DE202011101788U1 - Radio controlled electrically assistive bicycle trailer system - Google Patents
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Abstract
Antriebssystem für Landfahrzeuge zum Befördern von Personen und Lasten mit wenigstens einem elektrisch angetriebenen und an ein Rahmenteil gekoppelten Antriebsrad, einer Antriebseinheit, vorzugsweise in Form eines Radnabenmotors, zum Antreiben des Antriebsrades, einem elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der Antriebseinheit mit elektrischer Energie, und einer Steuereinheit, die eine Bedieneinheit aufweist, zur Steuerung der Antriebseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit zur kabellosen Steuerung, insbesondere mittels einer oder mehrerer Funksteuereinheiten, eingerichtet ist.Drive system for land vehicles for transporting people and loads with at least one electrically driven drive wheel coupled to a frame part, a drive unit, preferably in the form of a wheel hub motor, for driving the drive wheel, an electrical energy store for supplying the drive unit with electrical energy, and a control unit, which has an operating unit for controlling the drive unit, characterized in that the control unit is set up for wireless control, in particular by means of one or more radio control units.
Description
Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für Landfahrzeuge zum Befördern von Personen und Lasten mit wenigstens einem elektrisch angetriebenen und mit einem Rahmenteil gekoppeltem Antriebsrad, einer Antriebseinheit, vorzugsweise in Form eines Radnabenmotors zum Antreiben des Antriebsrades, einem elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der Antriebseinheit mit elektrischer Energie, und einer Steuereinheit, die eine Bedieneinheit aufweist, zur Steuerung der Antriebseinheit.The invention relates to a drive system for land vehicles for transporting persons and loads with at least one electrically driven and coupled to a frame part drive wheel, a drive unit, preferably in the form of a hub motor for driving the drive wheel, an electrical energy storage to supply the drive unit with electrical energy, and a control unit having an operating unit for controlling the drive unit.
Lastenanhänger und Kinderanhänger für Fahrräder sind lange bekannt. Vereinzelt werden solche Anhänger mit Antriebsmotoren, z. B. elektrischen Radnabenmotoren, eingesetzt, um den Lenker des Fahrrades ganz oder teilweise beim Vortrieb des Gespanns zu unterstützen. Die Steuerung des Antriebes erfolgt in der Regel durch elektrische oder mechanische Schalt- oder Regelkontakte vom Lenker des Fahrrades aus, die durch elektrische Leitungen mit dem Antriebsmotor bzw. der Steuerelektronik verbunden sind. Dabei erweist sich die Verkabelung zwischen dem Fahrrad und dem Anhänger im praktischen Betrieb als unpraktisch und störanfällig. Durch Kabelbruch oder Verschmutzung kann die Kommunikation zwischen den Schalt- oder Regelkontakten am Lenker und der elektrischen Antriebseinheit unterbrochen werden. Außerdem ist beim Betrieb des Anhängers mit einem anderen Fahrrad auch dieses mit einer entsprechenden Verkabelung vom Lenker zum Anhänger auszustatten.Cargo trailers and child trailers for bicycles have long been known. Occasionally, such trailers with drive motors, z. As electric wheel hub motors, used to support the handlebar of the bicycle in whole or in part in the propulsion of the team. The control of the drive is usually done by electrical or mechanical switching or control contacts from the handlebar of the bicycle, which are connected by electrical lines to the drive motor or the control electronics. In this case, the wiring between the bicycle and the trailer in practical operation proves to be impractical and prone to failure. Due to cable breakage or contamination, the communication between the switching or control contacts on the handlebar and the electric drive unit can be interrupted. In addition, when operating the trailer with another bike this also has to be equipped with a corresponding wiring from the handlebar to the trailer.
Teilweise sind Bremseinrichtungen für Fahrradanhänger als Reibungsbremsen bekannt, z. B. per Seilzug aktivierte Auflaufbremsen, oder als elektrische Bremsen durch vom Fahrradlenker aus gesteuerten Generatorbetrieb des Antriebsmotors. Die dafür notwendige Steuerleitung vom Fahrradlenker zur meist im Fahrradanhänger untergebrachten Steuerelektronik des Antriebsmotors ist dabei im Praxiseinsatz oft durch Kabelbruch oder Verschmutzung von Kontakten gefährdet und kann dadurch die Personensicherheit durch Versagen der Bremsvorrichtung gefährden.Partially braking devices for bicycle trailers are known as friction brakes, z. B. activated by cable overrun brakes, or as electric brakes by controlled from the bicycle handlebar generator operation of the drive motor. The necessary control line from the bicycle handlebar for usually housed in the bicycle trailer control electronics of the drive motor is often compromised in practice by cable breakage or contamination of contacts and can endanger personal safety by failure of the braking device.
