference, the drive power is turned off. In speed-controlled systems, engine power is provided regardless of the user's own current performance. As a result of this rule users can "pull", which of course significantly reduces the reach achievable in support mode, and avoids the obvious disadvantages of these regulations.

Ziel der Erfindung ist es, mit der im Akku verfügbaren elektrischen Energie eine akzeptable Reichweite zu erreichen. Der elektrische Antrieb soll den Benutzer dann unterstützen, wenn Unterstützung benötigt wird (am Berg und bei Gegenwind) und ihn zu einer effektiven Trittfrequenz animieren, damit die Vorteile der Gangschaltung zum „normalen" Radfahren genutzt werden.aim The invention is with the available electrical energy in the battery to reach an acceptable range. The electric drive should then assist the user if support needed becomes (on the mountain and in headwinds) and makes it an effective cadence Animate, so the benefits of the gear shift used for "normal" cycling become.

Es ergibt sich somit die Aufgabe für die Erfindung, zur Erzielung einer möglichst großen Fahrstrecke dann Unterstützungsenergie bereit zu stellen, und wenn der Radfahrer den richtigen Gang eingelegt hat und mit einer effizienten Drehzahl pedaliert.It thus results in the task for the invention, to achieve the largest possible distance then support energy to provide, and when the cyclist engaged the right gear has pedaled and with an efficient speed.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die von der Steuerelektronik freigegebene unterstützende elektrische Leistung vom eingelegten Gang und der Pedaldrehzahl abgeleitet. Je niedriger der Gang und je höher die Pedaldrehzahl relativ zur Laufraddrehzahl, desto höher ist die bereitgestellte Unterstützung.to solution This task is released by the control electronics supporting electrical Performance derived from the engaged gear and the pedal speed. The lower the gear and the higher the pedal speed relative to the impeller speed, the higher the provided support.

Diese Regelstrategie bewirkt, dass der Benutzer in einen geeigneten Gang schaltet, um in einer effektiven Trittfrequenz zu pedalieren. Hierdurch bringt der Fahrer stets einen erforderlichen eigenen Leistungsanteil ein. Durch ein für den Vortrieb verwertbares Drehmoment auf die Pedale wird der elektrische Antrieb entlastet. Dies führt im Vergleich zur geschwindigkeits- bzw. drehzahlabhängigen Regelung zu größeren Reichweiten, ohne dass der Benutzer ein eventuell zu großes Drehmoment aufbringen muss.These Control strategy causes the user in a suitable gear switches to pedal at an effective cadence. This brings the driver always has a required own performance share. By a for The propulsion utilizable torque on the pedals is the electric Drive relieved. this leads to in comparison to the speed or speed-dependent control to larger ranges, without the user having to apply too much torque.

Technisch wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Drehzahl des Planetenradträgers einer Mehrgangnabe als Steuergröße in die Steuerelektronik einfließt und dort in eine aktuelle Unterstützungsleistung umgesetzt wird. Mit steigender Drehzahl des Planetenradträgers wird auch die Spannung erhöht, die dann an den unterstützenden Gleichstrommotor angelegt wird. Der Fahrer merkt sehr schnell, dass er bei höherer Tretfrequenz mehr Unterstützung durch den Elektromotor erhält, als bei einer niedrigeren Tretfrequenz, was ihn ermutigt, schneller zu pedalieren. Ist dies aufgrund der aktuellen Steigungsverhältnisse nicht möglich, so schaltet der Fahrer zurück, um die Tretfrequenz wieder steigern zu können und eine größere Unterstützung durch den Elektromotor abrufen zu können.Technically, the object is achieved in that the rotational speed of the planet carrier of a multi-speed hub flows as a control variable in the control electronics and is converted there into a current support performance. With increasing speed of the planet carrier and the voltage is increased, which is then applied to the supporting DC motor. The driver realizes very quickly that he receives more support from the electric motor at higher pedaling frequency than at a lower pedaling frequency, which encourages him to pedal faster. This is due to the current gradient behavior If this is not possible, the driver switches back to be able to increase the pedaling frequency again and to be able to call for greater support from the electric motor.

