DE102021110897A1 - Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug, Verfahren zur Steuerung einer Antriebsanordnung, Computerprogramm-produkt und Steuereinheit - Google Patents

Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug, Verfahren zur Steuerung einer Antriebsanordnung, Computerprogramm-produkt und Steuereinheit Download PDF

Info

Publication number
DE102021110897A1
DE102021110897A1 DE102021110897.7A DE102021110897A DE102021110897A1 DE 102021110897 A1 DE102021110897 A1 DE 102021110897A1 DE 102021110897 A DE102021110897 A DE 102021110897A DE 102021110897 A1 DE102021110897 A1 DE 102021110897A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drive
vehicle
drive wheel
sensor
wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102021110897.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Greb
Laszlo Man
Lars Schumann
Julian Botiov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102021110897.7A priority Critical patent/DE102021110897A1/de
Publication of DE102021110897A1 publication Critical patent/DE102021110897A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B62J45/413—Rotation sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/42—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting
    • B62J45/421—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting at the pedal crank
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/42—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting
    • B62J45/423—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting on or besides the wheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M19/00—Transmissions characterised by use of non-mechanical gearing, e.g. fluid gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M23/00—Transmissions characterised by use of other elements; Other transmissions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/60—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug, ein Verfahren zum Betreiben der Antriebsanordnung, ein Computerprogrammprodukt und eine Steuereinheit.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug, ein Verfahren zum Betreiben der Antriebsanordnung, ein Computerprogrammprodukt und eine Steuereinheit.
  • Zumindest teilweise muskelkraftbetriebene bzw. betreibbare Fahrzeuge, beispielsweise Fahrräder mit einem Hilfsantrieb, sind aus dem Stand der Technik als Elektrofahrräder bekannt. Ein Elektrofahrrad ist ein Fahrrad mit einem zusätzlich eingebauten Elektromotor. Ein mit dem Elektromotor zusammenwirkender Akkumulator ist abnehmbar ausgeführt und kann an einer Haushalts-Steckdose aufgeladen werden. Aus führerscheinrechtlichen Gründen wird unterschieden zwischen Fahrrädern mit beschränkter Tretunterstützung (Pedelec), Fahrrädern mit unlimitierter Tretunterstützung (schnelles Pedelec), Fahrrädern mit tretunabhängigem Zusatzantrieb (E-Bike) und Elektrorädern ohne Tretantrieb (E-Scooter). Bei einem Pedelec springt der Elektromotor nur an, wenn in die an einer Tretkurbel angeordneten Pedale getreten wird. Mithin wird das Pedelec zumindest teilweise durch Muskelkraft betrieben. Der Elektromotor unterstützt also nur die Tretkraft.
  • Aus dem Stand der Technik sind Antriebssysteme für motorisch unterstützte Fahrräder bekannt, bei denen ein Generator die biomechanische Antriebsleistung eines Benutzers in eine elektrische Leistung umwandelt, welche dann durch einen mit einem Rad verbundenen Antriebsmotor wieder in mechanische Antriebsleistung umgewandelt wird.
  • Aus der DE 10 2011 082 082 A1 geht ein Fahrrad mit einem als Nabenmotor ausgebildeten Hilfsmotor hervor. Ferner umfasst das Fahrrad ein durch den Hilfsmotor antreibbares Antriebsrad, ein Tretlager mit einer Pedalerie, deren mechanische Energie ein im Tretlager angeordneter Generator in elektrische Energie umwandelt. Der Generator kann den Hilfsmotor betreiben. Dabei ist der Hilfsmotor derart mechanisch getrennt von der Pedalerie angeordnet, dass der Hilfsmotor ausschließlich von der vom Generator und/oder von einem Energiespeicher bereitstellbaren elektrischen Energie betreibbar ist.
  • Die 10 2017 213 303 A1 beschreibt eine Motoranordnung mit einem Antriebsmotor und einer Getriebevorrichtung, die radial innerhalb des Antriebsmotors angeordnet ist. Diese Motoranordnung ist dazu vorgesehen, über eine elektrische Leitung mit einem elektrischen Generator und/oder mit einem elektrischen Energiespeicher verbunden zu werden. Auch hierbei wird der Generator durch Muskelkraft über eine Tretkurbel angetrieben, um elektrische Energie zu erzeugen, die zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird. Somit entfällt auch hierbei eine Antriebskette oder ein Antriebsriemen am Fahrzeug.
