DE102013012534A1

DE102013012534A1 - Drive device for an electric bicycle, electric bicycle with drive device and method for braking an electric bicycle

Info

Publication number: DE102013012534A1
Application number: DE102013012534.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Wehrle
Original assignee: B Ketterer Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: B Ketterer Soehne GmbH and Co KG
Priority date: 2013-07-27
Filing date: 2013-07-27
Publication date: 2015-01-29

Abstract

Ein Elektrofahrrad (2) verfügt über einen Tretkurbelantrieb (4) und eine elektrische Antriebsvorrichtung (1) mit einem Elektromotor (3), der über einen Antriebsstrang (15) mit einem Rad (7) des Elektrofahrrads (2) zur Übertragung von Drehmomenten verbunden ist. Der Elektromotor (3) kann mithilfe eines Bedienelements (14) von einem Motorbetrieb in einen Generatorbetrieb umgeschaltet werden, um einerseits das Elektrofahrrad (2) abzubremsen und andererseits den beim Bremsen des Elektrofahrrads (2) von dem Elektromotor (3) produzierten Bremsstrom zum Laden eines Akkumulators (30) des Elektrofahrrads (2) zu verwenden. Das Bedienelement (14) ist dabei als ein an einer Lenkerstange (16) des Elektrofahrrads (2) in Gebrauchsstellung montierter Lenker- oder Fahrradgriff (17) ausgebildet, der ein drehbar gelagertes Schaltelement (18) mit einem Signalgeber (22) aufweist. Zum Bremsen des Elektrofahrrads (2) mithilfe des Elektromotors (3) wird das Schaltelement (18) an dem Lenkergriff (17) um die Längsachse (M1) des Lenkergriffs (17) aus seiner Ausgangsstellung heraus in Richtung des Pfeiles PF1 gedreht, wodurch auch der Signalgeber (22) in dem Bedienelement (14) verstellt und ein Steuersignal erzeugt werden, welches Steuersignal einer Steuer- und Regeleinrichtung (13) der Antriebsvorrichtung (1) zum Umschalten des Elektromotors (3) in den Generatorbetrieb zugeleitet wird. Der von dem Elektromotor (3) beim Abbremsen produzierte Bremsstrom kann dann dem Akkumulator (30) zugeführt werden, um diesen zu laden und die Reichweite des Elektrofahrrads (2) zu vergrößern.An electric bicycle (2) has a pedal drive (4) and an electric drive device (1) with an electric motor (3) which is connected via a drive train (15) to a wheel (7) of the electric bicycle (2) for transmitting torques , The electric motor (3) can be switched by means of an operating element (14) from a motor operation to a generator operation, on the one hand to decelerate the electric bicycle (2) and on the other hand the braking current produced during braking of the electric bicycle (2) by the electric motor (3) for charging a Accumulator (30) of the electric bicycle (2) to use. The operating element (14) is designed as a handlebar or bicycle handle (17) mounted on a handlebar rod (16) of the electric bicycle (2) in the use position, which has a rotatably mounted switching element (18) with a signal transmitter (22). To brake the electric bicycle (2) by means of the electric motor (3), the switching element (18) on the handlebar grip (17) about the longitudinal axis (M1) of the handlebar handle (17) rotated from its initial position in the direction of the arrow PF1, whereby the Signal generator (22) in the operating element (14) adjusted and a control signal are generated, which control signal of a control and regulating device (13) of the drive device (1) for switching the electric motor (3) is fed into the generator operation. The braking current produced by the electric motor (3) during deceleration can then be supplied to the accumulator (30) in order to charge it and to increase the range of the electric bicycle (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrrad mit einem Elektromotor, mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung und mit einem Bedienelement, wobei der Elektromotor mithilfe des Bedienelements und der Steuer- und/oder Regeleinrichtung zwischen einem Motorbetrieb und einem Generatorbetrieb umschaltbar ist.The invention relates to a drive device for an electric bicycle with an electric motor, with a control and / or regulating device and with a control element, wherein the electric motor by means of the control element and the control and / or regulating device between a motor operation and a generator operation is switchable.

Die Erfindung betrifft auch ein Elektrofahrrad mit einem Tretkurbelantrieb und mit einer mit wenigstens einem Rad des Elektrofahrrads über einen Antriebsstrang mechanisch gekoppelten elektrischen Antriebsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Bremsen eines Elektrofahrrads mithilfe eines Elektromotors der elektrischen Antriebsvorrichtung.The invention also relates to an electric bicycle with a pedal drive and with a mechanically coupled at least one wheel of the electric bicycle via a drive train electrical drive device and a method for braking an electric bicycle by means of an electric motor of the electric drive device.

Aus der Praxis sind Elektrofahrräder mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung bekannt, bei denen der Elektromotor nicht nur zum Antrieb, sondern auch zum Bremsen und in einigen Fällen sogar zur Rekuperation von Bremsenergie genutzt werden kann. Dabei wird der Elektromotor von einem Motorbetrieb in einen Generatorbetrieb umgeschaltet und – im Falle der Rekuperation – ein von dem Elektromotor erzeugter Bremsstrom in einen Akkumulator eingespeist. Der Wechsel der Betriebsart des Elektromotors erfolgt bei den bekannten Elektrofahrrädern und Antriebsvorrichtungen beispielsweise mithilfe eines Bedienelements per Knopfdruck. Per Knopfdruck können an dem Bedienelement der Motorbetrieb deaktiviert und eine Bremsleistung des Elektromotors in vordefinierten Stufen eingestellt werden. Jedoch gerade bei kurzen Bremsvorgängen, wie zum Beispiel im Stadtverkehr oder beim Anhalten an einer Ampel, werden das Umschalten des Elektromotors und die Aktivierung der Motorbremse per Knopfdruck als aufwändig empfunden und entfällt deswegen häufig.Electric bicycles with an electric drive device are known in practice, in which the electric motor can be used not only for driving, but also for braking and in some cases even for recuperation of braking energy. In this case, the electric motor is switched over from a motor operation to a generator operation and - in the case of recuperation - a brake current generated by the electric motor is fed into an accumulator. The change of the operating mode of the electric motor takes place in the known electric bicycles and drive devices, for example by means of a control element by pressing a button. At the push of a button, the engine operation can be deactivated on the operating element and a braking power of the electric motor can be set in predefined stages. However, especially with short braking operations, such as in city traffic or when stopping at a traffic light, the switching of the electric motor and the activation of the engine brake by pressing a button are perceived as consuming and therefore often omitted.

Ziel der Erfindung ist es deshalb, eine Antriebsvorrichtung, ein Elektrofahrrad und ein Verfahren zum Bremsen eines Elektrofahrrads zu schaffen, mit denen eine einfache und intuitive Verwendung des Elektromotors als Bremsvorrichtung möglich ist.The aim of the invention is therefore to provide a drive device, an electric bicycle and a method for braking an electric bicycle, with which a simple and intuitive use of the electric motor as a braking device is possible.

Erfindungsgemäß sind zur Lösung dieser Aufgabe bei einer Antriebsvorrichtung der eingangs definierten Art die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Insbesondere wird somit vorgeschlagen, dass das Bedienelement als ein an einer Lenkerstange eines Elektrofahrrads montierbarer Lenkergriff mit zumindest einem um eine Längsachse des Lenkergriffes drehbaren Schaltelement ausgebildet ist. Der Lenkergriff kann dabei die Form eines gewöhnlichen Fahrradgriffes aufweisen.According to the features of claim 1 are provided to solve this problem in a drive device of the type defined. In particular, it is thus proposed that the control element is designed as a handlebar mountable to a handlebar of an electric bicycle handlebar grip with at least one rotatable about a longitudinal axis of the handlebar grip switching element. The handlebar grip can have the shape of an ordinary bicycle handle.

Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn das Schaltelement an dem Lenkergriff drehbar gelagert ist und/oder als eine drehbar gelagerte Hülse und/oder als ein drehbar gelagerter Ring ausgebildet ist. So ist es möglich, das Schaltelement manuell um eine Längsachse des Lenkergriffs und/oder, wenn das Bedienelement in seiner Gebrauchsstellung an einem Lenker bzw. an einer Lenkerstange eines Elektrofahrrads angebracht ist, auch um eine Längsachse der Lenkerstange zur Aktivierung der Motorbremse des Elektromotors zu drehen.It may be expedient if the switching element is rotatably mounted on the handlebar grip and / or is designed as a rotatably mounted sleeve and / or as a rotatably mounted ring. Thus, it is possible, the switching element manually about a longitudinal axis of the handlebar grip and / or, when the operating element is mounted in its position of use on a handlebar or on a handlebar of an electric bicycle, to rotate about a longitudinal axis of the handlebar to activate the engine brake of the electric motor ,

Besonders günstig kann es sein, wenn das Bedienelement und/oder das Schaltelement zur Erzeugung und/oder zur Abgabe eines Steuersignals eingerichtet sind. Zur Erzeugung eines solchen Steuersignals können das Bedienelement und/oder das Schaltelement einen Signalgeber, insbesondere ein Potentiometer und/oder einen Hall-Sensor und/oder einen Drehgeber und/oder einen Inkrementalgeber und/oder einen Drehimpulsgeber, aufweisen.It may be particularly favorable if the operating element and / or the switching element are set up to generate and / or to output a control signal. To generate such a control signal, the operating element and / or the switching element may have a signal generator, in particular a potentiometer and / or a Hall sensor and / or a rotary encoder and / or an incremental encoder and / or a rotary pulse generator.

Zur Übertragung von Steuersignalen kann es zweckmäßig sein, wenn das Bedienelement und/oder das Schaltelement und/oder der Signalgeber mit der Antriebsvorrichtung und/oder mit dem Elektromotor und/oder mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung verbindbar oder in Gebrauchsstellung verbunden sind. Die Verbindung zur Übertragung der Steuersignale kann dabei sowohl drahtgebunden als auch drahtlos ausgebildet sein.For the transmission of control signals, it may be expedient if the control element and / or the switching element and / or the signal generator with the drive device and / or with the electric motor and / or connected to the control and / or regulating device are connected or in use position. The connection for transmitting the control signals can be formed both wired and wireless.

