-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Fahrrads. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Antriebsvorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung zur Ausführung des Verfahrens. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrrad mit einer solchen Antriebsvorrichtung.
-
Es sind allgemein Fahrräder bekannt, die zusätzlich zur Antriebsleistung eines Fahrradfahrers durch eine elektrische Antriebsmaschine angetrieben werden. Solche Fahrräder sind auch als Elektrofahrräder, Pedelec oder E-Bikes bekannt und weisen eine Antriebsmaschine und einen Zugmitteltrieb auf, mit dem eine Antriebsleistung vom Fahrradfahrer unterstützt und auf das Antriebsrad des Fahrrades übertragen wird. Ferner sind mehrspurige Pedelecs bekannt, die insbesondere als Lastenräder ausgebildet und zum Transport von Gegenständen oder mehreren Personen eingerichtet sind. Außerdem sind mehrspurige Velomobile bekannt.
-
Beispielsweise geht aus der WO 2022 / 248 014 A1 ein mehrspuriges Pedelec mit einer Tretkurbel und einem daran angeordneten Pedal zum Antreiben des Pedelecs mit Muskelkraft hervor. Das Pedelec umfasst eine von der Tretkurbel antreibbare Tretlagerwelle zum Übertragen einer Antriebskraft in einer Antriebs-Drehrichtung auf ein Antriebsmittel, eine mit der Tretlagerwelle in Wirkverbindung stehende Freilaufeinheit, wobei eine Drehung der Tretlagerwelle entgegen der Antriebs-Drehrichtung die Freilauf-Drehung der Freilaufeinheit ist, bei der die Tretlagerwelle und das Antriebsmittel mechanisch entkoppelt sind, eine Messeinheit zur Erfassung einer Fahrgeschwindigkeit des Pedelecs und einen batteriebetriebenen Elektro-Zusatzantrieb. Das Pedelec umfasst ferner eine Sensoreinheit zur Erfassung einer Drehrichtung der Tretlagerwelle und eine Umschalteinrichtung für den Elektro-Zusatzantrieb, wobei die Umschalteinrichtung mit einer Auswerteeinheit die von der Messeinheit erfasste Fahrgeschwindigkeit einerseits und die von der Sensoreinheit erfasste Drehrichtung andererseits auswertet, und die ausgehend von einem Stillstand des Pedelecs bei einer Drehung der Tretlagerwelle entgegen der Antriebs-Drehrichtung mit einer Schalteinheit die Drehrichtung des Elektro-Zusatzantriebs in eine Rückwärtsrichtung umkehrt. Die Sensoreinheit kann neben der Drehrichtung auch eine Drehzahl der Tretlagenwelle erfassen, um eine Betätigung des Elektro-Antriebs in Abhängigkeit der erfassten Drehzahl zu steuern.
-
WO 2010/103 666 A1 zeigt ein Elektrofahrzeug, welches sowohl mittels eines elektrischen Antriebs als auch mittels Muskelkraft angetrieben werden kann. Das Fahrzeug umfasst Vorderräder und Hinterräder. Ein am Rahmen vorgesehener Drehmechanismus umfasst eine Drehachse und Pedale, die auf beiden Seiten der Drehachse angeordnet sind. Die Vorderräder werden von Elektromotoren angetrieben. Das Fahrzeug weist einen Rückwärtsfahrschalter auf, der von einem Fahrer betätigt werden kann. Wenn die Pedale zeitgleich rückwärts gedreht werden, steuert eine Steuereinrichtung das Fahrzeug so an, dass dieses rückwärts fährt.
