DE102016211000A1

DE102016211000A1 - Elektrofahrrad-Antriebsstrangverbund-Planetenradsatz und Zahnkranz-Pedal-Drehmomentreaktionsmessung

Info

Publication number: DE102016211000A1
Application number: DE102016211000.4A
Authority: DE
Inventors: Steven L. Hayslett; Shawn H. Swales
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-07-01
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2017-01-05
Also published as: BR102016014428A8; US9855994B2; CN106314671A; US20170001686A1; CN106314671B; CA2933713A1

Abstract

Eine Reihe von Variation kann einen Elektrofahrzeug-Antriebsstrang beinhalten, der Folgendes umfasst: einen Motor, umfassend einen Rotor und einen Stator; eine Kurbelwelle, die operativ mit einer ersten und zweiten Pedalbaugruppe verbunden ist; ein Stufen-Planetenradsatz, umfassend ein Sonnenrad, mindestens ein Stufen-Zahnradgetriebe mit einem ersten und einem zweiten Abschnitt, die operativ miteinander verbunden sind und operativ mit dem Sonnenrad verbunden sind, wobei der erste Abschnitt sich innerhalb eines geerdeten ersten Zahnkranzs dreht, und sich der zweite Abschnitt in einem zweiten Zahnkranz dreht; worin das Sonnenrad mit dem Rotor verbunden ist; worin das zweite Zahnkranz operativ mit der Kurbelwelle und den ersten und zweiten Pedalbaugruppen verbunden ist; worin das mindestens eine Stufen-Zahnradgetriebe operativ mit einem Träger verbunden ist; und worin der Träger operativ mit einem Kettenring verbunden ist, der operativ mit einer Kette verbunden ist, welche ein Hinterradritzel antreibt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Das Gebiet, auf das sich die Offenbarung im Allgemeinen bezieht, beinhaltet Elektrofahrräder mit pedalkraftbasierten Antriebssystemen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ILLUSTRATIVEN VARIATIONEN
Eine Reihe von Variation kann einen Elektrofahrzeug-Antriebsstrang beinhalten, der Folgendes umfasst: einen Motor, umfassend einen Rotor und einen Stator; eine Kurbelwelle, die operativ mit einer ersten Pedalbaugruppe und einer zweiten Pedalbaugruppe verbunden ist; ein Stufen-Planetenradsatz, umfassend ein Sonnenrad, mindestens ein Stufen-Zahnradgetriebe mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, die operativ miteinander verbunden sind und worin der erste Abschnitt oder der zweite Abschnitt operativ mit dem Sonnenrad verbunden ist, wobei der erste Abschnitt sich innerhalb eines geerdeten ersten Zahnkranzs dreht, und sich der zweite Abschnitt in einem zweiten Zahnkranz dreht; worin das Sonnenrad darüber hinaus operativ mit dem Rotor verbunden ist; worin das zweite Zahnkranz operativ mit der Kurbelwelle und der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe verbunden ist; worin das mindestens eine Stufen-Zahnradgetriebe operativ mit einem Träger verbunden ist; und worin der Träger operativ mit einem Kettenring verbunden ist, der operativ mit einer Kette verbunden ist, welche ein Hinterradritzel eines Hinterrades antreibt.
Eine Reihe von Variationen kann ein Elektrofahrrad beinhalten, das Folgendes umfasst: eine Kurbelwelle; eine erste Pedalbaugruppe und eine zweite Pedalbaugruppe, die operativ mit der Kurbelwelle verbunden sind; ein Kettenring, der operativ mit der Kurbelwelle verbunden ist; eine Kette, die operativ mit dem Kettenring verbunden ist; ein Hinterradritzel, das operativ mit der Kette und einer Hinterradnabe verbunden ist; ein Hinterrad, das mit einer Hinterradnabe verbunden ist; ein Motor, umfassend einen Stator und einen Rotor, die operativ mit der Kurbelwelle verbunden sind; ein Akkupack, das operativ mit dem Motor verbunden ist; ein Stufen-Planetenradsatz, umfassend ein Sonnenrad, mindestens ein Stufen-Zahnradgetriebe mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, die operativ miteinander verbunden sind und worin das mindestens eine Stufen-Zahnradgetriebe operativ mit dem Sonnenrad verbunden ist, worin sich der erste Abschnitt innerhalb eines geerdeten ersten Zahnkranzs dreht und sich der zweite Abschnitt innerhalb eines zweiten Zahnkranzs dreht; worin das Sonnenrad operativ mit dem Rotor verbunden ist; worin das zweite Zahnkranz operativ mit der Kurbelwelle und der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe verbunden ist; worin das mindestens eine Stufen-Zahnradgetriebe operativ mit einem Träger verbunden ist; und worin der Träger operativ mit dem Kettenring verbunden ist, um das Hinterradritzel anzutreiben.
Andere illustrative Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung werden aus der nachfolgend bereitgestellten detaillierten Beschreibung ersichtlich werden. Es sollte verstanden werden, dass die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele, während sie Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung offenbaren, nur für Erläuterungszwecke bestimmt sind und nicht zur Begrenzung des Umfangs der Erfindung gedacht sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ausgewählte Beispiele von Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung werden vollständiger aus der detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen verstanden, worin:
1 eine Seitenansicht eines Elektrofahrrads gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
2 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrrad-Antriebsstrangs gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
3 eine schematische Darstellung eines Hebeldiagramms des in 2 veranschaulichten Elektrofahrrad-Antriebsstrangs gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
4 eine schematische Darstellung eines mechanischen Mechanismus gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
5 eine schematische Darstellung eines mechanischen Mechanismus gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
6 eine schematische Darstellung eines mechanischen Mechanismus gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
7 eine schematische Darstellung eines mechanischen Mechanismus gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
8 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrrad-Antriebsstrangs gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
9 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrrad-Antriebsstrangs gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
10 Hebeldiagramme des in 9 veranschaulichten Elektrofahrrad-Antriebsstrangs, die eine Vorwärts- und eine Rückwärtsrichtung repräsentieren, gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
11 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrrad-Antriebsstrangs gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
12 Hebeldiagramme des in 11 veranschaulichten Elektrofahrrad-Antriebsstrangs, die eine Vorwärts- und eine Rückwärtsrichtung repräsentieren, gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
13 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrrad-Antriebsstrangs gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
14 Hebeldiagramme des in 13 veranschaulichten Elektrofahrrad-Antriebsstrangs, die eine Vorwärts- und eine Rückwärtsrichtung repräsentieren, gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
15 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrrad-Antriebsstrangs gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
16 Hebeldiagramme des in 15 veranschaulichten Elektrofahrrad-Antriebsstrangs, die eine Vorwärts- und eine Rückwärtsrichtung repräsentieren, gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
17 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrrad-Antriebsstrangs gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
18 Hebeldiagramme des in 17 veranschaulichten Elektrofahrrad-Antriebsstrangs, die eine Vorwärts- und eine Rückwärtsrichtung repräsentieren, gemäß einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ILLUSTRATIVEN VARIATIONEN
Die folgende Beschreibung der Variationen ist lediglich veranschaulichend in der Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, den Umfang der Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungen einzuschränken.
