DE102022102239A1 - Propulsion system for a human-powered vehicle and method for retrofitting a detection device in the propulsion system - Google Patents
Propulsion system for a human-powered vehicle and method for retrofitting a detection device in the propulsion system Download PDFInfo
- Publication number
- DE102022102239A1 DE102022102239A1 DE102022102239.0A DE102022102239A DE102022102239A1 DE 102022102239 A1 DE102022102239 A1 DE 102022102239A1 DE 102022102239 A DE102022102239 A DE 102022102239A DE 102022102239 A1 DE102022102239 A1 DE 102022102239A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sensor
- module
- detection device
- cable
- control unit
- 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.)
- Pending
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
- B62M6/60—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts
- B62M6/65—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts with axle and driving shaft arranged coaxially
-
- 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
- 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
- B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
Abstract
Es wird ein Antriebssystem 5 für ein muskelbetriebenes Fahrzeug 1, mit einem Generatormodul 6 zur Erzeugung elektrischer Energie für ein Antriebsmodul 7, wobei das Generatormodul 6 einen durch einen Fahrzeugbenutzer per Tretkraft antreibbaren Generator 14 sowie eine Tretkurbelwelle 13 zur Übertragung einer Tretkraft von einer Tretkurbel 9 auf den Generator 14 aufweist, mit einer Elektronikeinheit 10 zur Umformung und/oder Verteilung der elektrischen Energie zwischen dem Generatormodul 6 und dem Antriebsmodul 7 und/oder einem Energiespeichermodul 8, mit einer Kontrolleinheit 15 zur Kontrolle des Generatormoduls 6, mit mindestens einem Anschlusskabel 12 zum Anschluss der Elektronikeinheit 10 an die Kontrolleinheit 15, vorgeschlagen, wobei das Anschlusskabel 12 zum Anschluss einer Erfassungseinrichtung 17 zur Erfassung einer Bewegung und/oder Lage mindestens einer der Tretkurbeln 9 ausgebildet ist, wobei die Kontrolleinheit 15 ausgebildet ist, basierend auf den Sensordaten der Erfassungseinrichtung 17 weitere Funktionalitäten umzusetzen und/oder die Sensordaten datentechnisch weiterzuverarbeiten.A drive system 5 for a human-powered vehicle 1 is provided, with a generator module 6 for generating electrical energy for a drive module 7, the generator module 6 having a generator 14 that can be driven by a vehicle user by pedaling power, and a pedal crankshaft 13 for transmitting pedaling force from a pedal crank 9 has the generator 14, with an electronics unit 10 for converting and/or distributing the electrical energy between the generator module 6 and the drive module 7 and/or an energy storage module 8, with a control unit 15 for controlling the generator module 6, with at least one connection cable 12 for connection of electronic unit 10 to control unit 15, with connection cable 12 being designed for connecting a detection device 17 for detecting a movement and/or position of at least one of pedal cranks 9, control unit 15 being designed based on the sensor data from detection device 17 to implement functionalities and/or to further process the sensor data in terms of data technology.
Description
Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein muskelbetriebenes Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Nachrüstung einer Erfassungseinrichtung in dem Antriebsystem.The invention relates to a drive system for a human-powered vehicle having the features of the preamble of
Es sind elektrische Fahrräder bekannt, welche ohne eine physikalische Antriebsverbindung zwischen Tretkurbel und Hinterrad angetrieben werden können. Der Fahrer treibt dabei mit den Tretkurbeln einen Generator zur Stromerzeugung an, um einen mit dem Hinterrad verbundenen Antriebsmotor mit Strom zu versorgen. Bei einem derartigen Antriebssystem kann somit die physikalische Antriebsverbindung, wie z.B. Kette, Zahnriemen, Kardanwelle etc. entfallen. Eine im Betrieb entstehende Wärme wird dabei in der Regel über das Gehäuse des Generators an die Umgebung abgegeben.Electric bicycles are known which can be driven without a physical drive connection between the crank and the rear wheel. The driver uses the pedal cranks to drive a generator to generate electricity in order to supply electricity to a drive motor connected to the rear wheel. With such a drive system, the physical drive connection, such as a chain, toothed belt, cardan shaft, etc., can be omitted. Any heat generated during operation is generally given off to the environment via the housing of the generator.
Die Druckschrift
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, welches sich durch eine einfache Nachrüstmöglichkeit für eine optionale Erfassungseinrichtung auszeichnet.The invention is based on the object of creating a drive system of the type mentioned at the outset, which is characterized by a simple retrofit option for an optional detection device.
Diese Aufgabe wird durch ein Antriebssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.This object is achieved by a drive system having the features of
Gegenstand der Erfindung ist ein Antriebssystem, welches für ein muskelbetriebenes, insbesondere motorunterstütztes Fahrzeug ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist das Fahrzeug als ein elektrisches Fahrrad, auch als Pedelec bekannt, ausgebildet. Grundsätzlich kann das Fahrrad genau zwei Räder aufweisen. Alternativ kann das Fahrzeug jedoch auch mehr als zwei, insbesondere genau drei oder vier Räder aufweisen.The subject matter of the invention is a drive system which is designed and/or suitable for a human-powered vehicle, in particular a motor-assisted vehicle. In particular, the vehicle is designed as an electric bicycle, also known as a pedelec. In principle, the bicycle can have exactly two wheels. Alternatively, however, the vehicle can also have more than two wheels, in particular exactly three or four wheels.
Das Antriebssystem weist ein Generatormodul auf, welches zur Erzeugung elektrischer Energie für ein Antriebsmodul ausgebildet und/oder geeignet ist. Das Generatormodul ist insbesondere separat zu dem Antriebsmodul ausgebildet. Das Generatormodul weist hierzu einen Generator auf, der durch einen Fahrzeugbenutzer per Tretkraft antreibbar ist. Insbesondere erzeugt der Generator eine elektrische Leistung, welche aus der am Generator aufgebrachten Drehmomente und Drehzahlen resultiert. Vorzugsweise kann der Fahrzeugbenutzer die Größe der elektrischen Leistung in Abhängigkeit der Tretkraft bzw. Trittfrequenz variieren. Besonders bevorzugt ist der Generator nicht zur Umsetzung eines Betriebs als Antriebsmotor ausgebildet und/oder kann ausschließlich in einem Generatorbetrieb laufen. Alternativ kann der Generator elektromotorisch betrieben werden, um z.B. die Kurbeln in eine bestimmte Position zu bringen. Das Generatormodul weist bevorzugt einen Stator und einen Rotor auf.The drive system has a generator module which is designed and/or suitable for generating electrical energy for a drive module. The generator module is in particular designed separately from the drive module. For this purpose, the generator module has a generator that can be driven by a vehicle user by pedaling. In particular, the generator generates electrical power which results from the torques and speeds applied to the generator. Preferably, the vehicle user can vary the size of the electrical power depending on the pedaling force or pedaling frequency. Particularly preferably, the generator is not designed to operate as a drive motor and/or can run exclusively in generator mode. Alternatively, the generator can be operated by an electric motor, e.g. to bring the cranks into a certain position. The generator module preferably has a stator and a rotor.
