DE102012211719A1

DE102012211719A1 - Electrical supported bicycle, has propulsion system operated in engine mode or generator mode to adapt actual power to desired power based on determining difference between desired power and detected actual power

Info

Publication number: DE102012211719A1
Application number: DE201210211719
Authority: DE
Inventors: Michael Bogner; Markus Neubauer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2014-01-09

Abstract

The bicycle has a control device i.e. smartphone, for controlling a propulsion system and a recording device for recording actual performance of the propulsion system. The control device comprises a memory with competition track profiles and associated target performance. The control device determines difference between desired power and detected actual power when driving is performed on the competition track profile. The propulsion system is operated in an engine mode or generator mode to adapt the actual power to the desired power based on the determined difference. An independent claim is also included for a method for operating an electrical supported bicycle.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch unterstütztes Fahrrad mit einem Antriebssystem, einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Antriebssystems sowie einer Einrichtung zur Erfassung der durch den Fahrer bewirkten Ist-Leistung. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Fahrrades.The invention relates to an electrically assisted bicycle with a drive system, a control device for controlling the drive system and a device for detecting the actual power caused by the driver. The invention also relates to a method for operating such a bicycle.

Elektrisch unterstützte Fahrräder sind bereits seit langem bekannt. Es wird zwischen zwei Typen von Elektrofahrrädern unterschieden, und zwar dem E-Bike und dem Pedelec. Beim E-Bike wird der Motor unabhängig von der Tretleistung des Fahrrads gesteuert, d. h. das Fahren ist auch ohne Treten möglich. Muskelkraft und Motor sind unabhängig voneinander wirkende Systeme. Im Gegensatz dazu funktioniert die Hilfsantriebsunterstützung beim Pedelec nur dann, wenn gleichzeitig getreten wird. In der Regel wird dabei bis zu einer bestimmten Höchstgeschwindigkeit 50 % der vom Fahrer erbrachten Leistung durch den Hilfsantrieb ergänzt. Die Motorleistung wird über einen Kraft- bzw. Bewegungssensor automatisch an die Muskelkraft des Fahrers gekoppelt. Da der Hilfsantrieb nur während des Tretens aktiv ist, steht die Muskelkraft beim Pedelec immer im Vordergrund.Electrically assisted bicycles have been known for a long time. There is a distinction between two types of electric bicycles, namely the e-bike and the pedelec. With the e-bike, the engine is controlled independently of the pedaling power of the bicycle, d. H. Driving is possible without pedaling. Muscle strength and motor are independent systems. In contrast, the auxiliary drive assistance on the pedelec only works when pedaling at the same time. As a rule, 50% of the driver's power is supplemented by the auxiliary drive up to a certain maximum speed. The engine power is automatically coupled via a force or motion sensor to the muscle power of the driver. Since the auxiliary drive is active only while pedaling, the muscle power in Pedelec is always in the foreground.

Die DE 20 2010 016 067 U1 zeigt ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor, welches vorzugsweise mit einer elektronischen Mess- und Steuerungseinheit zur Erfassung leistungsspezifischer Messdaten ausgestattet ist. Die Mess- und Steuerungseinheit kann mit einem Neigungssensor in Verbindung stehen, so dass während eines „Bergauf“-Modus der Muskelantriebskraft eine stärkere Motorantriebskraft des Hilfsmotors zugordnet wird. Die Mess- und Steuereinheit umfasst insbesondere auch eine drahtlose Datenübertragungsschnittstelle, wie beispielsweise eine Bluetooth-Schnittstelle, welche zum Auslesen von Daten mit einem als Lesegerät verwendeten mobilen Telefongerät verbindbar ist. Als mobiles Telefongerät kann ein Smartphone mit Display, dessen Display auch als Routenplaner einsetzbar ist, Verwendung finden. Das mobile Telefongerät wird vorzugsweise am Lenker des Fahrzeugs in einer speziellen Halterung lösbar befestigt. Zur Regelung und Steuerung der Tretgeschwindigkeit und der Zuschaltung des Hilfsmotors kann ein als Drehgriff ausgebildetes Betätigungselement vorgesehen sein. Der in die Mess- und Steuerungseinheit integrierte Neigungssensor bietet ein Komfort-Programm, das eine durch den Hilfsmotor automatisch erhöhte Kraftunterstützung bei Bergfahrten während des „Bergauf“-Modus erlaubt.The DE 20 2010 016 067 U1 shows a bicycle with electric auxiliary motor, which is preferably equipped with an electronic measuring and control unit for detecting performance-specific measurement data. The measurement and control unit may be in communication with a tilt sensor so that during a "uphill" mode the muscle drive force is assigned a stronger motor drive force of the auxiliary motor. In particular, the measuring and control unit also comprises a wireless data transmission interface, such as a Bluetooth interface, which can be connected to read out data with a mobile telephone device used as a reading device. As a mobile telephone device, a smartphone with display, the display can also be used as a route planner, use. The mobile telephone device is preferably releasably attached to the handlebar of the vehicle in a special holder. For controlling and controlling the pedaling speed and the connection of the auxiliary motor, a trained as a rotary handle actuator can be provided. The inclinometer built into the measurement and control unit provides a comfort program that automatically increases power assisted by the auxiliary engine when riding uphill during the uphill mode.