  • Der Fahrer treibt also mittels Drehung der Tretkurbeln lediglich einen Generator an, der Strom erzeugt. Mit diesem kann beispielsweise eine Batterie geladen oder direkt der Antriebs-Elektromotor angetrieben werden. Weiterhin kann über eine geladene Batterie zusätzlich Strom für den Antriebs-Elektromotor zur Verfügung gestellt werden. Eine derartige Anordnung kann auch als serieller Hybrid bezeichnet werden.
  • Bei Fahrten auf Untergrund mit geringem Reibwert (Nässe, Eisglätte, Sand, Rollsplit etc.) besteht für zweirädrige Fahrzeuge generell eine erhöhte Sturzgefahr und für Fahrzeuge mit mehr als zwei Rädern zumindest eine eingeschränkte Fahrtauglichkeit, was in beiden Fällen ein Sicherheitsrisiko darstellt.
  • Weiter kennt man die Anfahrproblematik bzw. die Probleme eingeschränkter Fahrstabilität auf Untergründen mit geringem Reibwert (Nässe, Eisglätte, Sand, Rollsplit etc.)
  • Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine seriell-hybride Antriebsanordnung ohne mechanische Verbindung zwischen Tretkurbel und Antriebsrad zu schaffen, die eine Antischlupfregelung (im Folgenden auch als ASR-Funktion bezeichnet) ermöglicht. Weiter ist es eine Aufgabe der Erfindung, für eine derartige Antriebsanordnung ein Antiblockiersystem (im Folgenden auch als ABS-Funktion bezeichnet) vorzuschlagen. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines entsprechenden Antriebssystems zu realisieren. Schließlich ist es auch die Aufgabe der Erfindung, ein Computerprogrammprodukt und einer Steuereinheit des verbesserten Verfahrens bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Antriebsanordnung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren nach den Ansprüchen 5, 6 und 7.
  • Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung ist dafür vorgesehen, als Antriebsanordnung eines zumindest teilweise muskelkraftbetreibbaren Fahrzeugs verbaut zu werden. Sie umfasst zunächst einen Generator, der über eine Welle (und gegebenenfalls weiter über ein Getriebe) mit einer Tretkurbel derart verbindbar ausgebildet ist, dass durch die Tretkurbel erzeugte mechanische Energie von dem Generator in elektrische Energie umwandelbar ist.
  • Die Antriebsanordnung umfasst ferner mindestens einem Antriebsmotor. Dieser ist dafür ausgebildet, ein Antriebsrad des Fahrzeugs anzutreiben. Bei dem Antriebsrad kann es sich um eines oder mehrere Hinter- oder Vorderräder des anzutreibenden Fahrzeugs handeln.
  • Ferner umfasst die erfindungsgemäße Antriebsanordnung einen Energiespeicher, der sowohl extern geladen werden kann als auch vom Generator oder vom Antriebsmotor erzeugte Energie speichern kann. Dabei wird der mindestens eine Antriebsmotor mit elektrischer Energie betrieben, die entweder direkt von dem Generator und/oder von dem Energiespeicher bereitgestellt wird.
  • Erfindungsgemäß wird ferner mindestens ein Sensor angeordnet:
  • In einer ersten erfindungsgemäßen Variante ist an dem Antriebsrad mindestens ein Sensor angeordnet. Mit Hilfe dieses Sensors kann der Beschleunigungsgradient des Antriebsrades bestimmt werden und eine Information darüber abgeleitet werden, ob die Bewegung des Antriebsrades der systemseitig angeforderten Bewegung entspricht. Wenn sich die absolute Beschleunigung eines Rades „schlagartig“ ändert - also mehr als durch die Bremskraft oder Antriebskraft bei gegebener Fahrzeugmasse (-trägheit) möglich ist - soll das System eingreifen, so dass der maximal mögliche Schlupf zumindest begrenzt wird. Durch eine Antriebsanordnung mit nur einem Sensor am Antriebsrad kann also bereits die Information abgeleitet werden, wenn das Antriebsrad durchdreht oder blockiert. Diese Sensoranordnung an dem Antriebsrad ist zumindest mittelbar ausgebildet, da dieser bevorzugt innerhalb des Antriebsmotors, insbesondere zwischen Rotor und Stator angeordnet ist. Denkbar wäre auch eine Anordnung außerhalb des Antriebsmotors, beispielsweise direkt an dem Antriebsrad.