Bei einer drahtlosen Übertragung der Steuersignale ist es selbstverständlich, dass sowohl der Sender, nämlich das Bedienelement und/oder das Schaltelement und/oder der Signalgeber, als auch der Empfänger, nämlich die Antriebsvorrichtung und/oder der Elektromotor und/oder die Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Senden und/oder Empfangen von Steuersignalen eingerichtet sind und insbesondere jeweils eine als Sender und/oder Empfänger wirkende Antenne aufweisen.In a wireless transmission of the control signals, it goes without saying that both the transmitter, namely the control element and / or the switching element and / or the signal generator, and the receiver, namely the drive device and / or the electric motor and / or the control and / or or control device for transmitting and / or receiving control signals are set up and in particular in each case have an antenna acting as a transmitter and / or receiver.

Eine komfortable, weil handschonende Nutzung des Bedienelements ist möglich, wenn das Bedienelement und/oder das Schaltelement und/oder der Signalgeber zumindest einen Anschlag aufweisen, der einen Drehwinkel des Schaltelements und/oder des Signalgebers zwischen seiner Ausgangsstellung und seiner Anschlagsstellung auf vorzugsweise 30° bis 45° begrenzt.A comfortable because hand-friendly use of the control is possible if the control and / or the switching element and / or the signal generator have at least one stop, the rotation angle of the switching element and / or the signal transmitter between its initial position and its stop position to preferably 30 ° to 45 ° limited.

Dabei kann vorgesehen sein, dass das Schaltelement und/oder der Signalgeber stufenlos drehbar und/oder verstellbar sind. So ist es möglich, das Schaltelement zum Bremsen des Elektrofahrrads genau zu verstellen und die Bremswirkung und/oder Bremskraft des Elektromotors, die von der Stellung des Schaltelements abhängen kann, an die jeweilige Fahrsituation einfach und schnell anzupassen.It can be provided that the switching element and / or the signal generator are continuously rotatable and / or adjustable. Thus, it is possible to precisely adjust the switching element for braking the electric bicycle and the braking effect and / or braking force of the electric motor, which may depend on the position of the switching element, easily and quickly adapt to the current driving situation.

Es ist aber auch möglich, dass das Schaltelement und/oder der Signalgeber in wenigstens zwei unterschiedliche Stellungen und/oder Rastpunkte drehbar und/oder verstellbar sind. Dies kann in Fahrsituationen günstig sein, in denen mit einer definierten und konstanten Bremskraft gebremst werden soll. So ist es möglich, da ein Benutzer des Elektrofahrrades beispielsweise bei einer längeren Abfahrt, das Schaltelement in eine der vordefinierten Stellungen bringt und damit an dem Elektromotor der Antriebsvorrichtung eine konstante Bremsleistung einstellt, die von der Antriebsvorrichtung so lange aufrecht erhalten bleibt bis das Schaltelement wieder in eine andere oder in seiner Ausgangsstellung gedreht wird. Ein positiver Effekt der Motorbremse kann auch die Schonung eines konventionellen Bremssystems (radial und/oder axial zustellbare Bremssysteme, wie Klotz- und Trommelbremsen bzw. Scheiben- und Felgenbremsen) des Elektrofahrrads sein.But it is also possible that the switching element and / or the signal generator in at least two different positions and / or locking points are rotatable and / or adjustable. This can be favorable in driving situations in which braking is to be carried out with a defined and constant braking force. So it is possible, as a user of the electric bicycle, for example, at a longer descent, brings the switching element in one of the predefined positions and thus adjusts to the electric motor of the drive device, a constant braking power, the so long maintained by the drive device until the switching element back in another or rotated in its original position. A positive effect of the engine brake can also be the protection of a conventional brake system (radially and / or axially deliverable braking systems, such as pad and drum brakes or disc and rim brakes) of the electric bicycle.

Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn das Schaltelement an einer einem Benutzer zugewandten Außenseite des Lenkergriffs ausgebildet ist. Dabei kann das Schaltelement in Richtung seiner Längsachse und/oder Längsmittelachse gemessen, ein Achtel, ein Siebtel, ein Sechstel, ein Fünftel, ein Viertel, ein Drittel oder die Hälfte oder drei Viertel oder mehr der Längserstreckung des Lenkergriffs einnehmen oder aber auch über die gesamte Längserstreckung bzw. Breite des Lenkergriffs ausgebildet sein. Bei einem Schaltelement, dessen Breite und/oder Längserstreckung nur einem Teil der Breite und/oder Längserstreckung des Lenkergriffs entspricht, weist der Lenkergriff also einen nicht drehbaren Bereich oder Abschnitt auf, der lediglich als Grifffläche ausgebildet ist, und daneben einen Bereich oder Abschnitt, der von dem Schaltelement gebildet ist und der eine Doppelfunktion hat: dieser von dem Schaltelement gebildete Bereich oder Abschnitt des Lenkergriffs fungiert nämlich sowohl als Griffbereich als auch als Angriffsfläche für einen Benutzer zum Verstellen des Schaltelements.It may be advantageous if the switching element is formed on a user facing an outer side of the handlebar grip. In this case, the switching element measured in the direction of its longitudinal axis and / or longitudinal central axis, one eighth, one seventh, one sixth, one fifth, one quarter, one third or half or three quarters or more of the longitudinal extent of the handlebar occupy or over the entire Longitudinal extent or width of the handlebar handle be formed. In a switching element whose width and / or longitudinal extent corresponds to only a part of the width and / or longitudinal extension of the handlebar grip, the handlebar grip thus has a non-rotatable area or portion, which is formed only as a gripping surface, and next to an area or section, the is formed by the switching element and has a dual function: this formed by the switching element area or portion of the handlebar handle acts namely both as a grip area as well as a surface for a user to adjust the switching element.

Insbesondere bei einem Schaltelement, das sich nur über einen bestimmten Teil der Längserstreckung oder Breite des Lenkergriffs erstreckt, kann es außerdem günstig sein, wenn das Schaltelement in einem Randbereich des Lenkergriffs angeordnet und/oder ausgebildet ist.In particular, in the case of a switching element that extends only over a certain part of the longitudinal extension or width of the handlebar grip, it may also be advantageous if the switching element is arranged and / or formed in an edge region of the handlebar grip.

Eine komfortable Benutzung des Bedienelements ist möglich, wenn das Bedienelement und/oder das Schaltelement und/oder der Lenkergriff eine an eine Hand eines Benutzers angepasste und/oder eine ergonomische Form aufweisen.A comfortable use of the operating element is possible if the operating element and / or the switching element and / or the handlebar grip have a shape adapted to a user's hand and / or an ergonomic shape.

Um den Lenkergriff gut an einer Lenkerstange eines Elektrofahrrads anbringen zu können, kann das Bedienelement eine innere Höhlung zur Aufnahme eines freien Endes einer Lenkerstange eines Elektrofahrrads aufweisen.In order to attach the handlebar grip well on a handlebar of an electric bicycle, the control element may have an inner cavity for receiving a free end of a handlebar of an electric bicycle.

Die Antriebsvorrichtung und/oder der Elektromotor und/oder die Steuer- und/oder Regeleinrichtung können zur Rekuperation von Bremsenergie eingerichtet sein. Ferner kann die Antriebseinrichtung einen Akkumulator zur Stromversorgung des Elektromotors aufweisen, der bei Betrieb des Elektromotors als Generator mithilfe des Elektromotors und/oder der Steuer- und/oder Regeleinrichtung aufladbar ist. So ist es möglich, den Elektromotor als Rekuperationsbremse zu nutzen, indem ein vom Elektromotor beim Bremsen erzeugter Bremsstrom bzw. eine Bremsleistung dem Akkumulator, der an sich den Elektromotor mit Energie versorgt, zugeführt werden, um den Akkumulator aufzuladen und somit die Reichweite des Elektrofahrrads zu vergrößern.The drive device and / or the electric motor and / or the control and / or regulating device can be set up for recuperation of braking energy. Further, the drive means may comprise a battery for powering the electric motor, which is chargeable as a generator by means of the electric motor and / or the control and / or regulating device during operation of the electric motor. Thus, it is possible to use the electric motor as Rekuperationsbremse by a braking current generated by the electric motor during braking or braking power to the battery, which in itself supplies the electric motor with energy, to charge the battery and thus the range of the electric bicycle enlarge.

Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn das Bedienelement und/oder das Schaltelement und/oder der Signalgeber und/oder die Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Umschalten des Elektromotors zwischen einem Motor- und einem Generatorbetrieb und/oder zum Starten eines Rekuperationsvorganges zur Rückgewinnung von Bremsenergie und/oder zum Starten eines Bremsvorganges mithilfe des Elektromotors eingerichtet sind.It may be particularly advantageous if the operating element and / or the switching element and / or the signal generator and / or the control and / or regulating device for switching the electric motor between a motor and a generator operation and / or for starting a recuperation process for the recovery of Braking energy and / or are set up to start a braking operation using the electric motor.

Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn das Bedienelement und/oder das Schaltelement und/oder der Signalgeber und/oder die Steuer- und/oder Regeleinrichtung auch zum stufenlosen Dosieren einer Bremsleistung und/oder eines Bremsstromes und/oder einer Rekuperationsleistung des Elektromotors eingerichtet sind. Somit kann das Elektrofahrrad mithilfe des als Motorbremse fungierenden Elektromotors komfortabel und an unterschiedliche Fahrsituationen angepasst abgebremst werden.It may be expedient if the control element and / or the switching element and / or the signal generator and / or the control and / or regulating device are also set up for stepless dosing of a braking power and / or a braking current and / or a recuperation of the electric motor. Thus, the electric bicycle can be braked comfortably and adapted to different driving situations using the electric motor acting as an engine brake.

Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die Antriebsvorrichtung entsprechende leistungselektronische Bauteile aufweisen kann, die für eine Rückspeisung eines von dem Elektromotor im Generatorbetrieb beim Bremsen erzeugten elektrischen Stroms in den Akkumulator notwendig sein können. Die Art der leistungselektronischen Bauteile hängt dabei von der Bauart des Elektromotors ab. Zum Einsatz kommen je nach Bedarf unter anderem Umrichter, Umrichterschaltungen sowie Frequenzumrichter und Frequenzumrichterschaltungen, mit denen der erzeugte Bremsstrom in eine für die Aufladung des Akkumulators geeignete Form umgewandelt werden kann.For the sake of completeness, it should be pointed out that the drive device can have corresponding power electronic components which may be necessary for feeding back an electric current generated by the electric motor during generator operation during braking into the accumulator. The type of power electronic components depends on the design of the electric motor. Depending on requirements, inter alia converters, converter circuits and frequency converters and frequency converter circuits are used, with which the generated braking current can be converted into a form suitable for charging the accumulator.

Wenn das Bedienelement und/oder das Schaltelement und/oder der Signalgeber und/oder der Lenkergriff eine Rückstellfeder aufweisen, gegen deren Rückstellkraft das Schaltelement aus einer Ausgangsstellung drehbar ist, ist aufgrund des spürbaren Widerstandes, der von der Rückstellkraft der Rückstellfeder beim Drehen des Schaltelements erzeugt wird, eine feinere Dosierung der Bremskraft und damit ein gezielteres Abbremsen des Elektrofahrrads möglich. Ferner ermöglicht die Rückstellfeder, dass das Schaltelement automatisch in seine Ausgangsstellung loslässt und zurückgestellt wird, sobald ein Benutzer das Schaltelement freigibt.When the control element and / or the switching element and / or the signal transmitter and / or the handlebar handle have a return spring, against the restoring force of the switching element is rotatable from an initial position, is due to the noticeable resistance generated by the restoring force of the return spring when turning the switching element will, a finer dosage of braking power and thus a more targeted braking of the electric bicycle possible. Further, the return spring allows the switching element to automatically release to its original position and be reset as soon as a user releases the switching element.

Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn ein Wert und/oder eine Größe eines erzeugten Steuersignals abhängig von und/oder proportional zu einer Richtung und/oder Geschwindigkeit und/oder einem Drehwinkel einer Drehung des Schaltelements ist und/oder wenn eine von dem als Generator betriebenen Elektromotor aufgebrachte Bremsleistung und/oder Rekuperationsleistung und/oder eine Bremsstromstärke abhängig von und/oder proportional zu einer oder der Größe und/oder einem oder dem Wert eines oder des Steuersignals ist. So wird ein mit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ausgestattetes Elektrofahrrad umso stärker abgebremst, je weiter das Schaltelement aus seiner Ausgangsstellung heraus gedreht wird. Da eine höhere Bremswirkung auch zu einem höheren Bremsstrom führen kann, kann auch eine vorzugsweise einem Akkumulator zuführbare Rekuperations- und/oder Ladeleistung entsprechend größer sein.It may be expedient if a value and / or a size of a generated control signal is dependent on and / or proportional to a direction and / or speed and / or a rotation angle of a rotation of the switching element and / or if one of the operated as a generator Electric motor applied braking power and / or recuperation power and / or a braking current intensity is dependent on and / or proportional to one or the size and / or one or the value of one or the control signal. Thus, an electric bicycle equipped with the drive device according to the invention is decelerated more strongly the farther the switching element is rotated out of its initial position. Since a higher braking effect can also lead to a higher braking current, a recuperation and / or charging power, which can preferably be fed to a rechargeable battery, can also be correspondingly larger.

Ein sicherer Griff und eine sichere Handhabung des Bedienelements, vor allem auch bei Feuchtigkeit, sind möglich, wenn das Bedienelement und/oder das Schaltelement und/oder der Lenkergriff an ihrer einem Benutzer in Gebrauchsstellung zugewandten Außenseite eine rutschhemmende, vorzugsweise profilierte Oberfläche aufweisen, insbesondere aus Kunststoff und/oder Kunstgummi und/oder Moosgummi und/oder Gummi und/oder Kork und/oder Schaumstoff.A secure grip and safe handling of the operating element, especially in the case of moisture, are possible if the operating element and / or the switching element and / or the handlebar grip have an anti-slip, preferably profiled surface, in particular on their outer side facing a user in the use position Plastic and / or synthetic rubber and / or sponge rubber and / or rubber and / or cork and / or foam.

Bei einem drahtlos, also insbesondere über Funk oder Bluetooth, mit der Antriebsvorrichtung verbundenem Bedienelement kann es zur Übertragung von Steuersignalen an die Antriebsvorrichtung zweckmäßig sein, wenn das Bedienelement entweder mit einem oder dem Akkumulator der Antriebsvorrichtung bzw. des Elektrofahrrads zwecks Energieversorgung verbunden ist. Denkbar ist es aber auch, dass das Bedienelement selbst eine elektrische Energiequelle aufweist und/oder in Gebrauchsstellung mit einer solchen verbunden ist. Diese Energiequelle kann beispielsweise ein Insbesondere Akkumulator und/oder eine Batterie und/oder ein Solarelement sein.In a wireless, so in particular via radio or Bluetooth, connected to the drive device control element, it may be useful for the transmission of control signals to the drive device when the control element is connected to either or the accumulator of the drive device or the electric bicycle for the purpose of energy. But it is also conceivable that the control element itself has an electrical energy source and / or is connected in the position of use with such. This energy source can be for example a particular accumulator and / or a battery and / or a solar element.

Zur Verwendung der Antriebsvorrichtung bei einem Elektrofahrrad mit mehr als einem Elektromotor als Hilfsantrieb kann es vorteilhaft sein, wenn das Bedienelement zur Steuerung von mehr als einem Elektromotor eingerichtet ist.To use the drive device in an electric bicycle with more than one electric motor as an auxiliary drive, it may be advantageous if the operating element is set up to control more than one electric motor.

Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn die Steuer- und/oder Regeleinrichtung ein Vier-Quadranten-Regler ist, mit dem sich ein für einen Generatorbetrieb geeigneter Elektromotor in Abhängigkeit von Steuersignalen von einem Motor- in einen Generatorbetrieb und wieder zurück schalten lässt. Des Weiteren ist bei einem Vier-Quadranten-Regler vorteilhaft, dass sich dieser auch für eine stufenlose Dosierung bzw. Anpassung eines Bremsstromes, einer Bremsleistung bzw. einer Rekuperationsleistung und damit einer Bremswirkung des Elektromotors eignet. Die Anpassung des Bremsstroms bzw. der Bremsleistung und damit auch einer Rekuperationsleistung sowie der Bremswirkung des Elektromotors kann dabei mithilfe unterschiedlicher elektrischer Widerstände in an sich bekannter Art und Weise erfolgen.Furthermore, it may be expedient if the control and / or regulating device is a four-quadrant controller with which an electric motor suitable for a generator operation can be switched from a motor to a generator mode and back again as a function of control signals. Furthermore, in the case of a four-quadrant controller, it is advantageous that it is also suitable for stepless metering or adaptation of a braking current, a braking power or a recuperation power and thus a braking effect of the electric motor. The adaptation of the braking current or the braking power and thus also a recuperation and the braking effect of the electric motor can be done using different electrical resistances in a conventional manner.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Antriebsvorrichtung als Elektromotor mindestens einen Mittelmotor und/oder mindestens einen Tretlagermotor und/oder mindestens einen Nabenmotor aufweisen kann. Somit kann die Antriebsvorrichtung also mehrere Motoren, beispielsweise einen Mittelmotor und einen Nabenmotor bzw. sogar für jede Nabe des Elektrofahrrads je einen eigenen Nabenmotor aufweisen.It should be noted that the drive device may have as an electric motor at least one center motor and / or at least one bottom bracket motor and / or at least one hub motor. Thus, the drive device can thus have a plurality of motors, for example a center motor and a hub motor or even for each hub of the electric bicycle each have their own hub motor.

Bei einem Elektrofahrrad der eingangs genannten Art wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 19 gelöst. Insbesondere wird bei einem Elektrofahrrad der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die elektrische Antriebsvorrichtung einer Antriebsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 ist.In an electric bicycle of the type mentioned, the object is achieved by the features of claim 19. In particular, it is proposed in an electric bicycle of the type mentioned that the electric drive device of a drive device according to one of claims 1 to 17.

So lässt sich das Elektrofahrrad einerseits mithilfe des Elektromotors der Antriebsvorrichtung abbremsen, indem das Schaltelement in der zuvor beschriebenen Art und Weise gedreht wird. Andererseits kann auch eine Verlängerung der Reichweite des Elektrofahrrads, die unter anderem abhängig von einer Ladekapazität eines Akkumulator des Elektrofahrrads ist, aufgrund der mit der Antriebsvorrichtung gebotenen Möglichkeit zur Rekuperation von Bremsenergie erreicht werden.Thus, on the one hand, the electric bicycle can be decelerated by means of the electric motor of the drive device by rotating the switching element in the manner described above. On the other hand, an extension of the range of the electric bicycle, which is inter alia dependent on a charging capacity of a battery of the electric bicycle, due to the offered with the drive device possibility for recuperation of braking energy can be achieved.

Zweckmäßigerweise kann dabei das als Lenkergriff bzw. Fahrradgriff ausgebildete Bedienelement zur Steuerung der Antriebsvorrichtung an einer Lenkerstange des Elektrofahrrads angeordnet sein, insbesondere an einem von zwei freien Enden der Lenkerstange. So kann das Bedienelement zur Steuerung der Antriebsvorrichtung von einem Benutzer des Elektrofahrrads verwendet werden, ohne dass der Benutzer eine Hand von der Lenkerstange des Elektrofahrrads nehmen muss, um das Elektrofahrrad mithilfe des Elektromotors zu bremsen. Somit ermöglicht ein mit einem erfindungsgemäßen Bedienelement ausgestattetes Elektrofahrrad eine intuitive Verwendung der „Motorbremse”, wodurch eine Rekuperation von Bremsenergie verbessert und eine Reichweite des Elektrofahrrads im durch den Elektromotor unterstützten Betrieb verlängert sein kann.Expediently, the control element designed as a handlebar grip or bicycle handle for controlling the drive device can be arranged on a handlebar of the electric bicycle, in particular on one of two free ends of the handlebar. Thus, the operating element for controlling the driving device can be used by a user of the electric bicycle without the user having to take a hand off the handlebar of the electric bicycle in order to brake the electric bicycle by means of the electric motor. Thus, an electric bicycle equipped with an operating element according to the invention enables an intuitive use of the "engine brake", thereby improving a recuperation of braking energy and a Range of the electric bicycle may be extended in the supported by the electric motor operation.