Aus der JP 2010155523 A ist ein elektrisch unterstütztes Fahrrad mit einer Steuereinrichtung für den elektrischen Hilfsantrieb bekannt. Die Steuereinrichtung umfasst eine Fahrdatenermittlungseinheit zur Ermittlung von Fahrdaten während der Fahrt. Die Fahrdaten werden an eine am Fahrrad lösbar angebrachte Betriebseinheit per Funk übermittelt. Mittels Personal Computer wird auf Basis der in der Betriebseinheit gespeicherten Fahrdaten und vom Nutzer eingegebener Daten die Unterstützungsleistung für den elektrischen Hilfsantrieb berechnet. Die berechnete Unterstützungsleistung wird in der Betriebseinheit gespeichert und per Funk an die Fahrdatenermittlungseinheit übertragen. Auf diese Weise erfolgt eine Steuerung des Fahrrads mittels der berechneten Unterstützungsleistung.From the JP 2010155523 A is an electrically assisted bicycle with a control device for the electric auxiliary drive known. The control device comprises a driving data determination unit for determining driving data while driving. The driving data are transmitted to a releasably attached to the bicycle operating unit by radio. The assistance power for the electric auxiliary drive is calculated by means of a personal computer on the basis of the driving data stored in the operating unit and data entered by the user. The calculated assistance power is stored in the operating unit and transmitted by radio to the driving data acquiring unit. In this way, the bicycle is controlled by the calculated assisting power.

Für Radsportler stehen nicht immer die optimalsten Bedingungen zur Vorbereitung auf einen Wettbewerb zur Verfügung. Findet ein Wettbewerb beispielsweise im bergigen Umfeld statt, haben die im Flachland lebenden Sportler gegenüber den im Bergland beheimateten Sportlern Nachteile, da sie nur geringe Steigungen auf ihren Übungsstrecken zur Verfügung haben. Das Training findet somit nicht unter optimalen Bedingungen statt.Cyclists do not always have the best conditions to prepare for a competition. If a competition takes place, for example, in a mountainous environment, the athletes living in the lowlands have disadvantages compared with the athletes based in the mountainous region, since they only have small inclines on their practice tracks. The training therefore does not take place under optimal conditions.

Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, ein elektrisch unterstütztes Fahrrad mit einer Steuereinrichtung für den elektrischen Hilfsantrieb zur Verfügung zu stellen, welches insbesondere eine optimale Vorbereitung auf Wettbewerbe in unterschiedlichstem geographischem Umfeld unabhängig von der geografischen Lage der Übungsstrecke für Sportler ermöglicht. Weiterhin soll auch ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Fahrrades zur Verfügung gestellt werden.The object of the invention is to provide an electrically assisted bicycle with a control device for the electric auxiliary drive, which in particular allows optimal preparation for competitions in a wide variety of geographic surroundings, regardless of the geographical location of the exercise track for athletes. Furthermore, a method for operating such a bicycle should be provided.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe dient ein elektrisch unterstütztes Fahrrad gemäß dem beigefügten Anspruch 1. To achieve the object of the invention is an electrically assisted bicycle according to the appended claim 1.

