ES2871087T3 - Procedimiento para la compensación de rueda libre de una unidad motriz, aparato de control y vehículo con este aparato de control - Google Patents

Procedimiento para la compensación de rueda libre de una unidad motriz, aparato de control y vehículo con este aparato de control Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la compensación de rueda libre para un vehículo (100) con una unidad motriz (150), siendo el vehículo (100) una bicicleta eléctrica, teniendo la unidad motriz (150) al menos un componente giratorio, teniendo el componente giratorio un sentido de rotación positivo o un sentido de rotación negativo, en donde el sentido de rotación positivo está configurado para impulsar una rueda motriz del vehículo (100) para un desplazamiento hacia delante, teniendo el procedimiento la siguiente etapa - detectar (310) el sentido de rotación negativo de un componente giratorio de la unidad motriz (150), caracterizado por que el procedimiento comprende la siguiente etapa - generar (330) un par motor (MM) dirigido en el sentido de rotación negativo por medio de un motor eléctrico (151) de la unidad motriz (150) al detectarse un sentido de rotación negativo, siendo el par motor (MM) generado menor que un par de arrastre (MB) del motor eléctrico (151) y estando configurado para reducir la fuerza de un conductor del vehículo (100) para hacer girar el motor eléctrico (151).

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la compensación de rueda libre de una unidad motriz, aparato de control y vehículo con este aparato de control
Estado de la técnica
La presente invención se refiere a un procedimiento para la compensación de rueda libre de una unidad motriz, a un aparato de control para llevar a cabo el procedimiento y a un vehículo que presenta la unidad motriz y este aparato de control, siendo el vehículo en particular una bicicleta eléctrica.
El documento EP 2617636 A1 divulga una bicicleta eléctrica. Este documento divulga un procedimiento y un aparato de control de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 7, respectivamente.
En las bicicletas, el cigüeñal suele estar conectado a dos pedales. Por ejemplo, los ciclistas pedalean hacia atrás para orientar los pedales en la posición deseada cuando la bicicleta está parada. Las bicicletas eléctricas pueden presentar una unidad motriz en el cigüeñal, comprendiendo además la unidad motriz, por ejemplo, un cigüeñal y un motor eléctrico. Cada uno de los componentes giratorios presenta un sentido de rotación positivo y un sentido de rotación negativo, estando configurado el sentido de rotación positivo para impulsar una rueda motriz del vehículo para el desplazamiento hacia delante. El cigüeñal puede estar conectado de manera giratoria con el motor eléctrico por lo que respecta al sentido de rotación negativo por medio de una rueda libre de conductor o, sin una rueda libre de conductor, de manera resistente al giro con el motor eléctrico. Sin una rueda libre de conductor, la unidad motriz es más liviana y su espacio de instalación es más compacto. Además, es más económico fabricar la unidad motriz sin rueda libre de conductor. Con una conexión resistente al giro entre el cigüeñal y el motor eléctrico, un conductor tiene que superar el par de arrastre del motor eléctrico y las pérdidas por fricción en la transmisión al pisar o pedalear en sentido de rotación negativo con el fin de orientar los pedales. Además, con una conexión resistente al giro entre el cigüeñal y el motor eléctrico, cuando la bicicleta eléctrica se empuja hacia atrás o cuando los componentes giratorios de una unidad motriz se mueven en sentido de rotación negativo, el par de arrastre o un par de retención del motor eléctrico se nota debido a un giro a sacudidas o brusco del cigüeñal o de los pedales. El par de arrastre del motor se compone, esencialmente, del par de retención, las pérdidas en el rodamiento del eje de rotor y las pérdidas por histéresis en el motor.
El objetivo de la presente invención es reducir los efectos indeseables de una conexión resistente al giro entre el cigüeñal y el motor eléctrico en sentido de rotación negativo.
