DE19855585A1 - Light vehicle with hybrid electro-muscle power drive derives motor power control signal from pedal crank sensor signals and stored data for typical force/torque profile over crank rotation - Google Patents
Light vehicle with hybrid electro-muscle power drive derives motor power control signal from pedal crank sensor signals and stored data for typical force/torque profile over crank rotationInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Leichtfahrzeug mit einem Hybridantrieb aus Elektro- und Muskelkraftantrieb mit drei oder vier Rädern, das hauptsächlich im Kurzstrecken verkehr eingesetzt wird. Solche Fahrzeuge besitzen eine sehr hohe Raum- und Energieeffizienz, sind leise und abgasfrei und können einen wichtigen Beitrag zu einem umweltfreundlicheren Verkehr liefern. Sie haben häufig ein Leergewicht zwischen 80 und 300 kg inklusive Batterien, Stromerzeuger oder Brennstoffzellen und eine Motornennleistung zwischen 0,8 kW und 5 kW. Neben einem mehr oder minder großen energetischen Vorteil bietet der Muskelkraftantrieb dabei auch psychologische und physiologische Vorteile: Mit Pedalen unter den Füßen wird eine bestimmte Geschwindigkeit viel höher bewertet als im Pkw. Dies führt zu einer weit besseren Akzeptanz der relativ geringen Geschwindigkeit solcher Fahrzeuge. Durch die Tretaktion stellt sich das positive Gefühl der aktiven Fortbewegung ein. Der Kreislauf wird regelmäßig angeregt und trainiert. Eine Heizung des Fahrgastraumes ist auch bei großen Minusgraden nicht notwendig.The invention relates to a light vehicle with a hybrid drive from electrical and Muscle power drive with three or four wheels, mainly in short distances traffic is used. Such vehicles have a very high space and Energy efficiency, are quiet and emission-free and can make an important contribution deliver more environmentally friendly transport. They often have an empty weight between 80 and 300 kg including batteries, power generators or fuel cells and rated motor power between 0.8 kW and 5 kW. In addition to a more or less The muscle power drive also offers great energetic advantages, including psychological ones and physiological advantages: with pedals under your feet a certain one Speed rated much higher than in a car. This leads to a far better one Acceptance of the relatively slow speed of such vehicles. Through the Pedal action creates the positive feeling of active locomotion. The circulation is regularly stimulated and trained. Heating of the passenger compartment is also included large minus degrees are not necessary.
Ein solches Fahrzeug ist unter dem Namen TWIKE im Handel. Es ist dreirädrig und bietet zwei Personen Platz. Es hat zwei Tretkurbelsätze und einen 5-kW-Elektromotor. Beide Tretkurbelsätze werden auf einer gemeinsamen Welle zusammengefaßt, von der ein kurzer Kettentrieb auf eine handbetätigte Fahrradnabenschaltung führt und von dort weiter zum Differential, auf das auch der Elektromotor wirkt. Beide Fahrer treten also stets in der gleichen Tretfrequenz und ein Schalten ist nur möglich, wenn beide Fahrer gleichzeitig die Pedale entlasten. Die Leistung des Motors wird über einen zweistufigen Druckschalter am Lenkgriff geregelt. Die Bedienung des Hybrid antriebes erweist sich in der Praxis als recht komplex und braucht eine längere Gewöhnungszeit. Die sehr grobe Regelung des kräftigen Motors in lediglich zwei Stufen führt dazu, daß die gewünschte Fahrgeschwindigkeit nur durch ein ständiges An-/Ausschalten des Motors, bzw. ein ständiges Wechseln zwischen beiden Fahr stufen erreicht werden kann. Dafür wird viel Aufmerksamkeit vom Fahrer verlangt, der darüber häufig das Schalten des Muskelkraftantriebes vergißt. Dies führt dazu, daß der Beitrag der Muskelkraft zum Fahren sehr gering ist und das Treten mitunter ganz eingestellt wird, da das Feedback weitgehend fehlt. Der eigene Leistungsbeitrag wird nicht spürbar. Hinzu kommt, daß der Übersetzungsbereich der Fahrradschaltung für den Geschwindigkeitsbereich des TWIKE viel zu gering ist und unterhalb von etwa 20 km/h sowie oberhalb von etwa 60 km/h ein ergonomisches Treten nicht mehr möglich ist. Diese Nachteile verhindern eine breite Akzeptanz bei potentiellen Käufern.Such a vehicle is commercially available under the name TWIKE. It is three-wheeled and offers space for two people. It has two pedal crank sets and a 5 kW electric motor. Both pedal crank sets are combined on a common shaft, from which a short chain drive leads to a manually operated bicycle hub gear and thence to the differential on which the electric motor also acts. Both drivers so always pedal at the same cadence and switching is only possible if both drivers relieve the pedals at the same time. The performance of the engine is about regulated a two-stage pressure switch on the steering handle. Operating the hybrid drive turns out to be quite complex in practice and takes a long time Getting used to. The very rough regulation of the powerful engine in just two Steps leads to the fact that the desired driving speed can only be achieved by a constant Switching the engine on / off, or a constant change between both driving levels can be achieved. For this, a lot of attention is required from the driver who often forgets about switching the muscle power drive. This leads to the contribution of muscle strength to driving is very small and pedaling is sometimes quite is set because the feedback is largely missing. Your own contribution to performance is not noticeable. In addition, the gear ratio range of the bicycle circuit is far too low for the speed range of the TWIKE and below about 20 km / h and above about 60 km / h ergonomic pedaling no longer is possible. These disadvantages prevent broad acceptance among potential Buyers.
Zwei weitere solche Fahrzeuge sind in P 43 06 094.3 und G 94 02 906.7 bekannt geworden. Sie bieten zwei Erwachsenen und zwei Kindern Platz und besitzt zwei unabhängig schaltbare Tretkurbelsätze. Die Motornennleistung beträgt ca. 0,5-1,5 kW. Sie werden per Hand durch einen Drehgriff oder eine Drucktaste proportional zum Drehwinkel oder Tastenweg geregelt. Obwohl hier der Beitrag der Muskelkraft zur Fortbewegung deutlich höher ist, als beim ersten Fahrzeug, spürt der Fahrer diesen Beitrag dennoch nur undeutlich. Die Bedienung der Motorsteuerung, der Gangschaltung, des Blinkers und der Fahrzeugbremsen führen zu einer insgesamt recht komplexen und gewöhnungsbedürftigen Fahrzeugbedienung. Zudem ist das Motorgas wie auch beim ersten Fahrzeug nur mit der rechten Hand bedienbar.Two other such vehicles are known in P 43 06 094.3 and G 94 02 906.7 become. They can accommodate two adults and two children and have two independently switchable pedal crank sets. The nominal motor power is approx. 0.5-1.5 kW. They are proportional by hand using a twist grip or a push button regulated to the angle of rotation or key travel. Although here the contribution of muscle strength the driver feels that the locomotion is significantly higher than that of the first vehicle this contribution is only indistinct. Operation of the engine control, the Gear shift, the turn signal and the vehicle brakes lead to an overall quite complex and getting used to vehicle operation. It is also As with the first vehicle, engine gas can only be operated with the right hand.
Bei den in zunehmender Stückzahl auf den Markt kommenden Elektrofahrrädern werden Handsteuerungen des Motors oder einfache, von der Tretbewegung oder einer Mindestkettenkraft abhängige An-Aus-Motorregelungen eingesetzt. Da der Motor mit 200-300 W schwach ist und nur etwa zur Hälfte zum Fortkommen beiträgt, ist eine solch grobe und träge Regelung akzeptabel, da genügend Feedback über den Pedalantrieb selbst kommt. Einige Elektrofahrräder mit zum Teil etwas höheren Motor leistungen benutzen eine von der Kettenkraft oder von der Tretfrequenz abhängige zwei oder dreistufige Motorregelung. Je stärker dabei die Motoren die Muskelkraft überwiegen, desto deutlicher wird das Manko einer feinfühligen, pedalkraftabhängigen Regelung. Ein in US 5749429 bekanntgewordene pedalgesteuerte Motorregelung eines sogennanten Power-Assist-Bikes benutzt eine Meßvorrichtung, die das vom Motor an der Kettenblattwelle abgegebene Moment mit dem durch die Tretkurbel abgegebenen Moment vergleicht und den Motor so regelt, daß das Verhältnis Motormoment zu Tretkurbelmoment stets 50 zu 50 ist. Damit wird einer gesetzlichen Vorschrift genüge getan, die zu einer Befreiung der Helmpflicht führt. Diese Art der Motorregelung reagiert zwar unmittelbar und die Motorleistung schwankt bei jeder Tretkurbelumdrehung, da aber das Fahrzeug bei diesem Motoranteil insgesamt noch träge auf eine Veränderung der Tretaktion reagiert, ist ein Pulsieren des Antriebes mit der Tretfrequenz allenfalls schwach spürbar.With the increasing number of electric bikes on the market are manual controls of the motor or simple, from the pedaling movement or a minimum chain force dependent on-off motor controls. Since the 200-300 W motor is weak and only contributes about half to progress, is such a rough and sluggish regulation acceptable because there is enough feedback about the Pedal drive itself comes. Some electric bikes with a slightly higher motor performances use a chain force or pedal frequency dependent two or three-stage motor control. The stronger the motors the muscular strength predominate, the clearer the shortcoming of a sensitive, pedal force-dependent Regulation. A pedal-controlled engine control system which has become known in US 5749429 a so-called power assist bike uses a measuring device that the from Motor on the chainring shaft with the torque given by the crank compares the delivered torque and regulates the motor so that the ratio Engine torque to pedal crank torque is always 50 to 50. This becomes a legal Rule is sufficient that leads to an exemption from the obligation to wear a helmet. That kind of Engine control reacts immediately and the engine output fluctuates with everyone Pedal crank rotation, since the vehicle is still overall with this engine share reacting sluggishly to a change in the pedal action is a pulsation of the drive the pedaling frequency not noticeable at best.
