DE102008031438A1 - Vehicle with automatic transmission - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Fahrzeug mit zwei oder drei Laufrädern (2, 3) bereitgestellt, von denen mindestens eins antreibbar ist. Das Fahrzeug weist einen ersten Antrieb (4) mit einem Elektromotor und einen zweiten Antrieb (5, 6) auf, der von menschlicher Leistung angetrieben wird. Mindestens ein antreibbares Laufrad (3) weist ein Zahnrad auf, das mit dem ersten Antrieb und dem zweiten Antrieb gekoppelt ist. Zudem ist ein Getriebe (23) vorgesehen, mit dem das Übersetzungsverhältnis (u) zwischen dem Zahnrad (17) und der Felge (9) des Laufrads (3) stufenlos einstellbar ist. Eine Messvorrichtung (7) dient zum Messen der Geschwindigkeit (vR) des Fahrzeugs (1). Eine Stellvorrichtung (20) ist zum automatischen Einstellen des Übersetzungsverhältnisses (u) des Getriebes (23) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit (vR) des Fahrzeugs (1) vorgesehen.There is provided a vehicle having two or three wheels (2,3) of which at least one is drivable. The vehicle has a first drive (4) with an electric motor and a second drive (5, 6) which is driven by human power. At least one drivable impeller (3) has a gear which is coupled to the first drive and the second drive. In addition, a transmission (23) is provided, with which the transmission ratio (u) between the gear (17) and the rim (9) of the impeller (3) is infinitely adjustable. A measuring device (7) is used to measure the speed (vR) of the vehicle (1). An adjusting device (20) is provided for automatically setting the transmission ratio (u) of the transmission (23) as a function of the speed (vR) of the vehicle (1).
Description
Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem automatischen Getriebe.
Es ist bekannt, Fahrzeuge mit stufenlosen Getrieben auszustatten,
wie es beispielsweise in der
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeug bereitzustellen, mit dem der antreibende Elektromotor Energie sparender arbeitet.It is therefore an object of the invention to provide a vehicle, with the driving electric motor works more energy efficient.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.These The object is achieved by the subject matter of the independent patent claim solved. Advantageous embodiments will be apparent from the Dependent claims.
Es wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das zwei oder drei Laufräder aufweist. Mindestens eines dieser Laufräder ist antreibbar. Als Laufrad wird die Gesamtheit eines Vorder- oder Hinterrads bezeichnet. Ein solches Laufrad hat Kontakt zur Straße, auf der das Fahrzeug fährt.It A vehicle is provided that has two or three wheels having. At least one of these wheels is drivable. The impeller is the entirety of a front or rear wheel. One such impeller has contact with the road on which the vehicle moves.
Das Fahrzeug weist einen ersten Antrieb mit einem Elektromotor und einen zweiten Antrieb, der von menschlicher Leistung angetrieben wird, auf. Mindestens ein antreibbares Laufrad weist eine Antriebswelle auf, die mit dem ersten Antrieb und dem zweiten Antrieb gekoppelt ist. Die Kopplung kann beispielsweise über Antriebsketten erfolgen. Ferner ist ein Getriebe vorgesehen, das das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle und der Felge des antreibbaren Laufrads stufenlos einstellt. Eine Messvorrichtung ist zum Messen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorgesehen. Das Fahrzeug weist ferner eine Stellvorrichtung zum automatischen Einstellen des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf.The Vehicle has a first drive with an electric motor and a second drive powered by human power on. At least one drivable impeller has a drive shaft on that coupled with the first drive and the second drive is. The coupling can for example via drive chains respectively. Furthermore, a transmission is provided which the transmission ratio between the drive shaft and the rim of the driven impeller infinitely adjustable. A measuring device is for measuring the speed the vehicle provided. The vehicle also has an adjusting device for automatically setting the transmission ratio of the gearbox as a function of the speed of the Vehicle up.