Um die Bedienung des Elektrofahrrades und hier insbesondere der Motorbremse zusätzlich zu erleichtern, kann an beiden freien Enden der Lenkerstange je ein als Lenker- bzw. Fahrradgriff ausgebildetes Bedienelement angeordnet ist.In order to facilitate the operation of the electric bicycle and here in particular the engine brake, a control element designed as a handlebar or bicycle handle can each be arranged at both free ends of the handlebar.

Aufgrund der Antriebsvorrichtung ist das Elektrofahrrad also bei Verdrehung des Schaltelements mithilfe der Antriebsvorrichtung bremsbar. Ein derartig ausgerüstetes Elektrofahrrad ist ferner zur Rekuperation von Bremsenergie und damit auch zum Laden eines Akkumulators des Elektrofahrrads mithilfe des Bremsstroms, der von dem Elektromotor beim Bremsen des Elektrofahrrades mit dem Elektromotor erzeugt wird, eingerichtet.Due to the drive device, the electric bicycle is thus braked upon rotation of the switching element using the drive device. Such an equipped electric bicycle is also for recuperation of braking energy and thus also for charging an accumulator of the electric bicycle using the braking current, which is generated by the electric motor when braking the electric bicycle with the electric motor set.

Erfindungsgemäß sind zur Lösung der Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die Merkmale des Anspruchs 20 vorgesehen. Insbesondere wird also vorgeschlagen, dass das Schaltelement zum Bremsen des Elektrofahrrads um seine Längsachse aus seiner Ausgangsstellung gedreht wird, wobei durch Drehen des Schaltelementes ein Steuersignal erzeugt und an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung und/oder an den Elektromotor übertragen wird, durch welches Steuersignal der Elektromotor der Antriebsvorrichtung aus einem Motorbetrieb in einen Generatorbetrieb umgeschaltet wird, sodass der durch eine Rollbewegung des Elektrofahrrads angetriebene Elektromotor einen elektro-mechanischen Widerstand erzeugt, der über einen Antriebsstrang des Fahrrads auf ein Rad, also auf ein Hinterrad und/oder auf ein Vorderrad des Elektrofahrrads übertragen wird, wodurch das Elektrofahrrad abgebremst wird.According to the features of claim 20 are provided to solve the problem in a method of the type mentioned. In particular, it is therefore proposed that the switching element for braking the electric bicycle is rotated about its longitudinal axis from its initial position, wherein a control signal is generated by rotating the switching element and transmitted to the control and / or regulating device and / or to the electric motor by which control signal the electric motor of the drive device is switched from a motor operation to a generator operation, so that the driven by a rolling motion of the electric bicycle electric motor generates an electro-mechanical resistance, via a drive train of the bicycle to a wheel, ie on a rear wheel and / or on a front wheel of Electric bicycle is transmitted, whereby the electric bicycle is braked.

Eine einfache Dosierung der Bremskraft ist möglich, indem eine Bremsleistung und/oder eine Stärke eines mit dem Elektromotor im Generator- und/oder Bremsbetrieb erzeugten Bremsstroms in Abhängigkeit einer Richtung und/oder Geschwindigkeit und/oder einem Drehwinkel einer Drehung und/oder Verstellung des Schaltelements ansteigen und/oder absinken.A simple metering of the braking force is possible by a braking power and / or a strength of a brake current generated with the electric motor in the generator and / or braking operation as a function of a direction and / or speed and / or a rotation angle of rotation and / or adjustment of the switching element rise and / or fall.

Es sei darauf hingewiesen, dass das Bedienelement so ausgestaltet ist, dass es bei Drehung in eine Richtung eine Aktivierung und Dosierung des Generatorbetriebes und somit ein Bremsen des Elektrofahrrads mithilfe des Elektromotors ermöglicht, wobei die Bremswirkung des Elektromotors bei Zurückdrehen in eine der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung, also in Richtung der Ausgangsstellung, reduziert bzw. vollständig deaktiviert wird.It should be noted that the control element is designed such that it allows activation and metering of the generator operation and thus braking of the electric bicycle by means of the electric motor when rotating in one direction, wherein the braking effect of the electric motor in turning back in a direction opposite to the first direction , ie in the direction of the starting position, reduced or completely deactivated.

Die Rekuperation von Bremsenergie und damit eine Reichweitenverlängerung des Elektrofahrrads sind möglich, wenn ein oder der beim Bremsen mit dem Elektromotor erzeugter Bremsstrom dem mit dem Elektromotor und/oder mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung verbundenen Akkumulator des Elektrofahrrads zugeleitet wird, um diesen aufzuladen.The recuperation of braking energy and thus a range extension of the electric bicycle are possible if one or the brake current generated during braking with the electric motor is supplied to the connected to the electric motor and / or with the control and / or regulating device accumulator of the electric bicycle to charge it.

Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn ein Ladezustand des Akkumulators insbesondere mithilfe einer und/oder der Steuer- und/oder Regeleinrichtung überwacht wird und/oder wenn ein Aufladen des Akkumulators und/oder ein Bremsen mithilfe der elektrischen Antriebsvorrichtung vorzugsweise durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung unterbunden werden, sobald der Akkumulator einen bestimmten Ladezustand erreicht hat. So kann der Akkumulator vor einer Überladung und der Elektromotor und die Antriebsvorrichtung vor Überlastungen geschützt werden.Furthermore, it may be expedient if a state of charge of the accumulator is monitored in particular by means of one and / or the control and / or regulating device and / or if charging of the accumulator and / or braking by means of the electric drive device is preferably performed by the control and / or or control device can be prevented as soon as the accumulator has reached a certain state of charge. Thus, the accumulator can be protected from overloading and the electric motor and the drive device against overloads.

Unter dem Begriff „Elektrofahrrad” sind Fahrräder mit einem elektrischen (Hilfs-)Antrieb zu verstehen. Somit fallen unter diesen Begriff auch E-Bikes, Pedelecs und all diese Fahrräder, die zur Gänze oder tretunterstützend von einem Elektromotor angetrieben werden können. Der Elektromotor kann wahlweise in einem Vorderrad oder einem Hinterrad als Nabenmotor oder als sogenannter Mittelmotor bzw. Tretlagermotor, die beide jeweils zumindest indirekt am Tretlager des Elektrofahrrads angreifen, ausgebildet sein. Sowohl ein Mittelmotor als auch ein Tretlagermotor kann außerhalb oder im näheren Bereich des Tretlagers, vorzugsweise am Rahmen des Elektrofahrrads, angeordnet sein.The term "electric bicycle" means bicycles with an electric (auxiliary) drive. Thus fall under this term also e-bikes, pedelecs and all these bikes that can be driven in their entirety or tretunterstützend of an electric motor. The electric motor may optionally be formed in a front wheel or a rear wheel as a hub motor or as a so-called center motor or bottom bracket motor, both of which each act at least indirectly on the bottom bracket of the electric bicycle. Both a center motor and a bottom bracket motor can be arranged outside or in the nearer region of the bottom bracket, preferably on the frame of the electric bicycle.

Ferner sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung nicht nur bei Elektrofahrrädern, nämlich E-Bikes, Pedelecs und dergleichen, sondern grundsätzlich auch bei anderen pedalgetriebenen Fahrzeugen mit elektrischem Hilfsmotor zum Einsatz kommen kann. So ist eine Verwendung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Bedienelement auch bei anderen pedalgetriebenen Elektrofahrzeugen möglich, wie zum Beispiel bei Elektro-Dreirädern oder bei pedalgetriebenen Elektro-Fahrzeugen mit mehr als drei Rädern.It should also be noted that the drive device according to the invention can be used not only in electric bicycles, namely e-bikes, pedelecs and the like, but in principle also in other pedal-driven vehicles with electric auxiliary motor. Thus, a use of the drive device according to the invention with the control element according to the invention also in other pedal-driven electric vehicles is possible, such as electric tricycles or pedal-powered electric vehicles with more than three wheels.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen in teilweise schematisierter Darstellung:An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawing. In a partially schematic representation:

1: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Elektrofahrrades mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung, wobei an einer Lenkerstange des Elektrofahrrades ein mit dem Kreis Z markiertes, erfindungsgemäßes Bedienelement zur Steuerung der Antriebsvorrichtung zu erkennen ist, sowie 1 a side view of an electric bicycle according to the invention with a drive device according to the invention, wherein on a handlebar of the electric bicycle marked with a circle Z, inventive control element for controlling the drive device can be seen, and

2: dass in 1 mit dem Kreis Z markierte Bedienelement in vergrößerter Darstellung. 2 : that in 1 with the circle Z marked control in an enlarged view.

1 zeigt eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Antriebsvorrichtung 1 für ein Elektrofahrrad 2. Die Antriebsvorrichtung 1 hat einen Elektromotor 3, der bei der gezeigten Antriebsvorrichtung 1 als Mittelmotor ausgeführt ist. Neben dem Elektromotor 3 hat das Elektrofahrrad 2 auch einen üblichen Tretkurbelantrieb 4, der in 1 lediglich in schematisierter Form ohne Pedale und ohne Tretkurbeln dargestellt ist. Sowohl der Tretkurbelantrieb 4 als auch der Elektromotor 3 sind über einen Antriebsstrang 15 miteinander verbunden, der alle Komponenten umfasst, die ein Drehmoment vom Antrieb (hier Tretkurbelantrieb 4 und/oder Elektromotor 3) bis auf die Straße übertragen. 1 shows one as a whole 1 designated drive device 1 for an electric bicycle 2 , The drive device 1 has an electric motor 3 in the drive device shown 1 is designed as a mid-engine. In addition to the electric motor 3 has the electric bicycle 2 also a usual pedal drive 4 who in 1 is shown only in schematic form without pedals and without cranks. Both the pedal crank drive 4 as well as the electric motor 3 are about a powertrain 15 connected to each other, which includes all the components that have a torque from the drive (here pedal drive 4 and / or electric motor 3 ) transferred to the street.