Prozessorgesteuerte Motorregelungen für ein Fahrrad mit Elektrounterstützung sind in US5370200 und in US5664636 bekannt geworden. Dort erfaßt ein Kraftsensor das Drehmoment der Tretkurbelachse und ein Rechner steuert nach überschreiten einer bestimmten Kraftschwelle den Motor proportional zu diesem Drehmoment. Ein Geschwindigkeitssensor verhindert jede Motorleistung, solange eine bestimmte Geschwindigkeit nicht überschritten worden ist. Alternativ oder zusätzlich wird auch vorgesehen, die Motorleistung ohne Geschwindigkeitsschwelle beim Startvorgang sukzessive mit jedem weiteren Tritt ins Pedal ansteigen zu lassen. Dies sind unum gängliche Sicherheitsvorkehrung bei Zweirädern, bei denen während des Auf- und Absteigens und in der Warteposition, mit einem Fuß am Boden und dem anderen auf dem Pedal, bereits hohe Pedaldrehmomente wirken können, ohne daß der Fahrer die Absicht hat zu starten. Eine solche Sicherheitsregelung mit Geschwindigkeitschwelle und/oder sukzessivem Kraftanstieg ist jedoch bei mehrspurigen Fahrzeugen nicht erforderlich, da beim Auf- und Absteigen und in der Warteposition keine nennens werten Tretkurbeldrehmomente auftreten. Sie ist bei den etwas schwereren Fahrzeugen des Oberbegriffs sogar sehr hinderlich, da der Fahrer gerade in der Startphase mit Muskelkraft allein überfordert ist und eine hohe Motorunterstützung erwartet.Processor-controlled motor controls for a bicycle with electrical assistance are in US5370200 and known in US5664636. There a force sensor detects that Torque of the pedal crank axis and a computer controls after exceeding one certain force threshold the motor proportional to this torque. On Speed sensor prevents any engine power as long as a certain one Speed has not been exceeded. Alternatively or additionally, too provided the engine power without speed threshold during the starting process to gradually step on the pedal with each additional step. These are not essential common safety precautions for two-wheelers, where during the opening and Descend and wait, with one foot on the ground and the other on the pedal, already high pedal torques can act without the driver Intends to start. Such a safety regulation with speed threshold and / or successive increase in power is not in multi-lane vehicles Required, as there is no mention when getting on and off and in the waiting position values pedal crank torques occur. It is with the somewhat heavier ones Vehicles of the generic term are very cumbersome because the driver is in the Starting phase is overwhelmed with muscle strength alone and high motor support expected.
Bei Leichtfahrzeugen, deren Eigenmasse die Fahrermasse übertrifft und die eine stärkere Motorisierung aufweisen, ist wegen der Motordominanz im Hybridantrieb eine feinfühlige Motorregelung ohne Geschwindigkeitsschwelle unerläßlich, bei der die gewünschte Motorleistung sofort zur Verfügung steht. Bei jedem Fahrzeug ist eine direkte, feinfühlige und schnelle Umsetzung des Fahrerwillens ein Kernpunkt in der Beurteilung und emotionalen Akzeptanz des Fahrzeuges durch den Fahrer. Eine gut dosierbare und schnelle Gasannahme ist beim Pkw mitentscheidendes Verkaufs argument. Ebenso hat beim unmotorisierten Fahrrad ein geringes Gewicht entschei dende Bedeutung, das den Eindruck einer im übertragenen Sinn "schnellen Gas annahme", also der unmittelbaren Umsetzung des Fahrerwillens, erzeugt. An der Schnittstelle zwischen Mensch und der ihn unterstützenden oder bewegenden Maschine wird der Charakter eines Fahrzeuges im positiven Sinn als Agilität oder negativen Sinn als Trägheit offenbar. Daneben ist eine gute und präzise Gasannahme auch ein sicherheitsrelevanter Faktor im dichten Verkehr, dem ein solches Fahrzeug noch wesentlich mehr ausgesetzt ist als ein Fahrrad.For light vehicles, whose own mass exceeds the driver mass and one have more motorization is one because of the motor dominance in the hybrid drive sensitive engine control without speed threshold is essential, at which the desired engine power is immediately available. There is one in every vehicle Direct, sensitive and quick implementation of driver will is a key point in the Assessment and emotional acceptance of the vehicle by the driver. A well Dosable and fast gas reception is a decisive factor in the sale of cars argument. Likewise, a low weight was decisive for the unmotorized bicycle end meaning, the impression of a figuratively "fast gas assumption ", i.e. the immediate implementation of the driver 's will Interface between people and those who support or move them Machine becomes the character of a vehicle in a positive sense as agility or negative sense as inertia evident. Next to it is a good and precise throttle response also a safety-relevant factor in heavy traffic, such a vehicle is exposed to much more than a bicycle.
Bei Leichtfahrzeugen mit besagtem Hybridantrieb kommt zusätzlich das Erfordernis hinzu, das verbreitete Vorurteil, ein solches Fahrzeug könne nur sehr schwer zu treten sein, durch ein entsprechend positives, also leichtes und spontanes Fahr- und Treterlebnis zu entkräften. Will man den Fahrer aus guten energetischen, gesund heitlichen und psychologischen Gründen zum Treten motivieren, muß es das Ziel sein, dem Fahrer die eigene Tretleistung in diesem Fahrzeug als vielfach multipliziert erleben zu lassen, d. h. ihm gleichsam Siebenmeilenstiefel anzuziehen. Er soll sich als Beweger und nicht als Bewegter fühlen. Eine besondere Schwierigkeit ergibt sich dadurch, daß die Tretaktion in ihrem Kraftniveau prinzipiell ungleichmäßig und je nach Fahrer mehr oder minder unrund ist, so daß das Kraftniveau nicht unmittelbar als Signal zur Motorsteuerung verwendet werden kann.In the case of light vehicles with said hybrid drive, there is also the requirement In addition, the widespread prejudice that such a vehicle is very difficult to achieve be kicked by a correspondingly positive, i.e. easy and spontaneous driving and Invalidate pedaling experience. Do you want the driver out of good energetic, healthy motivated to kick, for unified and psychological reasons, it must be the goal be multiplied by the driver's own pedaling power in this vehicle let to experience, d. H. to put him on seven-mile boots. He is supposed to be Feel the mover and not the mover. A particular difficulty arises by the fact that the pedaling action in principle is uneven and depending on Driver is more or less out of round, so that the level of force is not immediately as Motor control signal can be used.
Ebenfalls einen hohen Stellenwert hat eine einfache und selbstverständliche Art der Fahrzeugbedienung. Bei der erfolgreichen Markteinführung neuer Fahrzeugkonzepte ist es entscheidend wichtig, daß nicht nur die ökonomische sondern auch die psycho logische Schwelle für das Neue so niedrig wie möglich ist. Der Stand der Technik trägt dem zu wenig Rechnung.A simple and self-evident type of Vehicle operation. With the successful launch of new vehicle concepts it is vitally important that not only the economic but also the psycho logical threshold for the new is as low as possible. The state of the art bears too little account.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Schwierigkeiten zu lösen und ein Leicht fahrzeug mit einem Hybridantrieb aus Elektromotor und Muskelkraft zu schaffen, das unmittelbar und feinfühlig auf den in der Art der Tretarbeit geäußerten Fahrerwillen reagiert, das einfach und selbstverständlich zu bedienen ist und das eine optimale Tretarbeit mit sehr gutem Feedback garantiert. Zusätzlich soll der Fahrer das Maß der Kraftverstärkung, bzw. den Charakter des Fahrzeuges in gewissen Grenzen indivi duell einstellen können und weitere Informationen über seine Tretleistung und andere trainingsrelevante Daten erhalten. Das Fahrzeug soll gewissermaßen zum Partner des Fahrers werden. The object of the invention is therefore to solve these difficulties and an easy to create a vehicle with a hybrid drive consisting of an electric motor and muscle power immediate and sensitive to the driver's will expressed in the type of pedal work responds, which is easy and natural to use and which is optimal Pedaling guaranteed with very good feedback. In addition, the driver should measure the degree of Power amplification, or the character of the vehicle within certain limits duel and more information about his pedaling power and others receive training-relevant data. The vehicle is supposed to become a partner of the driver.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Leichtfahrzeug (1) des Oberbegriffs mit einem Rechner (7) ausgestattet wird, der die intelligente Motor steuerung übernimmt und der aus der Art der momentanen Tretaktion des Fahrers anhand gespeicherten Wissens über den typischen Kraft- oder Drehmomentverlauf während einer Tretkurbelumdrehung den Fahrerwillen erkennt und ihn zeitlich nahezu unmittelbar in ein entsprechendes Steuersignal für den Elektromotor (3) umsetzt. Dazu wird die Kraft des Zugtrums des Riemens oder der Kette (4) oder das Drehmoment am Kettenblatt (31) oder der Riemenscheibe der Fahrertretkurbel (2) durch einen Kraft- oder Drehmomentsensor (5) mit hoher Auflösung erfaßt. Gleich zeitig wird die Drehwinkelposition der Tretkurbel über einen Winkelsensor (6) erfaßt. Beide Signale werden an einen Rechner (7) mit Datenspeicher geleitet, der die Istwerte anhand gespeicherter Daten über den in dieser Winkelposition der Fahrer tretkurbel (2) zu erwartenden Kraftverlauf mit auf Erfahrungswerten basierenden Sollwerten vergleicht und der bei Überschreiten eines bestimmten Differenzwertes (dF; dM) nach oben mehr Motorleistung steuert und der bei Unterschreiten eines bestimmten Differenzwertes Motorleistung zurücknimmt. Dabei kann die Berechnung so erfolgen, daß in einem ersten Berechnungsschritt der Fahrerwillen festgestellt wird, in einem zweiten Berechnungsschritt die charakteristische Art der Umsetzung des Fahrerwillens in Motorleistung und in einem dritten Berechnungsschritt die Erkennung eines Vollgasbefehls behandelt wird.The object is achieved in that a light vehicle ( 1 ) of the preamble is equipped with a computer ( 7 ) which takes over the intelligent motor control and which is based on the type of momentary pedal action of the driver based on stored knowledge of the typical force or torque curve recognizes the driver's will during a crankshaft revolution and converts it almost immediately into a corresponding control signal for the electric motor ( 3 ). For this purpose, the force of the traction strand of the belt or chain ( 4 ) or the torque on the chainring ( 31 ) or the pulley of the driver's crank ( 2 ) is detected with a high resolution by a force or torque sensor ( 5 ). At the same time, the angle of rotation position of the pedal crank is detected by an angle sensor ( 6 ). Both signals are sent to a computer ( 7 ) with a data memory, which compares the actual values using stored data on the force curve to be expected in this angular position of the driver's crank ( 2 ) with setpoint values based on empirical values and which, when a certain difference value (dF; dM) is exceeded ) controls more engine power upwards and reduces engine power when the value falls below a certain difference. The calculation can be carried out in such a way that the driver's will is determined in a first calculation step, the characteristic type of conversion of the driver's will into engine power is dealt with in a second calculation step and the detection of a full throttle command is dealt with in a third calculation step.