Das vorgestellte Fahrzeug hat den Vorteil, dass die Drehzahl des Elektromotors im Wesentlichen unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs eingestellt werden kann. Dadurch kann der Elektromotor in einem Betriebsbereich betrieben werden, in dem er nahe dem Optimum seiner Kennlinie ist. Die automatische Einstellung des Übersetzungsverhältnisses sorgt dafür, dass das angetriebene Laufrad entsprechend der Geschwindigkeit mit der richtigen Getriebeübersetzung angesteuert wird. Im Gegensatz zum konventionellen Fahrrad oder zum konventionellen Fahrrad mit Hilfsmotor wird die Übersetzung nicht so eingestellt, dass der Fahrer bequem treten kann, sondern entsprechend einem energiesparenden Einsatz des Elektromotors.The featured vehicle has the advantage that the speed of the electric motor essentially independent of the speed of the Vehicle can be adjusted. This allows the electric motor be operated in an operating area where it is close to the optimum his characteristic is. The automatic setting of the transmission ratio Ensures that the driven wheel accordingly the speed with the correct gear ratio is controlled. Unlike the conventional bike or the conventional bicycle with auxiliary engine becomes the translation not adjusted so that the driver can pedal comfortably, but according to an energy-saving use of the electric motor.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein pedalbetriebenes Fahrzeug mit elektrischer Unterstützung, bei dem die Leistungsabgabe des ersten Antriebs in Übereinstimmung mit der Änderung des Ausgangs der Leistungsabgabe des zweiten Antriebs gesteuert wird. Ein solches Fahrzeug wird als Pedelec bezeichnet. Bei einem solchen kann ein Benutzer schlecht einschätzen, wie groß die gerade von dem ersten Antrieb gelieferte Leistung ist und welches Übersetzungs verhältnis dementsprechend am günstigsten ist. Die automatische Einstellung sorgt für einen energiesparenden Antrieb.In In one embodiment, the vehicle is a pedal-operated vehicle with electrical assistance, in which the power output of the first drive in accordance with the change of the output of the power output of the second Drive is controlled. Such a vehicle is called a pedelec. With such a user can judge badly, How big is the power delivered by the first drive? is and which translation ratio accordingly is the cheapest. The automatic adjustment ensures for an energy-efficient drive.
In einer Ausführungsform wird die Geschwindigkeit des Fahrrads durch Messen der Drehgeschwindigkeit des Laufrads ermittelt, wodurch die Geschwindigkeit mit einer recht großen Abtastrate gemessen werden kann, da an dem angetriebenen Laufrad eine Vielzahl von Speichen oder Zähnen eines Zahnrads vorgesehen werden kann, deren Passieren an der Messvorrichtung detektiert wird.In One embodiment is the speed of the bicycle determined by measuring the rotational speed of the impeller, thereby the speed measured at a fairly large sampling rate can be because on the driven wheel a variety of spokes or teeth of a gear can be provided, whose Passing is detected at the measuring device.
Falls das Getriebe als Nabengetriebe des Laufrads ausgebildet ist, so ist dieses stufenlose Getriebe Platz sparend untergebracht und kann vor Verschmutzung geschützt werden.If the gear is designed as a hub gear of the impeller, so This continuously variable transmission accommodates space and can protected against contamination.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Drehzahl des Elektromotors unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs eingestellt, wodurch der Elektromotor sich nahe seinem Effizienzoptimum betrieben wird. Dabei wird in einer bevorzugten Ausführungsform die Drehzahl des Motors so eingestellt, dass diese sich in dem Bereich von 0,9 bis 1,0 mal der optimalen Drehzahl befindet.In a preferred embodiment, the speed of the Electric motor regardless of the speed of the vehicle adjusted, whereby the electric motor operated near its optimum efficiency becomes. In a preferred embodiment, the Speed of the engine adjusted so that these are in the range from 0.9 to 1.0 times the optimum speed.
Vorzugsweise wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit einer Abtastrate, die kleiner als 150 ms ist, gemessen. Dadurch wird die Regelung des Getriebes schnell genug reagieren, wenn sich die Steigung der Straße ändert.Preferably The speed of the vehicle is measured at a sampling rate is less than 150 ms, measured. This will control the transmission react quickly enough when the slope of the road changes.
In einer Ausführungsform weist die Stellvorrichtung einen Servomotor auf. Mit einem solchen kann das Übersetzungsverhältnis des Getriebes genau eingestellt werden.In According to one embodiment, the adjusting device has a Servo motor on. With such a can the gear ratio of the gearbox can be set exactly.
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, das zwei oder drei Laufräder, von denen mindestens eines antreibbar ist, aufweist. Ein erster Antrieb weist einen Elektromotor auf, wobei mindestens ein antreibbares Laufrad eine Antriebswelle, die mit dem ersten Antrieb gekoppelt ist, aufweist. Mit einem Getriebe ist das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle und der Felge des Laufrads stufenlos einstellbar.The The invention also relates to a vehicle having two or three wheels, of which at least one is drivable has. A first Drive has an electric motor, wherein at least one drivable Impeller has a drive shaft, which is coupled to the first drive is, has. With a gearbox is the gear ratio infinitely adjustable between the drive shaft and the rim of the impeller.
Eine Messvorrichtung ist zum Messen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorgesehen, wobei eine Stellvorrichtung zum automatischen Einstellen des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs dient.A Measuring device is for measuring the speed of the vehicle provided, wherein an adjusting device for automatically setting the transmission ratio of the gearbox as a function of the speed of the Vehicle serves.