  • Durch die Ermittlung des Beschleunigungsgradienten ist es möglich, eine Bewegung des damit ausgerüsteten Antriebsrads zu detektieren, die nicht mit der systemseitig vorgegebenen Bewegung korreliert, wenn also beispielsweise mangels Haftung des Antriebsrades auf der Fahrbahn dieses durchdreht oder temporär schlupft, oder auch das Antriebsrad aus irgendeinem Grund unerwünscht blockiert, was auch durch äußere Einflüsse geschehen kann.
  • Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung umfasst ferner eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, aus dem/den von dem mindestens einen Sensor ermittelten Wert(en) ein Signal zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads zu generieren. Vorzugsweise wird dabei die Steuerung des Antriebsdrehmoments des Antriebsrads durch die Steuerung des Antriebsdrehmoments des Antriebsmotors bewirkt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auch an mindestens einem weiteren (vorzugsweise nicht angetriebenen) Rad des Fahrzeugs mindestens ein Sensor angebracht. Dieser Sensor dient zur Ermittlung der Drehzahl und/oder des Drehwinkels und/oder der Beschleunigung dieses weiteren Rades. Entsprechend wird auch durch den Sensor am Antriebsrad die Drehzahl und/oder der Drehwinkel und/oder die Beschleunigung des Antriebsrades ermittelt und mit den für das weitere Rad ermittelten Daten verglichen. Dafür ist in dieser bevorzugten Ausführungsform die Steuereinheit ausgebildet, aus den von den Sensoren ermittelten Werten einen Vergleichswert zu bilden, diesen mit einem Grenzwert zu vergleichen und bei dessen Überschreitung ein Signal zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads zu generieren. Auch hierbei wird die Steuerung des Antriebsdrehmoments des Antriebsrads bevorzugt durch die Steuerung des Antriebsdrehmoments des Antriebsmotors bewirkt.
  • In einer weiteren alternativen bevorzugten Ausführungsform ist auch mindestens ein weiterer Sensor angeordnet - nunmehr jedoch mittelbar rahmenfest am Fahrzeug und dabei bevorzugt an dem Generator oder dessen Gehäuse, der ja dafür vorgesehen ist, rahmenfest mit dem Fahrzeug verbunden zu werden. Dieser Sensor misst somit nicht eine Bewegung eines angetriebenen oder nicht angetriebenen Rades, sondern misst die Linearbewegung des Fahrzeugs. Auch hieraus lässt sich eine Information über ungewolltes Durchdrehen oder Blockieren des Antriebsrads ermitteln: Da die Geometrie des Antriebsrads bekannt ist, ist systemseitig auch bekannt, welche von dem Sensor des Antriebsrads ermittelten Drehzahl- oder Drehwinkelwerte mit der ermittelten Linearbewegung des Fahrzeugs, bzw. einer damit fest verbauten Komponente, korrelieren. Wenn der Umfang des Antriebsrads bekannt ist, stehen positive und negative Fahrzeuglängsbeschleunigung und schlupffreie Antriebsrad-Winkelbeschleunigung in einem festen Zusammenhang. Weichen die Werte im Vergleich zu stark ab, kann und soll systemseitig eingegriffen werden. Auch mit einer solchen Anordnung ist daher ein ungewolltes Durchdrehen oder Blockieren des Antriebsrades detektierbar.