Der Differenzwert (dF; dM) ist einstellbar und kann z. B. vom Fahrer oder von einem Fahrprogramm vorgegeben werden. Dabei können die Differenzwert nach oben anders eingestellt sein als die nach unten. Sind letztere kleiner ergibt sich eine frühere Rücknahme der Motorleistung. Dies spart Energie, da nach einer Rücknahme der Pedalkraft die Phasen hohen Leistungsbedarfs wie. z. B. Anfahr- und Beschleu nigungsvorgänge oder Steigungen überwunden sind und nun lediglich die Geschwin digkeit gehalten werden soll. Die Differenzwerte können auch eine Abhängigkeit vom jeweiligen Tretkurbelwinkel besitzen. Fig. 2 zeigt beispielhaft den Verlauf der Tretkraft Fr bzw. des Drehmomentes Mr über die Winkelposition α der Tretkurbel bei unrundem Tritt. Dabei zeigt der schraffierte Bereich das Toleranzband (16) an, innerhalb dessen keine Änderung der Motorleistung vorgenommen wird. Oberhalb dieses Bandes wird die Motorleistung, vorzugsweise proportional zum Abstand zur Bandgrenze, erhöht, unterhalb des Bandes wird sie, vorzugsweise proportional zum Abstand zur Band grenze, erniedrigt. Die Breite des Bandes wird durch den voreingestellten Differenz wert bestimmt. Sie ist vorzugsweise in den Bereichen relativ hohen Kraftniveaus relativ schmaler als im Bereich des Kraftminimums, da die Schwankungen im Minimum eher zufallsbedingt sind und das Kraftniveau weniger dem Fahrerwillen entspricht als in den anderen Bereichen.The difference value (dF; dM) is adjustable and can e.g. B. be specified by the driver or a driving program. The difference value upwards can be set differently than that downwards. If the latter are smaller, the engine power is reduced earlier. This saves energy, because after the pedal force is withdrawn, the phases of high power consumption such as. e.g. B. start-up and acceleration processes or gradients are overcome and now only the speed should be kept. The difference values can also depend on the respective crank angle. Fig. 2 shows an example of the course of the pedaling force Fr or the torque Mr over the angular position α of the pedal crank with non-circular pedaling. The hatched area shows the tolerance band ( 16 ) within which no change in the engine power is made. Above this band, the engine power is increased, preferably in proportion to the distance to the band boundary, below the band it is reduced, preferably in proportion to the distance to the band boundary. The width of the belt is determined by the preset difference value. It is preferably relatively narrower in the areas of relatively high force levels than in the area of the minimum force, since the fluctuations in the minimum are more random and the force level corresponds less to the driver's will than in the other areas.
Aufgrund des gespeicherten Wissens über den typischen Tretkraft- bzw. Drehmo mentverlauf wird zum Beispiel (Fig. 2) im Punkt A wird ein mittlerer Anstieg, im Punkt B ein flacher Anstieg, in Punkt C ein starker Abfall und in Punkt D ein starker Anstieg des nächsten Meßwertes erwartet. Der Punkt B' liegt zwar höher als der Sollwert für diese Winkelposition aber immer noch innerhalb des Toleranzbandes. Es erfolgt keine Änderung der Motorleistung. Der Punkt C' liegt zwar tiefer als Punkt C, doch oberhalb des Toleranzbandes. Dies führt zu einem Anstieg der Motorleistung. Der Punkt D' liegt unterhalb des Toleranzbandes, was zu einer Reduzierung der Motorleistung führt.Based on the stored knowledge of the typical pedal force or torque curve, for example ( Fig. 2) in point A is a medium increase, in point B a flat increase, in point C a sharp decrease and in point D a sharp increase in next measured value expected. Point B 'is higher than the setpoint for this angular position, but is still within the tolerance band. There is no change in engine power. Point C 'is lower than point C, but above the tolerance band. This leads to an increase in engine performance. The point D 'lies below the tolerance band, which leads to a reduction in the engine power.
Die Daten über den zu erwartenden Kraftverlauf können nach Versuchsergebnissen eingespeichert sein. Es wird jedoch vorgeschlagen, daß der Rechner (7) den zu erwartenden Kraft- oder Drehmomentverlauf individuell beim jeweiligen Fahrer bestimmt und abspeichert. Dazu erfaßt er routinemäßig nach jedem Start und in bestimmten Zeitabständen den typischen Kraft- oder Drehmomentverlauf jeweils in stationären Fahrzuständen, also ohne nennenswerte Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeuges und ohne nennenswerte Änderungen des Kraft- bzw. Drehmoment verlaufs bezogen auf die jeweiligen Winkelpositionen. D. h. mehrere, sehr ähnliche, in geringem zeitlichen Abstand aufeinander folgende Verlaufskurven werden als charakteristisch angesehen und abgespeichert. Durch die Speicherung der Meßwerte als Relativwerte zum Mittelwert der gemessenen Kurve sind ähnliche Kurven sehr einfach erkennbar. In der Zeit vom Start bis zur ersten Messung wird ein allgemein typischer oder auf Wunsch ein persönlich-typischer Kraftverlauf verwendet, der aus mehreren Meßreihen gemittelt und abgespeichert wird. Dabei kann eine Plausibiltäts prüfung stattfinden und die maximal möglichen Abweichungen zu den Erfahrungs werten begrenzt werden. The data on the force curve to be expected can be stored according to the test results. However, it is proposed that the computer ( 7 ) individually determine and store the expected force or torque curve for the respective driver. For this purpose, it routinely records the typical force or torque curve in each case in steady-state driving conditions after each start and at certain time intervals, i.e. without any significant change in the speed of the vehicle and without any significant change in the force or torque curve in relation to the respective angular positions. That is, Several, very similar curves that follow one another at short intervals are regarded as characteristic and saved. By storing the measured values as relative values to the mean value of the measured curve, similar curves can be recognized very easily. In the time from the start to the first measurement, a generally typical or, if desired, a personal-typical force curve is used, which is averaged from several measurement series and saved. A plausibility check can take place and the maximum possible deviations from the empirical values can be limited.
Die rechnerische Umsetzung dieser Regelaufgabe kann auf mehrere unterschiedliche Arten erfolgen. Im folgenden wird eine mögliche, einfache Methode beschrieben.The mathematical implementation of this rule task can be divided into several different ones Species. A possible, simple method is described below.
Es ist günstig, die Kraft- oder Drehmomentmeßwerte jeweils nach bestimmten Winkel schritten, z. B. alle 10° der Tretkurbeldrehung zu erfassen. Damit ergibt sich eine Unabhängigkeit der Berechnung von der Tretfrequenz. Die Speicherung der einzelnen Kurvenpunkte geschieht dann in 10°-Schritten durch auf den Mittelwert der Kurve bezogene Relativwerte (R). Damit stehen die Einzelwerte auch untereinander in bestimmten Verhältnissen.It is convenient to measure the force or torque according to a certain angle steps, e.g. B. to detect every 10 ° of the pedal crank rotation. This results in a Independence of the calculation from the cadence. The storage of each Curve points then take place in 10 ° increments on the mean value of the curve relative values (R). The individual values are also in relation to each other certain circumstances.
In einem ersten Berechnungsschritt wird aus den Einzelmeßwerten (F; M) ein
Ausgabewert (Fr; Mr) ermittelt, der dem Fahrerwillen entspricht. Beträgt z. B. das
gemessene Drehmoment in einem Meßpunkt 30 Nm und der zugehörige Relativwert
0,9, so wird für den nächsten Meßpunkt, der z. B. den Relativwert 0,95 besitzt, ein
Sollwert des Drehmoments von 30.0,95/0,9 = 31,66 Nm errechnet. Der Istwert des
nächsten Meßpunktes wird nun mit diesem Sollwert verglichen. Liegt er um mehr als
den voreingestellten Differenzwert (dF; dM) über oder unter diesem wird der Istwert
abzüglich bzw. zuzüglich dem Differenzwert als neuer Wert übernommen. Er behält
jedoch seinen Relativwert (R). D. h. die für die nächste Berechnung zugrunde liegende
Kurve ist in Richtung Y-Achse so gedehnt oder gestaucht worden, daß sie durch den
neuen Wert läuft. Die Berechnung der nächsten Werte erfolgt analog zu diesem
Schema. Jeder Kurve dieser Kurvenschar entspricht ein bestimmter mittlerer Kraft-
bzw. Drehmomentwert. D. h. liegt der neue Wert z. B. um den Faktor 1, 1 über dem
Sollwert, dann liegt der zugehörige Mittelwert um den Faktor 1, 1 höher als der
vorherige Mittelwert. Das Ausgangssignal "Fr" bzw. "Mr" dieses Berechnungs
abschnittes entpricht dem Mittelwert derjenigen Kurve der Kurvenschar, die durch den
zuletzt gültigen Wert läuft. Es gilt allgemein für den Ausgabewert des ersten
Berechnungsschrittes Mrn (entsprechendes gilt für Frn):
In a first calculation step, an output value (Fr; Mr) is determined from the individual measured values (F; M), which corresponds to the driver's will. For example, B. the measured torque in a measuring point 30 Nm and the associated relative value 0.9, then for the next measuring point, the z. B. has the relative value 0.95, a setpoint of the torque of 30.0.95 / 0.9 = 31.66 Nm is calculated. The actual value of the next measuring point is now compared with this target value. If it is more than or below the preset difference value (dF; dM), the actual value minus or plus the difference value is adopted as the new value. However, it retains its relative value (R). That is, the curve on which the next calculation is based has been stretched or compressed in the direction of the Y axis so that it runs through the new value. The next values are calculated analogously to this scheme. Each curve of this family of curves corresponds to a certain average force or torque value. That is, is the new value z. B. by a factor of 1.1 above the setpoint, the associated mean is higher by a factor of 1.1 than the previous mean. The output signal "Fr" or "Mr" of this calculation section corresponds to the mean of that curve of the family of curves which runs through the last valid value. The following generally applies to the output value of the first calculation step Mr n (the same applies to Fr n ):
Mn < Mrn-1 Rn + dM = < Mrn = (Mn - dM).Rn
M n <Mr n-1 R n + dM = <Mr n = (M n - dM) .R n
Mn < Mrn-1 Rn - dM = < Mrn = (Mn + dM).Rn
M n <Mr n-1 R n - dM = <Mr n = (M n + dM) .R n
Mrn-1 Rn + dM < Mn < Mrn-1 Rn - dM = < Mrn = Mrn-1
Mr n-1 R n + dM <M n <Mr n-1 R n - dM = <Mr n = Mr n-1
Es wird vorgeschlagen, den Istwert anhand zweier oder mehrerer Einzelmeßwerte zu ermitteln, um Meßfehler zu beschränken. Bei der Mittelwertbildung wird der jeweilige Relativwert mitberücksichtigt und das Mittel der Produkte "Einzelwert multipliziert mit zugehörigem Relativwert" berechnet. Die Anzahl der Einzelwerte, die für einen Ausgabewert Fr bzw. Mr gemittelt werden, ist vom Fahrer einstellbar, bzw. durch das Fahrprogramm vorgegeben. Hiermit können also Meßgenauigkeit und geforderte Präzission der Tretaktion versus Reaktionsgeschwindigkeit gewichtet werden.It is proposed that the actual value be based on two or more individual measured values determine to limit measurement errors. When averaging, the respective Relative value taken into account and the mean of the products "single value multiplied by associated relative value ". The number of individual values for a Output value Fr or Mr can be averaged, can be set by the driver or by the Driving program specified. This allows measurement accuracy and required Precision of pedal action versus reaction speed can be weighted.