1 veranschaulicht eine Reihe von Variationen, die ein Elektrofahrrad 30 beinhalten können. Bei jeder von mehreren Variationen kann das Elektrofahrrad 30 einen Rahmen 32 beinhalten, welcher ein Oberrohr 34 beinhalten kann, das mit einem Sitzrohr 36 verbunden ist. Ein Gabelschaft 38 kann sich vom Oberrohr 34 erstrecken. Der Gabelschaft 38 kann operativ mit einer Vorderradgabel 40 verbunden sein, welche an einem Vorderrad 42 montiert sein kann. Eine Lenkstange 44 kann am Gabelschaft 38 angebracht sein und sie kann zum Bestimmen der Richtung des Vorderrades 42 mithilfe der Vorderradgabel 40 verwendet werden. An der Lenkstange 44 können Schalthebel 46 bereitgestellt sein, die so konstruiert und angeordnet sind, dass sie mit einem oder mehreren elektronischen Steuergeräten 48, einem oder mehreren mechanischen Mechanismen E1, E2, E3, E4 und/oder dem Motor 52 kommunizieren, wie später näher ausgeführt. Das mindestens eine elektronische Steuergerät 48 kann elektronische Verarbeitungskomponenten für den Empfang von Eingangssignalen und zum Aussenden von Signalen zur Steuerung einer Vielzahl von Komponenten des Elektrofahrzeugs 30 beinhalten, was das Senden von Ausgangssignalen zur Steuerung des Betriebs des Elektromotors 52 beinhalten kann. Bei einer Reihe von Variationen kann das mindestens eine Steuergerät 48 einen Speicher, einen Prozessor sowie Software und/oder Hardware zum Verarbeiten von Eingangssignalen und zum Erzeugen von Ausgangssignalen beinhalten, und es kann Formeln, Nachschlagetabellen oder sonstige Vorrichtungen zum Vergleichen und Verarbeiten von Daten beinhalten. Ein Bremshebel 50 kann auf Wunsch ebenfalls am Lenker 44 vorhanden sein.
Das Elektrofahrrad 30 kann zudem eine Kurbelgarnitur 54 beinhalten, welche eine Kurbelwelle 56 mit einer ersten Pedalbaugruppe 58 und einer zweiten Pedalbaugruppe 62, die damit verbunden sind, beinhalten kann. Die erste Pedalbaugruppe 58 kann ein erstes Fußpedal 60 beinhalten, und die zweite Pedalbaugruppe 62 kann ein zweites Fußpedal 64 beinhalten. Ein Kettenring oder Ritzel CR kann operativ mit der Kurbelwelle 56 verbunden sein, um eine Kette 66 anzutreiben, die operativ mit einem Hinterradritzel 68 verbunden ist, welches operativ mit einer Hinterradnabe 70 eines Hinterrades 72 verbunden ist.
Das Elektrofahrrad 30 kann so konstruiert und angeordnet sein, dass ein Fahrer eine erste und eine zweite Pedalbaugruppe 58, 62 in einer vollumfänglichen Drehung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn drehen kann, um das Elektrofahrrad 30 mit Strom zu versorgen, oder es kann einem Fahrer gestatten, einen Motor 52 mit einem pedalkraftbasierten Antriebssystem zu nutzen, worin die erste und die zweite Pedalbaugruppe 58, 62 in einer ungefähr horizontalen Position fixiert sein können, sodass ein Fahrer intuitive Eingabebefehle geben kann, indem er eine Kraft auf das erste Fußpedal 58, das mit der ersten Pedalbaugruppe 58 verbunden ist, oder auf ein zweites Fußpedal 64, das mit der zweiten Pedalbaugruppe 62 verbunden ist, in einer Richtung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn ausübt. Die Eingabebefehle sind für den Fahrer intuitiv und können ähnlich wie beim Fahren eines unmotorisierten Fahrrades sein, worin der Fahrer durch Ausüben von Kraft auf ein vorwärts positioniertes Fußpedal eine im Uhrzeigersinn wirkende Kraft auf eine Fahrrad-Kurbelwelle 56 ausübt, um so das Fahrrad in Vorwärtsrichtung zu bewegen, und worin der Fahrer durch Ausüben einer Kraft auf ein rückwärts positioniertes Fußpedal 60, 64 eine entgegen dem Uhrzeigersinn wirkende Kraft auf die Fahrrad-Kurbelwelle 56 ausübt, um das Elektrofahrrad 30 zu verlangsamen.
Die Angaben „im Uhrzeigersinn” und „entgegen dem Uhrzeigersinn” hierin erfolgen im Verhältnis zur rechten Seite des Elektrofahrrades 30, wobei der Fahrer in Vorwärtsrichtung der Bewegung des Elektrofahrrades 30 blickt.
Das Elektrofahrrad 30 kann ein Fahrrad, Dreirad oder ein vierrädriges Elektrofahrrad mit einer Kurbelgarnitur 54 sein, die so konstruiert und angeordnet ist, dass ein Fahrer mithilfe der ersten Pedalbaugruppe 58 und der zweiten Pedalbaugruppe 62 eine Eingangsleistung erbringen kann.
Bei einer Reihe von Variationen kann ein Elektrofahrrad 30 einen Elektromotor/Generator 52 beinhalten, welcher für den Antrieb des Elektrofahrrades 30 in Vorwärtsrichtung und zum Erzeugen von Elektrizität durch das Bremsen des Motors/Generators verwendet werden kann. Der Motor/Generator 52 kann angrenzend an die Pedalbaugruppen 58, 62, den Kettenring CR (oder Riemenring) und/oder die Kurbelwelle 56 am Rahmen 32 des Elektrofahrrades 30 angebracht sein. Der Motor/Generator 52 kann eine beliebige Anzahl Motor/Generatortypen beinhalten, einschl. u. a. einen bürstenlosen Innenlauf-Ringmotor. Der Motor 52 kann einen Stator M2 und einen Rotor M1 beinhalten. Der Rotor M1 kann sich im Stator M2, der geerdet Gnd sein kann, drehen. Der Motor 52 kann durch eine beliebige Anzahl von Akkueinheiten 53 mit Strom versorgt werden. Bei einer Reihe von Variationen können eine oder mehrere elektronische Steuergeräte 48 zum Steuern des Betriebes des Elektrofahrrades 30 verwendet werden. Ein Stufen-Planetenradsatz 76 kann operativ mit dem Motor 52 und den ersten und zweiten Pedalbaugruppen 58, 62 verbunden sein und kann einen Übersteuerung des Pedalrhythmus (Kurbelwellendrehzahl) an den Kettenring CR und Verringerung der Motordrehzahl an den Kettenring CR ermöglichen.