Der Tretkurbelantrieb 4 ist zur Übertragung von Antriebsmomenten über eine über ein Kettenblatt bzw. ein Antriebsritzel 5 geführte Fahrradkette 6 mit einer Nabe 37 eines Hinterrads 7 des Elektrofahrrades 2 verbunden.The pedal crank drive 4 is for transmitting drive torque via a chainring or a drive pinion 5 guided bicycle chain 6 with a hub 37 a rear wheel 7 of the electric bicycle 2 connected.

Der als Mittelmotor 33 ausgebildete Elektromotor 3 der elektrischen Antriebsvorrichtung 1 wirkt über einen Antriebsriemen 8 auf ein am Tretlager 9 des Elektrofahrrads 2 gelagertes Antriebsrad 10 ein, das wiederum, wie es bereits in DE 20 2013 001 591 U1 und dort insbesondere in den Absätzen [0008] bis [0014] sowie [0022] bis [0027] ausführlich beschrieben ist, über eine eigene, hier verdeckt dargestellte Antriebskette 11 mit der Nabe 37 des Hinterrads 7 des Elektrofahrrads 2 zur Übertragung von Antriebsmomenten verbunden ist.The middle engine 33 trained electric motor 3 the electric drive device 1 acts via a drive belt 8th on one at the bottom bracket 9 of the electric bicycle 2 stored drive wheel 10 a, in turn, as it is already in DE 20 2013 001 591 U1 and there in particular in paragraphs [0008] to [0014] and [0022] to [0027] is described in detail, via its own, hidden here drive chain 11 with the hub 37 the rear wheel 7 of the electric bicycle 2 connected to the transmission of drive torque.

Diese Antriebskette 11 ist von der Fahrradkette 6 des Tretkurbelantriebs 4 unabhängig: der Elektromotor 3 überträgt sein Drehmoment also lediglich auf das Antriebsrad 10, jedoch nicht auf das Kettenblatt bzw. Antriebsritzel 5, mit dem ausschließlich der Tretkurbelantrieb 4 zusammenwirkt. Die Funktionsweise der beiden Antriebe wird im Folgenden näher erläutert:

Das Besondere bei dieser Antriebsvorrichtung 1 ist, dass das Antriebsrad 10 für den Elektromotor 3 und das Antriebsritzel 5 für den Tretkurbelantrieb 4 durch einen Freilauf 12 so voneinander entkoppelt sind, dass im Schubbetrieb, also wenn das Elektrofahrrad 2 nicht angetrieben wird, sondern nur rollt, eine Rekuperation von Bewegungs- und/oder Bremsenergie mithilfe des Elektromotors 3 erfolgen kann. Der Elektromotor 3 kann also über den Antriebsstrang 15 durch das im Schubbetrieb rollende Elektrofahrrad 2 angetrieben und zur Rekuperation von Bremsenergie genutzt werden.This drive chain 11 is from the bicycle chain 6 of the pedal drive 4 independent: the electric motor 3 So transmits its torque only to the drive wheel 10 , but not on the chainring or drive pinion 5 , with which only the pedal drive 4 interacts. The operation of the two drives is explained in more detail below:

The special feature of this drive device 1 is that the drive wheel 10 for the electric motor 3 and the drive pinion 5 for the pedal crank drive 4 through a freewheel 12 are decoupled from each other, that in overrun, so if the electric bicycle 2 is not driven, but only rolls, a recuperation of movement and / or braking energy using the electric motor 3 can be done. The electric motor 3 So can drive over the powertrain 15 by the electric bicycle rolling in overrun mode 2 be driven and used for recuperation of braking energy.

Die beiden voneinander unabhängigen Antriebsketten, nämlich die Fahrradkette 6 des Tretkurbelantriebs 4 und die Antriebskette 11 der elektrischen Antriebsvorrichtung 1, werden also nur durch den ihnen jeweils zugeordneten Tretkurbelantrieb 4 bzw. den Elektromotor 3 angetrieben, sind aber Bestandteil ein und desselben Antriebsstrangs 15.The two independent drive chains, namely the bicycle chain 6 of the pedal drive 4 and the drive chain 11 the electric drive device 1 , so only by their respective associated pedal crank drive 4 or the electric motor 3 driven, but are part of the same drive train 15 ,

Ferner weist die Antriebsvorrichtung 1 eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 und ein Bedienelement 14 auf. Das Bedienelement 14 ist manuell betätigbar und dient dazu, den Elektromotor 3 mithilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 zwischen einem Motorbetrieb und einem Generatorbetrieb hin und her zu schalten. Durch die Umschaltung des Elektromotors 3 von einem Motorbetrieb in einen Generatorbetrieb lässt sich der Elektromotor 3 zum Bremsen des Elektrofahrrads 2 und zur Rekuperation von Bremsenergie einsetzen.Furthermore, the drive device 1 a control and / or regulating device 13 and a control 14 on. The operating element 14 is manually operable and serves to the electric motor 3 using the control and / or regulating device 13 switch between engine operation and generator operation. By switching the electric motor 3 from an engine operation to a generator operation, the electric motor can be 3 for braking the electric bicycle 2 and to recuperation of braking energy use.

Der Elektromotor 3 lässt sich bei dem gezeigten Elektrofahrrad 2 auch im Generatorbetrieb verwenden, da der Elektromotor 3 über den Antriebsstrang 15, umfassend die Antriebskette 11, das Antriebsrad 10 und den Antriebsriemen 8, derartig mit der Nabe 37 des Hinterrads 7 des Elektrofahrrads 2 verbunden ist, dass eine Drehmomentenübertragung sowohl vom Elektromotor 3 über den Antriebsriemen 8 auf das Antriebsrad 10 und von dem Antriebsrad 10 auf das Hinterrad 7 (Motorbetrieb) als auch eine Drehmomentenübertragung vom Hinterrad 7 über den Antriebsstrang 15 zurück auf den Elektromotor 3 (Generator- und Brems- bzw. Rekuperationsbetrieb) möglich ist. Im Generatorbetrieb wird der Elektromotor 3 gegen einen elektromechanischen Widerstand angetrieben, der wiederum als Bremsmoment über den Antriebsstrang 15 zurück auf das Hinterrad 7 des Elektrofahrrads 2 übertragen wird, wodurch das Elektrofahrrad in seiner Rollbewegung abgebremst wird.The electric motor 3 can be with the shown electric bicycle 2 also in generator mode use, since the electric motor 3 over the powertrain 15 comprising the drive chain 11 , the drive wheel 10 and the drive belt 8th , so with the hub 37 the rear wheel 7 of the electric bicycle 2 connected, that a torque transmission from both the electric motor 3 over the drive belt 8th on the drive wheel 10 and from the drive wheel 10 on the rear wheel 7 (Engine operation) as well as a torque transmission from the rear wheel 7 over the powertrain 15 back to the electric motor 3 (Generator and braking or recuperation) is possible. In generator mode, the electric motor 3 driven against an electromechanical resistance, in turn, as a braking torque across the drive train 15 back to the rear wheel 7 of the electric bicycle 2 is transferred, whereby the electric bicycle is braked in its rolling motion.

Beide Figuren zeigen, dass das Bedienelement 14 als ein an einer Lenkerstange 16 des Elektrofahrrads 2 montierbarer Lenkergriff 17 ausgebildet ist. Der Lenkergriff 17 hat ein Schaltelement 18, das zur Steuerung der Antriebsvorrichtung 1 manuell um eine Längsachse bzw. Längsmittelachse M1 des Lenkergriffs 17 in und entgegen der Richtung des Pfeils PF1 drehbar ist. Bei dem hier gezeigten Lenkergriff 17 ist das Schaltelement 18 um eine Achse drehbar, die mit der Längsmittelachse M1 des Lenkergriffs zusammenfällt.Both figures show that the operating element 14 as a on a handlebar 16 of the electric bicycle 2 mountable handlebar grip 17 is trained. The handlebar grip 17 has a switching element 18 which is used to control the drive device 1 manually about a longitudinal axis or longitudinal center axis M1 of the handlebar grip 17 is rotatable in and against the direction of the arrow PF1. In the handlebar grip shown here 17 is the switching element 18 rotatable about an axis which coincides with the longitudinal center axis M1 of the handlebar grip.

Das Schaltelement 18 ist in seiner Gebrauchsstellung an dem Lenkergriff 17 mittels eines Lagers 19 drehbar gelagert. Wie insbesondere die vergrößerte Darstellung des Lenkergriffs 17 gemäß 2 zeigt, ist das Schaltelement 18 eine drehbar gelagerte Hülse 20, die als Schaltelement 18 und gleichzeitig aber auch als Grifffläche 21 des Lenkergriffs 17 dient, also eine Doppelfunktion einnimmt.The switching element 18 is in its position of use on the handlebar grip 17 by means of a warehouse 19 rotatably mounted. As in particular the enlarged view of the handlebar grip 17 according to 2 shows is the switching element 18 a rotatably mounted sleeve 20 acting as a switching element 18 and at the same time as a grip surface 21 the handlebar grip 17 serves, thus occupies a dual function.

In einer anderen Ausführungsform des Bedienelements 14 ist das Schaltelement 18 als ein drehbar gelagerter Ring ausgebildet, so dass die Grifffläche 21 des Lenkergriffs 17 zumindest zweigeteilt ist, nämlich in einen beweglichen Abschnitt mit dem Schaltelement 18 und in einen unbeweglichen Abschnitt, der lediglich als Grifffläche 21 des Lenkergriffs 17 dient. In another embodiment of the operating element 14 is the switching element 18 formed as a rotatably mounted ring, so that the gripping surface 21 the handlebar grip 17 at least two parts, namely in a movable portion with the switching element 18 and in an immovable section, merely as a gripping surface 21 the handlebar grip 17 serves.