Der Planetenradträger eines Nabengetriebes ist sowohl ein Indikator für den eingelegten Gang, als auch Koppelglied zwischen Pedalantrieb und Nabenabtrieb.Of the planet of a hub gear is both an indicator of the engaged gear, as also coupling link between pedal drive and hub output.

Die Drehzahl des Planetenradträgers nimmt bei gleichbleibender Laufraddrehzahl mit steigender Gangstufe ab. Am Beispiel einer realisierten 5-Gang Nabe wird dies offenkundig. Hier treibt der Planetenradträger im ersten und zweiten Gang das Lauf rad direkt an und hat somit die gleiche Drehzahl wie das Rad. Im zweiten Gang greifen die Planetenräder in ein kleineres Sonnenrad ein als im ersten Gang, wodurch der Planetenradträger schneller dreht als im ersten Gang. Im dritten, dem direkten Gang, wird das Rad über das Hohlrad angetrieben. Dabei dreht sich der Planetenradträger mit getriebeübersetzungsproportionaler kleinerer Geschwindigkeit als im zweiten Gang. Im vierten Gang wird über den Planetenradträger, dessen Planetenräder am kleinen Sonnenrad eingreifen, das Hohlrad angetrieben und dieses treibt dann das Rad an. Der Planetenradträger dreht – in dieser Gangstellung und gleichbleibender Laufradgeschwindigkeit vorausgesetzt – langsamer als im direkten Gang. Im fünften Gang wird das Sonnenrad gewechselt, es ändert sich die Relativgeschwindigkeit zwischen Planetenradträger und Hohlrad. Das Hohlrad und damit auch das Rad werden schneller bzw. der Planetenradträger langsamer als im vierten Gang.The Speed of the planet carrier takes at constant impeller speed with increasing gear from. The example of a realized 5-speed hub makes this obvious. Here drives the planet carrier in the first and second gear the wheel directly on and thus has the same speed as the wheel. In second gear, the planetary gears engage smaller sun gear than in first gear, causing the planet carrier faster turns as in first gear. In the third, the direct gear, the wheel is over the Ring gear driven. The planetary carrier rotates with it gear ratio-proportional lower speed than in second gear. In fourth gear is over the planet, its planet wheels engage the small sun gear, the ring gear driven and this then drive the wheel. The planet carrier rotates - in this gear position and constant impeller speed presupposed - slower as in direct gear. In the fifth Gear the sun gear is changed, it changes the relative speed between planet carrier and ring gear. The ring gear and thus the wheel are faster or the planet carrier slower than in fourth gear.

Der Fahrer ist nach einem Wechsel in einen höheren Gang bestrebt, die aufgrund einer höheren Gangstufe reduzierte Drehzahl des Planetenradträgers wieder durch Anhebung der aktuellen Pedaldrehzahl zu steigern, da er mit steigender Pedaldrehzahl auch mehr Unterstützungsleistung durch den Elektroantrieb abrufen kann. Nachdem der Fahrer bei einer höheren Trittfrequenz mehr Unterstützungsleistung erhält, pedaliert er natürlich häufiger mit einer höheren Tretfrequenz und steuert somit selbst mehr Leistung zu, wodurch sich die erzielbare Reichweite im unterstützten Fahrbetrieb deutlich erhöht.Of the Driver is anxious for a change to a higher gear, due to a higher gear Reduced speed of the planet carrier again by raising increase the current pedal speed, as it increases with increasing pedal speed also more support can retrieve through the electric drive. After the driver at a higher Cadence more supportive power gets Of course he pedaled frequently with a higher one Pedal frequency and thus controls even more power, which the achievable range in supported driving clearly elevated.