Elektrisch angetriebene Fahrradanhänger sind meist ohne wirksamen Diebstahlschutz der relativ teuren Komponenten wie elektrischer Energiespeicher, Steuerelektronik und Motor ausgeführt. Es sind keine Antriebssysteme bekannt, mittels derer einfach und werkzeuglos aus einem nicht angetriebenen Fahrradanhänger ein elektrisch unterstützter Anhänger realisierbar ist.Electrically powered bicycle trailers are usually designed without effective theft protection of relatively expensive components such as electrical energy storage, control electronics and engine. There are no drive systems known by means of which an electrically supported trailer can be realized simply and without tools from a non-driven bicycle trailer.
Etliche Fahrradanhänger ohne elektrische Antriebsunterstützung können durch An- oder Umbauten von Rädern oder Bügeln sehr einfach in Kinder- oder Joggingwägen umgebaut werden. Für längere Wegstrecken und größere zu transportierende Lasten ist dabei die einfache Adaption eines elektrisch unterstützenden Antriebssystems, das auch für den Anhängerbetrieb z. B. mit einem Fahrrad geeignet ist, wünschenswert.Many bicycle trailers without electric propulsion support can be easily converted into children's or jogging carriages by attaching or modifying wheels or temples. For longer distances and larger loads to be transported is the simple adaptation of an electrically assistive drive system, which is also suitable for trailer operation z. B. is suitable with a bicycle, desirable.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein elektrisches Antriebssystem für Landfahrzeuge zum Befördern von Personen und Lasten zu schaffen, das sicher, wartungsarm und einfach an Lasten- oder Kinderanhänger an- und abmontierbar ist.The invention is therefore based on the problem to provide an electric drive system for land vehicles for transporting people and loads that safe, low maintenance and easy to load or child trailer on and dismounted.
Dieses Problem wird durch die Merkmale des Antriebssystems gemäß dem Anspruch 1,
dem Fahrradanhänger gemäß dem Anspruch 15, dem Kinderwagen gemäß dem Anspruch 16, und dem Joggingwagen gemäß dem Anspruch 17 gelöst.This problem is solved by the features of the drive system according to
the bicycle trailer according to claim 15, the stroller according to claim 16, and the jogging carriage according to claim 17 solved.
Das erfindungsgemäße Antriebssystem für Landfahrzeuge zum Befördern von Personen und Lasten umfasst wenigstens ein elektrisch angetriebenes und an ein Rahmenteil gekoppeltes Antriebsrad, eine Antriebseinheit, vorzugsweise in Form eines Radnabenmotors, zum Antreiben des Antriebsrades, einen elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der Antriebseinheit mit elektrischer Energie, und einer Steuereinheit, die eine Bedieneinheit aufweist, zur Steuerung der Antriebseinheit, wobei die Steuereinheit zur kabellosen Steuerung, insbesondere mittels einer oder mehrerer Funksteuereinheiten, eingerichtet ist. Dadurch entfällt die Verkabelung zwischen der Steuereinheit und dem Antriebsmotor. Anstelle einer Funksteuereinheit kann jede Steuereinheit verwendet werden, die eine kabellose Steuerung der Antriebseinheit erlaubt, beispielsweise eine mittels Infrarot(IR-)Strahlung oder Bluetooth arbeitende Steuereinheit. Auf diese Weise können Kabelbrüche oder Kontaktschwierigkeiten zwischen der Steuereinheit und der Antriebseinheit vermieden werden und ein einfacher An- und Abbau an Lasten- oder Kinderanhänger ist gegeben.The drive system according to the invention for land vehicles for transporting persons and loads comprises at least one electrically driven and coupled to a frame part drive wheel, a drive unit, preferably in the form of a hub motor, for driving the drive wheel, an electrical energy storage to supply the drive unit with electrical energy, and a Control unit having an operating unit for controlling the drive unit, wherein the control unit for wireless control, in particular by means of one or more radio control units, is set up. This eliminates the wiring between the control unit and the drive motor. Instead of a radio control unit, it is possible to use any control unit which permits wireless control of the drive unit, for example a control unit operating by means of infrared (IR) radiation or Bluetooth. In this way, cable breaks or contact difficulties between the control unit and the drive unit can be avoided and a simple mounting and dismounting of loads or child trailers is given.