  • Bevorzugt ist die Steuereinheit ferner eingerichtet, den Generator dergestalt zu bestromen, dass der Rotation der Tretkurbel ein Drehmoment Mstabilize entgegengestellt wird. Dies bewirkt eine Stabilisierung des Fahrerfußes auf dem Pedal und kann sowohl bei Durchdrehen des Antriebsrades in Antriebsrotation stattfinden als auch bei Durchdrehen des Rades ein einer Rotation entgegen der Antriebsrichtung - etwa bei einem Bremsvorgang oder Rekuperationswunsch, wenn die Antriebsanordnung mit einer dafür entsprechenden Funktion ausgestattet ist. Der Begriff Bestromen kann sowohl eine Erhöhung des Antriebsdrehmoments als auch ein Absenken des Antriebsdrehmoments bezeichnen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit ferner eingerichtet, den Generator dergestalt zu bestromen, dass auf die Tretkurbel eine Vibrationsbewegung ausgeübt wird. Diese soll dem Fahrer signalisieren, dass systemseitig ein stabilisierender Eingriff in den Antriebsvorgang vorgenommen wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug, umfassend einen Generator, der über eine Welle mit einer Tretkurbel derart verbindbar ausgebildet ist, dass durch die Tretkurbel erzeugte mechanische Energie von dem Generator in elektrische Energie umwandelbar ist, mindestens einen Antriebsmotor, der ausgebildet ist, ein Antriebsrad des Fahrzeugs anzutreiben, einen Energiespeicher, wobei der mindestens eine Antriebsmotor direkt von der vom Generator und/oder von dem Energiespeicher bereitstellbaren elektrischen Energie betreibbar ist, mindestens ein Sensor zur Ermittlung der des Beschleunigungsgradienten des Antriebsrades, eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, aus dem/den von dem mindestens einen Sensor ermittelten Wert(en) ein Signal zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads zu generieren. Dabei umfasst das Verfahren erfindungsgemäss folgende Schritte
    1. i. Detektieren des Beschleunigungsgradienten des Antriebsrades
    falls der detektierte Beschleunigungsgradient einen vorab festlegbaren Grenzwert überschreitet:
    • ii. Generieren eines Signals zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads aus dem/den von dem mindestens einen Sensor ermittelten Wert(en).
  • In einer alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Anordnung mit mindestens zwei Sensoren verwendet: Hierbei sind an dem Antriebsrad und an mindestens einem weiteren Rad des Fahrzeugs jeweils mindestens ein Sensor angebracht. Diese Sensoren dienen zur Ermittlung der Drehzahl und/oder des Drehwinkels und/oder der Beschleunigung des jeweiligen Rades, so dass deren Werte mit einander verglichen werden können. Dafür nutzt diese Verfahrensvariante eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, aus den von den Sensoren ermittelten Werten einen Vergleichswert zu bilden, diesen mit einem Grenzwert zu vergleichen und bei dessen Überschreitung ein Signal zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads zu generieren.
  • Die erfindungsgemäße Verfahrensalternative umfasst dabei die Schritte
    1. i. Detektieren der Drehzahl und/oder des Drehwinkels und/oder der Beschleunigung des Antriebsrades
    2. ii. Detektieren der Drehzahl und/oder des Drehwinkels und/oder der Beschleunigung des weiteren Rades
    3. iii. Ermitteln eines Vergleichswerts der Werte Drehzahl und/oder Drehwinkels und/oder Beschleunigung von jeweils Antriebsrad und weiterem Rad falls der Vergleichswert einen vorab festlegbaren Grenzwert überschreitet
    4. iv. Generieren eines Signals zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform löst das Signal zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads eine Reduzierung des auf das Antriebsrad einwirkenden Drehmoments aus.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird zusätzlich der Generator dergestalt bestromt, dass der Rotation der Tretkurbel (4) ein Drehmoment Mstabilize entgegengestellt wird.
  • In weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird zusätzlich der Generator dergestalt bestromt, dass auf die Tretkurbel eine Vibrationsbewegung ausgeübt wird.
  • Ferner kann die Aufgabe der Erfindung gelöst werden durch ein Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit Programmcode, der geeignet ist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 8.
  • Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung auch gelöst durch eine Steuereinheit zur Steuerung eines elektrischen Antriebssystems für ein mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug, umfassend einen Prozessor und einen Speicher, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor, die Steuereinheit zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 8 zu veranlassen.
  • Über den Beschleunigungsgradient des Antriebsrades oder über den Vergleich von Drehzahl, Drehwinkel und/oder Beschleunigung von Antriebsrad und einem weiteren Rad oder aber über eine Bewertung von Drehzahl, Drehwinkel und/oder Beschleunig des Antriebsrades im Hinblick auf eine simultan ermittelte Längsbewegung des Fahrzeugs kann mit der Erfindung ein kurzzeitiges Durchdrehen des Antriebsrades erkannt werden. Entsprechend einer Antischlupfregelung (ASR) beim Kraftfahrzeug kann dadurch auch bei seriell-hybriden Antrieben das Antriebsdrehmoment entsprechend herunter geregelt werden, um ein länger anhaltendes Durchrutschen von Antriebsrädern zu verhindern und somit beispielsweise ein Anfahren am Berg bei geringem Bodenbelag-Reibwert zu ermöglichen und beispielsweise ein Ausbrechen des Hinterrades zu verhindern. Weiterhin kann ein „Durchsacken“ der Kurbel aufgrund mangelndem Gegenmoment am Antriebsrad verhindert werden, was bei Parallelhybriden nicht möglich ist. Somit wird nicht nur eine Sturzgefahr minimiert und die Fahrstabilität aufrechterhalten, sondern auch das „Fallen“ in den Kurbeltotpunkt unterbunden, ab welchem ein Weiterpedalieren nur schwer möglich ist.