Unter Bezugnahme auf 2 kann bei einer Reihe von Variationen ein Stufen-Planetenradsatz 76 ein Sonnenrad S1 beinhalten, welches operativ am Rotor M1 angebracht sein kann, sodass es sich angetrieben durch den Motor 52 drehen kann. Das Sonnenrad S1 kann auch operativ mit einem ersten Abschnitt P1 von einem oder mehreren Stufen-Zahnradgetrieben 78 verbunden sein, und es kann die Kurbelwelle 56 und das eine bzw. die mehreren Stufen-Zahnradgetriebe 78 innerhalb eines ersten Zahnkranzs A1, das geerdet Gnd sein kann, drehen, wenn es vom Motor 52 angetrieben wird. In einer Reihe von Variationen, kann der erste Abschnitt P1 des einen oder der mehreren Stufen-Zahnradgetriebes 78 über einen größeren Durchmesser als ein zweiter Abschnitt P2 vom einen oder von den mehreren Stufen-Zahnradgetrieben 78 verfügen. Bei einer Reihe von Variationen sind der erste und der zweite Abschnitt P1, P2 operativ miteinander verbunden. Der zweite Abschnitt P2 des einen bzw. der mehreren Stufen-Zahnradgetriebe 78 können operativ mit einem zweiten Zahnkranz A2 verbunden sein und sich innerhalb des zweiten Zahnkranzs A2 drehen. Bei einer Reihe von Variationen kann das zweite Zahnkranz A2 operativ mit der Kurbelwelle 56 und der ersten und der zweiten Pedalbaugruppe 58, 62 verbunden und so konstruiert und angeordnet sein, dass dort ein Drehmoment von der ersten und der zweiten Pedalbaugruppe 58, 62 anliegt. Das eine bzw. die mehreren ersten Zahnradgetriebe 78 können auch operativ mit einem Träger C verbunden und so konstruiert und angeordnet sein, dass, wenn sich das eine oder die mehreren Stufen-Zahnradgetriebe 78 drehen, dies ebenfalls eine Drehung des Trägers C bewirkt. Der Träger C kann operativ mit dem Kettenring CR verbunden und so konstruiert und angeordnet sein, dass sich der Kettenring CR dreht, wodurch ein Hinterradritzel 68 eines Hinterrades 72 mit einer Kette 66 angetrieben wird. Bei dieser Anordnung kann der Kettenring CR in der Größe kleiner sein als ein typischer Kettenring, der für einen elektrischen Zyklus verwendet wird, während er niedrigere oder Ersatzlasten als ein typischer Kettenring handhabt, während er höhere Geschwindigkeiten hält.
In mehreren Variationen kann ein erster mechanischer Mechanismus E1 operativ mit der ersten und der zweiten Pedalbaugruppe 58, 62 verbunden sein. Der erste mechanische Mechanismus E1 kann so konstruiert und angeordnet sein, dass im geschlossenen oder Eingriffs-Zustand des ersten mechanischen Mechanismus E1 ein Drehmoment an die Kurbelwelle 56 vom Motor 52 bereitgestellt wird, oder dass im geöffneten Zustand des ersten mechanischen Mechanismus E1 das Drehmoment der Kurbelwelle 56 durch Drehung der ersten und der zweiten Pedalbaugruppe 58, 62 bereitgestellt wird. Der erste mechanische Mechanismus E1 kann ohne Rückantreiben der Kurbelwelle 56 Eingabe an die Kurbelwelle 56 von dem Motor/Generator 52 ermöglichen. Dies kann eine hohe Drehzahl vom Motor/Generator 52 ermöglichen.
Bei einer Reihe von Variationen kann ein zweiter mechanischer Mechanismus E2 verwendet werden, um die Funktion der ersten und der zweiten Pedalbaugruppe 58, 62 zu steuern. Der zweite mechanische Mechanismus E2 kann operativ mit dem ersten Ringzahnrad A1 und einer Drehmomentmessgerät SG1 verbunden werden (wie nachfolgend diskutiert). Der zweite mechanische Mechanismus E2 kann einem Fahrer mindestens einen der Eindrücke – normales Tretgefühl, elektronisches Rücktrittsbremsgefühl oder Pedalkraftdrosselgefühl – vermitteln. Der zweite mechanische Mechanismus E2 kann von beliebigem Typ sein, wenn er nur geeignet ist, Folgendes zu leisten: (1) Ermöglichung einer freien Drehung der ersten und zweiten Pedalbaugruppe 58, 62 sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn; (2) Arretieren der ersten und der zweiten Pedalbaugruppe 58, 62 und Verhindern einer Rotation sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn; (3) Arretieren der ersten und zweiten Pedalbaugruppe 58, 62, wodurch eine Bewegung im Uhrzeigersinn verhindert, die Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn jedoch gestattet wird; oder (4) Arretieren der ersten und der zweiten Pedalbaugruppe 58, 62, wodurch die Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn verhindert, die Drehung im Uhrzeigersinn jedoch gestattet wird. In einer Variation kann der zweite mechanische Mechanismus E2 eine selektive Ein-Weg-Kupplung sein.
Unter Bezugnahme auf 4–7 kann in einer Reihe von Variationen der zweite mechanische Mechanismus E2 eine Basisplatte 80 mit mehreren Tabs 82, 84 (erster Tab 82 und zweiter Tab 84, oder erster Satz Tabs 82 und zweiter Satz Tabs 84) beinhalten, die damit drehbar verbunden sind. Für jeden Tab 82, 84 kann eine Feder 86 bereitgestellt sein. Die Feder 86 kann mit einem Tab 82, 84 und mit der Basisplatte 80 verbunden sein, um den Tab 82, 84 in eine Richtung zu bewegen. Ein Magnetventil oder Servo kann mit einer Welle oder einem Kolben 88 bereitgestellt werden, die bzw. der selektiv aus einer darüber liegenden Position in Bezug auf einen der Tabs 82, 84 bewegt werden kann, sodass die Feder 86 diesen Tab 82, 84 nach oben bewegt und der Tab 82, 84 in einer Schulter 90 einer Kappe 92, die über der Basisplatte 80 liegen kann, einrastet. Die Kappe 92 kann operativ mit der Kurbelwelle 56 verbunden sein. Die Kappe 92 kann eine Mehrzahl von Aussparungen 94 haben, die darin gebildet wurden, definiert durch die Merkmale in der Kappe 92, sodass jede der Mehrzahl von Aussparungen 94 partiell durch eine Schulter 90 definiert wird, bei der die Tabs 82, 84 einrasten und die Drehung der Kappe 92 in eine Richtung und/oder in die andere Richtung verhindern können. Die Kappe 92 kann operativ mit der Kurbelwelle 56 verbunden sein, um so die Drehung derselben zu gestatten oder zu verhindern. Der zweite mechanische Mechanismus E2 kann bei einer Vielzahl von Variationen von einem Magnetventil oder einem Servo gesteuert werden, wodurch sich die Tabs 82, 84 im Verhältnis zur Schulter 90 der Aussparungen 94, die in der Kappe 92 gebildet sind, in die bzw. aus der Arretierungsposition bewegen.
4 ist eine schematische Darstellung eines zweiten mechanischen Mechanismus E2 mit den Tabs 82, 84 in zurückgezogener Position im Verhältnis zur die Basisplatte 80, sodass sich die Kappe 92, die mit der Kurbelwelle 56 verbunden ist, sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn frei drehen lässt.
5 ist eine schematische Darstellung eines zweiten mechanischen Mechanismus E2, worin sich der erste Tab 82 (oder der erste Satz Tabs 82) und der zweite Tab 84 (oder der zweite Satz Tabs 84) in einer erhöhten Position befinden, sodass sie in eine Schulter 90, die in der Kappe 92 gebildet wurde, welche mit der Kurbelwelle 56 verbunden ist, einrasten können und somit die Bewegung der Kappe 92 und der Kurbelwelle 56 sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn verhindern.