Das erfindungsgemäße Fahrrad zeichnet sich dadurch aus, dass die zur Ansteuerung des Antriebssystems dienende Steuereinrichtung einen Speicher mit vordefinierten Streckenprofilen und diesen zugeordneten Soll-Leistungen aufweist. Die Steuereinrichtung ist zur Ermittlung einer Differenzleistung aus der Soll-Leistung und der erfassten Ist-Leistung konfiguriert, wobei die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der ermittelten Differenzleistung das Antriebssystem derart ansteuert, dass es im Motorbetrieb oder im Generatorbetrieb arbeitet. Die Steuereinrichtung bestimmt also zunächst die Differenz zwischen der vom Fahrer aufgebrachten Ist-Leistung, welche vom tatsächlich vorhandenen Streckenverlauf (Steigung/Gefälle) abhängig ist, und der Soll-Leistung, die für die jeweilige Position in Bezug auf eine vorgegebene Strecke (Wettbewerbsstrecke) abgespeichert wurde. Diese Differenz wird nachfolgend als Regelwert genutzt, um die vom Fahrer tatsächlich aufzubringende Leistung möglichst nah an die Soll-Leistung anzupassen. Die Soll-Leistung entspricht also der Leistung die für ein optimiertes Training vom Fahrer aufgebracht werden soll. Aufgrund der jeweiligen Geländebeschaffung (Topographie) könnte ohne Eingriff der Steuerung nur die Ist-Leistung vom Fahrer aufgebracht werden. The bicycle according to the invention is characterized in that the control device serving to actuate the drive system has a memory with predefined route profiles and associated desired powers. The control device is configured to determine a difference power from the desired power and the detected actual power, wherein the control device controls the drive system such that it operates in engine operation or in generator operation as a function of the determined differential power. The control device thus first determines the difference between the actual power applied by the driver, which is dependent on the actually existing route (gradient / gradient), and the desired power stored for the respective position with respect to a predetermined route (competition route) has been. This difference is subsequently used as a control value in order to adapt the power actually to be applied by the driver as closely as possible to the desired power. The target power So corresponds to the power that is to be applied by the driver for an optimized training. Due to the respective terrain procurement (topography) could be applied without intervention of the controller only the actual performance of the driver.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrrads ist darin zu sehen, dass Sportlern, insbesondere auch Leistungssportlern, ein Trainingsgerät für den Radsport zur Verfügung gestellt werden kann, mit dem sie sich auf beliebige Wettbewerbsstrecken vorbereiten können. Hierzu fließt die Topologie der jeweiligen Wettbewerbsstrecke in die Steuerung des elektrisch unterstützten Fahrrads ein. Die ermittelte Differenzleistung wird vom Antriebssystem der sich durch das vorhandene Gelände ergebenden Ist-Leistung überlagert. Infolge dessen muss der Fahrer die Soll-Leistung aufbringen. Das Training wird hierdurch intensiviert und an die jeweilige Wettbewerbsstrecke angepasst. Auf diese Weise kann beispielsweise auch im Flachland durch gezielte elektrische Unterstützung (Antriebssystem arbeitet im Motorbetrieb) bzw. regeneratives Bremsen (Antriebssystem arbeitet im Generatorbetrieb) ein Wettbewerbskurs mit Berg- und Talfahrt simuliert werden. An advantage of the bicycle according to the invention is the fact that athletes, especially competitive athletes, a training device for cycling can be provided, with which they can prepare for any competition routes. To this end, the topology of the respective competition route flows into the control of the electrically assisted bicycle. The determined difference power is superimposed by the drive system of the actual power resulting from the existing terrain. As a result, the driver must apply the target power. The training is thereby intensified and adapted to the respective competition route. In this way, for example, in the lowlands by targeted electrical support (drive system operates in engine operation) or regenerative braking (drive system operates in generator mode) a competitive course with ascent and descent are simulated.