-
DE 10 2020 126 079 A1 zeigt ein Verfahren zum Betrieb eines muskelkraftunterstützten Fahrzeugs, mit zwei Fahrzeugachsen an denen drei Fahrzeugräder drehbar gelagert sind, und mindestens einer in einem Antriebsstrang des Fahrzeugs angeordneten Pedaleinheit zur Einleitung Pedalkraft in den Antriebsstrang des Fahrzeugs, wobei ein elektrisch betreibbarer Hilfskraftantrieb zur Unterstützung der vom Benutzer aufgebrachten Pedalkraft in dem Antriebsstrang angeordnet ist, und innerhalb des Antriebsstrangs des Fahrzeugs wenigstens ein Sensor zur Ermittlung einer Ist-Drehzahl und/oder einer Ist-Drehrichtung angeordnet ist, wobei das Fahrzeug ferner eine Steuereinrichtung aufweist, welche mit dem Sensor sowie mit einer ersten Betätigungseinheit und einem Aktor verbunden ist, wobei der Aktor mit dem Antriebsstrang des Fahrzeugs derart zusammenwirkt, dass in einem ersten Betriebszustand des Aktors ein hilfskraftunterstütztes Rückwärtsrollen des Fahrzeugs ermöglicht ist und in einem zweiten Betriebszustand des Aktors ein hilfskraftunterstütztes Rückwärtsrollen des Fahrzeugs zumindest verlangsamt wird.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine alternative Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad zu schaffen, die sicher sowie komfortabel vom Fahrradfahrer bedienbar ist. Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
-
Eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Fahrrads umfasst:
- • eine Tretkurbelwelle mit Tretkurbeln zum Einleiten einer mit Muskelkraft erzeugten Antriebsleistung eines Fahrradfahrers in einer Antriebs-Drehrichtung in den Antriebsstrang,
- • eine schaltbare Freilaufvorrichtung, die bei Betätigung zur Entkopplung der Tretkurbelwelle von dem Antriebsstrang in der Antriebs-Drehrichtung eingerichtet ist, wobei eine Drehung der Tretkurbelwelle entgegen der Antriebs-Drehrichtung die Freilauf-Drehung der Freilaufvorrichtung ist, bei der die Tretkurbelwelle von dem Antriebsstrang entkoppelt ist,
- • eine Antriebsmaschine mit einer Antriebswelle zum Einleiten einer Antriebleistung der Antriebsmaschine in den Antriebsstrang,
- • eine nur im Stillstand des Fahrrads betätigbare Betätigungsvorrichtung zum Betätigen der Freilaufvorrichtung und Reversieren der Antriebsmaschine für einen Rückwärtsantrieb des Fahrrads,
- • eine Sensorvorrichtung zum Erfassen einer Drehzahl der Tretkurbelwelle für den Rückwärtsantrieb und Generieren entsprechender Sensordaten, sowie
- • eine Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, diese Sensordaten zu verarbeiten und eine Drehzahl der Antriebswelle für den Rückwärtsantrieb proportional zur Drehzahl der Tretkurbelwelle zu steuern.
-
Mithin wird der Rückwärtsfahrantrieb des Fahrrads von der Steuereinrichtung eingeleitet, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind, nämlich wenn die Betätigungseinrichtung im Stillstand des Fahrrads betätigt wird und wenn eine Drehzahl an der Tretkurbelwelle erfasst wird. Dadurch wird die Sicherheit erhöht, da eine Betätigung der Tretkurbelwelle durch Pedalieren im Stillstand allein nicht ausreicht, um den Rückwärtsantrieb mittels Antriebsmaschine einzuleiten. Ferner wird durch die schaltbare Freilaufvorrichtung der Bedienkomfort für den Fahrradfahrer erhöht, weil dieser sowohl vorwärts, also in Antriebs-Drehrichtung, als auch rückwärts, also entgegen der Antriebs-Drehrichtung, pedalieren kann, um das Fahrrad allein mittels der Antriebsmaschine kontrolliert rückwärtsfahren zu lassen. Der Rückwärtsfahrantrieb des Fahrrads ist insbesondere bei mehrspurigen Lastenrädern oder Cargo-Bikes oder Velomobilen zum Rangieren vorteilhaft.
-
Während des Rückwärtsfahrens wird in beiden Drehrichtungen keine Antriebsleistung über die Tretkurbelwelle in den Antriebsstrang eingeleitet, weil die Freilaufvorrichtung die Tretkurbelwelle in beiden Drehrichtungen vom Antriebsstrang entkoppelt. Mithin kann dann über die Drehzahl der Tretkurbelwelle, also mittels Kadenz des Fahrradfahrers, lastfrei und stufenlos die Drehzahl der Antriebswelle und somit die Antriebsleistung der Antriebsmaschine dosiert werden. Je schneller der Fahrradfahrer pedaliert, umso schneller dreht die Antriebswelle und umso schneller fährt das Fahrrad rückwärts.