  • Analog zum ASR ist auch eine ABS Funktionalität bei Rekuperation (Verzögerung über Antriebsmotor) möglich. Hier kann vergleichbar mit der Bremspedalvibration beim Kraftfahrzeug ebenfalls eine Kurbelvibration spürbar gemacht werden, um die Aktivität der ABS-Funktion für den Fahrer erkennbar zu machen.
  • Diese Kurbelvibration ist auch für die ASR-Funktion sinnvoll. Auch diese vom Fahrer wahrnehmbare Rückmeldung ist bei Parallelhybriden nicht möglich und bietet beim seriell-hybriden Antrieb einen Zusatznutzen für den Fahrer durch im System vorhandenen Komponenten, da keine zusätzlichen Komponenten benötigt werden.
  • Auch eine ABS-Funktion bei Betätigung der reibenden Betriebsbremse am Antriebsrad ist denkbar, auch wenn kein Sensor/Aktor an der Betätigung der Betriebsbremse vorhanden ist. Hierzu wird die Blockade des Antriebsrades (beispielsweise gegenüber dem Fahrzeugrahmen) überwacht und von der Antriebsmaschine aktiv Antriebsmoment erzeugt, welches die Blockade durch die Betriebsbremse aufhebt. Da dies in der Regel bei niedrigen Reibwerten des Untergrundes und somit kleinen Bremsmomenten entsteht, ist auch nur ein geringes Antriebsmoment zur (vorzugsweise stoßweisen) Überlagerung mit Antriebsmoment notwendig, wodurch der Energieverbrauch akzeptabel ist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Figur ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
  • Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt.
  • Hierbei zeigt 1 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs mit einer auf einer Welle 3 positionierten Tretkurbel 4 mit Pedalen 10, 10'. Der Antriebsmotor 9 treibt hier das hintere Rad als Antriebsrad 2 an. An dem Antriebsmotor 9 ist ein Sensor 7 zur Ermittlung des Beschleunigungsgradienten angeordnet. Erkennbar ist ebenfalls der Generator 5. Die Strichelung neben dem Pedal 10 soll die Vibrationsbewegung des Pedals veranschaulichen. Die Pfeilabschnitte am Antriebsrad 2 sollen den systemseitigen Eingriff in die Antriebsbewegung veranschaulichen.
  • 2 zeigt eine ähnliche schematische Darstellung, wobei jedoch ein zwei Sensoren 7. 7' zur Ermittlung der Drehzahl und/oder des Drehwinkels und/oder der Beschleunigung angebracht sind. Der zweite Sensor 7' ist dabei auf dem weiteren Rad 6 - hier dem Vorderrad - angeordnet.
  • 3 zeigt eine ähnliche schematische Darstellung, wobei jedoch der zweite Sensor 8 als Linearwegsensor ausgebildet ist und rahmenfest - hier an dem (nicht separat gekennzeichneten) Gehäuse des Generators 5 - verbaut ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug
    2
    Antriebsrad
    3
    Welle
    4
    Tretkurbel
    5
    Generator
    6
    weiteres Rad
    7, 7'
    Sensor
    8
    Sensor
    9
    Antriebsmotor
    10,10'
    Pedal
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011082082 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug (1) umfassend - einen Generator (5), der über eine Welle (3) mit einer Tretkurbel (4) derart verbindbar ausgebildet ist, dass durch die Tretkurbel (4) erzeugte mechanische Energie von dem Generator (5) in elektrische Energie umwandelbar ist, - mindestens einen Antriebsmotor (9), der ausgebildet ist, ein Antriebsrad (2) des Fahrzeugs (1) anzutreiben, - einen Energiespeicher, wobei der mindestens eine Antriebsmotor (9) direkt von der vom Generator (5) und/oder von dem Energiespeicher bereitstellbaren elektrischen Energie betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Antriebsrad (2) zumindest mittelbar mindestens ein Sensor (7) angeordnet ist und die Antriebsanordnung ferner eine Steuereinheit umfasst, die ausgebildet ist, aus dem/den von dem mindestens einen Sensor (7) ermittelten Wert(en) ein Signal zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads (2) zu generieren.