Bei einer ermittelten Differenzleistung > 0 wird von der Steuereinrichtung das Antriebssystem derart angesteuert, dass es im Generatorbetrieb arbeitet. Der Fahrer muss dadurch bedingt eine höhere Leistung aufbringen. Obwohl der Fahrer auf einer flachen Strecke bzw. einer Strecke mit geringerem Anstieg trainiert, kann so eine Bergfahrt simuliert werden. Bei einer Differenzleistung < 0 übersteigt die vom Fahrer eingebrachte Leistung die für den entsprechenden Abschnitt der Wettbewerbstrecke erforderliche Leistung. Aus diesem Grund wird das Antriebssystem in Motorbetrieb betrieben. Der Fahrer muss durch die zusätzliche Motorunterstützung weniger Leistung aufbringen. Hierdurch kann eine Talfahrt simuliert werden. With a determined differential power> 0, the control system controls the drive system in such a way that it operates in generator mode. The driver must conditionally apply a higher performance. Although the rider trains on a flat or less steep track, it can simulate uphill riding. For a differential <0, the horsepower introduced by the driver exceeds the power required for the corresponding section of the competition route. For this reason, the drive system is operated in motor mode. The driver must apply less power through the additional engine assistance. This can simulate a descent.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Streckenprofil in die Steuereinrichtung einprogrammiert. Alternativ kann die Topographie auch während einer Testfahrt auf der Wettbewerbsstrecke eingelesen werden. According to an advantageous embodiment, the route profile is programmed into the control device. Alternatively, the topography can also be read during a test drive on the competition course.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Erfassung des aktuellen Streckenprofils (Ist-Profil) und weiterer Fahrtparameter ein GPS-System verwendet. Hierbei kann ein externes Navigationsgerät eingesetzt werden, welches über eine entsprechende Schnittstelle mit der Steuereinrichtung vernetzt ist. Als GPS-System kann auch der GPS-Sensor eines Smartphone dienen.In a preferred embodiment, a GPS system is used to detect the current route profile (actual profile) and other driving parameters. In this case, an external navigation device can be used, which is networked via a corresponding interface with the control device. As a GPS system can also serve the GPS sensor of a smartphone.

Das erfindungsgemäße Fahrrad ist vorzugsweise mit einer Halterung zur Aufnahme des GPS-Systems ausgestattet. In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die Halterung am Lenker anzuordnen. Auf diese Weise befindet sich das GPS-System im unmittelbaren Zugriffsbereich des Fahrers. In die Halterung kann ein externes Navigationsgerät oder alternativ verschiedene Smartphone-Typen mit ihren dazugehörigen Adaptern eingesetzt werden. Die Datenweiterleitung zur Steuereinrichtung erfolgt vorzugsweise über Kabel oder Bluetooth. Moderne Smartphones bieten ausreichend Rechenleistung an, um die komplette Steuerung des Antriebssystems zu übernehmen. Dazu können vorhandene Anwendungen, beispielsweise GPS-Apps, mit speziell auf den hier vorliegenden Fall einer Antriebssteuerung angepassten Softwareanwendungen kombiniert werden.The bicycle according to the invention is preferably equipped with a holder for receiving the GPS system. In this context, it has proven to be particularly useful to arrange the bracket on the handlebars. In this way, the GPS system is in the driver's immediate area of access. In the holder, an external navigation device or alternatively different types of smartphones can be used with their associated adapters. The data forwarding to the control device is preferably via cable or Bluetooth. Modern smartphones offer sufficient computing power to take over the complete control of the drive system. For this purpose, existing applications, for example GPS apps, can be combined with software applications specially adapted to the case of a drive control in this case.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines elektrisch unterstützten Fahrrads mit einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung eines Antriebssystems umfasst folgende Schritte: Zunächst werden ein Streckenprofil und diesem zugeordnete Soll-Leistungen in einen Speicher eingelesen. Während des Fahrens erfolgt ein kontinuierliches Erfassen der durch den Fahrer bewirkten Ist-Leistung. Die Ist-Leistung des Fahrers wird beispielsweise über am Antriebssystem bzw. dem Fahrrad angebrachte Sensoren ermittelt. Aus der vorgegebenen Soll-Leistung und der aktuell vom Fahrer aufgebrachten Ist-Leistung wird fortlaufend zur Ermittlung einer Differenzleistung die Differenz gebildet. Bei einer ermittelten Differenzleistung > 0 wird die Differenzleistung durch das im Generatorbetrieb arbeitende Antriebssystem bereitgestellt. Das Antriebssystem wirkt als Rekuperationsbremse (Nutzbremse). Der Fahrer muss dadurch bedingt mehr Leistung aufbringen. Die beim Bremsvorgang gewonnene elektrische Energie kann in den zur Versorgung des Antriebssystems dienenden Akkumulator eingespeist werden oder falls dieser bereits vollständig geladen ist, in Verlustwärme umgesetzt werden. Durch die Rekuperation der Bremsenergie kann die Reichweite des Akkumulators vergrößert werden. Bei einer Differenzleistung < 0 (d.h. Soll-Leistung < Ist-Leistung) erfolgt die Bereitstellung der Differenzleistung durch das im Motorbetrieb arbeitende Antriebssystem. Der Fahrer wird somit durch den Motor unterstützt und muss weniger Antriebsleistung aufbringen. Die Steuerung strebt im Regelbetrieb stets den Zustand Soll-Leistung = Ist-Leistung an.The method according to the invention for operating an electrically assisted bicycle with a control device for activating a drive system comprises the following steps: First, a route profile and desired powers associated therewith are read into a memory. While driving, there is a continuous detection of the actual power produced by the driver. The actual power of the driver is determined, for example, via sensors mounted on the drive system or the bicycle. The difference is formed continuously from the specified target power and the actual power currently applied by the driver to determine a difference power. With a determined differential power> 0, the differential power is provided by the drive system operating in generator mode. The drive system acts as a recuperation brake (regenerative brake). The driver must therefore apply more power conditionally. The electrical energy obtained during the braking process can be fed into the accumulator serving to supply the drive system or, if this is already fully charged, converted into waste heat. By recuperation of the braking energy, the range of the accumulator can be increased. At a differential power <0 (i.e., target power <actual power), the differential power is provided by the drive system operating in the engine mode. The driver is thus supported by the engine and must muster less drive power. In control mode, the control always strives for the status target power = actual power.