Zur Realisierung dieser Strategie ist lediglich die Erfassung der Planetenradträgerdrehzahl erforderlich. Diese Drehzahlerfassung erfolgt berührungslos über Hallsensoren, die ein wechselndes Magnetfeld eines mit dem Planetenradträger drehenden Magneten sogar durch eine Alugehäusewand erkennen.to Realization of this strategy is only the detection of the planet carrier speed required. This speed measurement is carried out without contact via Hall sensors, which is a changing magnetic field of a rotating with the planet carrier Magnets even through an aluminum housing wall detect.

Die aktuelle Planetenradträgerdrehzahl wird somit vorort erfasst und dient als Steuergröße für die Bestimmung der Unterstützungsleistung in der Steuerelektronik. Als Antrieb werden Gleichstrommotoren, welche pulsweitenmoduliert angesteuert werden, eingesetzt. Die Pulsweitenmodulation ist nur von der Drehzahl des Planetenradträgers abhängig. Je höher diese Drehzahl, desto größer ist die an einem oder mehreren Motoren anzulegende Spannung. Die Pulsweitenmodulation reduziert dabei die Ausgangsspannung und damit die Unterstützung durch den Elektroantrieb. In Verbindung mit den Motorkennlinien bedeutet das, dass der Fahrer bei gleicher Tretfrequenz im ersten Gang ca. 40 % mehr Energie erhält als im fünften Gang.The current planet carrier speed is thus recorded on-site and serves as a control variable for the determination of the support performance in the control electronics. The drive is DC motors, which are controlled pulse width modulated, used. The pulse width modulation depends only on the speed of the planet carrier. The higher this speed, the greater the voltage to be applied to one or more motors. The pulse width modulation reduces the output voltage and thus the support by the electric drive. In conjunction with the motor characteristics means that the driver at the same pedaling in first gear about 40% more energy than in the fifth Corridor.

Sobald der Fahrer nicht mehr pedaliert, vergrößert sich die Differenzgeschwindigkeit zwischen Planetenradträger und Rad, der Planetenradträger wird langsamer und die Unterstützung durch den Elektroantrieb wird zurückgenommen.As soon as the driver stops pedaling, the differential speed increases between planet carrier and Rad, who becomes planetary carrier slower and the support by the electric drive is withdrawn.

Diese Art der Antriebsregelung animiert somit den Fahrer, stets mit effizienter hoher Pedaldrehzahl und kleineren Pedalkräften bzw. erträglichen Drehmomenten zu fahren.These Type of drive control thus animates the driver, always with more efficient high pedal speed and lower pedal forces or tolerable torques to drive.

Ein Ausführungsbeispiel eines Radnabenantriebes wird anhand einer 3-D-Darstellung erläutert.One embodiment a wheel hub drive is explained with reference to a 3-D representation.

1 zeigt einen geöffneten Radnabenantrieb. Die Antriebseinheit besteht im wesentlichen aus einem Nabengehäuse mit zwei Elektromotoren, einem Fünfganggetriebe und einer elektronischen Steuerung. 1 shows an open wheel hub drive. The drive unit consists essentially of a hub shell with two electric motors, a five-speed gearbox and an electronic control.

2 zeigt einen Querschnitt durch den Radnabenantrieb ohne Achse und Nabengehäuse. 2 shows a cross section through the wheel hub drive without axle and hub shell.

Die Erfindung betrifft die Regelung der Unterstützungsleistung für Fahrräder mit Gangschaltung und elektrischem Antrieb. Realisiert wird die Erfindung in einem zum Einbau in einem Laufrad eines Fahrrades geeigneten elektrischen Radnabenantrieb.The The invention relates to the regulation of the assistance for bicycles with Gear shift and electric drive. The invention is realized in a suitable for installation in an impeller of a bicycle electric wheel hub drive.