Das Bedienelement 14 und das Schaltelement 18 sind zur Erzeugung und zur Abgabe von Steuersignalen eingerichtet, das an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 zum Umschalten des Elektromotors 3 übertragen wird. Zur Erzeugung der Steuersignale weist das Bedienelement 14 einen Signalgeber 22 auf, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung 1 ein Potentiometer 23 ist. In anderen Ausführungsformen der Antriebsvorrichtung 1 ist der Signalgeber 22 ein Hall-Sensor und/oder ein Drehgeber und/oder ein Inkrementalgeber und/oder ein Drehimpulsgeber, die – ebenso wie das Potentiometer 23 – von einer Drehstellung des Schaltelements 18 abhängige Steuersignale erzeugen können.The operating element 14 and the switching element 18 are set up to generate and deliver control signals to the control and / or regulating device 13 for switching the electric motor 3 is transmitted. For generating the control signals, the operating element 14 a signal generator 22 on, in the present embodiment, the drive device 1 a potentiometer 23 is. In other embodiments of the drive device 1 is the signaler 22 a Hall sensor and / or a rotary encoder and / or an incremental encoder and / or a rotary encoder, which - as well as the potentiometer 23 - From a rotational position of the switching element 18 can generate dependent control signals.

Zur Übertragung von Steuersignalen sind das Bedienelement 14, der Signalgeber 22 und die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 und der Elektromotor 3 über ein Kabel 24 miteinander verbunden.For transmission of control signals are the operating element 14 , the signal transmitter 22 and the control and / or regulating device 13 and the electric motor 3 over a cable 24 connected with each other.

Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 1 ist die Verbindung zur Steuersignalübertragung drahtlos zum Beispiel über Funk und/oder Bluetooth realisiert. In diesem Fall weisen sowohl das Bedienelement 14 als auch die Antriebsvorrichtung und/oder die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 jeweils eine entsprechende Antenne zum Senden und/oder Empfangen von Steuersignalen auf.In an embodiment, not shown, of the drive device 1 if the connection to the control signal transmission is realized wirelessly, for example via radio and / or Bluetooth. In this case, both the control element 14 as well as the drive device and / or the control and / or regulating device 13 in each case a corresponding antenna for transmitting and / or receiving control signals.

Das Bedienelement 14 weist ferner zumindest einen Anschlag 25 auf, der einen Drehwinkel des Schaltelementes 18 bzw. des Signalgebers 22 zwischen seiner Ausgangsstellung und seiner Anschlagstellung, also seinen maximalen Drehwinkel, auf etwa 30° bis 45° begrenzt. Dabei sind das Schaltelement 18 bzw. der Signalgeber 22 zwischen der Ausgangsstellung und der Anschlagstellung stufenlos drehbar bzw. verstellbar.The operating element 14 also has at least one stop 25 on, the rotation angle of the switching element 18 or the signal transmitter 22 between its initial position and its stop position, so its maximum angle of rotation, limited to about 30 ° to 45 °. In this case, the switching element 18 or the signal generator 22 infinitely rotatable or adjustable between the starting position and the stop position.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Bedienelements 14 ist vorgesehen, dass das Schaltelement 18 bzw. der Signalgeber 22 in wenigstens zwei unterschiedliche Stellungen und/oder Rastpunkte drehbar und/oder verstellbar ist.In a further embodiment of the operating element 14 is provided that the switching element 18 or the signal generator 22 is rotatable and / or adjustable in at least two different positions and / or locking points.

Wie beide Figuren zeigen, ist das Schaltelement 18 an einer einem Benutzer zugewandten Außenseite 26 des Lenkergriffs 17 ausgebildet. Wie aus 2 deutlich wird, nimmt das drehbare Schaltelement 18 in Richtung seiner Längsmittelachse M1 gemessen etwa sieben Achtel einer Längserstreckung des gesamten Lenkergriffs 17 ein. Das eine, von dem Schaltelement 18 nicht eingenommene Achtel beinhaltete den Signalgeber 22 als auch das Lager 19 und bleibt auch bei Drehung des Schaltelementes 18 ortsfest in seiner Gebrauchsstellung an der Lenkerstange 16 des Elektrofahrrads 2.As both figures show, the switching element 18 on a user facing outside 26 the handlebar grip 17 educated. How out 2 becomes clear, takes the rotatable switching element 18 measured in the direction of its longitudinal center axis M1 about seven-eighths of a longitudinal extent of the entire handlebar grip 17 one. The one, of the switching element 18 Unaccompanied eighths included the signaler 22 as well as the camp 19 and remains even with rotation of the switching element 18 stationary in its position of use on the handlebar 16 of the electric bicycle 2 ,

Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform des Bedienelement 14 weisen das Bedienelement 14, das Schaltelement 18 und der Lenkergriff 17 jeweils eine zylindrische Form auf. Es ist aber auch möglich, dass das Bedienelement 14 und/oder das Schaltelement 18 und/oder der Lenkergriff 17 eine an einer Hand eines Benutzers angepasste und/oder eine ergonomische Form aufweisen, die einen ermüdungsarmen Griff und einer ermüdungsarme Bedienung der Antriebsvorrichtung 1 ermöglicht.In the embodiment of the operating element shown in the figures 14 assign the control 14 , the switching element 18 and the handlebar grip 17 each have a cylindrical shape. But it is also possible that the control element 14 and / or the switching element 18 and / or the handlebar grip 17 adapted to a user's hand and / or have an ergonomic shape, a low-fatigue grip and a low-fatigue operation of the drive device 1 allows.

Gemäß 2 weist das Bedienelement 14 eine Eintrittsöffnung 36 und eine innere Höhlung 27 zur Aufnahme eines freien Endes 28 der Lenkerstange 16 des Elektrofahrrads 2 auf, durch welche Eintrittsöffnung das freie Ende 28 in die Höhlung 27 eingesteckt werden kann, sodass eine sichere Montage des Bedienelements 14 an der Lenkerstange 16 des Elektrofahrrads 2 möglich ist.According to 2 has the operating element 14 an entrance opening 36 and an inner cavity 27 for receiving a free end 28 the handlebar 16 of the electric bicycle 2 on, through which inlet the free end 28 into the cavity 27 can be plugged in, so that a secure mounting of the operating element 14 on the handlebar 16 of the electric bicycle 2 is possible.

Das Bedienelement 14 ist, wie bereits zuvor beschrieben, im Zusammenspiel mit dem Schaltelement 18, dem Signalgeber 22 und der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 zum Umschalten des Elektromotors 3 zwischen einem Motor- und einem Generatorbetrieb und somit auch zum Starten eines Bremsvorganges bzw. eines Rekuperationsvorganges mithilfe des Elektromotors 3 eingerichtet.The operating element 14 is, as already described above, in interaction with the switching element 18 , the signal transmitter 22 and the control and / or regulating device 13 for switching the electric motor 3 between a motor and a generator operation and thus also for starting a braking process or a Rekuperationsvorganges using the electric motor 3 set up.

Aufgrund der stufenlosen Drehbarkeit des Schaltelements 18 und der Charakteristik des Potentiometers 23 als Signalgeber 22 ermöglicht das Bedienelement 14 eine stufenlose Dosierung einer Bremsleistung und/oder eines Bremsstromes und/oder einer Rekuperationsleistung des Elektromotors 3.Due to the stepless rotation of the switching element 18 and the characteristic of the potentiometer 23 as a signal generator 22 allows the control element 14 a stepless metering of a braking power and / or a braking current and / or a recuperation power of the electric motor 3 ,

Das Bedienelement 14 weist überdies eine Rückstellfeder 29 auf, gegen deren Rückstellkraft das Schaltelement 18 zum Bremsen des Elektrofahrrads 2 und zur Rekuperation von Bremsenergie manuell drehbar ist. Wird das Schaltelement 18 nach einer Bedienung durch den Benutzer wieder freigegeben bzw. losgelassen, wird das Schaltelement 18 mithilfe der Rückstellfeder 29 automatisch in seine Ausgangsstellung zurückbewegt und die Bremswirkung des Elektromotors 3 wieder aufgehoben bzw. deaktiviert.The operating element 14 also has a return spring 29 on, against the restoring force of the switching element 18 for braking the electric bicycle 2 and is manually rotatable for recuperation of braking energy. Will the switching element 18 is released again after an operation by the user or released, the switching element 18 using the return spring 29 automatically moved back to its original position and the braking effect of the electric motor 3 canceled or deactivated again.

Zu bemerken ist, dass ein Wert und/oder eine Größe bzw. Stärke eines erzeugten Steuersignals abhängig von und/oder proportional zu einer Richtung und/oder Geschwindigkeit und/oder einem Drehwinkel einer Drehung des Schaltelements 18 ist. Eine von dem als Generator betriebenen Elektromotor 3 aufgebrachte Bremsleistung bzw. Rekuperationsleistung und/oder eine Bremsstromstärke sind wiederum abhängig von bzw. proportional zu der Größe bzw. dem Wert des Steuersignals. Je weiter das Schaltelement 18 aus seiner Ausgangsstellung heraus gedreht wird, desto höher sind die mit dem Elektromotor 3 erzielte Bremsleistung und Rekuperationsleistung bzw. desto höher ist ein rückspeisbarer Bremsstrom.It should be noted that a value and / or a magnitude of a generated Control signal dependent on and / or proportional to a direction and / or speed and / or a rotational angle of rotation of the switching element 18 is. One of the electric motor operated as a generator 3 applied braking power or recuperation power and / or a braking current are in turn dependent on or proportional to the size or the value of the control signal. The further the switching element 18 is rotated from its initial position, the higher are those with the electric motor 3 achieved braking performance and recuperation performance or the higher is a regenerative braking current.

Die Antriebsvorrichtung 1 weist außerdem einen Akkumulator 30 auf, aus dem der Elektromotor 3 im Motorbetrieb mit elektrischer Energie versorgt wird. Der in 1 gezeigte Akkumulator 30 ist stark schematisiert dargestellt und befindet sich in einer von mehreren denkbaren Position an einem Rahmen 35 des Elektrofahrrads 2. Es sei darauf hingewiesen, dass der Akkumulator 30 grundsätzlich auch an einer anderen Stelle an dem Rahmen 35 angeordnet sein kann.The drive device 1 also has an accumulator 30 on, from which the electric motor 3 is supplied with electrical energy during engine operation. The in 1 shown accumulator 30 is shown in a highly schematic and located in one of several conceivable position on a frame 35 of the electric bicycle 2 , It should be noted that the accumulator 30 basically also at a different location on the frame 35 can be arranged.