6 ist eine schematische Darstellung eines zweiten mechanischen Mechanismus E2, worin sich der zweite Tab 84 (oder der zweite Satz Tabs 84) im Verhältnis zur Basisplatte 80 in einer erhöhten Position befindet, sodass der zweite Tab 84 in eine Schulter 90, die in der Kappe 92 gebildet wurde, einrastet und somit die Bewegung der Kappe 92 und der Kurbelwelle 56 im Uhrzeigersinn verhindert. Der erste Tab 82 (oder der erste Satz Tabs 82) ist jedoch in Bezug auf die Basisplatte 80 in einer zurückgezogenen Position und nicht bei einer Schulter 90 eingerastet, wodurch er die Bewegung der Kappe 92 und der damit verbundenen Kurbelwelle 56 entgegen dem Uhrzeigersinn gestattet.
7 ist eine schematische Darstellung eines zweiten mechanischen Mechanismus E2, worin sich der erste Tab 82 (oder der erste Satz Tabs 82) im Verhältnis zur Basisplatte 80 in einer erhöhten Position befindet, sodass der erste Tab 82 in eine Schulter 90, in der Kappe 92 gebildet wurde, einrastet und somit die Bewegung der Kappe 92 und der Kurbelwelle 56 entgegen dem Uhrzeigersinn verhindert. Der zweite Tab 84 (oder der zweite Satz Tabs 84) ist jedoch in Bezug auf die Basisplatte 80 in einer zurückgezogenen Position und nicht bei einer Schulter 90 der Kappe 92 eingerastet, wodurch er die Bewegung der Kappe 92 und der damit verbundenen Kurbelwelle 56 m Uhrzeigersinn gestattet.
Unter Bezugnahme auf 2 kann das Elektrofahrrad 30 bei einer Reihe von Variationen auch einen dritten mechanischen Mechanismus E3 beinhalten, der operativ an der Hinterradnabe 70 angebracht und so konstruiert und angeordnet sein kann, dass das Drehmoment des Kettenrings CR an der Hinterradnabe 70 anliegt bzw. nicht anliegt. Wenn der dritte mechanische Mechanismus E3 geschlossen ist, kann die Hinterradnabe 70 operativ mit dem Hinterradritzel 68 verbunden sein, sodass das Drehmoment vom Kettenring CR die Hinterradnabe 70 antreibt, und wenn der dritte mechanische Mechanismus E3 geöffnet ist, ist die Hinterradnabe 70 vom Hinterradritzel 68 getrennt, wodurch die Hinterradnabe 70 und das Hinterrad 72 sich frei drehen können. In einer Variation kann der dritte mechanische Mechanismus E3 eine selektive Ein-Weg-Kupplung sein, die üblicherweise als Schwungradkupplung bezeichnet wird.
Unter Bezugnahme auf 17 kann ein Elektrofahrrad 30 bei einer Reihe von Variationen optional auch einen vierten mechanischen Mechanismus E4 beinhalten, der operativ am Rotor M1 angebracht und so konstruiert und angeordnet sein kann, dass er das Sonnenrad S1 mit dem Rotor M1 verbindet bzw. von diesem trennt. Wenn der vierte mechanische Mechanismus E4 geschlossen ist, kann der Rotor M1 operativ mit dem Sonnenrad S1 verbunden sein und das Sonnenrad S1 drehen, welches den Stufen-Planetenzahnradsatz PG1 antreiben kann, um so den Kettenring CR anzutreiben. Wenn der vierte mechanische Mechanismus E4 geöffnet ist, können der Rotor M1 und das Sonnenrad S1 getrennt werden.
Bei einer Reihe von Variationen kann eine Feder SP operativ mit dem ersten Zahnkranz A1 verbunden sein, welches einen statischen Missstand absorbieren kann, und sie kann einem Fahrer ein Gefühl der Drehung der Pedalbaugruppen 58, 62 vermitteln, wenn der zweite mechanische Mechanismus E2 arretiert sein kann.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 kann in mehreren Variationen eine Vorrichtung zum Messen des Drehmoments SG1, einschl. u. a. kann ein Dehnmessstreifen operativ mit dem gestuften Zahnradsatz PG1 verbunden sein und zum Berechnen des Reaktionsdrehmoments vom Fahrereingang verwendet werden. Die Vorrichtung zum Messen des Drehmoments SG1 kann am ersten Zahnkranz A1 angebracht sein, und sie kann verwendet werden, um das Reaktionsdrehmoment T_r des ersten Zahnkranzs A1 zu messen, welches proportional zum Fahrereingangsdrehmoment T_P sein kann. Der Fahrereingangsdrehmoment T_P kann unter Verwendung der folgenden Formeln berechnet werden:
ΣF_x = 0: T_m – T_out + T_p + T_r = 0 und ΣM_Grd = 0: –T_p·c + T_out·b – T_m·a = 0, wobei T_r gemessen wird, T_p eingegeben wird (unbekannt), T_out unbekannt ist, T_m bekannt ist (Motor), T_out = T_p·c + T_m·a/b, und T_p = –T_r + T_out – T_m. Das Drehmomentmessgerät SG1 kann dann ein Signal an ein elektronisches Steuergerät 48 senden, welches das Eingangsdrehmoment des Fahrers T_r zur Steuerung des Betriebs des Motors 52 im Rollmodus oder in einem regenerativen Bremsmodus nutzen kann.
Das oben veranschaulichte Elektrofahrrad 30 kann selektiv konstruiert und angeordnet werden, um mindestens einen der folgenden Modi bereitzustellen: (A) Pedalunterstützung, bei der das Drehmoment (und optional Drehmoment, Position und Richtung der Kurbelwelle 56) erkannt und eine Unterstützung der Rotation der Kurbelwelle 56 durch den Elektromotor 52 als Reaktion auf das erkannte Drehmoment (und optional als Reaktion auf das Drehmoment und die Richtung der Kurbelwelle 56) bereitgestellt wird; (B) Rollen mit sich drehendem Motor 52 synchron mit der Straße, wobei die Kurbelwelle 56 vom Elektromotor 52 entkoppelt ist und der Fahrer die Pedalbaugruppen 58, 62 des Elektrofahrrads 30 nicht dreht, sich die Räder 42, 72 und der Motor 52 jedoch drehen; (C) Rollen ohne dass der Motor 52 mit der Straße synchron läuft, wobei die Kurbelwelle 56 nicht mit dem Motor 52 gekoppelt ist und der Motor 52 nicht mit dem Kettenring CR gekoppelt ist; (D1) Elektronischer Rücktritt mit regenerativem Bremsmodus, worin die Drehung der ersten und der zweiten Pedalbaugruppe 58, 62 arretiert und die Kurbelwelle 56 vom Elektromotor 52 entkoppelt ist, und wobei der Fahrer eine Rückwärtskraft auf das Rücktrittspedal 60, 64 ausüben kann, sodass die Vorrichtung zum Messen des Drehmoments SG1 das Eingangsreaktionsdrehmoment T_P misst und das Senden eines Befehls zum regenerativen Bremsen an den Motor 52 bewirkt, um Energie zu erzeugen, die in das Akkupack 53 zurückgeführt werden kann, wodurch sich der Wirkungsgrad und die Reichweite des Motors 52 erhöhen; (D2) Regenerativer Bremsmodus, worin der Motor 52 das Elektrofahrrad 30 verlangsamt, während ein Befehl zum regenerativen Bremsen an den Motor 52 gesendet wird, entweder durch eine Rückwärtskraft, die auf ein rückwärts gerichtetes Pedal 60, 64 angewendet wird, oder durch die Aktivierung eines Schalters oder Steuerung an dem Elektrofahrrad 30, um Energie zu erzeugen, die in das Akkupack 53 zurückgeführt werden kann, wodurch sich der Wirkungsgrad des Akkupacks 53 erhöht und die Reichweite des Akkupacks 53 vergrößert wird; (E) Pedalkraft-Fahrmodus, worin das Drehmoment/die Kraft im Uhrzeigersinn der Kurbelwelle 56 gemessen wird, wenn der zweite mechanische Mechanismus E2 arretiert ist, und worin die vom Fahrer auf ein Vorwärtspedal 60, 64 ausgeübte Kraft erkannt und als Fahrpedaleingang für den Motor 52 verwendet wird; oder (F) Pedalmodus ohne Rückfahrsperre, wobei der Fahrer die Kurbelwelle 56 im Uhrzeigersinn drehen kann, um das Elektrofahrrad 30 vorwärts zu bewegen, und wobei der Fahrer die Kurbelwelle 56 im Freilaufmodus ohne Rückfahrsperre oder Arretierung des Hinterrades 72 bei der Rückwärtsbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn drehen kann.