Der Ausgabewert Fr bzw. Mr wird nun in einem zweiten Berechnungschritt in
Beziehung zu dem Wert für den Motorstrom (I) gesetzt. Für die Verknüpfung können
beliebige Funktionen angewendet werden. Es kann z. B. folgende einfache Funktion
verwendet werden:
The output value Fr or Mr is now related to the value for the motor current (I) in a second calculation step. Any functions can be used for the link. It can e.g. B. the following simple function can be used:
I = k1.Fr-Fs oder: I = k1.Mr-MsI = k1.Fr-Fs or: I = k1.Mr-Ms
Dabei ist Fs bzw. Ms der Kraft- bzw. Drehmomentschwellenwert unterhalb dem kein Motorstrom angesteuert wird. k1 ist der voreinstellbare Verstärkungsfaktor. Durch die Variation von Fs bzw. Ms und k1 sind unterschiedliche, charakteristische Steuer reaktionen einstellbar. Fig. 3 zeigt hierfür drei Kurvenbeispiele für die Fahrprogramme "K" = Komfort, "E" = Eco und "S" = Sport.Fs or Ms is the force or torque threshold below which no motor current is triggered. k1 is the presettable gain factor. By varying Fs or Ms and k1, different, characteristic control reactions can be set. Fig. 3 shows this curve three examples of the driving programs "K" = Comfort, "E" = Eco and "S" = sports.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, neben dem Absolutwert des Kraft- oder Drehmo
mentniveaus und der Winkelposition der Fahrertretkurbel (2) die Ableitung nach der
Zeit zu errechnen, d. h. die Geschwindigkeit der Änderung der Pedalkraft und die
Tretfrequenz zu erfassen. Aus einem sehr schnellen Anstieg des Kraftniveaus erkennt
der Rechner somit unabhängig vom absoluten Wert einen Vollgasbefehl (Kick-Down)
und steuert den Motor oder die Motoren entsprechend an (Fig. 3). Dem Wert für den
Motorstrom (I) wird dann ein zweiter Wert (I+) addiert oder mit diesem multipliziert,
der in einer dritten Berechnung aus der Geschwindigkeit der Kraft- oder Drehmoment
änderung anhand einer wählbaren oder vorgegebenen Funktion ermittelt wird. Diese
Funktion kann einen ähnlich einfachen Aufbau haben wie oben. Auch hier ist ein
Schwellenwert für die Geschwindigkeit sinnvoll, ab der eine Reaktion erfolgen kann:
It is also proposed to calculate the derivative over time in addition to the absolute value of the force or torque level and the angular position of the driver's crank ( 2 ), ie to detect the speed of the change in pedal force and the pedaling frequency. From a very rapid increase in the power level, the computer thus recognizes a full throttle command (kick-down) regardless of the absolute value and controls the engine or engines accordingly ( FIG. 3). The value for the motor current (I) is then added or multiplied by a second value (I +), which is determined in a third calculation from the speed of the change in force or torque using a selectable or predetermined function. This function can have a similarly simple structure as above. Here, too, a threshold value for the speed at which a reaction can take place makes sense:
I+ = k2.r-s oder I+ = k2.r-sI + = k2.r-s or I + = k2.r-s
Dabei istr bzw. r die Änderungsgeschwindigkeit der Werte Fr bzw. Mr und es ist s bzw. s der Schwellenwert der Änderungsgeschwindigkeit der Kraft oder des Drehmomentes unterhalb dem kein zusätzlicher Motorstrom I+ angesteuert wird. k2 ist der voreinstellbare Reaktionsfaktor.Here istr and r is the rate of change of the values Fr and Mr and it is s or s is the threshold value of the rate of change of the force or the Torque below which no additional motor current I + is controlled. is the preset response factor.
Über einen Wahlschalter kann der Fahrer zwischen mehreren Fahrprogrammen oder z. B. den Grundeinstellungen "Komfort", "Sport" oder "Eco" wählen. Mit einem in zwei Achsen beweglichen Schieberegler (9) können die Programme innerhalb eines drei eckigen Selektionsfeldes (39) beliebig gewichtet und kombiniert werden (Fig. 4). Dabei bedeutet das Grundprogramm "Komfort" eine niedrigere Kraft- oder Drehmoment schwelle für den Beginn der Motorunterstützung, einen größeren Verstärkungsfaktor der Tretleistung durch die Motorleistung, eine etwas längere Reaktionszeit = Zeitraum der Mittelwertbildung und ein nicht ganz maximales Endniveau der Motorunter stützung. Das Programm "Sport" besitzt eine höhere Kraft- oder Drehmomentschwelle, einen etwas kleineren Verstärkungsfaktor, eine sehr kurze Reaktionszeit und ein maximales Endniveau der Motorunterstützung. Das Programm "Eco" bedeutet eine mittlere Kraft- bzw. Drehmomentschwelle, einen geringeren Verstärkungsfaktor, eine etwas längere Reaktionszeit und das geringste Endniveau aller drei Fahrprogramme. Die Fig. 5 und 6. zeigen diese drei Programme im Vergleich. Weitere Fahrprogramme sind möglich und können im Speicher des Rechners (7) abgelegt werden. Eine sehr kurze Reaktionszeit im Programm "Sport" wird erwartet und ist auch möglich, da sportliche Fahrer eine sehr gut kontrollierte Beinarbeit zeigen, die wesentlich weniger von Zufälligkeiten bestimmt ist als beim normalen Fahrer. Eine körperliche Mehr leistung wird im Programm "Sport" durch das größere Endniveau der Motorleistung durch bessere Fahrleistungen belohnt. Der Beginn der Motorunterstützung liegt dabei bei einer Leistungsabgabe des Fahrers die deutlich unterhalb der Dauerleistung eines Menschen liegt. Im Programm "Komfort" kann die Motorunterstützung z. B. bei einem mittleren Drehmoment der Tretkurbel von 4 Nm beginnen, was bei einer Tretfrequenz von 60 UpM 25 W entspricht. Im Programm "Sport" das ja von entsprechend leistungsfähigeren Personen gewählt wird, beginnt die Motorunterstützung z. B. erst bei 9 Nm, was dann, wegen der um 50% höheren Tretfrequenz, einer Tretleistung von 85 W entspricht. Da die Kurzzeitleistung eines Menschen ein Vielfaches seiner Dauerleistung beträgt, ist der Fahrer niemals überfordert und empfindet das Fahren gegenüber dem Fahrrad als außerordentlich leicht.The driver can choose between several driving programs or e.g. B. select the basic settings "Comfort", "Sport" or "Eco". The programs can be weighted and combined as desired within a triangular selection field ( 39 ) using a slider ( 9 ) that is movable in two axes ( FIG. 4). The basic program "Comfort" means a lower force or torque threshold for the start of motor support, a larger gain factor for pedaling power due to motor power, a somewhat longer response time = period of averaging and a not quite maximum final level of motor support. The "Sport" program has a higher force or torque threshold, a somewhat smaller gain factor, a very short response time and a maximum final level of motor support. The "Eco" program means a medium force or torque threshold, a lower gain factor, a somewhat longer reaction time and the lowest final level of all three driving programs. FIGS. 5 and 6 show these three programs compared. Further driving programs are possible and can be stored in the memory of the computer ( 7 ). A very short response time in the "Sport" program is expected and is also possible because sporty drivers show very well controlled footwork that is much less determined by coincidences than the normal driver. A higher physical performance is rewarded in the "Sport" program by the higher final level of engine performance through better driving performance. The start of motor support lies in a driver's output that is significantly lower than a person's continuous output. In the "Comfort" program, the motor support can e.g. B. begin with an average torque of the pedal crank of 4 Nm, which corresponds to 25 W at a pedal frequency of 60 rpm. In the "Sport" program, which is selected by more powerful people, the motor support begins, for example. B. only at 9 Nm, which then corresponds to a pedal power of 85 W because of the 50% higher pedaling frequency. Since the short-term performance of a person is a multiple of his continuous performance, the driver is never overwhelmed and feels riding the bike as extremely easy.