-
Ferner wird durch die Betätigungsvorrichtung die Sensorik der Sensorvorrichtung vereinfacht, weil die Drehrichtung der Tretkurbelwelle nicht erfasst werden muss, sondern nur die Drehzahl der Tretkurbelwelle. Die Rückwärtsfahrt erfolgt nämlich unabhängig von einer Drehrichtung der Tretkurbelwelle. Beispielsweise kann die Drehzahl der Tretkurbelwelle über Magnetgeber oder induktiv erfasst, insbesondere mittelbar an einem drehfest mit der Tretkurbelwelle verbundenen Bauteil oder unmittelbar an der Tretkurbelwelle sensiert werden. Zur Erhöhung des Komforts und zur Verbesserung der Rangierfähigkeit des Fahrrads kann die Sensorvorrichtung ein hochauflösendes Sensorelement mit beispielsweise 50 Impulsen pro Umdrehung aufweisen.
-
Bevorzugt ist die Drehzahl der Antriebswelle für den Rückwärtsfahrantrieb des Fahrrads begrenzt. Beispielsweise ist die Drehzahl der Antriebswelle für den Rückwärtsfahrantrieb des Fahrrads derart begrenzt, dass eine Fahrradgeschwindigkeit von maximal 5 km/h nicht überschritten wird. Dies erhöht insbesondere die Sicherheit beim Rückwärtsfahren. Die Fahrradgeschwindigkeit kann über an sich bekannte Sensorelemente der Sensorvorrichtung erfasst und an die Steuervorrichtung und Betätigungsvorrichtung übermittelt werden. Alternativ kann die Geschwindigkeit des Fahrrads über ein mit der Steuervorrichtung gekoppeltes GPS-Modul erfasst werden. Die zumindest die Steuervorrichtung, die Betätigungsvorrichtung, die Freilaufvorrichtung und die Sensorvorrichtung sind kommunikativ miteinander verbunden.
-
Wenn sich das Fahrrad im Rückwärtsantrieb befindet und der Fahrradfahrer nicht mehr pedaliert oder die Bremse betätigt, kommt das Fahrrad zum Stillstand. Sobald die Betätigungseinrichtung im Stillstand wieder betätigt wird, wird der Rückwärtsantrieb ausgeschaltet und die Drehrichtung der Antriebsmaschine umgekehrt, sodass die Antriebsmaschine wieder zur Antriebsunterstützung beim Vorwärtsfahren verwendet werden kann. Die Antriebsunterstützung in der Hauptfahrrichtung des Fahrrads erfolgt auf an sich bekannte Art und Weise.
-
Bevorzugt weist die Betätigungsvorrichtung mindestens eine Betätigungstaste auf und ist dazu eingerichtet, an einem Lenker des Fahrrads angeordnet zu sein. Die Betätigungstaste kann als Druckknopf oder als Kippschalter ausgebildet sein und ist vorzugsweise dazu eingerichtet, einen Daumen des Fahrradfahrers aufzunehmen.
-
Das Reversieren der Antriebsmaschine mittels Betätigungsvorrichtung kann durch ein Wendegetriebe oder durch Umkehren der Drehrichtung der Antriebsmaschine erfolgen. Bevorzugt ist die Antriebsmaschine als elektrische Maschine ausgebildet und mit einem elektrischen Energiespeicher verbunden. Die elektrische Maschine weist einen gehäusefesten Stator und einen drehbaren Rotor, der drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist, auf.
-
Gemäß einer weiterbildenden Ausführungsform ist die Tretkurbelwelle über die Freilaufvorrichtung mit einer Abtriebswelle verbunden, wobei die Abtriebswelle dazu eingerichtet ist, über einen Zugmitteltrieb mit einem Antriebsrad des Fahrrads antriebswirksam verbunden zu sein und zumindest die Antriebsleistung des Fahrradfahrers auf das Antriebsrad zu übertragen. Insbesondere kann die Antriebsmaschine unabhängig von den anderen Bauteilen der Antriebsvorrichtung im Antriebsstrang des Fahrrads angeordnet sein, beispielsweise unabhängig von der Tretkurbelwelle und dem Zugmitteltrieb an einem anderen Antriebsrad als die Tretkurbelwelle und der Zugm itteltrieb.