Das Generatormodul weist eine Tretkurbelwelle auf, welche zur Übertragung der Tretkraft auf den Generator ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere sind an der Tretkurbelwelle endseitig jeweils eine Tretkurbel angeordnet, über welche die Tretkraft in die Tretkurbelwelle eingeleitet wird. Vorzugsweise ist die Tretkurbelwelle mit dem Generator getrieblich verbunden, sodass das Antriebsmoment auf den Generator übertragen werden kann, um die elektrische Energie und/oder elektrische Leistung zu erzeugen. Insbesondere ist die Tretkurbelwelle drehbar in dem Generatormodul gelagert. Bevorzugt definiert die Tretkurbelwelle mit ihrer Rotationsachse eine Drehachse des Generatormoduls. Die Tretkurbelwelle verläuft durchgängig von einer Tretkurbel zu der anderen Tretkurbel.The generator module has a pedal crankshaft, which is designed and/or suitable for transmitting the pedaling force to the generator. In particular, a pedal crank is arranged at each end of the pedal crankshaft, via which the pedaling force is introduced into the pedal crankshaft. The pedal crankshaft is preferably geared to the generator so that the drive torque can be transmitted to the generator in order to generate the electrical energy and/or electrical power. In particular, the pedal crankshaft is rotatably mounted in the generator module. The pedal crankshaft preferably defines an axis of rotation of the generator module with its axis of rotation. The crankshaft runs continuously from one crank to the other crank.
Optional weist das Antriebssystem das Antriebsmodul zur Erzeugung eines elektrischen Antriebsmoments auf. Das Antriebsmodul umfasst vorzugsweise mindestens einen Elektromotor, welcher elektrische Energie in ein elektrisches Antriebsmoment wandelt. Dabei ist das Antriebsmodul, insbesondere der Elektromotor, mit mindestens oder genau einem Antriebsrad des Fahrzeugs antriebstechnisch verbindbar und/oder verbunden. Prinzipiell ist das Antriebsmodul als ein Radnabenantrieb ausgebildet, welcher in das Antriebsrad des Fahrzeugs integriert ist. Alternativ kann das Antriebsmodul jedoch auch außerhalb des Antriebsrades angeordnet und/oder als zentraler Antriebsmotor für ein oder mehrere Antriebsräder dienen. Grundsätzlich ist das Antriebsrad als ein Hinterrad des Fahrzeugs ausgebildet. Alternativ kann das Antriebsrad jedoch auch als ein Vorderrad des Fahrzeugs ausgebildet sein.The drive system optionally has the drive module for generating an electric drive torque. The drive module preferably includes at least one electric motor, which converts electrical energy into an electrical drive torque. In this case, the drive module, in particular the electric motor, can be and/or is connected in terms of drive technology to at least or precisely one drive wheel of the vehicle. In principle, the drive module is designed as a wheel hub drive, which is integrated into the drive wheel of the vehicle. Alternatively, however, the drive module can also be arranged outside of the drive wheel and/or can serve as a central drive motor for one or more drive wheels. Basically, the drive wheel is designed as a rear wheel of the vehicle. Alternatively, however, the drive wheel can also be designed as a front wheel of the vehicle.
Das Antriebssystem weist eine Elektronikeinheit auf, welche zur Umformung und/oder Verteilung der elektrischen Energie zwischen dem Generatormodul und dem Antriebsmodul und/oder einem Energiespeichermodul ausgebildet und/oder geeignet ist. Beispielsweise kann die Elektronikeinheit hierzu als eine Leistungselektronik ausgebildet sein oder diese umfassen. Optional hat die Elektronikeinheit die Funktion, das Antriebsmoment und/oder eine Antriebsdrehzahl des Antriebsmoduls in Abhängigkeit der Tretkraft und/oder der Trittfrequenz an der Tretkurbelwelle zu steuern und/oder zu regeln.The drive system has an electronics unit which converts and/or distributes the electrical energy between the generator module and the drive module and/or an energy storage module is designed and/or suitable. For example, for this purpose the electronics unit can be in the form of power electronics or can include them. Optionally, the electronics unit has the function of controlling and/or regulating the drive torque and/or a drive speed of the drive module as a function of the pedaling force and/or the pedaling frequency on the pedal crankshaft.
Das Antriebssystem weist eine Kontrolleinheit auf, welche zur Kontrolle, insbesondere zur Steuerung und/oder Regelung, des Generatormoduls, insbesondere des Generators, ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere kontrolliert die Kontrolleinheit ein Gegenmoment und/oder eine Gegenkraft zu dem Antriebsmoment bzw. der Tretkraft, damit ein Fahrzeugbenutzer ein der Situation entsprechendes Fahrgefühl bereitgestellt bekommt. Die Kontrolleinheit ist beispielsweise als eine digitale Datenverarbeitungsvorrichtung, wie zum Beispiel ein Mikrocontroller ausgebildet. So ist es beispielsweise möglich, dass über die Kontrolleinheit unterschiedliche virtuelle Gänge realisiert werden können, wobei bei einem kleinen Gang das Gegenmoment und/oder die Gegenkraft kleiner gewählt ist und bei einem größeren Gang das Gegenmoment und/oder die Gegenkraft größer gewählt ist. Die Gänge können gestuft oder stufenlos, wie zum Beispiel in einem virtuellen Automatikgetriebe, gewählt werden. Optional kann das Generatormodul, insbesondere die Kontrolleinheit, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle aufweisen, sodass von dem Fahrzeugbenutzer entsprechende Kontrollinstruktionen zur Gangwahl eingeleitet werden können. Ferner ist es möglich das die Gegenkraft und/oder das Gegenmoment von der Kontrolleinheit nach anderen Kriterien eingestellt wird.The drive system has a control unit which is designed and/or suitable for monitoring, in particular for controlling and/or regulating, the generator module, in particular the generator. In particular, the control unit controls a counter-torque and/or a counter-force to the drive torque or the pedaling force, so that a vehicle user is provided with a driving experience that corresponds to the situation. The control unit is designed, for example, as a digital data processing device, such as a microcontroller. For example, it is possible for different virtual gears to be implemented via the control unit, with a small gear having a smaller counter-torque and/or counter-force and a larger gear having a larger counter-torque and/or counter-force. The gears can be stepped or steplessly selected, such as in a virtual automatic transmission. The generator module, in particular the control unit, can optionally have a man-machine interface, so that the vehicle user can initiate appropriate control instructions for gear selection. It is also possible for the counterforce and/or the countertorque to be set by the control unit according to other criteria.
Das Antriebssystem weist mindestens oder genau ein Anschlusskabel auf, welches zum Anschluss der Elektronikeinheit an die Kontrolleinheit des Generatormoduls ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere dient das Anschlusskabel zur Übertragung der elektrischen Energie und/oder zur Übertragung von Daten und/oder Signalen. Besonders bevorzugt wird durch das Anschlusskabel ein bidirektionaler Übertragungsweg, also von der Elektronikeinheit zur Kontrolleinheit und von der Kontrolleinheit zur Elektronikeinheit, umgesetzt. Anders formuliert sind die Elektronikeinheit und die Kontrolleinheit über das Anschlusskabel elektrisch und/oder datentechnisch miteinander verbunden.The drive system has at least or precisely one connection cable which is designed and/or suitable for connecting the electronics unit to the control unit of the generator module. In particular, the connection cable serves to transmit electrical energy and/or to transmit data and/or signals. A bidirectional transmission path, ie from the electronics unit to the control unit and from the control unit to the electronics unit, is particularly preferably implemented by the connection cable. In other words, the electronics unit and the control unit are electrically and/or data-connected to one another via the connecting cable.
Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass das Anschlusskabel zum Anschluss einer Erfassungseinrichtung ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Erfassungseinrichtung dient zur Erfassung einer Bewegung und/oder Lage mindestens oder genau einer der Tretkurbeln. Insbesondere ist die Erfassungseinrichtung zur Winkelmessung und/oder Kurbelpositionsmessung und/oder Drehfrequenzmessung und/oder zur Drehmomentmessung der Kurbel ausgebildet. Das Anschlusskabel ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Erfassungseinrichtung über das Anschlusskabel außerhalb des Generatormoduls an die Kontrolleinheit und/oder die Elektronikeinheit angeschlossen werden kann und/oder angeschlossen ist. Vorzugweise werden die durch die Erfassungseinrichtung erfassten Messgrößen als Sensordaten über das Anschlusskabel und damit kabelgebunden an die Kontrolleinheit zur weiteren, datentechnischen Verarbeitung weitergeleitet. Hierzu weist das Anschlusskabel mindestens einen Signal- bzw. Datenleiter zur signal- bzw. datentechnischen Übertragung der Sensordaten auf. Optional kann das Anschlusskabel mindestens einen Versorgungsleiter zur Versorgung der Erfassungseinrichtung mit elektrischer Energie aufweisen.The invention provides that the connecting cable is designed and/or suitable for connecting a detection device. The detection device serves to detect a movement and/or position of at least or precisely one of the pedal cranks. In particular, the detection device is designed to measure the angle and/or crank position and/or rotational frequency and/or to measure the torque of the crank. The connection cable is preferably designed in such a way that the detection device can be and/or is connected to the control unit and/or the electronics unit via the connection cable outside of the generator module. The measured variables recorded by the recording device are preferably forwarded as sensor data via the connection cable and thus in a cable-bound manner to the control unit for further data processing. For this purpose, the connection cable has at least one signal or data conductor for the signal or data transmission of the sensor data. Optionally, the connection cable can have at least one supply conductor for supplying the detection device with electrical energy.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kontrolleinheit ausgebildet ist, basierend auf den Sensordaten der Erfassungseinrichtung weitere Funktionalitäten umzusetzen und/oder die Sensordaten datentechnisch weiterzuverarbeiten. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Sensordaten bei der Kontrolle des Generatormoduls berücksichtigt werden. Insbesondere weist die Kontrolleinheit ein Auswertemodul auf, welches zur Auswertung der Sensordaten ausgebildet und/oder geeignet ist. Das Auswertemodul kann prinzipiell als ein Hardwaremodul ausgebildet sein. Bevorzugt jedoch ist das Auswertemodul als ein Softwaremodul, insbesondere ein Softwareprogramm, ausgebildet. Beispielsweise ist das Softwaremodul auf einer Recheneinheit, einem Prozessor oder einem Mikrochip installiert oder kann bei einem Anschluss der Erfassungseinrichtung im Rahmen eines Updates aufgespielt werden. Beispielsweise ist das Auswertemodul ausgebildet, auf Basis der Sensordaten einen aktuellen Drehwinkel und/oder Position und/oder Drehfrequenz und/oder Drehmoment der Kurbel bzw. der Tretkurbelwelle zu ermitteln. Alternativ oder optional ergänzend ist das Auswertemodul ausgebildet ist, auf Basis der Sensordaten eine Information über eine aktuelle Tretkraft, Trittfrequenz, Leistungsdaten, Zustandsdaten etc. abzuleiten. Optional weist die Kontrolleinheit ein Kontrollmodul auf, wobei das Kontrollmodul ausgebildet ist, auf Basis der Sensordaten bzw. auf Basis der durch das Auswertemodul ausgewerteten Sensordaten ein Kontrollsignal zu generieren, wobei der Generator auf Basis des Kontrollsignals beispielsweise das Gegenmoment und/oder die Gegenkraft erzeugt.Furthermore, it is provided according to the invention that the control unit is designed to implement further functionalities based on the sensor data of the detection device and/or to further process the sensor data in terms of data technology. In particular, it is provided that the sensor data are taken into account when checking the generator module. In particular, the control unit has an evaluation module which is designed and/or suitable for evaluating the sensor data. In principle, the evaluation module can be designed as a hardware module. However, the evaluation module is preferably designed as a software module, in particular a software program. For example, the software module is installed on an arithmetic unit, a processor or a microchip or can be installed as part of an update when the detection device is connected. For example, the evaluation module is designed to determine a current rotation angle and/or position and/or rotation frequency and/or torque of the crank or the pedal crankshaft on the basis of the sensor data. Alternatively or optionally in addition, the evaluation module is designed to derive information about a current pedaling force, cadence, performance data, status data, etc. on the basis of the sensor data. The control unit optionally has a control module, the control module being designed to generate a control signal based on the sensor data or on the basis of the sensor data evaluated by the evaluation module, with the generator generating the counter-torque and/or the counter-force, for example, on the basis of the control signal.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass aus Kostengründen bislang auf eine sparte Sensorik (Erfassungseinrichtung) zur Erfassung der Bewegung und/oder Lage der Tretkurbel, insbesondere eines Kurbelwinkels, verzichtet wurde. Für die grundsätzliche Betriebssoftware ist die Erfassung des (internen) Rotorwinkels des Generators, z.B. zur Kommutierung, ausreichend. Sollen weitere Komfortfunktionen zur Verfügung gestellt werden, so ist eine entsprechende separate Sensorik erforderlich. Üblicherweise kann die Sensorik für alle Bauvarianten - unabhängig davon ob die Komfortfunktionen tatsächlich geordert werden - intern, also innerhalb des Generatormoduls vorgesehen werden, dies hat zur Folge, dass alle Varianten entsprechenden teurer werden.The invention is based on the knowledge that, for reasons of cost, a saved sensor system (detection device) for detecting the movement and/or position of the pedal crank, in particular a crank angle, has hitherto been dispensed with. For the basic operating software, the detection of the (internal) rotor angle of the generator, eg for commutation, is sufficient. If further comfort functions are to be made available, a corresponding separate sensor system is required. Usually, the sensor system for all construction variants can be provided internally, ie within the generator module, regardless of whether the comfort functions are actually ordered. This means that all variants are correspondingly more expensive.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, eine Möglichkeit gefunden wurde, das Antriebssystem in einer Basisausstattung ohne Erfassungseinrichtung anzubieten, jedoch durch den Anschluss über das Anschlusskabel eine Option bzw. eine Nachrüstung einer Erfassungseinrichtung ermöglicht wird. Durch den Anschluss über das Anschlusskabel kann die Erfassungseinrichtung zudem außerhalb des Generatormoduls einfach und unkompliziert angeschlossen werden, ohne das Generatormodul öffnen zu müssen. Auf diese Weise können zudem auch Erweiterungen und/oder Verbesserungen der Erfassungseinrichtung leicht umgesetzt werden ohne das Generatormodul dafür verändern zu müssen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass über das Anschlusskabel ein besonders einfacher Austausch bzw. eine besonders einfache Integration der Erfassungseinrichtung in ein bestehendes Antriebssystem realisiert werden kann.The advantage of the invention is that a possibility has been found of offering the drive system in a basic configuration without a detection device, but an option or retrofitting of a detection device is made possible by connection via the connecting cable. By connecting via the connection cable, the detection device can also be connected simply and easily outside of the generator module without having to open the generator module. In this way, extensions and/or improvements to the detection device can also easily be implemented without having to change the generator module for this purpose. A further advantage is that a particularly simple exchange or a particularly simple integration of the detection device into an existing drive system can be implemented via the connection cable.
In einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung mindestens oder genau einen gegenüberliegend der Kurbelwelle angeordneten und/oder anordbaren Sensor aufweist. Insbesondere ist der Sensor zur berührungslosen Erfassung der Bewegung und/oder Lage der Tretkurbel ausgebildet und/oder geeignet. Der Sensor kann als ein Absolutwertgeber oder als ein Inkrementalgeber ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Sensor als ein Drehgeber ausgebildet. Insbesondere ist der Sensor stationär an dem Generatormodul und/oder einem Rahmen des Fahrzeugs angeordnet. Genauer gesagt, verbleibt der Sensor bei einer Verdrehung der Kurbel um die Drehachse der Tretkurbelwelle stationär.In a specific embodiment of the invention, it is provided that the detection device has at least or precisely one sensor which is and/or can be arranged opposite the crankshaft. In particular, the sensor is designed and/or suitable for contactless detection of the movement and/or position of the pedal crank. The sensor can be designed as an absolute encoder or as an incremental encoder. The sensor is preferably designed as a rotary encoder. In particular, the sensor is arranged in a stationary manner on the generator module and/or a frame of the vehicle. More specifically, the sensor remains stationary as the crank rotates about the axis of rotation of the crankshaft.
Gemäß dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung ein Sensorkabel aufweist, wobei der mindestens eine Sensor über das Sensorkabel mit dem Anschlusskabel verbindbar und/oder verbunden ist. Insbesondere ist der Sensor über das Sensorkabel mit dem Anschlusskabel datentechnisch und/oder versorgungstechnisch verbunden. Beispielsweise kann das Sensorkabel über eine Anschlussschnittstelle der Elektronikeinheit oder der Kontrolleinheit, zum Beispiel eine Busschnittstelle, im Speziellen eine Can-Bus-Schnittstelle, angeschlossen werden. Durch den Anschluss des Sensors über das Sensorkabel kann eine sichere Datenübertragung sichergestellt werden, wobei zugleich der Sensor flexibel an dem Fahrzeug anordbar ist.According to this embodiment, it is provided that the detection device has a sensor cable, wherein the at least one sensor can be and/or is connected to the connection cable via the sensor cable. In particular, the sensor is connected to the connection cable via the sensor cable in terms of data technology and/or supply technology. For example, the sensor cable can be connected via a connection interface of the electronics unit or the control unit, for example a bus interface, specifically a CAN bus interface. By connecting the sensor via the sensor cable, reliable data transmission can be ensured, with the sensor being able to be arranged flexibly on the vehicle at the same time.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung mindestens oder genau ein durch den Sensor erfassbares Targetelement aufweist, welches zur Anordnung an der Tretkurbel ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist das Targetelement um die Drehachse rotierbar an der Kurbel angeordnet. Beispielsweise kann das Targetelement formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an der Kurbel befestigt sein. Vorzugsweise ist das Targetelement aus einem elektrisch-leitfähigen und/oder magnetischen und/oder magnetisierbaren Werkstoff gebildet. Bevorzugt ist der Sensor ausgebildet die Bewegung und/oder die Position des Targetelements induktiv oder magnetisch oder optisch oder akustisch zu erfassen. Durch das Targetelement kann somit eine besonders sichere Erfassung der der Tretkurbel bzw. deren Bewegung und/oder Lage realisiert werden.In a further development it is provided that the detection device has at least or exactly one target element that can be detected by the sensor and that is designed and/or suitable for arrangement on the pedal crank. In particular, the target element is arranged on the crank such that it can rotate about the axis of rotation. For example, the target element can be fastened to the crank in a form-fitting and/or force-fitting and/or cohesive manner. The target element is preferably formed from an electrically conductive and/or magnetic and/or magnetizable material. The sensor is preferably designed to detect the movement and/or the position of the target element inductively or magnetically or optically or acoustically. A particularly reliable detection of the pedal crank or its movement and/or position can thus be realized by the target element.
In einer weiteren konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Anschlusskabel über eine Steckerverbindung mit der Elektronikeinheit und der Kontrolleinheit verbunden ist. Die Steckerverbindung ist aus einem elektronikseitigen Kontaktelement und aus einem zu dem elektronikseitigen Kontaktelement komplementär ausgebildeten modulseitigen Kontaktelement gebildet. Anders formuliert, ist das eine Kontaktelement als ein männliches Einsteckteil und das andere Kontaktelement als ein weibliches Aufnahmeteil ausgebildet. Elektronikseitig bedeutet dabei, dass das elektronikseitige Kontaktelement der Elektronikeinheit zugeordnet ist. Modulseitig bedeutet dabei, dass das modulseitige Kontaktelement dem Generatormodul zugeordnet ist. Prinzipiell kann wahlweise das elektronikseitige Kontaktelement oder das modulseitige Kontaktelement zum festen Einbau in ein Gehäuse als eine Buchse ausgebildet sein. Bevorzugt jedoch sind die beiden Kontaktelemente jeweils an einem Kabelende angeordnet. Vorzugsweise ist das Anschlusskabel über die Steckerverbindung in zwei Kabelhälften unterteilt, wobei die eine Kabelhälfte als ein Elektronikkabel an die Elektronikeinheit angeschlossen ist und die andere Kabelhälfte als ein Modulkabel an das Generatormodul, insbesondere die Kontrolleinheit, angeschlossen ist.In a further specific embodiment, it is provided that the connecting cable is connected to the electronics unit and the control unit via a plug connection. The plug connection is formed from an electronics-side contact element and from a module-side contact element designed to complement the electronics-side contact element. In other words, one contact element is in the form of a male plug-in part and the other contact element is in the form of a female receiving part. On the electronics side, this means that the contact element on the electronics side is assigned to the electronics unit. Module-side means that the module-side contact element is assigned to the generator module. In principle, either the contact element on the electronics side or the contact element on the module side can be designed as a socket for fixed installation in a housing. However, the two contact elements are preferably each arranged at one end of the cable. The connection cable is preferably divided into two cable halves via the plug connection, with one cable half being connected to the electronics unit as an electronic cable and the other cable half being connected to the generator module, in particular the control unit, as a module cable.
Gemäß dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Steckerverbindung zum Anschluss der Erfassungseinrichtung, insbesondere des Sensorkabels, ausgebildet und/oder geeignet. Prinzipiell kann die Steckerverbindung einen zusätzlichen Steckplatz für das Sensorkabel aufweisen. Bevorzugt jedoch wird das Sensorkabel durch auftrennen der Steckerverbindung zwischengeschlossen werden. Die Steckerverbindung weist eine entsprechende Pinbelegung auf, welche zum Anschluss von ein oder mehreren Sensoren bzw. Sensorkabel dienen. Entsprechend sind die entsprechenden Leiter (Versorgungsspannung, CAN-Signale) in das Anschlusskabel der Elektronikeinheit und/oder des Generatormoduls eingeschleift. Die Steckerverbindung ist besonders bevorzugt außerhalb des Generatormoduls, und/oder von außen zugänglich angeordnet. Es wird somit eine Möglichkeit der Nachrüstbarkeit geschaffen, wobei zugleich eine besonders einfache nachträgliche Montage der Erfassungseinrichtung ermöglicht wird. Durch den Anschluss über die Steckerverbindung können somit der Hardwareaufwand und die Kosten deutlich reduziert werden.According to this embodiment, it is provided that the plug connection is designed and/or suitable for connecting the detection device, in particular the sensor cable. In principle, the plug connection can have an additional slot for the sensor cable. However, the sensor cable is preferably interposed by disconnecting the plug connection. The plug connection has a corresponding pin which are used to connect one or more sensors or sensor cables. Accordingly, the corresponding conductors (supply voltage, CAN signals) are looped into the connection cable of the electronic unit and/or the generator module. The plug connection is particularly preferably arranged outside the generator module and/or accessible from the outside. A possibility of retrofitting is thus created, with a particularly simple subsequent assembly of the detection device being made possible at the same time. By connecting via the plug connection, the hardware effort and costs can be significantly reduced.