Ähnlich wie der Mensch besitzen Elektromotoren eine deutlich höhere Kurzzeit leistung als Dauerleistung. Im Kurzzeitbereich kann das Motormanagment daher Motorleistungen zulassen, die über der Dauerüberleistung, ihr entspricht der Wert Id, des Motors liegt. D. h. die Kurvenfunktion zwischen Fr bzw. Mr und I kann kurzzeitig bis in den gestrichelten Bereich der Fig. 2 gehen. Dies ergibt höhere Beschleu nigungswerte und eine größere Steigfähigkeit an kurzen Steigungen.Similar to humans, electric motors have a significantly higher short-term output than continuous output. In the short-term range, the engine management can therefore allow engine power that is above the permanent over power, which corresponds to the value Id of the engine. That is, the curve function between Fr or Mr and I can briefly go into the dashed area of FIG. 2. This results in higher acceleration values and greater gradeability on short climbs.
Für Ausnahmefälle, z. B. bei einer Fußverletzung, oder auf speziellen Wunsch kann eine Umschaltung auf eine handbetätigte Motorregelung vorgesehen werden. Dabei wird die Motorleistung durch einen Gasdrehgriff (14) am Lenker (15) geregelt.For exceptional cases, e.g. B. in the case of a foot injury, or on request, a switch to a manual motor control can be provided. The engine power is controlled by a throttle grip ( 14 ) on the handlebar ( 15 ).
In einer weiteren Ausgestaltung werden aus dem Vergleich von Istwert der Pedal frequenz und einem vom Fahrer oder einem Fahrprogramm vorgegebenen Sollwert die Steuerbefehle für das automatisches Schaltgetriebe (23) berechnet und an einen Schaltservo (38) ausgegeben. Die Pedalfrequenz wird nach den Signalen des Winkel sensors (6) vom Rechner (7) ermittelt. Bei Überschreiten des Sollwertes um einen bestimmten Differenzwert schaltet der Rechner mittels eines Schaltservomotors (24) in den nächst höheren Gang, bei Unterschreiten in den nächst kleineren Gang. Unterschreitet die Fahrgeschwindigkeit einen bestimmten Wert, schaltet er auto matisch in den kleinsten Gang. Der Sollwert der Pedalfrequenz ist vorzugsweise stufenlos einstellbar oder von dem gewählten Fahrprogramm vorgegeben. Dabei würde im Fahrprogramm "Sport" eine hohe, im Fahrprogramm "Eco" eine mittlere und im Fahrprogramm "Komfort" eine geringe Pedalfrequenz eingestellt. Wird ein stufen loses Getriebe verwendet, kann sowohl eine beliebig feine als auch grobe, virtuelle Gangabstufung verwendet werden. Die Zahl dieser virtuellen Gangstufen ist durch den Fahrer vorwählbar oder durch das jeweilige Fahrprogramm vorgegeben. Da beim Schaltvorgang je nach Größe des Gangunterschiedes ein mehr oder minder großer Sprung im Niveau der Tretkraft auftritt, behält der Rechner (7) für die Zeit des Schaltvorganges den vorherigen Wert. Er kann auch so programmiert werden, daß er die Motorleistung, ähnlich wie beim handgeschalteten Pkw, für diese Zeitspanne mehr oder minder weit zurücknimmt. Der Schaltvorgang wird so kurz wie möglich gesteuert.In a further embodiment, the control commands for the automatic transmission ( 23 ) are calculated from the comparison of the actual value of the pedal frequency and a target value specified by the driver or a driving program and output to a shift servo ( 38 ). The pedal frequency is determined by the signals from the angle sensor ( 6 ) by the computer ( 7 ). If the setpoint is exceeded by a certain differential value, the computer switches to the next higher gear by means of a switch servo motor ( 24 ), in the next lower gear if the value is undershot. If the vehicle speed falls below a certain value, it automatically switches to the lowest gear. The target value of the pedal frequency is preferably infinitely adjustable or specified by the selected driving program. A high pedal frequency would be set in the "Sport" driving program, a medium pedal frequency in the "Eco" driving program and a low pedal frequency in the "Comfort" driving program. If a continuously variable transmission is used, both fine and coarse, virtual gear gradations can be used. The number of these virtual gear stages can be preselected by the driver or specified by the respective driving program. Since a more or less large jump occurs in the level of the pedaling force depending on the size of the gear difference during the switching process, the computer ( 7 ) retains the previous value for the time of the switching process. It can also be programmed in such a way that, similarly to a manual car, it reduces the engine output for this period of time to a greater or lesser extent. The switching process is controlled as short as possible.
In einer weiteren Ausgestaltung wird aus dem zeitlichen Verlauf der Tretarbeit die momentane Tretleistung und die insgesamt geleistete Tretarbeit errechnet. Dabei wird über wenigstens eine Pedalumdrehung integriert. Tretleistung und geleistete Tret arbeit werden dem Fahrer und bei entsprechender Ausrüstung des zweiten Tret kurbelsatzes auch dem Beifahrer über ein Display (8) angezeigt. Zusätzlich können weitere für das Training von Sportlern oder von Personen in der Rehabilitation wichtige Informationen erfaßt und angezeigt werden, wie z. B. Pulsfrequenz und Blutdruck. Ferner können zusätzlich akustische Signalgeber (25) zur Informations vermittlung eingesetzt werden, z. B. zur Anzeige eines unmittelbar bevorstehenden Schaltvorganges.In a further embodiment, the current pedaling power and the total pedaling work performed are calculated from the time profile of the pedaling work. It is integrated via at least one pedal revolution. Pedaling power and pedaling work are shown to the driver and, if the second pedal crankset is equipped accordingly, to the front passenger via a display ( 8 ). In addition, other important information for the training of athletes or people in rehabilitation can be recorded and displayed, such as. B. Pulse rate and blood pressure. Furthermore, acoustic signal transmitter ( 25 ) can be used to convey information, for. B. to indicate an imminent switching operation.
Damit ergibt sich ein vielfaches und optimales Feedback für die Körperaktion des Fahrers und ggf. des Beifahrers und es stellt sich ein einzigartiges Tret- und Fahr gefühl ein.This results in a multiple and optimal feedback for the body action of the Driver and possibly the passenger and there is a unique pedaling and driving feeling one.
In Kombination mit einer Rücktrittbremse kann der Fahrer die Fahrgeschwindigkeit
alleine und intuitiv mit den Füßen, d. h. mit der Art seiner Tretaktion steuern. Es wird
vorgeschlagen, die Rücktrittbremse in wenigstens zwei Stufen wirken zu lassen:
Zuerst eine elektrischen Rekuperationsbremse und dann eine elektrisch, hydraulisch
oder mechanisch betätigte Reibungsbremse. Dazu sitzt auf der Achse der Fahrer
tretkurbel (2) ein Freilauf (13), der beim Rückwärtstreten kuppelt und der die Bewe
gung auf einen Bremshebel (20) überträgt, der nach einem kurzen Verfahrweg einen
Schalter für die Rekuperationsbremse (19) betätigt. Die Stärke der elektrischen
Bremswirkung wird vorzugsweise elektronisch und wiederum nach dem Kraft- oder
dem Drehmomentwert der Fahrertretkurbel (2) geregelt. Nach einem gewissen
weiteren Verfahrweg betätigt der Hebel den Geberzylinder (21) einer hydraulischen
Fahrzeugbremse oder den Schalter für die elektrisch betätigte Reibungsbremse oder
den Bowdenzug einer mechanisch betätigten Reibungsbremse. Es ist sinnvoll
zusätzlich eine handbetätigte Fahrzeugbremse (26) am Lenker (15) vorzusehen.
In combination with a coaster brake, the driver can control the driving speed alone and intuitively with the feet, ie with the type of pedaling action. It is suggested to let the coaster brake work in at least two stages:
First an electric recuperation brake and then an electrically, hydraulically or mechanically operated friction brake. For this sits on the axis of the driver's pedal crank ( 2 ), a freewheel ( 13 ) that couples when pedaling backwards and that transmits the movement to a brake lever ( 20 ) that actuates a switch for the recuperation brake ( 19 ) after a short travel. The strength of the electrical braking effect is preferably regulated electronically and in turn according to the force or torque value of the driver's crank ( 2 ). After a certain further travel distance, the lever actuates the master cylinder ( 21 ) of a hydraulic vehicle brake or the switch for the electrically operated friction brake or the Bowden cable of a mechanically operated friction brake. It also makes sense to provide a hand-operated vehicle brake ( 26 ) on the handlebar ( 15 ).
Zum Rückwärtsfahren wird ein Schalter (22) betätigt, der die Drehrichtung des Elektromotors (3) ändert und gleichzeitig das Reversiergetriebe (37) für die Muskelkraft (23) einlegt. Ein Vorwärtstreten bewirkt nun eine Rückwärtsfahrt. Die Motorleistung ist genauso wie bei Vorwärtsfahrt von der Tretkraft abhängig. Die Maximalgeschwindigkeit ist allerdings elektronisch begrenzt.To reverse, a switch ( 22 ) is actuated, which changes the direction of rotation of the electric motor ( 3 ) and at the same time engages the reversing gear ( 37 ) for the muscle strength ( 23 ). Stepping forward now causes you to reverse. The motor power is dependent on the pedaling force, just like when driving forward. However, the maximum speed is electronically limited.
Die Kraftübertragung des Muskelkraftantriebes kann mechanisch (Fig. 1), hydraulisch (Fig. 9) oder mit besonderen Maßnahmen elektrisch (Fig. 8) auf die Hinterräder (27) oder auch auf die Vorderräder erfolgen. Die Erfassung der Kraft oder des Dreh momentes an der Tretkurbel (2) erfolgt dann entsprechend durch einen Drucksensor (18) in der von der Hydraulikpumpe (52) kommenden Hydraulikleitung (30) oder durch ein Spannungs- oder Strommeßgerät (49), das den Strom des Generators (51) mißt. Die bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen notwendigen und sinnvollen Sicherheits funktionen, wie die elektronische Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit, die Überwachung der Stromkreise, der Komponentenfunktionen, der Batterien, der Motoren und anderer elektrischer Verbraucher und Systeme können mit in den Rechner (7) integriert werden.The power transmission of the muscle power drive can take place mechanically ( Fig. 1), hydraulically ( Fig. 9) or with special measures electrically ( Fig. 8) to the rear wheels ( 27 ) or to the front wheels. The detection of the force or rotational torque to the pedal crank (2) then takes place respectively by a pressure sensor (18) in the coming from the hydraulic pump (52) hydraulic line (30) or by a voltage or current measuring device (49), the current of the generator ( 51 ) measures. The necessary and useful safety functions for electrically operated vehicles, such as the electronic limitation of the vehicle speed, the monitoring of the circuits, the component functions, the batteries, the motors and other electrical consumers and systems can be integrated into the computer ( 7 ).