8 veranschaulicht eine schematische Darstellung einer allgemeinen Anordnung für einen Elektrofahrrad 30, wie in 2 veranschaulicht, wobei die zweiten und dritten mechanischen Mechanismen E2, E3 jeweils auswählbare Einwegkupplungen sind entsprechend einer Anzahl von Variationen.
Das nachstehende Diagramm 1 veranschaulicht fünf verschiedene Status (Status 1–5) für ein Elektrofahrrad 30, das in einem oder mehreren Betriebsmodi A–F funktionieren oder betrieben werden soll, und identifiziert die Betriebsbedingungen für E1–E4 gemäß einer eihe von Variationen.
Diagramm 1
9 und 10 veranschaulichen eine schematische Darstellung und Hebeldiagramme für einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang 74, der so konstruiert und angeordnet ist, dass er den Status 1, wie in Diagramm 1 dargestellt, erreicht. Der Status 1 kann es dem Elektrofahrrad 30 ermöglichen, in den folgenden Modi zu funktionieren oder betrieben zu werden: (A) Pedalunterstützung; (B) Rollen mit sich drehendem Motor synchron mit der Straße; (D2) Regeneration; oder (F) Tretmodus ohne Aktivieren der Rückfahrsperre. Im Status 1 ist die Stromversorgung des Motors 52 aktiviert (EIN). Der erste mechanische Mechanismus E1 kann eine Ein-Weg-Kupplung E1 sein, welche geschlossen sein kann, sodass das Drehmoment von der Kurbelwelle 56 an der Hinterradnabe 70 anliegt. Im Status 1 kann der zweite mechanische Mechanismus E2 geöffnet sein, sodass sich die erste und die zweite Pedalbaugruppe 58, 62 sowohl im Uhrzeigersinn/vorwärts als auch entgegen dem Uhrzeigersinn/rückwärts drehen können. Im Status 1 kann sich der Fahrer rollen lassen, er kann die erste und/oder zweite Pedalbaugruppe 58, 62 im Uhrzeigersinn/in Vorwärtsrichtung drehen, damit das Drehmoment am zweiten Zahnkranz A2 anliegt, um den Träger C, den Kettenring CR und den Motor 52 anzutreiben, oder er kann die erste und die zweite Pedalbaugruppe 58, 62 entgegen dem Uhrzeigersinn/in Rückwärtsrichtung ohne Betätigung des Rücktritts drehen und so für ein zusätzliches regeneratives Bremsen durch Rücktrittkraft (entgegen dem Uhrzeigersinn) sorgen.
11 und 12 veranschaulichen einen Plan und Hebeldiagramme für einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang 74, der so konstruiert und angeordnet ist, dass er den Status 2, in Diagramm 1 dargestellt, erreicht. Der Status 2 kann es dem Elektrofahrrad 30 ermöglichen, in den folgenden Modi zu funktionieren oder betrieben zu werden: (A) Pedalunterstützung; (C) Rollen mit sich drehendem Motor, asynchronisiert mit der Straße; oder (F) Tretmodus ohne Aktivieren der Rückfahrsperre. Im Status 2 ist die Stromversorgung des Motors 52 aktiviert (EIN). Der erste mechanische Mechanismus E1 kann eine Ein-Weg-Kupplung E1 sein, welche geschlossen sein kann, sodass das Drehmoment von dem Motor 52 und das Eingangsdrehmoment von der Kurbelwelle 56 an der Hinterradnabe 70 anliegt, welches von dem Drehmomenterfassungsgerät SG1 erfasst werden kann. Im Status 2 kann der zweite mechanische Mechanismus E2 geöffnet sein, sodass sich die erste und die zweite Pedalbaugruppe 58, 62 sowohl im Uhrzeigersinn/vorwärts als auch entgegen dem Uhrzeigersinn/rückwärts drehen können. In Status 2 kann sich der Fahrer rollen lassen, die erste und/oder zweite Pedalbaugruppe 58, 62 im Uhrzeigersinn/in Vorwärtsrichtung drehen, um dem Motor 52 zusätzliches Getriebeverhältnis zu liefern, oder er kann die erste und/oder zweite Pedalbaugruppe 58, 62 entgegen dem Uhrzeigersinn/in Rückwärtsrichtung ohne Rücktrittsperre drehen. Der dritte mechanische Mechanismus E3 kann eine Ein-Weg-Kupplung sein, welche offen sein kann, um die Hinterradnabe 70 zu trennen, sodass hier kein Drehmoment vom Kettenring CR anliegt, während das Elektrofahrrad 30 ermöglicht wird zu rollen, und ein vierter mechanischer Mechanismus E4 kann offen sein, sodass der Rotor M1 und das Sonnenrad S1 getrennt sein können, damit der Rotor M1 sich nicht drehen kann, wenn der Fahrer mindestens die erste oder die zweite Pedalbaugruppe 58, 62 entgegen dem Uhrzeigersinn/rückwärts betätigt, sodass sich die Hinterradnabe 70 frei im Leerlauf drehen kann, ohne dass die Rückfahrsperre fasst.
13 und 14 veranschaulichen einen Plan und Hebeldiagramme für einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang 74, der so konstruiert und angeordnet ist, dass er den oben in Diagramm 1 dargestellten Status 3 erreicht. Der Status 3 kann es dem Elektrofahrrad 30 ermöglichen, in den folgenden Modi zu funktionieren oder betrieben zu werden: (A) Pedalunterstützung; (B) Rollen mit sich drehendem Motor, synchron mit der Straße; (D1) Elektronische Rücktrittbremse mit regenerativem Bremsmodus; oder (D2) Regeneration. Im Status 3 ist die Stromversorgung des Motors 52 aktiviert (EIN). Der erste mechanische Mechanismus E1 kann eine Ein-Weg-Kupplung E1 sein, welche geschlossen sein kann, sodass das Drehmoment des Motors 52 an der Hinterradnabe 70 anliegt. In einer Reihe von Variationen, wenn ein Fahrer im Uhrzeigersinn tritt, kann das Pedaleingangsdrehmoment durch ein Mittel zum Messen des Drehmoments SG1 gemessen werden, welches das Drehmoment auf den Motor 52 anordnen kann. Im Status 3 kann der zweite mechanische Mechanismus E2 so angeordnet sein, dass sich die erste und die zweite Pedalbaugruppe 58, 62 im Uhrzeigersinn/vorwärts drehen kann, jedoch an einer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn/rückwärts gehindert wird. Im Status 3 kann sich der Fahrer rollen lassen, er kann die erste und/oder die zweite Pedalbaugruppe 58, 62 im Uhrzeigersinn/in Vorwärtsrichtung drehen, oder er kann eine rückwärtsgerichtete Kraft auf die erste oder zweite Pedalbaugruppe 58, 62 ausüben, um das regenerative Bremsen zu aktivieren.