In einer konkreten Umsetzung ist vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung einen Sensoradapter aufweist. Insbesondere ist der Sensoradapter endseitig an dem Sensorkabel angeordnet. Der Sensoradapter weist ein zu dem elektronikseitigen Kontaktelement komplementäres erstes Kontaktelement sowie ein zu dem modulseitigen Kontaktelement komplementäres zweites Kontaktelement auf, sodass der Sensoradapter zur Bildung der Steckerverbindung mit den beiden Kontaktelementen verbindbar und/oder verbunden ist. Insbesondere wird der Sensoradapter durch Auftrennen der Steckerverbindung mit den beiden Kontaktelementen verbunden. Prinzipiell kann der Sensoradapter fest mit dem Sensorkabel verbunden sein. Alternativ kann der Sensoradapter als ein separates Bauteil ausgebildet sein, wobei das Sensorkabel mit dem Sensoradapter über eine weitere Steckerverbindung verbindbar und/oder verbunden ist. Es wird somit ein Antriebssystem vorgeschlagen, welches sich durch eine besonders einfache Integration bzw. einen besonders einfachen Anschluss der Erfassungseinrichtung über die Steckerverbindung auszeichnet.In a specific implementation, it is provided that the detection device has a sensor adapter. In particular, the sensor adapter is arranged at the end of the sensor cable. The sensor adapter has a first contact element complementary to the electronics-side contact element and a second contact element complementary to the module-side contact element, so that the sensor adapter can be and/or is connected to the two contact elements to form the plug connection. In particular, the sensor adapter is connected to the two contact elements by disconnecting the plug connection. In principle, the sensor adapter can be permanently connected to the sensor cable. Alternatively, the sensor adapter can be designed as a separate component, with the sensor cable being and/or being connectable to the sensor adapter via a further plug connection. A drive system is thus proposed which is characterized by a particularly simple integration or a particularly simple connection of the detection device via the plug connection.
In einer ersten möglichen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Sensoradapter ein Adapterkabel aufweist, wobei das erste und das zweite Kontaktelement über das Adapterkabel miteinander verbunden sind. Insbesondere sind die beiden Kontaktelemente des Sensoradapters als an den Kabelenden angeordneter Stecker und Kupplung ausgebildet. Das Adapterkabel weist vorzugsweise alle Leiter des Anschlusskabels auf, wobei zusätzlich die Leiter für das mindestens eine Sensorkabel eingeschleift sind. Insbesondere sind das Adapterkabel und das Sensorkabel über das erste oder das zweite Kontaktelement mit dem Anschlusskabel verbunden. Anders formuliert, trennt sich das Anschlusskabel bzw. dessen Leiter an dem ersten oder zweiten Kontaktelement in das Anschlusskabel und das Sensorkabel auf. Durch das Adapterkabel wird eine besonders flexible und kostengünstige Ausgestaltung des Sensoradapters vorgeschlagen.In a first possible embodiment, it is provided that the sensor adapter has an adapter cable, with the first and the second contact element being connected to one another via the adapter cable. In particular, the two contact elements of the sensor adapter are designed as plugs and couplings arranged at the cable ends. The adapter cable preferably has all the conductors of the connection cable, with the conductors for the at least one sensor cable also being looped in. In particular, the adapter cable and the sensor cable are connected to the connection cable via the first or the second contact element. In other words, the connecting cable or its conductor separates into the connecting cable and the sensor cable at the first or second contact element. The adapter cable proposes a particularly flexible and cost-effective embodiment of the sensor adapter.
In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Sensoradapter als ein das erste und das zweite Kontaktelement umfassender Zwischenstecker ausgebildet ist. Der Zwischenstecker weist vorzugsweise die gleiche Pinbelegung wie die beiden Kontaktelemente auf. Insbesondere ist der Zwischenstecker zwischen den beiden Kontaktelementen einsteckbar, wobei das Sensorkabel über den Zwischenstecker angeschlossen und/oder anschließbar ist. Vorzugsweise ist der Zwischenstecker endseitig an dem Sensorkabel fest montiert. Es wird somit eine besonders kompakte Anbindung der Erfassungseinrichtung vorgeschlagen.In an alternative embodiment, it is provided that the sensor adapter is designed as an intermediate plug comprising the first and the second contact element. The intermediate plug preferably has the same pin assignment as the two contact elements. In particular, the intermediate plug can be inserted between the two contact elements, with the sensor cable being and/or being connectable via the intermediate plug. The intermediate plug is preferably fixedly mounted on the end of the sensor cable. A particularly compact connection of the detection device is thus proposed.
In einer weiteren Realisierung ist vorgesehen, dass das Antriebssystem einen Nachrüstsatz aufweist, wobei der Nachrüstsatz die Erfassungseinrichtung, insbesondere den Sensor, das Sensorkabel und optional das Targetelement, aufweist, welche in einem Montagezustand über das Anschlusskabel mit der Elektronikeinheit und/oder der Kontrolleinheit verbunden sind. Insbesondere ist die Erfassungseinrichtung in dem Montagezustand zumindest signaltechnisch über das Anschlusskabel mit der Kontrolleinheit, insbesondere dem Auswertemodul verbunden. Optional ist die Erfassungseinrichtung, insbesondere der Sensor über das Sensorkabel und das Anschlusskabel versorgungstechnisch, insbesondere elektrisch mit der Elektronikeinheit und/oder der Kontrolleinheit verbunden. Optional ergänzend kann die Erfassungseinrichtung des Nachrüstsatzes mindestens oder genau einen weiteren Sensor aufweisen, wobei der mindestens eine weitere Sensor über das Sensorkabel oder ein weiteres Sensorkabel mit dem Anschlusskabel, insbesondere über die Steckerverbindung, verbunden und/oder verbindbar ist.In a further implementation, it is provided that the drive system has a retrofit kit, with the retrofit kit having the detection device, in particular the sensor, the sensor cable and optionally the target element, which in an assembled state are connected to the electronics unit and/or the control unit via the connection cable . In particular, the detection device is connected to the control unit, in particular the evaluation module, at least in terms of signaling via the connection cable in the assembled state. Optionally, the detection device, in particular the sensor, is connected to the electronics unit and/or the control unit via the sensor cable and the connection cable in terms of supply, in particular electrically. Optionally, the detection device of the retrofit kit can have at least or precisely one additional sensor, the at least one additional sensor being and/or being connectable to the connection cable via the sensor cable or an additional sensor cable, in particular via the plug connection.