Aus der Erfindung ergeben sich folgende Vorteile:
The following advantages result from the invention:
- 1. Ein solches Leichtfahrzeug vermittelt ein einzigartiges, aktives Fahrgefühl, animiert durch sehr gutes Feedback zum Treten und ist mit frappierender Leichtigkeit und Einfachheit zu bewegen. Es vermittelt Emotionen, die mit keinem anderen Fahrzeug vergleichbar sind.1. Such a light vehicle conveys a unique, active driving experience, animated through very good feedback on pedaling and is strikingly easy and Simplicity to move. It conveys emotions with no other Vehicle are comparable.
- 2. Es ist vom Fahrer individuell auf seine Bedürfnisse einstellbar und in verschiedenen Fahrprogrammen mit unterschiedlichem Fahrcharakter zu betreiben.2. It can be individually adjusted by the driver to suit his needs operate different driving programs with different driving characteristics.
- 3. Es ist lernfähig und paßt sich der persönlichen Art des Tretens an. Daher reagiert es optimal.3. It is capable of learning and adapts to the personal way of pedaling. Therefore responded it optimal.
- 4. Es kann zusätzlich die automatische Schaltung des Muskelkraftgetriebes vornehmen und entlastet so den Fahrer und ggf. den Beifahrer von Routineaufgaben.4. It can also do the automatic switching of the muscle power transmission and relieves the driver and possibly the passenger from Routine tasks.
- 5. Es kann dem Fahrer und ggf. auch dem Beifahrer über optische und ggf. akustische Signale zusätzliche Informationen geben über Tretleistung, Pulsfre quenz, Blutdruck, Trainingsprogramm etc. und zum idealen Trainingsgerät werden.5. The driver and possibly the co-driver can optically and possibly Acoustic signals provide additional information about pedaling power, pulse fre frequency, blood pressure, training program etc. and become the ideal training device.
In der Summe wird nicht nur ein technisch gutes und energieeffizientes, sondern auch ein emotional sehr ansprechendes Fahrzeug erreicht.In total, not only will it be a technically good and energy-efficient one, but also reached an emotionally very appealing vehicle.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale und Vorteile gehen aus der Beschreibung des Ausführungsbeispieles und aus den Zeichnungen hervor. Es zeigen:Further features and advantages according to the invention result from the description of the Embodiment and from the drawings. Show it:
Fig. 1 Das Leichtfahrzeug mit der Anordnung seiner wichtigsten Antriebskomponenten in Seitenansicht ohne Darstellung der Verkabelung Fig. 1 The light vehicle with the arrangement of its most important drive components in side view without showing the wiring
Fig. 2 Ein Kurvenbeispiel für einen typischen Drehmomentverlauf der Tretkurbel mit zugehörigem Toleranzband Fig. 2 A curve example for a typical torque curve of the pedal crank with the associated tolerance band
Fig. 3 Den funktionalen Zusammenhang zwischen dem relativen Moment Mr und dem Steuersignal I für drei verschiedene Fahrprogramme Fig. 3 The functional relationship between the relative torque Mr and the control signal I for three different driving programs
Fig. 4 Den funktionalen Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit der Drehmomentänderung der Tretkurbel und dem Steuersignal I+ Fig. 4 The functional relationship between the speed of the torque change of the pedal crank and the control signal I +
Fig. 5 Das Selektionsfeld für die Fahrprogramme Fig. 5 The selection field for the driving programs
Fig. 6 Den Kraftsensor an der vorderen Umlenkrolle der Kette Fig. 6 The force sensor on the front pulley of the chain
Fig. 7 Den Aufbau der Rücktrittbremse Fig. 7 The structure of the coaster brake
Fig. 8 Eine Beispiel für eine elektrische Transmission und Drehmomenterfassung des Muskelkraftantriebes Fig. 8 An example of an electrical transmission and torque detection of the muscle power drive
Fig. 9 Eine Beispiel für eine hydraulische Transmission und Drehmomenterfassung des Musklekraftantriebes Fig. 9 An example of a hydraulic transmission and torque detection of the muscle force drive
Fig. 10 Die Getriebeelemente am Hinterrad in Draufsicht, ohne Darstellung des Elektromotors. Fig. 10 The gear elements on the rear wheel in plan view, without showing the electric motor.
Das in Fig. 1 gezeigte Leichtfahrzeug 1 besitzt vier Räder, zwei nebeneinander liegende Fahrersitze 29 mit je einer zugehörigen Tretkurbel 2 und zwei voneinander unabhängigen Transmissionen der Muskelkraft über Ketten 4 auf die Hinterräder 27. Es hat zwei Elektromotoren 3, die je ein Hinterrad 27 über ein Getriebe mit Keilrippen riemen 40 antreiben. Zwei Hilfsrollen, die den Keilrippenriemen 40 mit großem Umschlingungswinkel um die Riemenscheibe 46 des Motors führen, ermöglichen ein Übersetzungsverhältnis 7,5 in einer Stufe und trotz großer Nähe zur Riemenscheibe 45 des Hinterrades 27. Das Fahrzeug hat ein Gewicht ohne Batterien von ca. 150 kg und ist mit 2 × 1 kW Nennleistung der beiden Elektromotoren 3 ausreichend motori siert. Es rollt auf vier Leichtlaufrädern 28 mit hohem Luftdruck und einem extrem geringen Rollwiderstandsbeiwert von ca. 0,06. Alle vier Räder sind gefedert. Vorne sind die Räder an Federbeinen mit Querlenkern, hinten an Längslenkern 48 geführt, deren Lagerpunkte nahe der Kette 4 liegen. Die pulsweitenmodulierte Leistungs steuerung ist in die Elektromotoren 3 integriert. Die Ansteuerung der Leistungs steuerung erfolgt durch den Rechner 7. Er befindet sich zwischen den Fahrersitzen 29. Unter diesen ist die Batterie 10 untergebracht. Die Tretkurbeln 2 befinden sich zwischen den Vorderrädern. Die Tretkurbelachse liegt etwas vor der Vorderachse. Die Tretkurbeln 2 sind ähnlich wie in Tretbooten doppelt gekröpft und außenseitig gelagert. Die radkastenseitige Tretkurbelwelle treibt das Kettenblatt 31. Die Kette 4 verläuft nahe der Radkastenwand und wird über zwei Umlenkrollen 32; 33 zum Hinterrad 27 geführt. Dort befindet sich das Ritzelpaket 34 einer vielstufigen Ketten schaltung. Diese wirkt über einen Freilauf 12 und ein schaltbares Reversiergetriebe 37 auf die Hinterradachse. Die Kettenschaltung wird automatisch betätigt. Der Rechner 7 steuert nach den Vorgaben des Fahrers oder des Fahrprogramms einen Schaltservomotor 24, der durch Verschieben des Schaltwerks 23 den Gangwechsel vornimmt. Der Schaltservomotor 24 schaltet stets nur in den speziellen Schaltsektoren des jeweiligen Ritzels, so daß der Schaltvorgang und damit die Störung des Tret zyklus extrem kurz ist. Am vorderen Kettenblatt 31 sitzt der Winkelsensor 6 für die Tretkurbel 2. Er erfaßt die Position der Tretkurbel in 10°-Schritten. Bei jedem neuen Schritt wird die Position der Tretkurbel an den Rechner übermittelt, der dann die zugehörigen Werte Fr bzw. Mr sowie I und I+ errechnet. In diesem Beispiel wird das Drehmoment nicht durch einen Drehmomentsensor zwischen Tretkurbelachse und Kettenblatt 31 erfaßt, sondern durch einen Kraftsensor 5 an der vorderen Umlenkrolle 32. Der Kraftsensor 5 besteht aus einem federbelasteten Hebelarm 43, dessen Schwenkweg erfaßt wird. Er trägt an einem Ende die vordere Umlenkrolle 32 und wird am anderen Ende durch einen Dämpfer 35 mit integrierter Feder abgestützt. Der Hebelarm 43 und der Dämpfer 35 sind mit der Trägerplatte 42 über je ein Gelenk verbunden. Parallel zum Dämpfer 35 befindet sich der Wegsensor 36, der das entsprechende Signal erzeugt. Der Dämpfer 35 filtert speziell die hohen Schwingungsfrequenzen, die vom Lauf der Kette auf der Umlenkrolle 32 herrühren. Die Kinematik der Hinterradfederung ist so gestaltet, daß der Einfederweg senkrecht zur Richtung der Kette 4 zwischen hinterer Umlenkrolle 33 und Ritzelpaket 34 am Hinterrad 27 stattfindet. Dazu befindet sich der Drehpunkt des Längslenkers 38 knapp unterhalb der Kette 4. Damit ist ein Einfluß der Fahrwerksbewegungen auf die Erfas sung der Kettenkraft ausgeschlossen. Beim Schalten in den Rückwärtsgang wird zunächst des Reversiergetriebe 37 durch einen elektrisch betriebenen Aktuator 41 umgeschaltet und dann, nach dem sicheren Einrasten, die Motorströme umgepolt. Die Wahl des Fahrprogrammes erfolgt über einen Zwei-Wege-Wahlschalter 9 in belie biger Gewichtung der Grundprogramme innerhalb eines dreieckigen Selektionsfeldes 39. Dieses ist an der Mittelkonsole plaziert. Aus dem zeitlichen Verlauf der Kettenkraft ermittelt der Rechner 7 durch Integration über eine Pedalumdrehung die momentane Leistung des Fahrers. Die Anzeige aller relevanten Werte erfolgt über ein Multi funktionsdisplay 8, das über eine Mode-Taste einstellbar ist. Ein akustischer Signal geber 25 zeigt dem Fahrer und ggf. dem Beifahrer durch einen kurzen Signalton einen bevorstehenden Gangwechsel an. Die Fahrzeugbremse wird durch ein kurzes Zurück treten der Fahrertretkurbel 