  2. Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem weiteren Rad (6) des Fahrzeugs (1) mindestens ein Sensor (7') angeordnet ist und die Steuereinheit ausgebildet ist, - aus den von dem Sensor (7) am Antriebsrad (2) und dem Sensor (7') an dem weiteren Rad (6) ermittelten Werten einen Vergleichswert zu bilden - den Vergleichswert mit einem Grenzwert zu vergleichen und - bei dessen Überschreitung ein Signal zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads (2) zu generieren.
  3. Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass rahmenfest ein Sensor (8) angeordnet ist und die Steuereinheit ausgebildet ist, - aus den von den Sensoren (7, 8) ermittelten Werten einen Kontrollwertwert zu bilden - den Kontrollwert mit einem Kontrollgrenzwert zu vergleichen und - bei dessen Überschreitung ein Signal zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads (2) zu generieren.
  4. Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ferner eingerichtet ist, den Generator (5) dergestalt zu bestromen, dass der Rotation der Tretkurbel (4) in Fahrtrichtung ein Drehmoment Mstabilize entgegengestellt wird und/oder dass auf die Tretkurbel (4) eine Vibrationsbewegung ausgeübt wird.
  5. Verfahren zur Steuerung einer Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug (1), umfassend - einen Generator (5), der über eine Welle (3) mit einer Tretkurbel (4) derart verbindbar ausgebildet ist, dass durch die Tretkurbel (4) erzeugte mechanische Energie von dem Generator (5) in elektrische Energie umwandelbar ist, - mindestens einen Antriebsmotor (9), der ausgebildet ist, ein Antriebsrad (2) des Fahrzeugs (1) anzutreiben, - einen Energiespeicher, wobei der mindestens eine Antriebsmotor (9) direkt von der vom Generator (5) und/oder von dem Energiespeicher bereitstellbaren elektrischen Energie betreibbar ist, - mindestens einen an dem Antriebsrad zumindest mittelbar angeordneten Sensor (7) eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, aus dem/den von dem mindestens einen Sensor (7) ermittelten Wert(en) ein Signal zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads (2) zu generieren, umfassend die Schritte i. Detektieren des Beschleunigungsgradienten des Antriebsrades (2) falls der detektierte Beschleunigungsgradient einen vorab festlegbaren Grenzwert überschreitet: ii. Generieren eines Signals zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads (2) aus dem/den von dem mindestens einen Sensor (7) ermittelten Wert(en).
  6. Verfahren zur Steuerung einer Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug (1), umfassend - einen Generator (5), der über eine Welle (3) mit einer Tretkurbel (4) derart verbindbar ausgebildet ist, dass durch die Tretkurbel (4) erzeugte mechanische Energie von dem Generator (5) in elektrische Energie umwandelbar ist, - mindestens einen Antriebsmotor (9), der ausgebildet ist, ein Antriebsrad (2) des Fahrzeugs (1) anzutreiben, - einen Energiespeicher, wobei der mindestens eine Antriebsmotor (9) direkt von der vom Generator (5) und/oder von dem Energiespeicher bereitstellbaren elektrischen Energie betreibbar ist, - mindestens einen an dem Antriebsrad zumindest mittelbar angeordneten Sensor (7) - mindestens einen an einem weiteren Rad (6) des Fahrzeugs (1) angeordneten Sensor (7') und - eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, • aus den von dem Sensor (7) am Antriebsrad (2) und dem Sensor (7') an dem weiteren Rad (6) ermittelten Werten einen Vergleichswert zu bilden • den Vergleichswert mit einem Grenzwert zu vergleichen und • bei dessen Überschreitung ein Signal zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads (2) zu generieren, umfassend die Schritte i. Detektieren der Drehzahl und/oder des Drehwinkels und/oder der Beschleunigung und/oder des Beschleunigungsgradienten des Antriebsrades (2) ii. Detektieren der Drehzahl und/oder des Drehwinkels und/oder der Beschleunigung und/oder des Beschleunigungsgradienten des weiteren Rades (6) iii. Ermitteln eines Vergleichswerts der Werte Drehzahl und/oder Drehwinkel und/oder Beschleunigung und/oder Beschleunigungsgradienten von jeweils Antriebsrad (2) und weiterem Rad (6) falls der Vergleichswert einen vorab festlegbaren Grenzwert überschreitet iv. Generieren eines Signals zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads (2).