Bei einem solchen ”Elektrofahrrad” wird somit ebenfalls die Übersetzung so eingestellt, dass der Elektromotor im optimalen Drehzahlbereich arbeiten kann, da das auf den Laufrad übertragende Drehmoment stark von der Drehzahl des Elektromotors unabhängig und automatisch eingestellt wird.at Such an "electric bicycle" will thus also the translation adjusted so that the electric motor in the optimal speed range can work, since that transmits to the impeller Torque greatly independent of the speed of the electric motor and automatically adjusted.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein Leichtfahrzeug. Ein solches Leichtfahrzeug weist eine Leermasse von nicht mehr als 350 kg, ohne die Masse der Batterien, auf. Die Masse der Batterien kann 100 kg betragen, sodass sich die Gesamtleermasse des Leichtfahrzeugs entsprechend erhöht. Der elektrische Antrieb des Leichtfahrzeugs hat eine maximale Nennleistung von nicht mehr als 10 kW hat. Das Leichtfahrzeug weist vier Laufräder, von denen mindestens zwei antreibbar sind, auf.One Another aspect of the invention relates to a light vehicle. Such Light vehicle has an unladen weight of not more than 350 kg, without the mass of batteries, on. The mass of the batteries can be 100 kg be such that the total idle mass of the light vehicle accordingly elevated. The electric drive of the light vehicle has has a maximum rated output of not more than 10 kW. The light vehicle has four wheels, of which at least two drivable are on.
Ein erster Antrieb weist einen Elektromotor und eine Antriebswelle, die mit dem ersten elektrischen Antrieb gekop pelt ist, auf. Ferner ist ein Getriebe vorgesehen, mit dem das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle und der Felge der angetriebenen Laufrads stufenlos einstellbar ist. Eine Messvorrichtung dient zum Messen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und eine Stellvorrichtung ist zum automatischen Einstellen des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorgesehen.One first drive has an electric motor and a drive shaft, which is gekop pelt with the first electric drive on. Further a gear is provided with which the gear ratio between the drive shaft and the rim of the driven impeller stepless is adjustable. A measuring device is used to measure the speed of the vehicle and an actuator is for automatic adjustment the transmission ratio of the transmission in Depending on the speed of the vehicle provided.
Auch hier ermöglicht das automatische Einstellen des Übersetzungsverhältnisses, dass der Elektromotor im energetisch günstigen Drehzahlbereich betrieben wird.Also here the automatic setting of the transmission ratio, that the electric motor in the energetically favorable speed range is operated.
In einer Ausführungsform des Leichtfahrzeugs ist je angetriebenem Laufrad ein Getriebe, mit dem das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle und der Felge des Laufrads stufenlos einstellbar ist, vorgesehen.In An embodiment of the light vehicle is ever driven Impeller a gearbox with which the gear ratio Stepless between the drive shaft and the rim of the impeller is adjustable, provided.
Zudem gibt es pro angetriebenem Laufrad eine Messvorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit des Laufrads und eine Stellvorrichtung zum automatischen Einstellen des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Laufrads. Die Antriebswelle ist mit einem einzigen Elektromotor gekoppelt.moreover There is one measuring device for each driven impeller to measure the speed of the impeller and an actuator for automatic Setting the gear ratio of the gearbox depending on the speed of the impeller. The Drive shaft is coupled to a single electric motor.
Ein solches Leichtfahrzeug bedarf keines aufwändigen Differenzialgetriebes, da die Übersetzungsverhältnisse der angetriebenen Laufräder einzeln eingestellt werden. Damit können in Kurvenfahrten die Laufräder auch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rollen.One such light vehicle does not require a complex differential gear, because the gear ratios of the driven Wheels are adjusted individually. With that you can in cornering the wheels also with different Speeds roll.
In einer anderen Ausführungsform ist je angetriebenem Laufrad ein Elektromotor, eine Antriebswelle, die mit dem Elektromo tor gekoppelt ist und ein Getriebe, mit dem das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle und der Felge des Laufrads stufenlos einstellbar ist, vorgesehen.In Another embodiment is per driven wheel an electric motor, a drive shaft coupled to the electromobility tor is and a gearbox with which the gear ratio Stepless between the drive shaft and the rim of the impeller is adjustable, provided.
Je angetriebenem Laufrad ist zudem eine Messvorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit des Laufrads, und eine Stellvorrichtung ist zum automatischen Einstellen des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Laufrads vorgesehen.ever driven impeller is also a measuring device for measuring the speed of the impeller, and an actuator is for automatically setting the transmission ratio of Gear as a function of the speed of the impeller intended.