2 betätigt. Der Freilauf der Rücktrittbremse 13 sitzt auf der Tretkurbelachse und kuppelt diese bei Rückwärtsdrehung mit dem Bremshebel 20, der den Geberzylinder 21 der hydraulischen Betriebsbremse betätigt. Der Bremshebel 20 läuft noch bevor die Bremszylinder an den Rädern greifen gegen einen federbe lasteten Schalter 19 an, der die Recuperationsbremse betätigt. Die Federbelastung ist dabei so hoch, daß ein am Pedal deutlich spürbarer Druckpunkt erzeugt wird. Zusätzlich kann das Fahrzeug über eine am Lenker 15 befindliche Handbremse 26 verzögert werden. Über eine Eingabetaste am Multifunktionsdisplay 8 kann bei Bedarf auf die Steuerung der Motorleistung durch einen Gasdrehgriff 14 am Lenker umgeschaltet werden. Die Kurvenfunktion des Fahrprogrammes "K = Komfort" für Mr und I ist so ausgelegt, daß unterhalb eines mittleren Momentes von 4 Nm an der Tretkurbel keine Motorleistung abgegeben wird und daß bei einem mittleren Moment von 16 Nm die für dieses Fahrprogramm maximale Motorleistung von 85% erreicht ist. Bei einer zugehörigen Tretfrequenz von 60 Umdrehungen pro Minute entspricht dies Tretleistungen von 25 W bzw. 100 W. Im Fahrprogramm "S = Sport" wird unterhalb von 9 Nm keine Motorleistung abgegeben und bei ca. 30 Nm mittleres Moment 100% Motorleistung erreicht. Dies entspricht bei der zugehörigen Tretfrequenz von 90 Umdrehungen pro Minute 85 W bzw. 280 W. 100% Motorleistung entsprechen dabei nicht der Nennleistung sondern der Dauerüberleistung der Elektromotoren. Das sich aus einem schnellen Kraft- oder Drehmomentanstieg ergebende Steuersignal I+ wird zum Steuersignal I addiert und kann je nach Betriebszustand bis in den Bereich der zulässigen Kurzzeitüberleistung der Elektromotoren gehen. 100% I+ entsprechen hier etwa 70% I. Dieses Verhältnis ist abhängig vom Verhältnis der zulässigen Kurzzeit leistung zur zulässigen Dauerüberleistung. Unabhängig von der durch den Fahrer angeforderten Leistung überwacht ein Energiemanagementsystem das alle elek trischen Funktionen und Komponenten des Fahrzeugs und regelt beim Überschreiten der zulässigen Betriebszustände von Elektromotoren 3 und Batterie 10 entsprechend zurück. The light vehicle 1 shown in FIG. 1 has four wheels, two adjacent driver's seats 29, each with an associated pedal crank 2 and two independent transmissions of the muscle force chains 4 to the rear wheels 27. It has two electric motors 3 , each of which drives a rear wheel 27 via a transmission with V-ribbed belts 40 . Two auxiliary rollers, which guide the V-ribbed belt 40 with a large wrap angle around the pulley 46 of the engine, enable a gear ratio 7 , 5 in one step and despite the close proximity to the pulley 45 of the rear wheel 27 . The vehicle has a weight of approx. 150 kg without batteries and is sufficiently motorized with 2 × 1 kW nominal power of the two electric motors 3 . It rolls on four smooth running wheels 28 with high air pressure and an extremely low rolling resistance coefficient of approx. 0.06. All four wheels are sprung. At the front, the wheels are guided on suspension struts with wishbones, at the rear on trailing arms 48 , the bearing points of which are close to chain 4 . The pulse width modulated power control is integrated in the electric motors 3 . The power control is controlled by the computer 7 . It is located between the driver's seats 29 . The battery 10 is accommodated under these. The pedal cranks 2 are located between the front wheels. The pedal crank axle is slightly in front of the front axle. The pedal cranks 2 are double cranked similar to pedal boats and are mounted on the outside. The pedal crankshaft on the wheel housing side drives the chainring 31 . The chain 4 runs close to the wheel arch wall and is guided over two deflection rollers 32 ; 33 led to the rear wheel 27 . There is the sprocket package 34 of a multi-stage chain circuit. This acts on the rear wheel axle via a freewheel 12 and a switchable reversing gear 37 . The derailleur is operated automatically. The computer 7 controls a shift servo motor 24 according to the specifications of the driver or the driving program, which changes gear by moving the switching mechanism 23 . The switching servo motor 24 always switches only in the special switching sectors of the respective pinion, so that the switching process and thus the disturbance of the pedaling cycle is extremely short. The angle sensor 6 for the crank 2 sits on the front chainring 31 . It detects the position of the pedal crank in 10 ° steps. With each new step, the position of the pedal crank is transmitted to the computer, which then calculates the associated values Fr or Mr as well as I and I +. In this example, the torque is not detected by a torque sensor between the pedal crank axle and chainring 31 , but by a force sensor 5 on the front deflection roller 32 . The force sensor 5 consists of a spring-loaded lever arm 43 , the pivot path of which is detected. It carries the front deflection roller 32 at one end and is supported at the other end by a damper 35 with an integrated spring. The lever arm 43 and the damper 35 are each connected to the support plate 42 via a joint. The displacement sensor 36 , which generates the corresponding signal, is located parallel to the damper 35 . The damper 35 specifically filters the high vibration frequencies that result from the running of the chain on the deflection roller 32 . The kinematics of the rear wheel suspension is designed so that the spring deflection takes place perpendicular to the direction of the chain 4 between the rear deflection roller 33 and the sprocket set 34 on the rear wheel 27 . For this purpose, the pivot point of the trailing arm 38 is located just below the chain 4 . An influence of the chassis movements on the detection of the chain force is excluded. When shifting into reverse gear, the reversing gear 37 is first switched over by an electrically operated actuator 41 and then, after it has snapped into place, the motor currents are reversed. The driving program is selected via a two-way selector switch 9 in any weighting of the basic programs within a triangular selection field 39 . This is located on the center console. From the course of the chain force over time, the computer 7 determines the driver's instantaneous power by integration via a pedal revolution. All relevant values are shown on a multifunction display 8 , which can be set using a mode button. An acoustic signal transmitter 25 indicates to the driver and possibly the front passenger that a gear change is imminent by means of a short signal tone. The vehicle brake is actuated by briefly stepping back on the driver's crank 2 . The freewheel of the coaster brake 13 sits on the pedal crank axle and couples it when it rotates backwards with the brake lever 20 , which actuates the master cylinder 21 of the hydraulic service brake. The brake lever 20 runs before the brake cylinders on the wheels engage against a spring-loaded switch 19 which actuates the recuperation brake. The spring load is so high that a clearly noticeable pressure point is generated on the pedal. In addition, the vehicle can be decelerated via a handbrake 26 located on the handlebar 15 . If required, an input button on the multifunction display 8 can be used to switch to controlling the engine power by means of a throttle grip 14 on the handlebar. The curve function of the drive program "K = Comfort" for Mr and I is designed in such a way that no engine power is output at the pedal crank below an average torque of 4 Nm and that the maximum engine power of 85% for this drive program is at an average torque of 16 Nm. is reached. With an associated pedaling frequency of 60 revolutions per minute, this corresponds to pedaling powers of 25 W or 100 W. In the "S = Sport" driving program, no motor power is output below 9 Nm and 100% motor power is achieved at approx. 30 Nm medium torque. At the associated pedaling frequency of 90 revolutions per minute, this corresponds to 85 W or 280 W. 100% motor power does not correspond to the nominal power but to the permanent overpower of the electric motors. The control signal I + resulting from a rapid increase in force or torque is added to the control signal I and, depending on the operating state, can go into the range of the permissible short-term overcurrent of the electric motors. 100% I + corresponds here to about 70% I. This ratio depends on the ratio of the permissible short-term power to the permissible permanent over-performance. Regardless of the performance requested by the driver, an energy management system monitors all the electrical functions and components of the vehicle and regulates back accordingly when the permissible operating states of electric motors 3 and battery 10 are exceeded.