Eine Ausführung der Erfindung ist ein Fahrradanhänger mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem, wobei der Fahrradanhänger mit einem Fahrrad oder Elektrorad gekoppelt ist, beispielsweise mittels einer Anhängerkupplung, und die Bedieneinheit, beispielsweise in Form der Funksteuereinheit, zur Steuerung der elektrischen Antriebseinheit des Fahrradanhängers am Fahrrad- oder Elektroradlenker befestigt wird. Vorteilhaft dabei ist der einfache Wechsel des Fahrradanhängers mit elektrisch angetriebenen Rad auf andere Fahrräder ohne Kabelverlegung zur Steuerung des Antriebes am jeweiligen Fahrrad.An embodiment of the invention is a bicycle trailer with the drive system according to the invention, wherein the bicycle trailer is coupled to a bicycle or electric bike, for example by means of a trailer hitch, and the control unit, for example in the form of the radio control unit, for controlling the electric drive unit of the bicycle trailer on the bicycle or electric strut is attached. The advantage here is the simple change of bicycle trailer with electrically driven wheel on other bikes without cable laying to control the drive on each bike.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, dass das in einem Fahrradanhänger montierte Antriebssystem ein Fahrrad oder ein Elektromobil, beispielsweise in Form eines Elektrorades, unterstützend schieben oder ziehen kann.An advantageous embodiment of the invention is that the drive system mounted in a bicycle trailer a bicycle or an electric vehicle, For example, in the form of an electric bike, supportive push or pull.
Eine Ausführung der Erfindung ist, dass das Antriebssystem auch ohne daran gekoppeltes Fahrrad oder Elektrorad verwendet werden kann und somit elektrisch angetrieben unterstützend z. B. als Kinderwagen oder Joggingwagen den Transport von Personen und Gütern erleichtert.An embodiment of the invention is that the drive system can be used without coupled bike or electric bike and thus electrically powered supportive z. B. as a stroller or jogging carriage facilitates the transport of people and goods.
Durch die Integration der Steuerelektronik zur Steuerung der Antriebseinheit als Teil der Steuereinheit und/oder zur Steuerung des elektrischen Energiespeichers in das Rahmenteil wird die Anzahl der zu montierenden Komponenten für den Anwender reduziert. Dadurch lässt sich ein schneller, störungsfreier und werkzeugloser Umbau von einem herkömmlichen Fahrradanhänger zu einem Fahrrandanhänger mit elektrisch angetrieben Antriebsrad bewerkstelligen.By integrating the control electronics for controlling the drive unit as part of the control unit and / or for controlling the electrical energy storage in the frame part, the number of components to be mounted for the user is reduced. As a result, a faster, trouble-free and tool-free conversion of a conventional bicycle trailer to a roadside trailer with electrically driven drive wheel can accomplish.
Vorzugsweise wird die Bedieneinheit, insbesondere die Funksteuereinheit, mit einem Bedienelement, vorzugsweise einem Taster, mit dem die Steuereinheit bedienbar ist, ausgestattet, der bequem vom Anwender während der Fahrt bedient werden kann und die drahtlose Steuerung des Antriebsmotors der Antriebeinheit bewirkt. Vorteilhaft dabei ist es, die mit der Steuerelektronik zur Steuerung der Antriebseinheit kabellos verbundene Bedieneinheit, insbesondere die Funksteuereinheit, und die Steuerelektronik als Teile der Steuereinheit so zu codieren, dass nur diese beiden Einheiten, Bedieneinheit und Steuerelektronik, miteinander kommunizieren und andere elektrische Einheiten davon unbeeinflusst bleiben. Dadurch wird vermieden, dass andere elektrische Geräte auf das Antriebssystem einwirken können und dass das Antriebssystem bei Verwendung einer nicht entsprechend codierten Funksteuereinheit verwendbar ist. Durch die Ausgestaltung der Funksteuereinheit als ein von der Lenkstange beispielsweise eines Fahrrades lösbares Handgerät wird ein wirksamer Diebstahlschutz erreicht ähnlich dem bei einem Funk-Autoschlüssel.Preferably, the operating unit, in particular the radio control unit, with a control element, preferably a button, with which the control unit is operated, equipped, which can be conveniently operated by the user while driving and causes the wireless control of the drive motor of the drive unit. It is advantageous in this case to code the control unit wirelessly connected to the control electronics for controlling the drive unit, in particular the radio control unit, and the control electronics as parts of the control unit such that only these two units, control unit and control electronics communicate with each other and unaffected other electrical units thereof stay. This avoids that other electrical devices can act on the drive system and that the drive system is usable when using a not correspondingly coded radio control unit. The design of the radio control unit as a detachable from the handlebar, for example, a bicycle handset effective anti-theft protection is achieved similar to that in a wireless car key.