Der Radnabenantrieb in 1 besteht im wesentlichen aus mindestens einem Elektromotor 1 mit einem Untersetzungsgetriebe, einem mehrgängigen Schaltgetriebe 2 sowie einer Steuerelektronik 3, die um eine feststehende zentrale Achse 4 angeordnet und in einem mit Speichenflanschen 5 ausgestatteten Nabengehäuse 6 integriert sind. Auf der Platine der Steuerelektronik 3 sind Hallsensoren 7 in der Nähe des, mit dem Planetenradträger 8 drehenden Magnetringes 9 angeordnet. Die Signale der Hallsensoren 7, die vom vorbeidrehenden Magnetring 9 initiiert werden, gehen als Steuergröße in die Steuerelektronik 3 ein. Entsprechend der Drehzahl des Planetenradträgers 8 generiert die Steuerelektronik 3 die Pulsweitenmodulation und bestimmt damit die am Elektromotor 1 anzulegende Spannung.The wheel hub drive in 1 consists essentially of at least one electric motor 1 with a reduction gear, a multi-speed manual transmission 2 and an electronic control system 3 around a fixed central axis 4 arranged and in one with spoke flanges 5 equipped hub shell 6 are integrated. On the board of the control electronics 3 are Hall sensors 7 near the, with the planet carrier 8th rotating magnetic ring 9 arranged. The signals of the Hall sensors 7 from the spinning magnetic ring 9 are initiated, go as a control variable in the control electronics 3 one. According to the speed of the planet carrier 8th generates the control electronics 3 the pulse width modulation and thus determines the on the electric motor 1 voltage to be applied.

2 zeigt eine geöffnete Antriebseinheit ohne Nabengehäuse und Achse im Schnitt. Mit der feststehenden Gehäusekappe 12 ist die Getriebeaufnahme 13 verschraubt. Die Getriebeaufnahme 13 trägt die Platine der Steuerelektronik 3, auf der die Hallsensoren 7 über dem Magnetring 9 angeordnet sind. Der Magnetring 9 beinhaltet Magnete mit unterschiedlicher Polausrichtung und ist drehfest mit dem Planetenradträger 8 verbunden. Die Drehzahlerfassung des Planetenradträgers 8 erfolgt berührungslos, sogar durch das hier nicht gezeigte Nabengehäuse hindurch, das sich als Rohrabschnitt über dem Planetenradträger 8 durch den Spalt zwischen dem Magnetring 9 und den Hallsensoren 7 erstreckt. Auf dem Planetenradträger 8 sind die Planetenräder 10 drehbar gelagert und wälzen innen auf dem Sonnenrad und außen in einem Hohlrad ab. Der Planetenradträger 8 ist ein wesentlicher Bestandteil des um die Achse angeordneten fünfgängigen Schaltgetriebes. Die hohe Drehzahl der relativ kleinen Elektromotore wird mit einem mehrstufigen Zahnradgetriebe 11 untersetzt und auf eine drehfest mit dem Nabengehäuse verbundene Innenverzahnung übertragen. 2 shows an open drive unit without hub housing and axle in section. With the fixed housing cap 12 is the gearbox pickup 13 screwed. The transmission mount 13 carries the board of the control electronics 3 on which the Hall sensors 7 above the magnetic ring 9 are arranged. The magnetic ring 9 includes magnets with different pole orientation and is rotationally fixed to the planet carrier 8th connected. The speed detection of the planet carrier 8th takes place without contact, even through the hub shell, not shown here, which extends as a pipe section above the planet carrier 8th through the gap between the magnetic ring 9 and the Hall sensors 7 extends. On the planet carrier 8th are the planet wheels 10 rotatably mounted and roll inside on the sun gear and outside in a ring gear. The planet carrier 8th is an integral part of the arranged around the axis five-speed manual transmission. The high speed of the relatively small electric motors comes with a multi-stage gear transmission 11 stocky and transferred to a rotatably connected to the hub shell internal teeth.