11
Leichtfahrzeug
Light vehicle
22nd
Tretkurbel Fahrer
Pedal crank driver
33rd
Elektromotor
Electric motor
44th
Kette
Chain
55
Kraftsensor
Force sensor
66
Drehwinkelsensor
Angle of rotation sensor
77
Rechner
computer
88th
Multifunktionsdisplay
Multifunction display
99
Zwei-Wege-Wahlschalter
Two-way selector switch
1010th
Batterie
battery
1111
Strommeßgerät
Ammeter
1212th
Freilauf des Muskelkraftantriebes
Free-wheeling of the muscle power drive
1313
Freilauf der Rücktrittbremse
Freewheel on the coaster brake
1414
Gasdrehgriff
Throttle grip
1515
Lenker
Handlebars
1616
Toleranzband
Tolerance band
1717th
Geschwindigkeitssensor
Speed sensor
1818th
Drucksensor Pressure sensor
1818th
1919th
Schalter für die Rekuperationsbremse
Switch for the recuperation brake
2020th
Bremshebel
Brake lever
2121
Geberzylinder der Betriebsbremse
Service brake master cylinder
2222
Schalter für Rückwärtsfahrt
Reverse switch
2323
Schaltwerk
Rear derailleur
2424th
Schaltservomotor
Switching servo motor
2525th
Akustischer Signalgeber
Acoustic signal generator
2626
Handbetätigte Fahrzeugbremse
Manually operated vehicle brake
2727
Hinterrad Rear wheel
2727
2828
Leichtlaufrad
Smooth running wheel
2929
Fahrersitz Driver's seat
2929
3030th
Hydraulikleitung
Hydraulic line
3131
Kettenblatt
Chainring
3232
vordere Umlenkrolle
front pulley
3333
hintere Umlenkrolle
rear pulley
3434
Ritzelpaket
Sprocket set
3535
Dämpfer
damper
3636
Wegsensor
Displacement sensor
3737
Reversiergetriebe
Reversing gear
3838
Längslenker
Trailing link
3939
Selektionsfeld
Selection field
4040
Keilrippenriemen
V-ribbed belts
4141
Aktuator
Actuator
4242
Trägerplatte des Kraftsensors
Support plate of the force sensor
4343
Hebelarm des Kraftsensors
Lever arm of the force sensor
4545
Riemenscheibe des Hinterrades
Rear wheel pulley
4646
Riemenscheibe des Motors
Pulley of the engine
4949
Hinterradachse
Rear axle
5050
Riemenscheibe der Tretkurbel
Crankset pulley
5151
Generator
generator
5252
Hydraulikpumpe
hydraulic pump
5353
Hydraulikleitung
α Drehwinkel der Tretkurbel
A, B, B', C, C', D, D' Beispielhafte Drehmomentwerte
K Fahrprogramm "Komfort"
E Fahrprogramm "Eco"
S Fahrprogramm "Sport"
M mittleres Drehmoment der Drehmomentkurve
F mittlere Kettenkraft der Kraftkurve
Mr, Fr Ausgabewert des 1. Berechnungschrittes
I Ausgabewert des 2. Berechnungschrittes
I+ Ausgabewert des 3. Berechnungschrittes
Id Ausgabewert, der der Dauerüberleistung des Motors
entspricht
Fs Kraftschwellenwert
Ms Drehmomentschwellenwert
k1 Verstärkungsfaktor des 2. Berechnungschrittes
k2 Reaktionsfaktor des 3. Berechnungschrittes
r Änderungsgeschwindigkeit der Kraft
r Änderungsgeschwindigkeit des Drehmoments
Hydraulic line
α angle of rotation of the crank
A, B, B ', C, C', D, D 'Exemplary torque values
K "Comfort" driving program
E "Eco" driving program
S "Sport" driving program
M average torque of the torque curve
F mean chain force of the force curve
Mr, Fr Output value of the 1st calculation step
I Output value of the 2nd calculation step
I + output value of the 3rd calculation step
Id Output value that corresponds to the continuous overcurrent of the motor
Fs force threshold
Ms torque threshold
k1 gain factor of the 2nd calculation step
k2 Response factor of the 3rd calculation step
r rate of change of force
r rate of change of torque
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Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007050552B3 (en) * | 2007-10-23 | 2008-09-04 | Carbike Gmbh | Electric automobile for personal transport has battery power or fuel cell whose output is regulated by driver's pedal crank |
DE102008036595A1 (en) | 2008-08-06 | 2010-02-11 | Carbike Gmbh | Sustained traffic system is provided with batteries that are exchanged in short time in battery exchange stations, where electrical energy is fed back into power grid by direct current to alternating current converter |
DE102009046949A1 (en) * | 2009-11-23 | 2011-05-26 | Zf Friedrichshafen Ag | Motor vehicle for transporting persons, has hand or foot-actuatable crank handles and rockers arranged in region of seats, where electrical energy is produced by actuating crank handles and supplied into main power supply |
EP2353659A1 (en) * | 2010-02-02 | 2011-08-10 | Martin F. Hägele | Motor vehicle with a training device |
EP2511166A1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-17 | J.D Components Co., Ltd. | Shift control system for power-assisted bicycle |
CN102745299A (en) * | 2011-04-18 | 2012-10-24 | 久鼎金属实业股份有限公司 | Variable speed control system of boosting bicycle |
EP2562073A1 (en) * | 2011-08-24 | 2013-02-27 | J.D Components Co., Ltd. | Automatic gear-shifting bicycle with optimal shift timing |
EP2617636A1 (en) | 2010-09-16 | 2013-07-24 | Panasonic Corporation | Electric bicycle |
DE102013005918A1 (en) | 2013-03-28 | 2014-10-02 | Robert Schulze | Light vehicle with a hybrid electric and manual power drive, with four wheels for two people |
US9550489B2 (en) | 2009-09-22 | 2017-01-24 | Robert Bosch Gmbh | Device and method for regulating an energy recovery in a pedal-driven vehicle |
CN106428372A (en) * | 2016-11-03 | 2017-02-22 | 苏少华 | Handlebar-free portable electric vehicle and control method thereof |
US9637197B2 (en) * | 2015-07-01 | 2017-05-02 | GM Global Technology Operations LLC | Dynamic inertia compensation and pedal effort transformation for electric bike |
DE102016108797A1 (en) | 2015-11-11 | 2017-05-11 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Health promoting motor vehicle |
DE102017113114A1 (en) * | 2017-06-14 | 2018-06-07 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Drive unit for a vehicle and vehicle with the drive unit |
EP3702257A1 (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-02 | Brake Force One GmbH | Vehicle with an operating element for accelerating and braking |
CN112654510A (en) * | 2018-09-17 | 2021-04-13 | 罗伯特·博世有限公司 | Electric motor for driving vehicle capable of moving by human |
DE102012205522B4 (en) | 2012-04-04 | 2021-10-21 | Vitesco Technologies GmbH | Vehicle with an electric motor and method for operating a vehicle with an electric motor |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009029655B4 (en) | 2009-09-22 | 2021-10-07 | Robert Bosch Gmbh | Method for controlling an electrical auxiliary drive for a pedal-powered vehicle and a pedal-powered vehicle |
DE102010017917A1 (en) * | 2010-04-21 | 2011-10-27 | Daum Gmbh & Co. Kg | Power transmission unit |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8806042D0 (en) * | 1988-03-14 | 1988-04-13 | Lean G D | Proportional control system for engine assisted bicycle |
JP2655878B2 (en) * | 1988-06-14 | 1997-09-24 | ジャパン・イー・エム株式会社 | Bicycle with drive / load control mechanism |
US5370200A (en) * | 1992-05-11 | 1994-12-06 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Bicycle with electric motor |
DE4306094A1 (en) * | 1993-02-27 | 1994-09-01 | Edgar Loehr | Environmentally friendly, multi-seated light vehicle with manual drive |
US5664636A (en) * | 1993-10-29 | 1997-09-09 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Vehicle with electric motor |
DE9402906U1 (en) * | 1994-02-22 | 1994-05-26 | Loehr Edgar | Environmentally friendly light vehicle with muscle power drive |
JP2967391B2 (en) * | 1994-05-18 | 1999-10-25 | 本田技研工業株式会社 | Treading force detection device for bicycle with assist motor |
US5749429A (en) * | 1995-04-03 | 1998-05-12 | Suzuki Kabushiki Kaisha | Power assist apparatus of power assisted bicycle |
DE19600243A1 (en) * | 1996-01-05 | 1997-07-10 | Fichtel & Sachs Ag | Control of power metering in electrical circuits for bicycle with motor/generator assistance |
DE19600698A1 (en) * | 1996-01-10 | 1997-08-07 | Magnet Motor Gmbh | Vehicle that can be operated with muscle power, especially a bicycle |
DE19608124C2 (en) * | 1996-03-02 | 1998-02-19 | Siegfried Hieble | Motorcycle with power-adjustable front wheel drive (all-wheel drive) |
DE19732468A1 (en) * | 1996-07-27 | 1998-06-10 | Harald Kutzke | Hybrid muscle-powered and electric-powered two-wheeled vehicle |
-
1998
- 1998-12-02 DE DE1998155585 patent/DE19855585B4/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007050552B3 (en) * | 2007-10-23 | 2008-09-04 | Carbike Gmbh | Electric automobile for personal transport has battery power or fuel cell whose output is regulated by driver's pedal crank |
DE102008036595A1 (en) | 2008-08-06 | 2010-02-11 | Carbike Gmbh | Sustained traffic system is provided with batteries that are exchanged in short time in battery exchange stations, where electrical energy is fed back into power grid by direct current to alternating current converter |
US9550489B2 (en) | 2009-09-22 | 2017-01-24 | Robert Bosch Gmbh | Device and method for regulating an energy recovery in a pedal-driven vehicle |
DE102009046949A1 (en) * | 2009-11-23 | 2011-05-26 | Zf Friedrichshafen Ag | Motor vehicle for transporting persons, has hand or foot-actuatable crank handles and rockers arranged in region of seats, where electrical energy is produced by actuating crank handles and supplied into main power supply |
EP2353659A1 (en) * | 2010-02-02 | 2011-08-10 | Martin F. Hägele | Motor vehicle with a training device |
EP2617636A1 (en) | 2010-09-16 | 2013-07-24 | Panasonic Corporation | Electric bicycle |
EP2511166A1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-17 | J.D Components Co., Ltd. | Shift control system for power-assisted bicycle |
CN102745299A (en) * | 2011-04-18 | 2012-10-24 | 久鼎金属实业股份有限公司 | Variable speed control system of boosting bicycle |
CN102745299B (en) * | 2011-04-18 | 2014-07-02 | 久鼎金属实业股份有限公司 | Variable speed control system of boosting bicycle |
EP2562073A1 (en) * | 2011-08-24 | 2013-02-27 | J.D Components Co., Ltd. | Automatic gear-shifting bicycle with optimal shift timing |
DE102012205522B4 (en) | 2012-04-04 | 2021-10-21 | Vitesco Technologies GmbH | Vehicle with an electric motor and method for operating a vehicle with an electric motor |
DE102013005918A1 (en) | 2013-03-28 | 2014-10-02 | Robert Schulze | Light vehicle with a hybrid electric and manual power drive, with four wheels for two people |
DE102013005918B4 (en) | 2013-03-28 | 2018-03-29 | Robert Schulze | Light vehicle with a hybrid electric and manual power drive, with four wheels for two people |
US9637197B2 (en) * | 2015-07-01 | 2017-05-02 | GM Global Technology Operations LLC | Dynamic inertia compensation and pedal effort transformation for electric bike |
DE102016108797A1 (en) | 2015-11-11 | 2017-05-11 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Health promoting motor vehicle |
CN106428372A (en) * | 2016-11-03 | 2017-02-22 | 苏少华 | Handlebar-free portable electric vehicle and control method thereof |
CN106428372B (en) * | 2016-11-03 | 2022-03-22 | 苏少华 | Handlebar-free portable electric vehicle and control method thereof |
DE102017113114A1 (en) * | 2017-06-14 | 2018-06-07 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Drive unit for a vehicle and vehicle with the drive unit |
CN112654510A (en) * | 2018-09-17 | 2021-04-13 | 罗伯特·博世有限公司 | Electric motor for driving vehicle capable of moving by human |
EP3702257A1 (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-02 | Brake Force One GmbH | Vehicle with an operating element for accelerating and braking |
CN111619715A (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-04 | 制动力一体有限责任公司 | Vehicle having an actuating element for acceleration and braking |
CN111619715B (en) * | 2019-02-28 | 2023-01-13 | 制动力一体有限责任公司 | Vehicle having an actuating element for acceleration and braking |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19855585B4 (en) | 2007-12-27 |
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