Mit der Erfindung wird des Weiteren erreicht, dass mit einem Bedienungselement an der Bedieneinheit, insbesondere der Funksteuereinheit, verschiedene Einstellungen an einer Steuerelektronik zur Steuerung der Antriebseinheit als Teil der Steuereinheit abänderbar sind. So kann beispielweise das Maximum der Leistungsabgabe oder der Drehzahl des Antriebmotors von der Funksteuereinheit aus festgelegt werden, das dann im Betrieb nicht überschritten wird.With the invention is further achieved that with a control element on the operating unit, in particular the radio control unit, various settings on an electronic control unit for controlling the drive unit as part of the control unit can be changed. Thus, for example, the maximum of the power output or the rotational speed of the drive motor can be set from the radio control unit, which is then not exceeded during operation.
Von Vorteil ist es, wenn bei bidirektionalem Signalfluss die Bedieneinheit, insbesondere die Funksteuereinheit, ein oder mehrere Anzeigeinstrumente, z. B. ein oder mehrere Displays, aufweist, die verschiedene Betriebszustände des Antriebssystems und/oder des Landfahrzeugs anzeigen, wie z. B. Geschwindigkeit, Batterieladezustand, gewählte oder aktuelle Leistungsabgabe. Dadurch können, unabhängig von der Anbringung der Funksteuereinheit, Informationen über den Betriebszustand der Antriebseinheit eingesehen werden. Eine vereinfachte Handhabung kann dabei durch die Kombination des oder der Eingabemittel und Anzeigeinstrumente, z. B. in Form eines Touchscreen, erreicht werden.It is advantageous if, in bidirectional signal flow, the operating unit, in particular the radio control unit, one or more indicating instruments, for. As one or more displays, indicating the different operating states of the drive system and / or the land vehicle, such. Speed, battery state of charge, selected or actual power output. As a result, regardless of the attachment of the radio control unit, information about the operating state of the drive unit can be viewed. A simplified handling can be achieved by the combination of the or the input means and display instruments, for. B. in the form of a touch screen, can be achieved.
Vorteilhaft ist des Weiteren, dass ein Akkumulator zum Betrieb der Steuereinheit, insbesondere der Funksteuereinheit, mittels geeigneter Schnittstelle am elektrischen Energiespeicher des Antriebssystems oder einer beliebigen anderen Niederspannungsquelle aufgeladen werden kann. Dadurch besteht der Vorteil, dass bei vollständiger Entleerung des Akkumulators der (Funk-)Steuereinheit kein eigenes Ladegerät zur Aufladung notwendig ist oder zum Weiterbetrieb des Systems der entladene Akkumulator nicht durch einen geladenen oder durch geladene Batterien ersetzt werden muss.A further advantage is that an accumulator for operating the control unit, in particular the radio control unit, can be charged by means of a suitable interface on the electrical energy storage of the drive system or any other low-voltage source. As a result, there is the advantage that when the accumulator of the (radio) control unit is completely emptied, no separate charging device is necessary for charging or for continued operation of the system, the discharged accumulator need not be replaced by a charged or charged battery.
Durch die (Funk-)Steuereinheit kann auch eine Bremswirkung des Antriebssystems ausgelöst werden, z. B. indem Energie beim Betrieb der Antriebseinheit als Generator von der Antriebseinheit im elektrischen Energiespeicher des Antriebssystems gespeichert wird oder der Motor der Antriebseinheit induktiv seiner Drehung in Fahrtrichtung entgegen wirkt.By (radio) control unit and a braking effect of the drive system can be triggered, z. As energy is stored during operation of the drive unit as a generator of the drive unit in the electrical energy storage of the drive system or the motor of the drive unit inductively counteracts its rotation in the direction of travel.
Um die Sicherheit gegen unbeabsichtigte Betätigung der Bedienelemente der Funksteuereinheit zu erhöhen, ist es von Vorteil, mittels eines mit der Bedieneinheit, insbesondere der Funksteuereinheit, elektrisch verbundenen Sensors, z. B. eines Hallsensors, das Vorhandensein eines metallischen Gegenstandes, z. B. eines Fahrradlenkers, zu erkennen. Damit wird erst bei Erkennung dieses Gegenstandes eine Funktion von der Funksteuereinheit an die Antriebseinheit bewirkbar.To increase the security against unintentional operation of the controls of the radio control unit, it is advantageous, by means of a with the control unit, in particular the radio control unit, electrically connected sensor, for. As a Hall sensor, the presence of a metallic object, eg. B. a bicycle handlebar, to recognize. Thus, a function of the radio control unit to the drive unit can be effected only upon detection of this object.
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