-
Gemäß einer weiterbildenden Ausführungsform ist die Antriebswelle zumindest mittelbar mit der Abtriebswelle verbunden, wobei die Abtriebswelle dazu eingerichtet ist, auch die Antriebsleistung der Antriebsmaschine über den Zugmitteltrieb auf das Antriebsrad zu übertragen. Mit anderen Worten ist die Antriebsmaschine im Bereich der Tretkurbelwelle des Fahrrads angeordnet, wobei das Zugmittel dazu eingerichtet ist, eine aus Muskelkraft erzeugte Antriebsleistung sowie eine von der Antriebseinheit erzeugte Antriebsleistung auf ein Antriebsrad des Fahrrades zu übertragen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Antriebsmaschine als Radnabenantrieb ausgebildet und dazu eingerichtet, am Antriebsrad angeordnet zu sein.
-
Gemäß einer weiterbildenden Ausführungsform ist die Abtriebswelle koaxial zur Tretkurbelwelle sowie achsparallel zur Antriebswelle angeordnet. Insbesondere ist die Abtriebswelle als Hohlwelle ausgebildet, wobei die Tretkurbelwelle axial durch die Abtriebswelle hindurchgeführt ist.
-
Beispielsweise leitet der Fahrradfahrer über Pedale eine Antriebsdrehzahl und ein Antriebsdrehmoment, auf die Tretkurbelwelle ein, wobei die Tretkurbelwelle mit einer ersten Welle des Zugmitteltriebs verbunden ist. Die Antriebsmaschine kann vom Fahrradfahrer zur Unterstützung aktiviert werden. Über die Antriebswelle der Antriebsmaschine wird eine weitere Antriebsleistung, also eine weitere Antriebsdrehzahl und ein weiteres Antriebsdrehmoment, zumindest mittelbar auf die erste Welle des Zugmitteltriebs eingeleitet, um den Antrieb des Fahrradfahrers zu unterstützen. Über das Zugmittel des Zugmitteltriebs wird die Antriebsleistung zwischen der ersten Welle und einer zweiten Welle übertragen. Beispielsweise ist die zweite Welle drehfest mit einem als Hinterrad ausgebildeten Antriebsrad des Fahrrads antriebswirksam verbunden. Mithin ist das Fahrrad neben einer mit Muskelkraft erzeugten Antriebsleistung auch mit einer durch die Antriebsmaschine erzeugten Antriebsleistung antreibbar.
-
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung wird die Drehzahl der Antriebswelle für den Rückwärtsfahrantrieb des Fahrrads von der Steuereinrichtung proportional zur Drehzahl der Tretkurbelwelle gesteuert, wenn die Betätigungseinrichtung im Stillstand des Fahrrads betätigt wird und eine Drehzahl an der Tretkurbelwelle erfasst wird. Die Drehrichtung muss dabei nicht erfasst werden, da die schaltbare Freilaufvorrichtung bei Betätigung der Betätigungsvorrichtung eine Entkopplung der Tretkurbelwelle in beiden Drehrichtungen bewirkt, sodass der Fahrradfahrer je nach Vorliebe, lastfrei vorwärts oder lastfrei rückwärts pedalieren kann, um während der Rückwärtsfahrt kontrolliert das Fahrrad zu rangieren. Mithin wird durch Betätigung der Betätigungseinrichtung im Stillstand die Rückwärtsfahrt mit der Antriebsmaschine ausgelöst. Durch die Tretkurbeldrehung wird die Geschwindigkeit während der Rückwärtsfahrt, insbesondere zwischen 0 km/h und 5 km/h kontrolliert. Die Steuervorrichtung steuert nämlich die Drehzahl der Antriebswelle der Antriebsmaschine proportional zur Drehzahl der Tretkurbelwelle.