Durch die Regelstrategie, die den Fahrer für eine hohe Tretfrequenz mit mehr Unterstützungsleistung belohnt, wird eine möglichst große Reichweite des Fahrbetriebes mit Unterstützungsleistung erzielt. Diese Regelung erfolgt gang- und pedaldrehzahlabhängig. Durch die geschickte Verwendung der Planetenradträgerdrehzahl als einzige Steuergröße kann ein ansonsten erforderlicher Gang- und Pedaldrehzahlsensor sowie eine Ermittlungsprozedur entfallen, die aus diesen Signalen eine jeweilige verwertbare Steuergröße ableitet.By the control strategy that involves the driver for a high pedaling frequency more support rewarded, one is possible size Range of driving achieved with assistance. These Regulation is dependent on speed and pedal speed. By the skillful Use of the planet carrier speed the only control variable can be otherwise required gear and pedal speed sensor and a Discovery procedure omitted, which from these signals a respective derives usable taxable variable.

11
Elektromotorelectric motor
22
Schaltgetriebemanual transmission
33
Steuerelektronikcontrol electronics
44
Achseaxis
55
SpeichenflanschSpoke
66
Nabengehäusehub housing
77
HallsensorHall sensor
88th
Planetenradträgerplanet
99
Magnetringmagnetic ring
1010
Planetenradplanet
1111
Zahnradgetriebegear transmission
1212
Gehäusekappehousing cap
1313
Getriebeaufnahmegearbox mount

Claims (8)

Regelung der Unterstützungsleistung für Fahrräder mit einem mehrstufigen Getriebe und einem elektrischen Antrieb, bestehend aus mindestens einem Elektromotor und mindestens einer Batterie sowie einer Steuerung, dadurch gekennzeichnet, dass die den Fahrbetrieb unterstützende Leistung des Elektromotors vom jeweils im Getriebe eingelegten Gang und der Pedaldrehzahl abgeleitet wird.Regulation of the support power for bicycles with a multi-stage transmission and an electric drive, comprising at least one electric motor and at least one battery and a controller, characterized in that the driving operation supporting power of the electric motor is derived from each engaged in the transmission gear and the pedal speed. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterstützende elektrische Leistung des Motors steigt, je niedriger der eingelegte Gang und je höher die aktuelle Pedaldrehzahl ist.Control according to Claim 1, characterized that the supportive electric power of the engine increases, the lower the gear engaged and the higher the current pedal speed is. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterstützende elektrische Leistung steigt, je höher die aktuelle Pedaldrehzahl relativ zur Raddrehzahl ist.Control according to Claim 1, characterized that the supportive electrical power increases, the higher the current pedal speed relative to the wheel speed. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrstufige Getriebe als Planetengetriebe und die Steuerung als elektronische Steuerung ausgebildet ist und die Drehzahl des Planetenradträgers als Steuergröße verwendet wird.Control according to Claim 1, characterized that the multi-stage gearbox as a planetary gear and the controller is designed as an electronic control and the speed of the planet carrier used as a control variable becomes. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Elektromotoren als Gleichstrommotor ausgebildet sind und von der Steuerelektronik pulsweitenmoduliert angesteuert werden.Control according to Claim 1, characterized that the one or more electric motors designed as a DC motor are and controlled by the control electronics pulse width modulated become. Regelung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsweitenmodulation des Elektromotors nur von der Drehzahl des Planetenradträgers abhängt.Control according to Claim 5, characterized that the pulse width modulation of the electric motor only from the speed of the planet carrier depends. Regelung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung am Elektromotor erhöht wird, wenn die aktuelle Drehzahl des Planetenradträgers steigt.Control according to Claim 6, characterized that the voltage on the electric motor is increased when the current Speed of the planet carrier increases. Regelung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Planetenradträgers berührungslos, vorzugsweise mittels Hallsensoren erfasst wird.Control according to Claim 6, characterized that the rotational speed of the planet carrier is contactless, preferably by means of Hall sensors is detected.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006032016A1 (en) * 2006-07-10 2008-01-17 Gruber Antrieb Gmbh & Co Keg Electric auxiliary drive for a bicycle
WO2009036623A1 (en) * 2007-09-18 2009-03-26 David Takwei Hon Controller for an electric power assisted bicycle
CN102221432A (en) * 2010-10-27 2011-10-19 黄岩 Toque sensor
WO2013097733A1 (en) * 2011-12-29 2013-07-04 无锡尚格工业设计有限公司 Integrated container-type torque sensor motor
WO2013097732A1 (en) * 2011-12-29 2013-07-04 无锡尚格工业设计有限公司 Integrated interactive torque sensor motor
US8977450B2 (en) 2011-08-24 2015-03-10 J.D. Components Co., Ltd. Automatic gear-shifting bicycle with optimal shift timing
US11300184B1 (en) * 2020-11-16 2022-04-12 Trinity Innovative Solutions, Llc Variable output transmission