  7. Verfahren zur Steuerung einer Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug (1), umfassend - einen Generator (5), der über eine Welle (3) mit einer Tretkurbel (4) derart verbindbar ausgebildet ist, dass durch die Tretkurbel (4) erzeugte mechanische Energie von dem Generator (5) in elektrische Energie umwandelbar ist, - mindestens einen Antriebsmotor (9), der ausgebildet ist, ein Antriebsrad (2) des Fahrzeugs (1) anzutreiben, - einen Energiespeicher, wobei der mindestens eine Antriebsmotor (9) direkt von der vom Generator (5) und/oder von dem Energiespeicher bereitstellbaren elektrischen Energie betreibbar ist, - mindestens einen an dem Antriebsrad zumindest mittelbar angeordneten Sensor (7) - mindestens einen rahmenfest an dem Fahrzeug (1) angeordneten Sensor (8) und - eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, • aus den von dem Sensor (7) am Antriebsrad (2) angeordneten und dem rahmenfest angeordneten Sensor (8) ermittelten Werten einen Kontrollwertwert zu bilden • den Kontrollwert mit einem Kontrollgrenzwert zu vergleichen und • bei dessen Überschreitung ein Signal zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads (2) zu generieren. umfassend die Schritte i. Detektieren der Drehzahl und/oder des Drehwinkels und/oder der Beschleunigung und/oder des Beschleunigungsgradienten des Antriebsrades (2) ii. Detektieren der der linearen Beschleunigung des Fahrzeugs (1) durch den Sensor (8) iii. Ermitteln eines Kontrollwertes aus den für das Antriebsrad ermittelten Werten und der linearen Beschleunigung des Fahrzeugs (1) falls der Kontrollwert einen vorab festlegbaren Kontrollgrenzwert überschreitet: iv. Generieren eines Signals zur Steuerung das Antriebsdrehmoments des Antriebsrads (2).
  8. Verfahren zur Steuerung einer Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Generator (5) ferner dergestalt bestromt wird, dass der Rotation der Tretkurbel (4) ein Drehmoment Mstabilize entgegengestellt wird und/oder dass auf die Tretkurbel (4) eine Vibrationsbewegung ausgeübt wird.
  9. Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit Programmcode, der geeignet ist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 8.
  10. Steuereinheit zur Steuerung einer Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug (1), umfassend einen Prozessor und einen Speicher, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor, die Steuereinheit zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 8 zu veranlassen.
DE102021110897.7A 2021-04-28 2021-04-28 Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug, Verfahren zur Steuerung einer Antriebsanordnung, Computerprogramm-produkt und Steuereinheit Ceased DE102021110897A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021110897.7A DE102021110897A1 (de) 2021-04-28 2021-04-28 Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug, Verfahren zur Steuerung einer Antriebsanordnung, Computerprogramm-produkt und Steuereinheit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021110897.7A DE102021110897A1 (de) 2021-04-28 2021-04-28 Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug, Verfahren zur Steuerung einer Antriebsanordnung, Computerprogramm-produkt und Steuereinheit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021110897A1 true DE102021110897A1 (de) 2022-05-25

Family

ID=81452981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021110897.7A Ceased DE102021110897A1 (de) 2021-04-28 2021-04-28 Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug, Verfahren zur Steuerung einer Antriebsanordnung, Computerprogramm-produkt und Steuereinheit

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021110897A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011082082A1 (de) 2011-09-02 2013-03-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Fahrrad mit einem Hilfsmotor und Verfahren zum Betreiben eines Fahrrads mit einem Hilfsmotor
DE102011084896A1 (de) 2011-10-20 2013-04-25 Continental Automotive Gmbh Betriebsverfahren für ein elektrisch betriebenes Fahrrad
DE102012206003A1 (de) 2012-04-12 2013-10-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Regelung eines pedalgetriebenen Fahrzeugs und Regelungsvorrichtung
DE102018004644A1 (de) 2017-06-16 2018-12-20 Silvio Bachmann Elektromotorisches Fahrrad