-
Eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Mithin verarbeitet die Steuereinrichtung die Sensordaten der Sensorvorrichtung, um die Drehzahl der Antriebswelle für den Rückwärtsfahrantrieb des Fahrrads proportional zur Drehzahl der Tretkurbelwelle zu steuern, sofern die Betätigungseinrichtung im Stillstand des Fahrrads betätigt wurde. Die obigen Definitionen sowie Ausführungen zu technischen Effekten, Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gelten sinngemäß auch für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung.
-
Ein erfindungsgemäßes Fahrrad umfasst eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung und zumindest drei Räder, wobei zumindest eines der Räder als Antriebsrad ausgebildet und zumindest mit der Antriebswelle der Antriebsmaschine antriebswirksam verbunden ist. Mithin umfasst das erfindungsgemäße Fahrrad die üblichen Komponenten eines mit Muskelkraft antreibbaren Fahrrades. Die Antriebsmaschine ist bevorzugt als elektrischer Antriebsmotor ausgebildet und kann die Belastung des Fahrradfahrers bei der Fortbewegung verringern oder seine Reichweite steigern, und zwar in Abhängigkeit der Kapazität des damit verbundenen Energiespeichers. Die obigen Definitionen sowie Ausführungen zu technischen Effekten, Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gelten sinngemäß auch für das erfindungsgemäße Fahrrad.
-
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt:
- 1 eine stark vereinfachte schematische Darstellung eines Fahrrads mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung, und
- 2 eine stark vereinfachte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß 1.
-
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Fahrrad 100 stark vereinfacht dargestellt. Das Fahrrad 100 weist einen Rahmen 104 auf, an dem ein Vorderrad 103, zwei Hinterräder, die jeweils als Antriebsrad 102 ausgebildet sind, wobei aufgrund der Seitendarstellung nur eines der beiden Hinterräder dargestellt ist, ein Fahrradlenker 105, ein Sattel 108 und eine Transportbox 107 zur Aufnahme und Transport von Lasten, angeordnet sind.
-
Ferner weist das Fahrrad 100 eine Antriebsvorrichtung 1 auf, die dazu eingerichtet ist, das Fahrrad 100 zumindest mit einer Muskelkraft eines - hier nicht dargestellten - Fahrradfahrers anzutreiben. Dazu sitzt der Fahrradfahrer beim Fahren beispielsweise auf dem Sattel 108 und bringt über jeweilige Pedale 109, die über jeweilige Tretkurbeln 2 mit der Antriebsvorrichtung 1 verbunden sind, eine Antriebsleistung in den Antriebsstrang des Fahrrads 100 ein. Die Antriebsvorrichtung 1 umfasst auch eine als elektrische Maschine ausgebildete Antriebsmaschine 5, die nur in 2 dargestellt und dazu eingerichtet ist, ihrerseits auch eine Antriebsleistung in den Antriebsstrang des Fahrrads 100 einzuleiten, um den Fahrradfahrer beim Fahren zu unterstützen. Mithin ist das Fahrrad 100 als Lasten-Pedelec ausgebildet.
-
Die Antriebsleistungen der Antriebsmaschine 5 und des Fahrradfahrers werden zusammengeführt und über eine Abtriebswelle 10, die nur in 2 dargestellt ist, auf das jeweilige Antriebsrad 102 des Fahrrads 100 übertragen. Die Abtriebswelle 10 ist dazu über ein erstes Kettenblatt 110, das mit der Abtriebswelle 10 drehfest verbunden ist, ein zweites Kettenblatt 112, das mit dem jeweiligen Antriebsrad 102 verbunden ist, und eine dazwischen angeordnete Kette 111, mit dem jeweiligen Antriebsrad 102 antriebswirksam verbunden. Mithin bilden die beiden Kettenblätter 110, 112 und die Kette 111 einen als Kettentrieb ausgebildeten Zugmitteltrieb 101. Im Leistungsfluss zwischen dem zweiten Kettenblatt 112 und den beiden Antriebsrädern 102 kann ein Differential angeordnet sein.