15 und 16 veranschaulichen einen Plan und Hebeldiagramme für einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang 74, der so konstruiert und angeordnet ist, dass er den Status 4, in Diagramm 1 dargestellt, erreicht. Der Status 4 kann es dem Elektrofahrrad 30 ermöglichen, in den folgenden Modi zu funktionieren oder betrieben zu werden: (B) Rollen mit sich drehendem Motor, synchron mit der Straße; (D1) Elektronische Rücktrittbremse mit regenerativem Bremsmodus; (D2) Regeneration; und (E) Pedalkraft-Drosselventil. Im Status 4 ist die Stromversorgung des Motors 52 aktiviert (EIN). Der erste mechanische Mechanismus E1 kann eine Ein-Weg-Kupplung E1 sein, welche geschlossen sein kann, sodass das Drehmoment des Motors 52 an der Hinterradnabe 70 anliegt. Im Status 4 kann der zweite mechanische Mechanismus E2 so angeordnet sein, dass die erste und die zweite Pedalbaugruppe 58, 62 sowohl im Uhrzeigersinn/vorwärts als auch entgegen dem Uhrzeigersinn/rückwärts nicht dreht. Im Status 4 kann sich der Fahrer rollen lassen, er kann eine Vorwärtskraft auf die erste oder die zweite Pedalbaugruppe 58, 62 ausüben, um die Geschwindigkeit des Elektrofahrzeugs 30 zu steuern, oder er kann eine Kraft entgegen dem Uhrzeigersinn/in Rückwärtsrichtung auf die erste oder die zweite Pedalbaugruppe 58, 62 ausüben, um das regenerative Bremsen zu aktivieren.
17 und 18 veranschaulichen einen Plan und Hebeldiagramme für einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang 74, der so konstruiert und angeordnet ist, dass er den Status 5, in Diagramm 1 dargestellt, erreicht. Der Status 5 kann es dem Elektrofahrrad 30 ermöglichen, in den folgenden Modi zu funktionieren oder betrieben zu werden: (A) Pedalunterstützung; (C) Rollen mit sich drehendem Motor, asynchronisiert mit der Straße; oder (F) Tretmodus ohne Aktivieren der Rückfahrsperre. Im Status 5 ist die Stromversorgung des Motors 52 aktiviert (EIN). Der erste mechanische Mechanismus E1 kann eine Ein-Weg-Kupplung E1 sein, welche geschlossen sein kann, sodass das Drehmoment von dem Motor 52 und das Eingangsdrehmoment von der Kurbelwelle 56 an der Hinterradnabe 70 anliegt, welches von dem Drehmomenterfassungsgerät SG1 erfasst werden kann. In Status 5 kann sich der Fahrer rollen lassen, die erste und/oder zweite Pedalbaugruppe 58, 62 im Uhrzeigersinn/in Vorwärtsrichtung drehen, um dem Motor 52 zusätzliches Getriebeverhältnis zu liefern, oder er kann die erste und/oder zweite Pedalbaugruppe 58, 62 entgegen dem Uhrzeigersinn/in Rückwärtsrichtung ohne Rücktrittsperre drehen. Der dritte mechanische Mechanismus E3 kann offen sein, um die Hinterradnabe 70 zu trennen, sodass hier kein Drehmoment vom Kettenring CR anliegt und auch um dem Elektrofahrrad 30 zu ermöglichen, zu rollen, und ein vierter mechanischer Mechanismus E4 kann offen sein, sodass der Rotor M1 und das Sonnenrad S1 getrennt sein können, damit der Rotor M1 sich nicht drehen kann, wenn der Fahrer mindestens die erste oder die zweite Pedalbaugruppe 58, 62 entgegen dem Uhrzeigersinn/rückwärts betätigt, sodass sich die Hinterradnabe 70 frei im Leerlauf drehen kann, ohne dass die Rückfahrsperre fasst.
Die folgende Beschreibung von Variationen ist nur illustrativ für Komponenten, Elemente, Wirkungsweisen, Produkte und Verfahren, die als zum Umfang der Erfindung gehörig erachtet werden; sie sind in keiner Weise darauf angelegt, diesen Umfang durch gesondert offenbarte oder nicht ausdrücklich ausgeführte Inhalte einzuschränken. Die hierin beschriebenen Komponenten, Elemente, Wirkungsweisen, Produkte und Verfahren können anders als ausdrücklich hierin beschrieben kombiniert und neu angeordnet werden und werden dennoch als zum Umfang der Erfindung gehörig erachtet.
Variation 1 kann einen Elektrofahrzeug-Antriebsstrang beinhalten, der Folgendes umfasst: einen Motor, umfassend einen Rotor und einen Stator; eine Kurbelwelle, die operativ mit einer ersten Pedalbaugruppe und einer zweiten Pedalbaugruppe verbunden ist; ein Stufen-Planetenradsatz, umfassend ein Sonnenrad, mindestens ein Stufen-Zahnradgetriebe mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, die operativ miteinander verbunden sind und worin der erste Abschnitt oder der zweite Abschnitt operativ mit dem Sonnenrad verbunden ist, wobei der erste Abschnitt sich innerhalb eines geerdeten ersten Zahnkranzs dreht, und sich der zweite Abschnitt in einem zweiten Zahnkranz dreht; worin das Sonnenrad darüber hinaus operativ mit dem Rotor verbunden ist; worin das zweite Zahnkranz operativ mit der Kurbelwelle und der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe verbunden ist; worin das mindestens eine Stufen-Zahnradgetriebe operativ mit einem Träger verbunden ist; und worin der Träger operativ mit einem Kettenring verbunden ist, der operativ mit einer Kette verbunden ist, welche ein Hinterradritzel eines Hinterrades antreibt.
Variation 2 kann einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang enthalten, wie in Variation 1 dargelegt, wobei der Stufen-Planetenradsatz für mindestens eine Übersteuerung des Pedalrhythmus an den Kettenring oder Reduzierung der Motordrehzahl an den Kettenring ermöglicht.
Variation 3 kann einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang beinhalten, wie in einer der Variationen 1–2 ausgeführt, worin der erste Abschnitt des wenigstens einen Stufen-Zahnradgetriebes über einen ersten Durchmesser verfügt, der größer ist als ein zweiter Durchmesser des zweiten Abschnitts des mindestens einen Stufen-Zahnradgetriebes.
Variation 4 kann einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang beinhalten, wie in jeder der Variationen 1–3 ausgeführt, worin das zweite Zahnkranz so konstruiert und angeordnet ist, dass dort ein Drehmoment von der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe anliegt.