In einer weiteren konkreten Realisierung ist vorgesehen, dass das Generatormodul ein Gehäuse aufweist, welches zur Aufnahme des Generators ausgebildet und/oder geeignet ist. Vorzugsweise weist das Gehäuse einen zylinderförmigen Bauraum zur Aufnahme des Generators auf. Besonders bevorzugt sind der Generator und die Tretkurbelwelle und optional ergänzend eine Getriebeeinrichtung koaxial in dem Gehäuse, insbesondere dem Aufnahmeraum angeordnet. Im Speziellen ist das Gehäuse zylinderförmig bzw. als ein Zylindergehäuse ausgebildet. Die Kontrolleinheit ist innerhalb des Gehäuses angeordnet und über eine an dem Gehäuse angeordnete Anschlussschnittstelle mit dem Anschlusskabel verbunden. Insbesondere ist die Kontrolleinheit auf einer innerhalb des Gehäuses angeordneten Kontrollplatine (PCB) angeordnet. Beispielsweise kann die Kontrolleinheit auf der Kontrollplatine aufgelötet oder aufgesteckt sein. Optional kann die Anschlussschnittstelle auf der Platine angeordnet sein, wobei die Anschlussschnittstelle mit der Kontrolleinheit über mindestens eine auf der Kontrollplatine aufgedruckte Leiterbahn verbunden ist. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass sich die Kontrollplatine in einer Radialebene zu der Tretkurbelwelle bzw. der Drehachse erstreckt. Im Speziellen ist die Kontrollplatine und damit die Kontrolleinheit in einen Trockenraum, insbesondere getrennt von einem Generator und/oder Getrieberaum angeordnet. Prinzipiell kann die Anschlussschnittstelle durch das modulseitige Kontaktelement gebildet sein, sodass die Steckerverbindung unmittelbar am Gehäuses des Generatormoduls gebildet ist. Bevorzugt ist die Anschlussschnittstelle jedoch über ein separates, insbesondere modulseitiges Anschlusskabel mit dem modulseitigen Kontaktelement verbunden. Es wird somit ein Generatormodul vorgeschlagen, welches sich durch einen einfachen Anschluss sowie einen besonders kompakten Aufbau auszeichnet.In a further specific implementation, it is provided that the generator module has a housing which is designed and/or suitable for accommodating the generator. The housing preferably has a cylindrical installation space for accommodating the generator. Particularly preferably, the generator and the pedal crankshaft and, optionally, a transmission device are arranged coaxially in the housing, in particular the receiving space. In particular, the housing is cylindrical or designed as a cylinder housing. The control unit is arranged inside the housing and is connected to the connection cable via a connection interface arranged on the housing. In particular, the control unit is arranged on a control circuit board (PCB) arranged inside the housing. For example, the control unit can be soldered or plugged onto the control circuit board. The connection interface can optionally be arranged on the circuit board, with the connection interface being connected to the control unit via at least one on the control circuit board printed trace is connected. Provision is particularly preferably made for the control circuit board to extend in a radial plane to the pedal crankshaft or the axis of rotation. In particular, the control circuit board and thus the control unit are arranged in a dry room, in particular separate from a generator and/or gear room. In principle, the connection interface can be formed by the module-side contact element, so that the plug connection is formed directly on the housing of the generator module. However, the connection interface is preferably connected to the module-side contact element via a separate, in particular module-side connecting cable. A generator module is thus proposed which is characterized by a simple connection and a particularly compact design.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachrüstung der Erfassungseinrichtung in dem Antriebssystem, wie diese bereits zuvor beschrieben wurden, bei dem:
- - die Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Bewegung und/oder Lage einer der Tretkurbeln montiert wird;
- - die Erfassungseinrichtung über das Anschlusskabel zumindest übertragungstechnisch, vorzugsweise datentechnisch, mit einer Kontrolleinheit verbunden wird, um die erfasste Bewegung und/oder Lage der Tretkurbel der Kontrolleinheit als Sensordaten bereitzustellen;
- - die Kontrolleinheit basierend auf den Sensordaten der Erfassungseinrichtung weitere Funktionalitäten umsetzt und/oder die Sensordaten datentechnisch weiterverarbeitet.
- - the detection device for detecting the movement and/or position of one of the pedal cranks is mounted;
- - The detection device is connected via the connection cable at least in terms of transmission technology, preferably data technology, to a control unit in order to provide the detected movement and/or position of the pedal crank to the control unit as sensor data;
- - the control unit implements further functionalities based on the sensor data of the detection device and/or further processes the sensor data in terms of data technology.
Insbesondere wird der Sensor gegenüberliegend zu einer der Tretkurbeln fest, insbesondere an dem Gehäuse des Generatormoduls oder dem Rahmen des Fahrzeugs, montiert. Optional kann an der Tretkurbel, insbesondere gegenüberliegend zu dem Sensor, das Targetelement montiert werden. Das Sensorkabel wird über die Steckerverbindung angeschlossen. Hierzu wird der Sensoradapter, insbesondere das Adapterkabel oder der Zwischenstecker, durch Auftrennen der Steckerverbindung zwischengeschlossen. Dabei werden die beiden Kontaktelemente des Sensoradapters mit dem jeweils zugehörigen Kontaktelement verbunden, insbesondere ineinandergesteckt. In einem möglichen Zwischenschritt kann das als Softwaremodul ausgebildete Auswertemodul installiert bzw. nach-geflasht werden. Im einem Fahrzeugbetrieb wird eine Bewegung und/oder Lage der Tretkurbel durch den Sensor erfasst und als Sensordaten an die Kontrolleinheit, insbesondere das Auswertemodul, übermittelt. Das Auswertemodul kann basierend auf den Sensordaten beispielsweise einen Drehwinkel, eine (Winkel-)Position, eine Drehfrequenz oder dergleichen der Kurbel ermitteln, welche wiederum zur weiteren Verarbeitung durch die Kontrolleinheit, insbesondere einem Kontrollmodul, und/oder zur Umsetzung weiterer Funktionalitäten bereitgestellt werden.In particular, the sensor is fixed opposite one of the pedal cranks, in particular on the housing of the generator module or the frame of the vehicle. Optionally, the target element can be mounted on the pedal crank, in particular opposite to the sensor. The sensor cable is connected via the plug connection. For this purpose, the sensor adapter, in particular the adapter cable or the intermediate plug, is interposed by separating the plug connection. In this case, the two contact elements of the sensor adapter are connected to the respectively associated contact element, in particular plugged into one another. In a possible intermediate step, the evaluation module designed as a software module can be installed or flashed. When the vehicle is in operation, a movement and/or position of the pedal crank is detected by the sensor and transmitted as sensor data to the control unit, in particular the evaluation module. Based on the sensor data, the evaluation module can determine, for example, a rotation angle, an (angular) position, a rotation frequency or the like of the crank, which in turn are made available for further processing by the control unit, in particular a control module, and/or for implementing further functionalities.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Antriebssystem; -