-
Alternativ ist auch eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Kettenblatt 112 und den beiden Antriebsrädern 102 denkbar. Ferner alternativ ist die Verwendung eines Riementriebs denkbar, um eine Antriebsleistung von der Antriebsvorrichtung 1 auf das jeweilige Antriebsrad 102 des Fahrrads 100 zu übertragen. Ferner alternativ kann die Antriebsmaschine 5 als Radnabenmotor ausgebildet und direkt mit einem Antriebsrad 102 verbunden sein, sodass über den Zugmitteltrieb 101 nur die Antriebsleistung des Fahrradfahrers übertragen wird und die Antriebsmaschine 5 direkt auf das Antriebsrad 102 wirkt.
-
An dem Fahrradlenker 105 ist eine Betätigungsvorrichtung 9 angeordnet. Die Betätigungsvorrichtung 9 weist eine Betätigungstaste auf, die der Fahrradfahrer beispielsweise mit seinem Daumen betätigen kann und zum Schalten einer schaltbaren Freilaufvorrichtung 4, die nur in 2 dargestellt ist, vorgesehen ist.
-
In 2 ist die Antriebsvorrichtung 1 des Fahrrads 100 aus 1 stark vereinfacht dargestellt. Die Antriebsvorrichtung 1 umfasst eine Tretkurbelwelle 3 mit Tretkurbeln 2 und Pedalen 109 zum Einleiten der mit Muskelkraft erzeugten Antriebsleistung des Fahrradfahrers in den Antriebsstrang. Die schaltbare Freilaufvorrichtung 4 ist im Leistungsfluss zwischen der Tretkurbelwelle 3 und der Abtriebswelle 10 angeordnet, wobei die Freilaufvorrichtung 4 bei Betätigung zur Entkopplung der Tretkurbelwelle 3 von dem Antriebsstrang in der Antriebs-Drehrichtung eingerichtet ist. Eine Drehung der Tretkurbelwelle 3 entgegen der Antriebs-Drehrichtung ist die Freilauf-Drehung der Freilaufvorrichtung 4, bei der die Tretkurbelwelle 3 von dem Antriebsstrang entkoppelt ist. Wenn die Freilaufvorrichtung 4 durch Drücken der Betätigungstaste an der Betätigungsvorrichtung 9 betätigt wird, wird die Tretkurbelwelle 3 auch bei einer Drehung in der Antriebs-Drehrichtung von dem Antriebsstrang entkoppelt. Wenn die Freilaufvorrichtung 4 demgegenüber nicht betätigt ist, kann der Fahrradfahrer in der durch den Pfeil 106 nur in 1 dargestellten Antriebs-Drehrichtung pedalieren, um das Fahrrad 100 vorwärts anzutreiben, wobei die Antriebsmaschine 5 den Fahrradfahrer in dieser Antriebs-Drehrichtung mit einer Antriebsleistung über eine Antriebswelle 6 unterstützten kann. Die Tretkurbelwelle 3 ist dann über die Freilaufvorrichtung 4 mit der Abtriebswelle 10 drehfest verbunden. Ferner ist die Antriebswelle 6 der Antriebsmaschine 5 zumindest mittelbar, beispielsweise über eine Stirnradstufe mit der Abtriebswelle 10 verbunden, wobei die Abtriebswelle 10 dazu eingerichtet ist, die Antriebsleistung der Antriebsmaschine 5 und die Antriebsleistung des Fahrradfahrers über den Zugmitteltrieb 101 auf das jeweilige Antriebsrad 102 zu übertragen. Wenn die Antriebsmaschine 5 alternativ nicht im Bereich der Tretkurbelwelle 3 angeordnet, sondern als Radnabenantrieb ausgebildet und am Antriebsrad 102 angeordnet ist, wird über den Zugmitteltrieb 101 nur die Antriebsleistung des Fahrradfahrers auf das Antriebsrad 102 übertragen.