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01314685A (en) * 1988-06-14 1989-12-19 Japan Ii M Kk Bicycle provided with drive/load control mechanism
EP0561268B1 (en) * 1992-03-19 1998-01-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Motor and pedal driven bicycle
DE29817404U1 (en) * 1998-09-29 1999-01-07 Wern, Andreas, Dr.-Ing., 79689 Maulburg Electric motor drive for muscle-powered vehicles
DE19903443A1 (en) * 1999-01-29 2000-08-03 Sram De Gmbh Drive unit for an electrically powered vehicle
DE69703762T2 (en) * 1996-04-12 2001-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Bicycle with an electric drive mechanism
DE69620818T2 (en) * 1995-02-21 2003-02-27 Seiko Epson Corp Human muscle power-supporting energy converter
DE10153487A1 (en) * 2001-10-22 2003-05-08 Friedrich Graf Controller for computer-assisted cycle, circuit has memory for storing shift programs, control device that detects rider activities with which shift programs are adapted to needs of driver
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

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01314685A (en) * 1988-06-14 1989-12-19 Japan Ii M Kk Bicycle provided with drive/load control mechanism
EP0561268B1 (en) * 1992-03-19 1998-01-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Motor and pedal driven bicycle
DE69620818T2 (en) * 1995-02-21 2003-02-27 Seiko Epson Corp Human muscle power-supporting energy converter
DE69703762T2 (en) * 1996-04-12 2001-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Bicycle with an electric drive mechanism
DE29817404U1 (en) * 1998-09-29 1999-01-07 Wern, Andreas, Dr.-Ing., 79689 Maulburg Electric motor drive for muscle-powered vehicles
DE19903443A1 (en) * 1999-01-29 2000-08-03 Sram De Gmbh Drive unit for an electrically powered vehicle
DE10153487A1 (en) * 2001-10-22 2003-05-08 Friedrich Graf Controller for computer-assisted cycle, circuit has memory for storing shift programs, control device that detects rider activities with which shift programs are adapted to needs of driver
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

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006032016A1 (en) * 2006-07-10 2008-01-17 Gruber Antrieb Gmbh & Co Keg Electric auxiliary drive for a bicycle
DE102006032016B4 (en) * 2006-07-10 2011-06-16 Gruber Antrieb Gmbh & Co. Kg Electric auxiliary drive for a bicycle
WO2009036623A1 (en) * 2007-09-18 2009-03-26 David Takwei Hon Controller for an electric power assisted bicycle
CN102221432A (en) * 2010-10-27 2011-10-19 黄岩 Toque sensor
CN102221432B (en) * 2010-10-27 2012-11-07 黄岩 Toque sensor
US8977450B2 (en) 2011-08-24 2015-03-10 J.D. Components Co., Ltd. Automatic gear-shifting bicycle with optimal shift timing
WO2013097733A1 (en) * 2011-12-29 2013-07-04 无锡尚格工业设计有限公司 Integrated container-type torque sensor motor
WO2013097732A1 (en) * 2011-12-29 2013-07-04 无锡尚格工业设计有限公司 Integrated interactive torque sensor motor
US11300184B1 (en) * 2020-11-16 2022-04-12 Trinity Innovative Solutions, Llc Variable output transmission

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