2 eine schematische Blockdarstellung des Antriebssystems; -
3 eine schematische Darstellung des Antriebssystems mit einer Basisausstattung; -
4 ingleicher Darstellung wie 3 das Antriebssystem mit einer nachgerüsteten Sensorik; -
5 ingleicher Darstellung wie 4 das Antriebssystem mit der nachgerüsteten Sensorik in einer alternativen Ausführung;
-
1 a schematic representation of a vehicle with a drive system; -
2 a schematic block diagram of the drive system; -
3 a schematic representation of the drive system with basic equipment; -
4 in the same representation as3 the drive system with retrofitted sensors; -
5 in the same representation as4 the drive system with the retrofitted sensors in an alternative version;
Das Fahrzeug 1 weist ein Antriebssystem 5 auf, wobei das Antriebssystem 5 zum Antrieb des Hinterrads 4 ausgebildet und/oder geeignet ist. Das Hinterrad 4 bildet somit ein Antriebsrad des Fahrzeugs 1, wobei das Vorderrad 3 antriebslos bleibt. Optional kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Vorderrad 3 angetrieben wird.The
Das Antriebssystem umfasst ein Generatormodul 6, ein Antriebsmodul 7 und ein Energiespeichermodul 8. Das Generatormodul 6 ist im Bereich des Tretlagers angeordnet und kann durch einen Fahrzeugbenutzer per Tretkraft angetrieben werden, um elektrische Energie für das Antriebsmodul 7 zu erzeugen. Das Generatormodul 6 weist hierzu zwei diametral zueinander angeordnete Tretkurbeln 9 auf, welche per Tretkraft in Rotation versetzt werden, um elektrische Leistung in dem Generatormodul 6 zu erzeugen.The drive system includes a
Das Antriebssystem 5 weist weiterhin eine Elektronikeinheit 10 auf, über welche das Generatormodul 6, das Antriebsmodul 7, der Energiespeicher 8 sowie optional ein Verbraucher 11 über ein oder mehrere Anschlusskabel 12 elektrisch miteinander verbunden sind. Das Fahrzeug 1 weist dabei keine mechanische Antriebsverbindung zwischen den Tretkurbeln 9 und dem Antriebsrad 4 auf. Das Generatormodul 6 ist lediglich über das Anschlusskabel 12 bzw. die Elektronikeinheit 10 mit dem Antriebsmodul 7 und/oder dem Energiespeichermodul 8 und/oder dem Verbraucher 11 elektrisch verbunden, um die für das Antriebsmodul 7 nötige elektrische Energie bereitzustellen. Das Antriebsmodul 7 kann beispielsweise als ein in das Hinterrad 4 integrierter Radnabenmotor ausgebildet sein, welcher ein elektrisches Antriebsmoment auf das Hinterrad 4 überträgt. Das Antriebsmodul 7 kann dabei direkt durch die von dem Generatormodul 6 erzeugte elektrische Energie oder mittelbar durch die in dem Energiespeichermodul 8 gespeicherte elektrische Energie versorgt werden. Das Energiespeichermodul 8 kann während der Fahrt vom Generatormodul 6 gespeist werden und darüber hinaus von einer externen Stromquelle geladen werden. Optional kann die vom Generatormodul 6 bereitgestellte elektrische Energie dem Verbraucher 11, zum Beispiel ein Licht, zur Verfügung gestellt werden.The
Die
Das Generatormodul 6 weist eine Tretkurbelwelle 13 auf, welche mit ihrer Rotationsachse eine Drehachse 100 definiert. In einer Einbausituation sind an der Tretkurbelwelle 13 endseitig die Tretkurbeln 9 montiert. Das Generatormodul 6 weist zudem einen Generator 14 sowie eine Kontrolleinheit 15 auf, welche gemeinsam in einem Gehäuse 16 aufgenommen sind. Optional kann das Generatormodul 6 eine Getriebeeinrichtung, nicht dargestellt, umfassen, welche dazu dient, ein in die Tretkurbelwelle 13 eingeleitetes Tretmoment auf den Generator 14 zu übersetzen. Beispielsweise ist die Getriebeeinrichtung als ein Exzentergetriebe ausgebildet, welches in Bezug auf die Drehachse 100 koaxial zu dem Generator 14 und der Tretkurbelwelle 13 angeordnet ist.The
Die Tretkurbelwelle 13 ist koaxial zur Drehachse 100 durch das Gehäuse 16 geführt und kann beispielsweise über eine oder mehrere Lagereinrichtungen, nicht dargestellt, relativ zu dem Gehäuse 16 drehbar gelagert sein.The
Die Kontrolleinheit 15 ist ebenfalls koaxial zur Drehachse 100 angeordnet und kann beispielsweise auf einer kreisrunden bzw. kreisringförmigen Kontrollplatine (PCB), nicht dargestellt, angeordnet sein. Beispielsweise kann die Kontrolleinheit 15 eine Vielzahl von elektrischen Komponenten zum Beispiel zur Umsetzung einer weiteren Leistungselektronik umfassen.The
Das Antriebssystem 5 weist weiterhin eine Erfassungseinrichtung 17 auf, welche zur Erfassung einer Bewegung und/oder Lage einer der Tretkurbeln 9 dient und als Sensordaten bereitstellt. Die Erfassungseinrichtung 17 umfasst im Wesentlichen einen Sensor 18, welcher über ein Sensorkabel 19 an das Anschlusskabel 12 angebunden ist, wobei das Anschlusskabel 12 wiederum die Elektronikeinheit 10 und die Kontrolleinheit 15 zumindest elektrisch miteinander verbindet. Das Anschlusskabel 12 umfasst hierzu ein oder mehrere Versorgungsleiter zum elektrischen Anschluss des Generatormodul 6 an die Elektronikeinheit 10. Weiterhin kann das Anschlusskabel 12 mindestens einen weiteren Versorgungsleiter zum elektrischen Anschluss des Sensors 18 an die Elektronikeinheit 10 aufweisen. Zudem weist das Anschlusskabel 12 mindestens einen Signalleiter zum signal- bzw. datentechnischen Anschluss des Sensors 18 an die Kontrolleinheit 15 auf.The
Der Sensor 18 hat die Funktion, einen Drehwinkel und/oder eine Winkelposition der Kurbel 9 zu erfassen. Alternativ oder optional ergänzend kann der Sensor 18 auch das eingeleitete Antriebsmoment als Messgröße erfassen. Der Sensor 18 ist über das Sensorkabel 19 signal- bzw. datentechnischen mit der Kontrolleinheit 15 verbunden, sodass die Messgrößen als Sensordaten kabelgebunden an die Kontrolleinheit 15 übermittelt werden können.The
Die Kontrolleinheit 15 weist ein Auswertemodul 20 auf, welches zur Auswertung der Sensordaten, insbesondere der erfassten Bewegung und/oder Lage der Tretkurbel 9, ausgebildet und/oder geeignet ist. Das Auswertemodul 20 ist beispielsweise als ein auf einem Mikrochip oder Prozessor installiertes Softwaremodul ausgebildet. Beispielsweise kann das Auswertemodul 20 auf Basis der Sensordaten eine Drehzahl, eine Trittfrequenz, eine Kurbelposition etc. der Kurbel 9 bzw. der Tretkurbelwelle 13 ermitteln und als Kurbeldaten zur weiteren, datentechnischen Verarbeitung bereitstellen.The
Die Kontrolleinheit 15 weist ein Kontrollmodul 21 auf, welches ausgebildet ist, den Generator 14 auf Basis der Kurbeldaten zu steuern und/oder zu regeln. Beispielsweise ist das Kontrollmodul 21 ausgebildet, auf Basis der Kurbeldaten oder einer Auswahl der Kurbeldaten eine Kontrollstrategie für den Generator 14 abzuleiten und umzusetzen. Beispielsweise kann auf Basis der Kurbeldaten eine Gegenkraft und/oder ein Gegenmoment an dem Generator 14 angepasst werden.The
Das Generatormodul 6 weist eine Anschlussschnittstelle 27 auf, welche zum Anschluss des Modulkabels 23 an das Generatormodul 6 dient. Die Anschlussschnittstelle 27 ist beispielsweise als eine an dem Gehäuse 16 fest verbaute Buchse gebildet, über welche das Modulkabel 23 mit einem endseitig angeordneten Stecker zur Bildung einer weiteren Steckerverbindung angeschlossen ist. Die Anschlussschnittstelle 27 ist wiederum mit der Kontrolleinheit 15 elektrisch und signal- bzw. datentechnisch verbunden.The