-
Die Antriebsvorrichtung 1 umfasst ferner die bereits in 1 gezeigte Betätigungsvorrichtung 9 zum Betätigen der Freilaufvorrichtung 4 und Reversieren der Antriebsmaschine 5 für einen Rückwärtsantrieb des Fahrrads 100. Die Betätigungsvorrichtung 9 ist nur im Stillstand des Fahrrads 100 betätigbar. Die Betätigungsvorrichtung 9 ist mit einer Steuereinrichtung 7 kommunikativ verbunden, wobei die Steuereinrichtung 7 mit einer Sensorvorrichtung 8, der Antriebsmaschine 5 und der Freilaufvorrichtung 4 kommunikativ verbunden ist. Eine „kommunikative Verbindung“ sieht vor, dass Daten und Informationen, wie beispielsweise Sensorsignale und/oder Steuerbefehle, übermittelt werden können. Dies ist in 2 über eine jeweilige Verkabelung dargestellt, kann aber alternativ kabellos, beispielsweise über Funk erfolgen. Ob sich das Fahrrad 100 im Stillstand befindet, kann die Steuereinrichtung 7 über diesbezügliche Sensorsignale von der Sensorvorrichtung 8 bestimmen, wobei die Sensorvorrichtung 8 dazu beispielsweise einen nicht näher dargestellten Drehzahlsensor aufweist, der an einem Rad des Fahrrads 100 eine Drehzahl erfasst und darüber die Geschwindigkeit des Fahrrads 100. Alternativ kann die Geschwindigkeit des Fahrrads 100 auch über GPS erfasst werden.
-
Ferner erfasst die Sensorvorrichtung 8 eine Drehzahl der Tretkurbelwelle 3 für den Rückwärtsantrieb des Fahrrads 100 und generiert entsprechende Sensordaten. Dazu weist die Sensorvorrichtung 8 beispielsweise einen Magnetsensor mit einer Lochscheibe auf, die drehfest mit der Tretkurbelwelle 3 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 7 verarbeitet die Sensordaten der Sensorvorrichtung 8. Wenn die Betätigungseinrichtung 9 im Stillstand des Fahrrads 100 betätigt und eine Drehzahl an der Tretkurbelwelle 3 erfasst wird, unabhängig davon, ob der Fahrradfahrer vorwärts oder rückwärts pedaliert, steuert die Steuereinrichtung 7 eine Drehzahl der Antriebswelle 6 für den Rückwärtsantrieb proportional zur Drehzahl der Tretkurbelwelle 3. Durch das Betätigen der Betätigungseinrichtung 9 im Stillstand wird somit die Rückwärtsfahrt ausgelöst und durch das Aufbringen einer Drehzahl auf die Tretkurbelwelle 3 wird die Geschwindigkeit beim Rückwärtsfahren kontrolliert. Mithin wird die Leerlaufdrehzahl der Tretkurbelwelle 3 zur kontrollierten Dosierung einer Antriebsleistung der Antriebsmaschine 5, insbesondere einer Antriebsdrehzahl der Antriebswelle 6 verwendet, um das Fahrrad 100 rein elektrisch rückwärts zu rangieren. Dadurch wird das Rangieren besonders komfortabel und sicher für den Fahrradfahrer. Insbesondere ist die Drehzahl der Antriebswelle 3 für den Rückwärtsfahrantrieb des Fahrrads 100 begrenzt, vorzugsweise derart, dass bei maximaler Drehzahl an der Tretkurbelwelle 3 eine Fahrradgeschwindigkeit von 5 km/h nicht überschritten wird.
-
Bezugszeichen
-
- 1
- Antriebsvorrichtung
- 2
- Tretkurbel
- 3
- Tretkurbelwelle
- 4
- Freilaufvorrichtung
- 5
- Antriebsmaschine
- 6
- Antriebswelle
- 7
- Steuereinrichtung
- 8
- Sensorvorrichtung
- 9
- Betätigungsvorrichtung
- 10
- Abtriebswelle
- 100
- Fahrrad
- 101
- Zugmitteltrieb
- 102
- Antriebsrad
- 103
- Vorderrad
- 104
- Rahmen
- 105
- Fahrradlenker
- 106
- Pfeil
- 107
- Transportbox
- 108
- Sattel
- 109
- Pedale
- 110
- erstes Kettenblatt
- 111
- Kette
- 112
- zweites Kettenblatt