Das aktuelle Streckenprofil (Ist-Profil) kann über ein GPS-System ermittelt werden. Das GPS-System kann ein externes Navigationsgerät sein, welches über eine entsprechende Schnittstelle mit der Steuereinrichtung vernetzt ist. Es kann jedoch auch ein Smartphone mit einem GPS-Sensor zum Einsatz kommen.The current route profile (actual profile) can be determined via a GPS system. The GPS system may be an external navigation device, which is networked via a corresponding interface with the control device. However, a smartphone with a GPS sensor can also be used.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:Further advantages, details and developments of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment, with reference to the drawing. Show it:

1: Soll-Antriebsleistungsdiagramm eines Fahrers für eine vordefinierte Strecke; 1 : Desired driving force diagram of a driver for a predefined route;

2: Ist-Antriebsleistungsdiagramm des Fahrers auf einer Übungsstrecke; 2 : Driver's actual drive performance diagram on a practice track;

3: Differenzleistungsdiagramm; 3 : Differential power diagram;

4: Soll-Ist-Antriebsleistungsvergleichsdiagramm; 4 : Target-actual drive power comparison diagram;

5: ein Fahrradlenker eines erfindungsgemäßen Fahrrads mit einer Halterung für ein Smartphone. 5 : a bicycle handlebar of a bicycle according to the invention with a holder for a smartphone.

1 zeigt ein Soll-Antriebsleistungsdiagramm eines Fahrers für eine vordefinierte Strecke. Die Soll-Leistung entspricht der Leistung die für ein optimiertes Training auf einem erfindungsgemäßen elektrisch unterstützten Fahrrad von einem Fahrer aufgebracht werden soll. Das erfindungsgemäße elektrisch unterstützte Fahrrad umfasst ein Antriebssystem sowie eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Antriebssystems mit einem Speicher zur Aufnahme vordefinierter Soll-Leistungs-Profile. Vor Trainingsbeginn wird vom Fahrer eine bestimmte Wettbewerbsstrecke ausgewählt, deren Soll-Leistungs-Profil auf geeignete Art und Weise in den Speicher des Antriebssystems geladen wird. Das Soll-Leistungs-Profil kann im Vorfeld auch während einer Testfahrt auf der Wettbewerbsstrecke eingelesen werden. Dem in 1 dargestellten Soll-Leistungs-Profil kann entnommen werden, dass die Wettbewerbsstrecke unterschiedlich starke Steigungen und Gefälle aufweist. Die höchste Steigung und damit verbunden die größte Antriebsleistung soll vom Fahrer in der Mitte der Wettbewerbsstecke überwunden bzw. aufgebracht werden. 1 shows a desired driving performance diagram of a driver for a predefined route. The target power corresponds to the power which is to be applied by the driver for optimized training on an electrically assisted bicycle according to the invention. The electrically assisted bicycle according to the invention comprises a drive system and a control device for controlling the drive system with a memory for receiving predefined setpoint power profiles. Before the start of the training, the driver selects a specific competition course whose nominal power profile is loaded in a suitable manner into the memory of the drive system. The desired power profile can also be read in advance during a test drive on the competition course. The in 1 shown target power profile can be seen that the competition course has different degrees of inclines and slopes. The highest incline and the associated highest drive power should be overcome or applied by the driver in the middle of the competition.