DE102017213303A1 (de) 2017-08-01 2019-02-07 Institut für Automatisierung und Informatik GmbH, Zentrum für industrielle Forschung und Entwicklung Motoranordnung für ein zumindest teilweise muskelbetriebenes fahrzeug

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011082082A1 (de) 2011-09-02 2013-03-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Fahrrad mit einem Hilfsmotor und Verfahren zum Betreiben eines Fahrrads mit einem Hilfsmotor
DE102011084896A1 (de) 2011-10-20 2013-04-25 Continental Automotive Gmbh Betriebsverfahren für ein elektrisch betriebenes Fahrrad
DE102012206003A1 (de) 2012-04-12 2013-10-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Regelung eines pedalgetriebenen Fahrzeugs und Regelungsvorrichtung
DE102018004644A1 (de) 2017-06-16 2018-12-20 Silvio Bachmann Elektromotorisches Fahrrad
DE102017213303A1 (de) 2017-08-01 2019-02-07 Institut für Automatisierung und Informatik GmbH, Zentrum für industrielle Forschung und Entwicklung Motoranordnung für ein zumindest teilweise muskelbetriebenes fahrzeug

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10162362A1 (de) Drehmomentsteuerungsstratgie für eine regenerative Bremsung bei einem Fahrzeug mit Elektroantrieb
DE19739276A1 (de) Antriebssteuerungseinrichtung für Elektrofahrzeuge
DE102017109048A1 (de) Elektrofahrrad
EP2067694A1 (de) Fahrrad mit elektrischem Hilfsantrieb sowie Verfahren zum Betreiben eines derartigen Fahrrads
DE112019001369B4 (de) Motorsteuervorrichtung und -verfahren sowie Fahrzeug mit elektrischem Hilfsantrieb
DE102011001095A1 (de) Fahrrad mit elektrischem Hilfsantrieb und mechanischer Bremse sowie Verfahren zum Betrieb desselben
DE112004001330T5 (de) Fahrzeug und Steuerungsverfahren für ein Fahrzeug
DE102011082088A1 (de) Elektrisch unterstütztes Fahrrad und Verfahren zum Einstellen einer Leistung beim Betrieb eines Fahrrads
DE102019100662A1 (de) Bremssteuervorrichtung und bremssystem
WO2007057246A1 (de) Rekuperation von energie bei hybridfahrzeugen mit einer herkömmlichen hydraulischen oder pneumatischen bremsanlage
DE102014003992B4 (de) System und Verfahren zur Antriebs- und Bremsmomentregelung in Elektrofahrzeugen mit Einzelradantrieb
DE102020111420A1 (de) Elektrofahrzeug mit einer Bremsvorrichtung sowie Verfahren zum Abbremsen des Elektrofahrzeugs
DE102017107205A1 (de) Muskelkraftunterstütztes Fahrzeug mit einem abstandsadaptiven Geschwindigkeitsregler, Abstandsadaptiver Geschwindigkeitsregler und Verfahren zum Regeln eines Abstandes und einer Geschwindigkeit
DE102021110897A1 (de) Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug, Verfahren zur Steuerung einer Antriebsanordnung, Computerprogramm-produkt und Steuereinheit
DE102020129449A1 (de) Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben der Antriebsanordnung
EP1536973A1 (de) Hybridantrieb
DE102021100488A1 (de) Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben der Antriebsanordnung
DE102021100478A1 (de) Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben der Antriebsanordnung
DE102020111419A1 (de) Elektrofahrzeug mit einer Bremsvorrichtung sowie Verfahren zum Abbremsen des Elektrofahrzeugs
DE102021114937A1 (de) Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug, Verfahren zur Steuerung einer Antriebsanordnung, Computerprogrammprodukt und Steuereinheit
DE102022101748A1 (de) Antriebssystem für ein muskelbetriebenes Fahrzeug sowie Verfahren zur Regelung einer elektrischen Maschine für ein muskelbetriebenes Fahrzeug
DE102022133999B4 (de) Antriebsmodul für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug, Fahrzeug, Verfahren zur Steuerung eines Antriebsmoduls, Computerprogrammprodukt und Steuereinheit
DE102021120118A1 (de) Computerimplementiertes Verfahren zur Steuerung einer Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise muskelkraftbetreibbares Fahrzeug, Computerprogrammprodukt, Steuereinheit und Antriebsanordnung
DE102022209482B4 (de) Verfahren zur Steuerung der Antriebsvorrichtung, Steuervorrichtung sowie Fahrrad
DE102022204680B3 (de) Antriebsvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Fahrrads, Verfahren zur Steuerung, Steuereinrichtung und Fahrrad

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R230 Request for early publication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final