Variation 5 kann einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang beinhalten, wie in jeder der Variationen 1–4 beschrieben, sowie wenigstens einen eines ersten mechanischen Mechanismus, der operativ mit der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe verbunden ist, einen zweiten mechanischen Mechanismus, der operativ mit dem ersten Planetenradsatz verbunden ist, einen dritten mechanischen Mechanismus, der operativ mit der Hinterradnabe verbunden ist oder einen vierten mechanischen Mechanismus, der operativ mit dem Rotor verbunden ist.
Variation 6 kann einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang beinhalten, wie in Variation 5 ausgeführt, worin mindestens einer vom ersten mechanischen Mechanismus, zweiten mechanischen Mechanismus oder dritten mechanischen Mechanismus eine selektive Ein-Weg-Kupplung ist.
Variation 7 kann einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang beinhalten, wie in jeder der Variationen 5–6 beschrieben, worin der erste mechanische Mechanismus so konstruiert und angeordnet ist, dass, wenn der erste mechanische Mechanismus offen ist, die Kurbelwelle durch Drehung wenigstens einer – der ersten Pedalbaugruppe oder der zweiten Pedalbaugruppe – gedreht wird, und, wenn der erste mechanische Mechanismus geschlossen ist, der Motor von der Kurbelwelle gedreht wird.
Variation 8 kann einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang beinhalten, wie in jeder der Variationen 5–7 ausgeführt, worin der erste mechanische Mechanismus so konstruiert und angeordnet ist, dass die Kurbelwelle von dem Motor angetrieben werden kann, ohne dass die Kurbelwelle in Rückwärtsrichtung bewegt wird.
Variation 9 kann einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang beinhalten, wie in jeder der Variationen 5–8 ausgeführt, worin der zweite mechanische Mechanismus so konstruiert und angeordnet ist, dass wenigstens eine von der freien Drehung der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn gestattet wird; wobei die Drehung der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn verhindert wird; wobei die Drehung der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe im Uhrzeigersinn verhindert, jedoch entgegen dem Uhrzeigersinn gestattet wird; oder wobei die Drehung der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe entgegen dem Uhrzeigersinn verhindern, jedoch im Uhrzeigersinn erlaubt wird.
Variation 10 kann einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang beinhalten, wie in jeder der Variationen 5–9 ausgeführt, worin der dritte mechanische Mechanismus so konstruiert und angeordnet ist, dass, wenn der dritte mechanische Mechanismus geschlossen ist, eine Hinterradnabe operativ mit dem Hinterradritzel verbunden ist, damit das Drehmoment vom Hinterradritzel dort anliegt, und wenn der dritte mechanische Mechanismus offen ist, die Hinterradnabe vom Hinterradritzel getrennt ist, sodass sich die Hinterradnabe frei drehen kann.
Variation 11 kann einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang beinhalten, wie in jeder der Variationen 1–10 ausgeführt, worin das Drehmomentmessgerät operativ mit dem ersten Ringzahnrad verbunden ist, um ein Reaktionsdrehmoment des ersten Ringzahnrads zu messen.
Variation 12 kann einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang beinhalten, wie in Variation 11 ausgeführt, worin das Reaktionsdrehmoment des ersten Ringzahnrads verwendet wird, um ein Fahrereingabedrehmoment zu berechnen, um den Betrieb entweder des Motors, eines regenerativen Bremssystems oder beider zu steuern.
Variation 13 kann einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang beinhalten, wie in jeder der Variationen 1–12 ausgeführt, des Weiteren umfassend eine Feder, die operativ mit dem zweiten Planetenradsatz verbunden ist, welcher so konstruiert und angeordnet ist, dass er einen statischen Missstand absorbiert und dem Fahrer ein proportionales Gefühl vermittelt, wenn ein zweiter mechanischer Mechanismus die erste Pedalbaugruppe und die zweite Pedalbaugruppe so arretiert, dass sie sich nicht drehen können.
Variation 14 kann einen Elektrofahrrad-Antriebsstrang beinhalten, wie in jeder der Variationen 1–13 ausgeführt, worin das Elektrofahrrad so konstruiert und angeordnet ist, dass es selektiv in mindestens einem der Modi Pedalunterstützungsmodus, Rollen lassen mit drehendem Motor synchron mit der Straße, Rollen lassen bei stehendem Motor synchron mit der Straße, Elektronischer Rücktritt/Elektronische Regeneration, Regenerationsmodus, Pedalfahrmodus, Pedalmodus ohne Rückfahrsperre oder Sicherheitssperrmodus betrieben wird.
Variation 15 kann ein Elektrofahrrad beinhalten, das Folgendes umfasst: eine Kurbelwelle; eine erste Pedalbaugruppe und eine zweite Pedalbaugruppe, die operativ mit der Kurbelwelle verbunden sind; ein Kettenring, der operativ mit der Kurbelwelle verbunden ist; eine Kette, die operativ mit dem Kettenring verbunden ist; ein Hinterradritzel, das operativ mit der Kette und einer Hinterradnabe verbunden ist; ein Hinterrad, das mit einer Hinterradnabe verbunden ist; ein Motor, umfassend einen Stator und einen Rotor, die operativ mit der Kurbelwelle verbunden sind; ein Akkupack, das operativ mit dem Motor verbunden ist; ein Stufen-Planetenradsatz, umfassend ein Sonnenrad, mindestens ein Stufen-Zahnradgetriebe mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, und worin das mindestens eine Stufen-Zahnradgetriebe operativ mit dem Sonnenrad verbunden ist, worin sich der erste Abschnitt innerhalb eines geerdeten ersten Zahnkranzs dreht und sich der zweite Abschnitt innerhalb eines zweiten Zahnkranzs dreht; worin das Sonnenrad operativ mit dem Rotor verbunden ist; worin das zweite Zahnkranz operativ mit der Kurbelwelle und der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe verbunden ist; worin das mindestens eine Stufen-Zahnradgetriebe operativ mit einem Träger verbunden ist; und worin der Träger operativ mit dem Kettenring verbunden ist, um das Hinterradritzel anzutreiben.
Variation 16 kann ein Elektrofahrrad beinhalten, wie in Variation 15 ausgeführt, des Weiteren umfassend wenigstens einen von einem ersten mechanischen Mechanismus, der operativ mit der ersten und zweiten Pedalbaugruppe verbunden und so konstruiert und angeordnet ist, dass, wenn der erste Mechanismus geschlossen ist, das Drehmoment an das Hinterradritzel von mindestens einer Option – dem Motor oder der ersten Pedalbaugruppe oder der zweiten Pedalbaugruppe – bereitgestellt wird, und wenn der erste mechanische Mechanismus geöffnet ist, das Drehmoment am hinteren Ritzel vom Motor anliegt; einen zweiten mechanischen Mechanismus, der operativ mit dem zweiten Sonnenrad verbunden ist, worin der zweite mechanische Mechanismus so konstruiert und angeordnet ist, dass selektiv mindestens eine der folgenden Optionen bereitgestellt wird: freie Drehung der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn; Arretierung der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn; Arretieren der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe nur entgegen dem Uhrzeigersinn; oder Arretieren der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe nur entgegen dem Uhrzeigersinn; ein dritter mechanischer Mechanismus, der operativ mit der Hinterradnabe verbunden und so konstruiert und angeordnet ist, dass, wenn der dritte mechanische Mechanismus geschlossen ist, die Hinterradnabe operativ mit dem Hinterradritzel verbunden sein kann, und dass, wenn der dritte mechanische Mechanismus offen ist, die Hinterradnabe von dem Hinterradritzel getrennt ist; oder ein vierter mechanischer Mechanismus, der operativ an dem Rotor angeschlossen und so konstruiert und angeordnet ist, dass, wenn der vierte mechanische Mechanismus geschlossen ist, der Rotor operativ mit dem Sonnenrad verbunden sein kann, und wenn der vierte mechanische Mechanismus offen ist, das Sonnenrad vom Rotor getrennt ist.