2 zeigt ein Ist-Antriebsleistungsdiagramm des Fahrers auf einer Übungsstrecke. Die Ist-Leistung entspricht der Leistung die der Fahrer aufgrund der Geländebeschaffenheit der Übungsstrecke aufbringen muss. Die Übungsstrecke ist im Gegensatz zur Wettbewerbsstrecke verhältnismäßig eben. Es sind nur geringe Steigungen zu überwinden. Es erfolgt eine kontinuierliche Erfassung der Ist-Leistung während des gesamten Trainings. Das Ist-Profil der befahrenen Strecke wird vorzugsweise über ein GPS-System, wie beispielsweise ein externes Navigationsgerät oder ein GPS-Sensor eines Smartphone, erfasst. Die Ist-Leistung kann über geeignete Sensoren am Fahrrad bestimmt oder aus dem Ist-Profil berechnet werden. Die erfassten Ist-Leistungen werden an die Steuereinrichtung des Antriebssystems übermittelt. 2 shows an actual driving performance diagram of the driver on a training course. The actual power corresponds to the power that the driver has to apply due to the terrain of the exercise track. The practice track is relatively flat in contrast to the competition course. There are only slight gradients to overcome. There is a continuous recording of the actual performance during the entire training. The actual profile of the route traveled is preferably detected via a GPS system, such as an external navigation device or a GPS sensor of a smartphone. The actual power can be determined via suitable sensors on the bicycle or calculated from the actual profile. The detected actual powers are transmitted to the control device of the drive system.

3 zeigt ein Differenzleistungsdiagramm. Zur Ermittlung der Differenzleistung wird die Differenz von Soll-Leistung und Ist-Leistung gebildet. Bei einer negativen Differenzleistung übersteigt die vom Fahrer aufzubringende Leistung (Ist-Leistung) die für den entsprechenden Streckenabschnitt der Wettbewerbsstrecke erforderliche Leistung (Soll-Leistung). Zur Simulation derartiger Streckenabschnitte wird das Antriebssystem durch die Steuereinrichtung derart angesteuert, dass es im Motorbetrieb arbeitet und somit den Fahrer unterstützt, welcher infolge dessen weniger Leistung aufbringen muss. Im Fall einer positiven Differenzleistung muss vom Fahrer im jeweiligen Streckenabschnitt eigentlich weniger Leistung aufgebracht werden, als für die Wettbewerbsstrecke erforderlich wäre. Aus diesem Grund wird das Antriebssystem als Generator betrieben. Durch die damit bewirkte Bremsleistung muss der Fahrer mehr Leistung erbringen, sodass diese letztlich der Soll-Leistung entspricht. Auf diese Art und Weise lassen sich beliebige Wettbewerbsstrecken mit Berg- und Talfahrten auf beliebigen Übungsstrecken simulieren. Der Fahrer kann sich optimal auf eine bestimmte Wettbewerbsstrecke vorbereiten, ohne die Wettbewerbsstecke selbst aufsuchen zu müssen. Dies bringt sowohl Kosten- als auch Zeitersparnis mit sich. 3 shows a differential power diagram. To determine the difference performance, the difference between the target power and the actual power is formed. In the case of a negative differential power, the power to be applied by the driver (actual power) exceeds the power required for the corresponding section of the competition course (target power). To simulate such sections of the drive system is controlled by the controller so that it operates in engine operation and thus supports the driver, which must apply less power as a result. In the case of a positive difference performance, the driver actually has to apply less power in the respective route section than would be required for the competition route. For this reason, the drive system is operated as a generator. Due to the resulting braking power, the driver must provide more power, so that this ultimately corresponds to the target performance. In this way, you can simulate any number of competitive routes with uphill and downhill runs on any training track. The driver can optimally prepare for a certain competition course without having to visit the competition site itself. This brings both cost and time savings.

4 zeigt ein Soll-Ist-Antriebsleistungsvergleichsdiagramm. In dieser Darstellung sind die vom Fahrer aufgrund der Wettbewerbsstrecke zu erbringenden Soll-Leistungen, die der tatsächlichen Übungsstrecke entsprechenden Ist-Leistungen sowie die sich hieraus ergebenden Differenzleistungen nebeneinander dargestellt. 4 shows a desired-actual drive power comparison diagram. In this illustration, the target performances to be provided by the driver on the basis of the competition route, the actual services corresponding to the actual exercise route and the resulting difference services are shown side by side.