Da die Antriebsvorrichtung 1, der Elektromotor 3 und die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 zur Rekuperation von Bremsenergie eingerichtet sind, kann die im Brems- bzw. Generatorbetrieb des Elektromotors 3 zurückgewonnene Energie in Form von elektrischer Energie in den Akkumulator 30 zurückgespeist, der Akkumulator 30 also geladen werden, wodurch sich die Reichweite des Elektrofahrrads 3 verlängern lässt.As the drive device 1 , the electric motor 3 and the control and / or regulating device 13 are set up for recuperation of braking energy, which can be in the braking or generator operation of the electric motor 3 recovered energy in the form of electrical energy in the accumulator 30 fed back, the accumulator 30 So charging, which increases the range of the electric bicycle 3 lengthen.

Das Bedienelement 14 und das Schaltelement 18, also der Lenkergriff 17 haben an Ihrer einem Benutzer in Gebrauchsstellung zugewandten Außenseite 26 eine rutschhemmende, vorzugsweise profilierte Oberfläche 31, die je nach Wunsch aus Kunststoff, Kunstgummi, Moosgummi, Gummi, Kork oder Schaumstoff oder aus einem anderen für Lenkergriffe geeigneten Material bestehen kann.The operating element 14 and the switching element 18 , so the handlebar grip 17 have on your outside a user in use position facing 26 a slip-resistant, preferably profiled surface 31 , which can be made of plastic, synthetic rubber, sponge rubber, rubber, cork or foam or another suitable for handlebar grips as desired.

Es sei darauf hingewiesen, dass das Bedienelement 14 grundsätzlich auch zur Steuerung von mehr als nur einem Elektromotor 3 eingerichtet ist. So lässt sich das Bedienelement 14 auch bei Elektrofahrrädern mit mehreren Elektromotoren verwenden.It should be noted that the operating element 14 basically also for controlling more than just one electric motor 3 is set up. This is how the control element works 14 also use with electric bicycles with multiple electric motors.

Die verwendete Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 ist im vorliegenden Fall ein Vier-Quadranten-Regler 32 und weist überdies auch die für die Rückspeisung von elektrischem Strom in den Akkumulator 30 notwendigen leistungselektronischen Bauteile auf.The control and / or regulating device used 13 is in the present case a four-quadrant controller 32 and also has the same for the return of electrical power in the accumulator 30 necessary power electronic components.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Antriebsvorrichtung 1 einen Mittelmotor 33 als Elektromotor 3 auf, der, wie bereits zuvor beschrieben, aufgrund seiner Bauart und aufgrund der Ausführung des Antriebsstrangs 15 zum Abbremsen des Elektrofahrrads 2 und außerdem zur Rekuperation von Bremsenergie eingerichtet ist.In the present embodiment, the drive device 1 a mid-engine 33 as electric motor 3 on, as already described above, due to its design and the design of the powertrain 15 for braking the electric bicycle 2 and is also set up for recuperation of braking energy.

In einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Antriebsvorrichtung 1 mit einem anderen auch für einen Generatorbetrieb geeigneten Elektromotor 3 ausgestattet. Dieser Elektromotor 3 ist dann beispielsweise als Nabenmotor oder als Tretlagermotor ausgebildet.In another embodiment, the drive device 1 with another suitable for a generator operation electric motor 3 fitted. This electric motor 3 is then designed for example as a hub motor or as a bottom bracket motor.

Wie 1 zeigt, ist das Bedienelement 14 an dem rechten freien Ende 28 der Lenkerstange 16 des Elektrofahrrads 2 angeordnet. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist an beiden freien Enden der Lenkerstange 16 jeweils ein Bedienelement 14 angeordnet.As 1 shows is the control 14 at the right free end 28 the handlebar 16 of the electric bicycle 2 arranged. In an embodiment not shown is at both free ends of the handlebar 16 one control each 14 arranged.

Ferner ist zu erkennen, dass das Kabel 24 zur Übertragung der Steuersignale von dem Bedienelement 14 an den Elektromotor 3 an einem Rohr 34 des Rahmens 35 des Elektrofahrrads 2 verlegt ist. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform des Elektrofahrrads 2 ist dieses Kabel 24 im Inneren des Rohres 34 oder eines anderen Rohres des Rahmens 35 verlegt.It can also be seen that the cable 24 for transmitting the control signals from the control 14 to the electric motor 3 on a pipe 34 of the frame 35 of the electric bicycle 2 is relocated. In an embodiment of the electric bicycle, not shown 2 is this cable 24 inside the tube 34 or another tube of the frame 35 laid.

Das Bremsen des Elektrofahrrads 2 und die Bremsenergie-Rückgewinnung (Rekuperation) werden folgendermaßen durchgeführt:

Möchte der Benutzer des Elektrofahrrads 2 einen Bremsvorgang einleiten, dreht er das Schaltelement 18 um seine Längsmittelachse M1 aus seiner Ausgangsstellung in Pfeilrichtung PF1, wobei durch Drehen des Schaltelementes 18 ein Steuersignal von dem Signalgeber 22 erzeugt und an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 und von dort an den Elektromotor 3 übertragen wird. Durch dieses Steuersignal wechselt der Elektromotor 3 seine Betriebsart und wird in einen Generatorbetrieb geschaltet, sodass er einen elektromechanischen Widerstand in Form eines Drehmoments aufbaut, das über den Antriebsstrang 15 des Elektrofahrrads 2 auf das Hinterrad 7 des Elektrofahrrads 2 übertragen wird. Dieses Drehmoment liegt dann als Bremsmoment an dem Hinterrad 7 des Elektrofahrrads 2 an, wodurch das rollende Elektrofahrrad 2 abgebremst wird.Braking the electric bicycle 2 and the brake energy recovery (recuperation) are performed as follows:

Want the user of the electric bicycle 2 initiate a braking operation, he turns the switching element 18 about its longitudinal center axis M1 from its initial position in the direction of arrow PF1, wherein by turning the switching element 18 a control signal from the signal generator 22 generated and to the control and / or regulating device 13 and from there to the electric motor 3 is transmitted. By this control signal, the electric motor changes 3 its operating mode and is switched to a generator mode, so that it builds up an electromechanical resistance in the form of a torque, which via the drive train 15 of the electric bicycle 2 on the rear wheel 7 of the electric bicycle 2 is transmitted. This torque is then as braking torque to the rear wheel 7 of the electric bicycle 2 on, making the rolling electric bike 2 is slowed down.

Der Benutzer des Elektrofahrrads 2 kann die Bremsleistung und damit auch die Stärke eines mit dem Elektromotor 3 im Generator- bzw. Bremsbetrieb des Elektromotors 3 generierten Bremsstromes in Abhängigkeit der Drehrichtung, des Drehwinkels und bei einer Ausführungsform des Bedienelements 14 auch in Abhängigkeit der Geschwindigkeit der Drehung des Schaltelementes 18 stufenlos dosieren.The user of the electric bicycle 2 can the braking power and thus the strength of one with the electric motor 3 in the generator or braking operation of the electric motor 3 generated braking current as a function of the direction of rotation, the angle of rotation and in one embodiment of the operating element 14 also as a function of the speed of rotation of the switching element 18 infinitely dosing.

Je weiter das Schaltelement 18 in Richtung des Pfeiles Pf1 gedreht wird, desto stärker ist die Bremswirkung des Elektromotors 3. Sobald das Schaltelement 18 losgelassen wird, wird es aufgrund der Rückstellfeder 29 in seine Ausgangsposition, also entgegen der Richtung des Pfeiles Pf1 zurückbewegt. Das Bedienelement 14 ist somit ein Brems-Drehgriff, der eine einfache, schnelle und intuitive Betätigung der elektrischen Motorbremse der Antriebsvorrichtung 1 erlaubt. The further the switching element 18 is rotated in the direction of arrow Pf1, the stronger the braking effect of the electric motor 3 , Once the switching element 18 it is released due to the return spring 29 moved back to its initial position, ie opposite to the direction of the arrow Pf1. The operating element 14 is thus a brake rotary handle, the simple, fast and intuitive operation of the electric motor brake of the drive device 1 allowed.

Der beim Bremsen mit dem Elektromotor 3 erzeugte Bremsstrom wird dem mit dem Elektromotor 3 und der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 verbundenen Akkumulator 30 zugeleitet, um diesen aufzuladen.The when braking with the electric motor 3 generated braking current is the with the electric motor 3 and the control and / or regulating device 13 connected accumulator 30 forwarded to charge this.

Dabei wird ein Ladezustand des Akkumulators 30 mithilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 überwacht. Sobald der Akkumulator 30 einen bestimmten Ladezustand erreicht hat, wird das Aufladen des Akkumulators 30 und auch ein Abbremsen des Elektrofahrrads 2 mithilfe der elektrischen Antriebsvorrichtung 1 durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 unterbunden. In diesem Fall wird dem Akkumulator 30 also kein von dem Elektromotor 3 generierter Bremsstrom mehr zugeführt. Für den Fall, dass kein anderer Verbraucher, wie zum Beispiel ein elektrischer Widerstand, für eine Abnahme des generierten Bremsstroms zur Verfügung steht, wird die Bremswirkung des Elektromotors 3 aufgehoben, so dass das Elektrofahrrad 2 mit einem konventionellen Fahrrad-Bremssystem, nämlich beispielsweise ein Scheiben-Bremssystem oder ein Felgen-Bremssystem, ohne Unterstützung der elektrischen Motorbremse abgebremst werden muss.In this case, a state of charge of the accumulator 30 using the control and / or regulating device 13 supervised. As soon as the accumulator 30 has reached a certain state of charge, the charging of the accumulator 30 and also a deceleration of the electric bicycle 2 using the electric drive device 1 by the control and / or regulating device 13 prevented. In this case, the accumulator 30 So none of the electric motor 3 generated brake current fed more. In the event that no other consumer, such as an electrical resistance, is available for a decrease in the generated braking current, the braking effect of the electric motor 3 lifted, leaving the electric bike 2 with a conventional bicycle brake system, namely, for example, a disc brake system or a rim brake system, must be braked without the assistance of the electric engine brake.