Variation 17 kann einen Elektrofahrrad beinhalten, wie in einer der Variationen 15–16 dargelegt, weiter umfassend ein Mittel zum Messen von Drehmoment, das operativ mit dem ersten Ringzahnrad verbunden ist, um eine Pedaldrehmomentrichtung für einen Roll-Modus oder einen regenerativen Bremsmodus zu bestimmen, wenn ein zweiter mechanischer Mechanismus die ersten Pedalanordnung und die zweiten Pedalanordnung arretiert, sodass sie sich nicht drehen können.
Variation 18 kann ein Elektrofahrrad beinhalten, wie in jeder der Variationen 15–17 ausgeführt, worin das Elektrofahrrad so konstruiert und angeordnet ist, dass es selektiv in mindestens einem der Modi Pedalunterstützungsmodus, Rollen lassen mit drehendem Motor synchron mit der Straße, Rollen lassen ohne drehenden Motor synchron mit der Straße, Elektronischer Rücktritt/Elektronische Regeneration, Regenerationsmodus, Pedalfahrmodus, Pedalmodus ohne Rückfahrsperre oder Sicherheitssperrmodus betrieben wird.
Die obige Beschreibung von ausgewählten Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung ist lediglich veranschaulichend in der Natur und damit sind Variationen oder Variationen davon nicht als Abweichung vom Geist und Umfang der Erfindung anzusehen.

Claims

Elektrofahrzeug-Antriebsstrang, umfassend: einen Motor, umfassend einen Rotor und einen Stator; eine Kurbelwelle, die operativ mit einer ersten Pedalbaugruppe und einer zweiten Pedalbaugruppe verbunden ist; einen Stufen-Planetenradsatz, umfassend ein Sonnenrad, wobei mindestens ein Stufen-Zahnradgetriebe einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt hat, die operativ miteinander verbunden sind, und worin der erste Abschnitt oder der zweite Abschnitt operativ mit dem Sonnenrad verbunden ist, worin sich der erste Abschnitt in einem geerdeten ersten Zahnkranz dreht, und sich der zweite Abschnitt in einem zweiten Zahnkranz dreht; worin das Sonnengetriebe des Weiteren operativ mit dem Rotor verbunden ist; worin das zweite Zahnkranz operativ mit der Kurbelwelle und einer ersten Pedalbaugruppe und einer zweiten Pedalbaugruppe verbunden ist; worin das mindestens eine Stufen-Zahnradgetriebe operativ mit einem Träger verbunden ist; und worin der Träger operativ mit einem Kettenring verbunden ist, der operativ mit einer Kette verbunden ist, welche ein Hinterradritzel eines Hinterrads antreibt.
Elektrofahrrad-Antriebsstrang nach Anspruch 1, umfassend wenigstens einen eines ersten mechanischen Mechanismus, der operativ mit der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe verbunden ist, einen zweiten mechanischen Mechanismus, der operativ mit dem ersten Planetenradsatz verbunden ist, einen dritten mechanischen Mechanismus, der operativ mit einer Hinterradnabe verbunden ist, oder einen vierten mechanischen Mechanismus, der operativ mit dem Rotor verbunden ist.
Elektrofahrrad-Antriebsstrang nach Anspruch 2, worin mindestens einer vom ersten mechanischen Mechanismus, zweiten mechanischen Mechanismus oder dritten mechanischen Mechanismus eine Ein-Weg-Kupplung sind.
Elektrofahrrad-Antriebsstrang nach Anspruch 2, worin der erste mechanische Mechanismus so konstruiert und angeordnet ist, dass, wenn der erste mechanische Mechanismus offen ist, die Kurbelwelle durch Drehung wenigstens einer – der ersten Pedalbaugruppe oder der zweiten Pedalbaugruppe – gedreht wird, und, wenn der erste mechanische Mechanismus geschlossen ist, der Motor von der Kurbelwelle gedreht wird.
Elektrofahrrad-Antriebsstrang nach Anspruch 2, worin der erste mechanische Mechanismus so konstruiert und angeordnet ist, dass der Kettenring von mindestens einer der Komponenten – Motor oder Kurbelwelle – angetrieben werden kann, ohne dass die Kurbelwelle in Rückwärtsrichtung bewegt wird.
Elektrofahrrad-Antriebsstrang nach Anspruch 2, worin der zweite mechanische Mechanismus so konstruiert und angeordnet ist, dass wenigstens eine von der freien Drehung der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn gestattet wird; wobei die Drehung der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn verhindert wird; wobei die Drehung der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe im Uhrzeigersinn verhindert, jedoch entgegen dem Uhrzeigersinn gestattet wird; oder wobei die Drehung der ersten Pedalbaugruppe und der zweiten Pedalbaugruppe entgegen dem Uhrzeigersinn verhindern, jedoch im Uhrzeigersinn erlaubt wird.
Elektrofahrrad-Antriebsstrang nach Anspruch 2, worin der dritte mechanische Mechanismus so konstruiert und angeordnet ist, dass, wenn der dritte mechanische Mechanismus geschlossen ist, eine Hinterradnabe operativ mit dem Hinterradritzel verbunden ist, damit das Drehmoment vom Hinterradritzel dort anliegt, und wenn der dritte mechanische Mechanismus offen ist, die Hinterradnabe vom Hinterradritzel getrennt ist, sodass sich die Hinterradnabe frei drehen kann.
Elektrofahrrad-Antriebsstrang nach Anspruch 1, worin das Drehmomentmessgerät operativ mit dem ersten Ringzahnrad verbunden ist, um ein Reaktionsdrehmoment des ersten Ringzahnrads zu messen.
Elektrofahrrad-Antriebsstrang nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend eine Feder, die operativ mit dem zweiten Planetenradsatz verbunden ist, welcher so konstruiert und angeordnet ist, dass er einen statischen Missstand absorbiert und dem Fahrer ein proportionales Gefühl vermittelt, wenn ein zweiter mechanischer Mechanismus die erste Pedalbaugruppe und die zweite Pedalbaugruppe so arretiert, dass sie sich nicht drehen können.
Elektrofahrrad-Antriebsstrang nach Anspruch 1, worin der Elektrofahrrad-Antriebsstrang so konstruiert und angeordnet ist, dass er selektiv in mindestens einem der Modi Pedalunterstützungsmodus, Rollen lassen mit drehendem Motor synchron mit der Straße, Rollen lassen ohne drehenden Motor synchron mit der Straße, Elektronischer Rücktritt/Elektronische Regeneration, Regenerationsmodus, Pedalfahrmodus, Pedalmodus ohne Rückfahrsperre oder Sicherheitssperrmodus betrieben wird.