5 zeigt einen Fahrradlenker eines erfindungsgemäßen Fahrrads mit einer Halterung für ein Smartphone. An einen Fahrradlenker 01 ist eine Halterung 02 angeordnet. In diese Halterung 02 können verschiedene Smartphone-Typen 03 mit dazu passenden Adaptern 04 eingesetzt werden. Die Datenweiterleitung zum Antriebssystem sowie ggf. der Datenempfang von Sensoren erfolgt vorzugsweise über Kabel oder Bluetooth. Das Smartphone 03 kann selbst als Steuereinheit arbeiten oder mit einer weiteren Einheit zusammenwirken. Das Smartphone 03 kann darüber hinaus für andere Zusatzfunktionen (zum Beispiel: Meet your friends app, wo ist die nächste Ladesäule app, Billing von Mietfahrrädern, als Tacho über GPS u. a.) eingesetzt werden. 5 shows a bicycle handlebar of a bicycle according to the invention with a holder for a smartphone. To a bicycle handlebar 01 is a holder 02 arranged. In this holder 02 can use different smartphone types 03 with matching adapters 04 be used. The data forwarding to the drive system and possibly the data reception of sensors is preferably via cable or Bluetooth. The smartphone 03 can work as a control unit or interact with another unit. The smartphone 03 In addition, it can be used for other additional functions (for example: Meet your friends app, where is the nearest charging point app, billing of rental bikes, as a speedometer via GPS, etc.).

Ergänzend ist noch darauf hinzuweisen, dass in den Fällen, wo die Topografie nicht für die Optimierung des Trainingseffekts genutzt werden soll, die verfügbare Information über vorhandene Steigungen und Gefälle auch für eine prädiktive Regelung der Antriebs- und Bremsleistung des Elektromotors genutzt werden kann. Hierdurch wird neben einer optimierten und komfortableren Motorunterstützung auch eine höhere Restreichweite des zur Speisung des Antriebs dienenden Akkus bzw. eine genauere Vorhersagbarkeit der Restreichweite ermöglicht.In addition, it should be pointed out that in cases where the topography should not be used for the optimization of the training effect, the available information about existing gradients and gradients can also be used for a predictive control of the drive and braking power of the electric motor. As a result, in addition to an optimized and more comfortable engine support and a higher residual range of the feed of the Drive serving batteries or a more accurate predictability of the remaining range allows.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

0101: Fahrradlenkerbicycle handlebars
0202: Halterungbracket
0303: SmartphoneSmartphone
0404: Adapter für SmartphoneAdapter for smartphone

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202010016067 U1 [0003]
JP 2010155523 A [0004]

Claims

Electrically assisted bicycle with a drive system, a control device for controlling the drive system and a device for detecting the actual power provided by the driver, characterized in that the control device further comprises a memory with predefined route profiles stored therein and the desired services associated therewith when driving the predefined route profile represents each applied power, and that the control device is configured to determine a difference in power from the target power and the detected actual power, depending on the determined differential power, the drive system operates in engine or generator mode, to adjust the actual power to the target power.

Electrically assisted bicycle according to claim 1, characterized in that it has a GPS system for detecting the current route profile (actual profile).

Electrically assisted bicycle according to claim 2, characterized in that the GPS system of the GPS sensor of a smartphone ( 03 ).

Electrically assisted bicycle according to claim 3, characterized in that the smartphone ( 3 ) serves as a control device for controlling the drive system.

Electrically assisted bicycle according to claim 3 or 4, characterized in that it has a holder ( 02 ) for receiving and electrical contact of different smartphones using adapters.

Electrically assisted bicycle according to claim 5, characterized in that the holder ( 02 ) on the handlebar ( 01 ) is arranged.

Method for operating an electrically assisted bicycle with a control device for activating a drive system, comprising the following steps: Reading in a memory of a predetermined route nominal profile and associated nominal power into a memory, Continuous detection of an actual performance of a driver while riding a bicycle on an actual profile that differs from the given desired route profile, - Continuous differentiation of target power and actual power for determining a differential power, - Controlled operation of the drive system in generator mode or in engine operation, so that the actual power is equal to the target power.

A method according to claim 7, characterized in that the distance-desired profile is determined during a test drive on the predetermined route.

A method according to claim 7 or 8, characterized in that the current route profile (actual profile) is determined by a GPS system.

Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that the drive system is controlled by means of a smartphone.