Bei dieser Ausführungsform sind angetriebenen Laufräder vollständig voneinander entkoppelt und können in Kurvenfahrten unterschiedliche Geschwindigkeiten annehmen.at this embodiment are driven wheels completely decoupled from each other and can take different speeds in cornering.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht. Dabei zeigenThe Invention is in the drawings by way of embodiments illustrated in more detail. Show
Das
Kettenblatt
Das
Fahrrad
An
der Nabe
Dieses
stufenlose Getriebe
Die
Stellvorrichtung
Die
Stellvorrichtung
In
dem Diagram sind drei Kennlinien s, n, o eingezeichnet. Am Lenker
Bei der sportlichen Fahrweise, die durch die Kennlinie s gekennzeichnet ist, wird das Übersetzungsverhältnis u früher gegenüber dem Normalbetrieb, der durch die Kurve n charakterisiert ist, erhöht, während im ökonomischen Betrieb gemäß der Kennlinie o der Anstieg der Übersetzung langsamer als im Normalbetrieb erfolgt.at the sporty driving style, which is characterized by the characteristic s is, the gear ratio u becomes earlier over normal operation, characterized by the curve n is increased, while in the economic Operation according to the characteristic curve o the increase in the ratio slower than normal operation.
Wenn
die Steuerung
Die
Steuerschaltung
Der
Motorstrom IM bewirkt, dass der Elektromotor
Am
Ausgang des Elektromotors ist eine Motorübersetzung
Das
Zahnrad
In
der Steuerschaltung
Bei einem Pedelac bewirkt die automatische Einstellung des Übersetzungsverhältnisses u unter Umständen auch, dass der Fahrer des Pedelac die von ihm benötigte Tretleistung zum richtigen Zeitpunkt einbringt. Um energiesparend zu fahren, ist es sinnvoll, dass der Fahrer besonders beim Anfahren und bei Steigungen menschliche Leistung mit aufbringt. Beim Anfahren ist eine Übersetzung von 0,5 eingestellt. Das Fahrzeug fährt somit mit einer relativ langsamen Geschwindigkeit los.at Pedelac automatically adjusts the transmission ratio u may also indicate that the driver of the Pedelac is the one from Provides him with pedaling at the right time. In order to drive energy-saving, it makes sense that the driver especially when starting and on gradients human performance with applies. When starting, a ratio of 0.5 is set. The vehicle thus travels at a relatively slow speed Come on.
Der Fahrer merkt dies und tritt darum kräftig in die Pedale, um den Start zu beschleunigen. Somit bringt er zu dem Zeitpunkt menschliche Leistung auf, in dem sie besonders benötigt wird, wodurch Energie eingespart wird.Of the Driver notices this and therefore bumps into the pedals to accelerate the start. Thus he brings at the time human performance in which it particularly needs which saves energy.
In
der Ausführungsform eines Leichtfahrzeugs nach
Der
Elektromotor
Somit bedarf es auch in dieser Ausführungsform keines Differenzialgetriebes, um die beiden angetriebenen Laufräder unterschiedlich schnell in Kurven drehen zu lassen.Consequently it also requires in this embodiment, no differential gear, around the two driven wheels at different speeds to turn in curves.
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Vorderradfront
- 33
- Hinterradrear wheel
- 44
- Elektromotorelectric motor
- 55
- Pedalepedals
- 66
- Pedalepedals
- 77
- Messvorrichtungmeasuring device
- 99
- Felgerim
- 1111
- KetteChain
- 1212
- Kettenblattchainring
- 1313
- Tretlagerbottom bracket
- 1414
- Tretkurbelcrank
- 1515
- Reifentires
- 1616
- Nabehub
- 1717
- Zahnradgear
- 1818
- KetteChain
- 1919
- Rahmenframe
- 2020
- Stellvorrichtunglocking device
- 2121
- Nabenflanschhub flange
- 2222
- Speichespoke
- 2323
- Getriebetransmission
- 2424
- Planetenradplanet
- 2525
- Innenradinner wheel
- 2626
- Planetenradträgerplanet
- 2828
- Verbindungstangeconnecting rod
- 3030
- Lenkerhandlebars
- 3131
- FahrweisenwahlschalterDriving style selector
- 3232
- GeschwindigkeitswahlschalterSpeed selector
- 3333
- MinimalwertbilderMinimum value images
- 3434
- Steuerungcontrol
- 3535
- Elektromotorelectric motor
- 5050
- Sattelsaddle
- 170170
- Antriebswelledrive shaft
- 171171
- Antriebswelledrive shaft
- 172172
- Antriebswelledrive shaft
- 203203
- Drehzahl-ÜberprüfungsschaltungSpeed check circuit
- 201201
- Stellvorrichtunglocking device
- 202202
- Servomotorservomotor
- 203203
- Steuerungcontrol
- 211211
- LaufradWheel
- 212212
- LaufradWheel
- 301301
- LaufradWheel
- 301301
- LaufradWheel
- 401401
- Elektromotorelectric motor
- 402402
- ElektormotorElektormotor
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2009
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- 2009-07-03 EP EP09773022A patent/EP2296961A1/en not_active Withdrawn
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