Der Sensor 18 ist ausgebildet, eine Bewegung und/oder eine Lage der Kurbel berührungslos zu erfassen. Je nach Sensorprinzip kann die Erfassungseinrichtung 17 optional ein Targetelement 28 aufweisen, welches an der Tretkurbel 9 montiert und durch den Sensor 18 erfassbar ist. Je nachdem welches Sensorprinzip zum Einsatz kommt und wie genau die Bewegung und/oder Lage der Tretkurbel 9 für die angestrebten Funktionen erfasst bzw. aufgelöst werden soll, kann das Targetelement 28 als ein Magnet, eine Magnetscheibe, eine Gradscheibe o.ä. ausgebildet sein.The
Zum Anschluss des Sensorkabels 19 an das Anschlusskabel 12 weist die Erfassungseinrichtung 17 einen Sensoradapter 29 auf, welcher das Sensorkabel 19 über die Steckerverbindung 24 elektrisch und signal- bzw. datentechnisch an das Anschlusskabel 12 anbindet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Sensoradapter 29 ein Adapterkabel 30 mit einem endseitig angeordneten ersten und zweiten Kontaktelement 31, 32 auf. Das erste Kontaktelement 31 ist dabei komplementär zu dem elektronikseitigen Kontaktelement 25 ausgebildet und das zweite Kontaktelement 32 ist komplementär zu dem modulseitigen Kontaktelement 26 ausgebildet. Dabei ist das Sensorkabel 19 an das zweite Kontaktelement 32 angeschlossen, sodass die von dem Sensor 18 erfassten Sensordaten über das Sensorkabel 19 und das Modulkabel 23 kabelgebunden an die Kontrolleinheit 15 des Generatormoduls 6 übertragen werden. Hierzu weist die Steckerverbindung 29 bzw. die Kontaktelemente 25, 26 zusätzlich für die Sensorbelegung erforderliche Pins auf, welche in der Basisausstattung nicht belegt sind. Optional kann der Sensor 18 die für den Sensor 18 erforderliche Versorgungsspannung über das Adapterkabel 30 und das erste Kontaktelement 31 von der Elektronikeinheit 10 oder über das zweite Kontaktelement 31 von dem Generatormodul 6 abgegriffen werden.To connect the
Bei einer Nachrüstung der Erfassungseinrichtung 17 kann die Steckerverbindung 24, wie in
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- RahmenFrame
- 33
- Vorderradfront wheel
- 44
- Hinterradrear wheel
- 55
- Antriebssystemdrive system
- 66
- Generatormodulgenerator module
- 77
- Antriebsmoduldrive module
- 88th
- Energiespeicherenergy storage
- 99
- Tretkurbelcrank
- 1010
- Elektronikeinheitelectronics unit
- 1111
- Verbraucherconsumer
- 1212
- Anschlusskableconnection cable
- 1313
- Tretkurbelwellepedal crankshaft
- 1414
- Generatorgenerator
- 1515
- Kontrolleinheitcontrol unit
- 1616
- GehäuseHousing
- 1717
- Erfassungseinrichtungdetection device
- 1818
- Sensorsensor
- 1919
- Sensorkabelsensor cable
- 2020
- Auswertemodulevaluation module
- 2121
- Kontrollmodulcontrol module
- 2222
- Elektronikkabelelectronics cable
- 2323
- Modulkabelmodule cable
- 2424
- Steckerverbindungplug connection
- 2525
- Kontaktelementcontact element
- 2626
- Kontaktelementcontact element
- 2727
- Anschlussschnittstelleconnection interface
- 2828
- Targetelementtarget element
- 2929
- Sensoradaptersensor adapter
- 3030
- Adapterkabeladapter cable
- 3131
- erstes Kontaktelementfirst contact element
- 3232
- zweites Kontaktelementsecond contact element
- 3333
- Zwischenstecker adapter plug
- 100100
- Drehachseaxis of rotation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 19600698 A1 [0003]DE 19600698 A1 [0003]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022102239.0A DE102022102239A1 (en) | 2022-02-01 | 2022-02-01 | Propulsion system for a human-powered vehicle and method for retrofitting a detection device in the propulsion system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022102239.0A DE102022102239A1 (en) | 2022-02-01 | 2022-02-01 | Propulsion system for a human-powered vehicle and method for retrofitting a detection device in the propulsion system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022102239A1 true DE102022102239A1 (en) | 2023-08-03 |
Family
ID=87160721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022102239.0A Pending DE102022102239A1 (en) | 2022-02-01 | 2022-02-01 | Propulsion system for a human-powered vehicle and method for retrofitting a detection device in the propulsion system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102022102239A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19600698A1 (en) | 1996-01-10 | 1997-08-07 | Magnet Motor Gmbh | Vehicle that can be operated with muscle power, especially a bicycle |
-
2022
- 2022-02-01 DE DE102022102239.0A patent/DE102022102239A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19600698A1 (en) | 1996-01-10 | 1997-08-07 | Magnet Motor Gmbh | Vehicle that can be operated with muscle power, especially a bicycle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102017000165A1 (en) | Chain guide sensor and method of controlling a bicycle | |
DE102012024071B4 (en) | Bicycle generator and / or switching device | |
DE102013101960B4 (en) | A bicycle | |
DE112016006570T5 (en) | ELECTRIC DRIVING DEVICE AND ELECTRIC POWER STEERING DEVICE | |
DE112019002605T5 (en) | MOTOR UNIT AND ELECTRIC BIKE | |
EP2615022B1 (en) | Drive device for an electric bicycle with force measurement for detection of the rider's intentions | |
DE19916434B4 (en) | Electromechanically driven swiveling pedal | |
DE102011077903A1 (en) | Drive device for an electric bike | |
DE102009004838A1 (en) | Electric motor device for electric power steering and electric device | |
DE112012001052T5 (en) | Steering position and torque sensor | |
DE102014009833A1 (en) | Drive unit for an electrically assisted bicycle. | |
DE102010044540A1 (en) | Device for detecting rotational angle of steering shaft of steering wheel of e.g. passenger car, has motor for applying torque at steering shaft, and driven shaft running parallel to steering shaft and coupled with steering shaft by gearbox | |
WO2010109397A1 (en) | Apparatus and method for measuring a force acting on a bicycle pedal in the direction of the pedal shaft | |
DE102018213112A1 (en) | Actuator and motor vehicle steering device with an electric motor and a rotor position sensor and a multiturn sensor | |
EP2649709B1 (en) | Manual torque adjuster | |
DE102009037672B4 (en) | Steering device for a motor vehicle with a steering wheel and an electronic contact unit | |
DE102019201066A1 (en) | Component for a human powered vehicle | |
DE102022102239A1 (en) | Propulsion system for a human-powered vehicle and method for retrofitting a detection device in the propulsion system | |
EP1069026A2 (en) | Steering column module with steering angle sensor and compact construction | |
DE102006061702A1 (en) | Electric servomotor in a steering system of a vehicle | |
DE102008063772A1 (en) | Rotation angle sensor for spindle drives of brake booster, for detecting rotational movement or position of body, particularly shaft, is provided with housings, in which sensor element is arranged for detecting rotational movement of magnet | |
DE202012012720U1 (en) | Drive device and vehicle with an auxiliary drive device | |
DE102017007360B3 (en) | Gearbox for a bicycle | |
DE10214609B4 (en) | Steering wheel for a vehicle | |
DE102018204942A1 (en) | Device and control system for wireless communication |