Das Elektrofahrrad 2 verfügt über den Tretkurbelantrieb 4 und die elektrische Antriebsvorrichtung 1 mit dem Elektromotor 3, der über den Antriebsstrang 15 mit dem Hinterrad 7 des Elektrofahrrads 2 zur Übertragung von Drehmomenten verbunden ist. Der Elektromotor 3 kann mithilfe des Bedienelements 14 von einem Motorbetrieb in einen Generatorbetrieb umgeschaltet werden, um einerseits das Elektrofahrrad 2 abzubremsen und andererseits den beim Bremsen des Elektrofahrrads 2 von dem Elektromotor 3 produzierten Bremsstrom zum Laden des Akkumulators 30 des Elektrofahrrads 2 zu verwenden. Das Bedienelement 14 ist dabei als ein an der Lenkerstange 16 des Elektrofahrrads 2 in Gebrauchsstellung montierter Lenkergriff 17 ausgebildet, der das drehbar gelagerte Schaltelement 18 aufweist. Zum Bremsen des Elektrofahrrads 2 mithilfe des Elektromotors 3 wird das Schaltelement 18 an dem Lenkergriff 17 um die Längsmittelachse M1 des Lenkergriffs 17 aus seiner Ausgangsstellung heraus in Richtung des Pfeiles PF1 gedreht, wodurch auch der Signalgeber 22 in dem Bedienelement 14 verstellt und ein Steuersignal erzeugt wird, das der Steuer- und Regeleinrichtung 13 zum Umschalten des Elektromotors 3 in den Generatorbetrieb zugeleitet wird. Der von dem Elektromotor 3 beim Abbremsen produzierte Bremsstrom kann dann dem Akkumulator 30 zugeführt werden, um diesen zu laden.The electric bicycle 2 has the pedal crank drive 4 and the electric drive device 1 with the electric motor 3 that's about the powertrain 15 with the rear wheel 7 of the electric bicycle 2 connected to the transmission of torque. The electric motor 3 can by using the control 14 be switched from a motor operation in a generator mode, on the one hand, the electric bicycle 2 slow down and on the other hand when braking the electric bicycle 2 from the electric motor 3 produced braking current for charging the accumulator 30 of the electric bicycle 2 to use. The operating element 14 is there as a on the handlebar 16 of the electric bicycle 2 Handlebar handle mounted in position of use 17 formed, the rotatably mounted switching element 18 having. To brake the electric bicycle 2 using the electric motor 3 becomes the switching element 18 on the handlebar grip 17 about the longitudinal center axis M1 of the handlebar grip 17 rotated from its initial position in the direction of the arrow PF1, which also the signal generator 22 in the control 14 adjusted and a control signal is generated, that of the control and regulating device 13 for switching the electric motor 3 is fed into the generator mode. The one from the electric motor 3 braking power produced during deceleration can then be applied to the accumulator 30 be supplied to load this.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202013001591 U1 [0045]

Claims

Drive device ( 1 ) for an electric bicycle ( 2 ) with an electric motor ( 3 ), with a control and / or regulating device ( 13 ) and with a control element ( 14 ), wherein the electric motor ( 3 ) using the control element ( 14 ) and the control and / or regulating device ( 13 ) is switchable between a motor operation and a generator operation, characterized in that the operating element ( 14 ) as a on a handlebar ( 16 ) of an electric bicycle ( 2 ) mountable handlebar grip ( 17 ) with at least one about a longitudinal axis of the handlebar grip ( 17 ) rotatable switching element ( 18 ) is trained.

Drive device according to claim 1, characterized in that the switching element ( 18 ) on the handlebar grip ( 17 ) is rotatably mounted and / or as a rotatably mounted sleeve ( 20 ) and / or is designed as a rotatably mounted ring.

Drive device according to claim 1 or 2, characterized in that the operating element ( 14 ) and / or the switching element ( 18 ) are set up to generate and / or output a control signal and / or that the control element ( 14 ) and / or the switching element ( 18 ) for generating a control signal, a signal generator ( 22 ), in particular a potentiometer ( 23 ) and / or a Hall sensor and / or a rotary encoder and / or an incremental encoder and / or a rotary encoder.

Drive device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the operating element ( 14 ) and / or the switching element ( 18 ) and / or the signal generator ( 22 ) for transmitting control signals to the drive device ( 1 ) and / or with the electric motor ( 3 ) and / or with the control and / or regulating device ( 13 ) are connected or connected in the position of use, in particular wired and / or wireless.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the operating element ( 14 ) and / or the switching element ( 18 ) and / or the signal generator ( 22 ) at least one attack ( 25 ) having a rotation angle of the switching element ( 18 ) and / or the signal transmitter ( 22 ) is limited between its initial position and its stop position to preferably 30 ° to 45 °.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the switching element ( 18 ) and / or the signal generator ( 22 ) is continuously and / or in at least two different positions and / or locking points rotatable and / or adjustable.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the switching element ( 18 ) on a user-facing exterior ( 26 ) of the handlebar grip ( 17 ) is formed and / or that the switching element ( 18 ) measured in the direction of its longitudinal axis and / or longitudinal central axis (M1) is an eighth, a seventh, a sixth, a fifth, a quarter, a third or half or three quarters of a longitudinal extent of the handlebar grip ( 17 ) or more or that the switching element over the entire longitudinal extent of the handlebar grip ( 17 ) is formed and / or that the switching element ( 18 ) in an edge region of the handlebar grip ( 17 ) is arranged and / or formed.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the operating element ( 14 ) and / or the switching element ( 18 ) and / or the handlebar grip ( 17 ) have an adapted to a user's hand and / or an ergonomic shape.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the operating element ( 14 ) an inner cavity ( 27 ) for receiving a free end ( 28 ) a handlebar ( 16 ) of an electric bicycle ( 2 ) having.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device ( 1 ) and / or the electric motor ( 3 ) and / or the control and / or regulating device ( 13 ) are set up for recuperation of braking energy and / or that the drive device ( 1 ) an accumulator ( 30 ) for the power supply of the electric motor ( 3 ), wherein the accumulator ( 30 ) in particular during operation of the electric motor ( 3 ) as a generator by means of the electric motor ( 3 ) and / or the control and / or regulating device ( 13 ) is rechargeable.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the operating element ( 14 ) and / or the switching element ( 18 ) and / or the signal generator ( 22 ) and / or the control and / or regulating device ( 13 ) for switching the electric motor ( 3 ) between a motor and a generator operation and / or for starting a Rekuperationsvorganges and / or a braking operation using the electric motor ( 3 ) and / or for preferably stepless metering of a braking power and / or a braking current and / or a recuperation power of the electric motor ( 3 ) are set up.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the operating element ( 14 ) and / or the switching element ( 18 ) and / or the signal generator ( 22 ) and / or the handlebar grip ( 17 ) a return spring ( 29 ), against whose restoring force the switching element ( 18 ) is rotatable from a starting position.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that a value and / or a size of a generated control signal depending on and / or proportional to a direction and / or speed and / or a rotational angle of rotation of the switching element ( 18 ) and / or that one of the electric motor operated as a generator ( 3 ) applied braking power and / or recuperation power and / or a braking current intensity is dependent on and / or proportional to one or the size and / or one or the value of one or the control signal.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the operating element ( 14 ) and / or the switching element ( 18 ) and / or the handlebar grip ( 17 ) on its outer side facing a user in the position of use ( 26 ) a non-slip, preferably profiled surface ( 31 ), in particular of plastic and / or synthetic rubber and / or sponge rubber and / or rubber and / or cork and / or foam.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the operating element ( 14 ) for controlling more than one electric motor ( 3 ) is set up.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the control and / or regulating device ( 13 ) a four-quadrant controller ( 32 ).

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device ( 1 ) as an electric motor ( 3 ) at least one mid-engine ( 33 ) and / or at least one bottom bracket motor and / or at least one hub motor.

Electric bicycle ( 2 ) with a pedal drive ( 4 ) and one with at least one wheel ( 7 ) of the electric bicycle ( 2 ) via a drive train ( 15 ) mechanically coupled electrical drive device ( 1 ), characterized in that the electric drive device ( 1 ) a drive device ( 1 ) according to one of claims 1 to 17.

Electric bicycle according to claim 18, characterized in that the handlebar grip ( 17 ) trained operating element ( 14 ) for controlling the drive device ( 1 ) on a handlebar ( 16 ) of the electric bicycle ( 2 ), in particular at one of two free ends ( 28 ) the handlebar ( 16 ), and / or that at both free ends ( 28 ) of the handlebar each as a handlebar grip ( 17 ) trained operating element ( 14 ) is arranged.

Method for braking an electric bicycle ( 2 ) according to claim 18 or 19 by means of an electric motor ( 3 ) of its electric drive device ( 1 ), characterized in that the switching element ( 18 ) for braking the electric bicycle ( 2 ) is rotated about its longitudinal axis (M1) from its initial position, wherein by turning the switching element ( 18 ) generates a control signal and to the control and / or regulating device ( 13 ) and / or to the electric motor ( 3 ), by which control signal the electric motor ( 3 ) of the drive device ( 1 ) is switched from a motor operation in a generator mode, so that by a rolling movement of the electric bicycle ( 2 ) driven electric motor ( 3 ) generates an electro-mechanical resistance that is transmitted via a drive train ( 15 ) of the bicycle ( 2 ) on a wheel ( 7 ) of the electric bicycle ( 2 ), whereby the electric bicycle ( 2 ) is slowed down.

A method according to claim 20, characterized in that a braking power and / or a strength of one with the electric motor ( 3 ) braking current generated in the generator and / or braking mode as a function of a direction and / or speed and / or a rotation angle of a rotation and / or adjustment of the switching element ( 18 ) increase and / or decrease.

A method according to claim 20 or 21, characterized in that one or the braking during braking with the electric motor ( 3 ) generated brake current with the electric motor ( 3 ) and / or with the control and / or regulating device ( 13 ) connected accumulator ( 30 ) of the electric bicycle ( 2 ) to charge it.

Method according to one of claims 20 to 22, characterized in that a state of charge of the accumulator ( 30 ), in particular by means of one and / or the control and / or regulating device ( 13 ) and / or that charging the accumulator ( 30 ) and / or braking by means of the electric drive device ( 1 ) preferably by the control and / or regulating device ( 13 ) is stopped as soon as the accumulator ( 30 ) has reached a certain state of charge.