Divulgación de la invención
La invención se refiere a un procedimiento para la compensación de rueda libre para un vehículo con una unidad motriz, en particular una bicicleta eléctrica. La unidad motriz presenta al menos un componente giratorio. El componente giratorio puede presentar un sentido de rotación positivo o un sentido de rotación negativo, estando configurado el sentido de rotación positivo para impulsar una rueda motriz del vehículo para el desplazamiento hacia delante. El procedimiento de acuerdo con la invención presenta una detección del sentido de rotación negativo de un componente giratorio de la unidad motriz. A continuación, se genera un par motor dirigido en el sentido de rotación negativo por medio de un motor eléctrico de la unidad motriz al detectarse un sentido de rotación negativo. El par motor generado es menor que el par de arrastre del motor eléctrico y está configurado para reducir la fuerza de un conductor del vehículo para hacer girar el motor eléctrico. Por lo tanto, el procedimiento reduce ventajosamente la fuerza de pedaleo requerida por el conductor sobre los pedales al orientar los pedales en sentido de rotación negativo o la fuerza requerida por el conductor para empujar la bicicleta eléctrica hacia atrás, ya que el motor eléctrico se activa y, por lo tanto, el par de arrastre del motor eléctrico no tienen que ser superado completamente por el conductor. El par motor generado es ventajosamente independiente del número de revoluciones y/o de un par aplicado por el conductor o es constante. Como resultado, el par motor generado es difícil de percibir por el conductor. Al pedalear en sentido de rotación negativo, se obtiene como resultado, ventajosamente, la impresión de una rueda libre entre el cigüeñal y el motor eléctrico.
En una configuración preferida, tiene lugar una detección de una posición angular y/o una velocidad de rotación y/o un par de un componente giratorio de la unidad motriz. A continuación tiene lugar la detección del sentido de rotación negativo en función de la posición angular detectada y/o de la velocidad de rotación detectada y/o del par detectado. La detección tiene lugar, ventajosamente, por medio de los sensores de posición de rotor del motor eléctrico y/o de un codificador de impulso de rotación (por ejemplo, óptico, magnético, mecánico, ...) y/o de un sensor para detectar el par del conductor. Se obtiene así la ventaja de que el sentido de rotación negativo se puede detectar de forma rápida, fiable y económica, ya que la detección tiene lugar con los sensores en cualquier caso presentes en la unidad motriz, es decir, no es necesario ningún sensor adicional.
En una configuración alternativa, la generación del par motor tiene lugar en función de la posición angular detectada y/o de la velocidad de rotación detectada y/o del par detectado. En esta configuración, se puede tener en cuenta ventajosamente el par de arrastre o par de retención, dependiente del número de revoluciones, del motor eléctrico con el fin de generar el par de motor, de modo que el par motor generado sea menor, de manera fiable, que el par de arrastre al detectarse el sentido de rotación negativo.
En un perfeccionamiento, puede estar previsto detectar la velocidad del vehículo. A continuación, la generación del par motor tiene lugar, adicionalmente, en función de la velocidad detectada del vehículo. De este modo se obtiene la ventaja de que el procedimiento solo se puede realizar en parada o a bajas velocidades.
En otro perfeccionamiento, la detección de una aceleración del vehículo tiene lugar en la dirección del eje longitudinal del vehículo. En este perfeccionamiento, la generación del par motor también se realiza, adicionalmente, en función de la aceleración detectada del vehículo. De este modo se obtiene la ventaja de que se detecta un empuje del vehículo en función de la aceleración y el par motor solo se genera cuando se detecta un empuje del vehículo.
En un perfeccionamiento preferido del procedimiento, se lleva a cabo a intervalos regulares un procedimiento de calibración para determinar el par de arrastre del motor eléctrico de la unidad motriz. A continuación, la generación del par motor tiene lugar, adicionalmente, en función del par de arrastre determinado. Este perfeccionamiento presenta la ventaja de que se determina el par de arrastre que varía debido a las tolerancias de fabricación para cada motor eléctrico y/o el par de arrastre que varía al aumentar la vida útil. Un par de arrastre determinado con precisión permite ventajosamente que el procedimiento para la compensación de rueda libre se lleve a cabo de una manera apenas perceptible o que aumente la comodidad de conducción del conductor del vehículo con la unidad motriz.
El procedimiento de calibración para determinar un par de arrastre presenta la generación de un par de calibración por medio del motor eléctrico. A este respecto, el par de calibración es mayor que el par de arrastre del motor eléctrico. A continuación tiene lugar una detección de una velocidad de rotación del motor eléctrico. Luego, el par de calibración se adapta en función de la velocidad de rotación detectada para ajustar una velocidad de rotación predeterminada, siendo la velocidad de rotación predeterminada, en particular, inferior a 5 revoluciones por minuto. La determinación del par de arrastre del motor eléctrico tiene lugar en función del par de calibración adaptado. Como resultado de este tipo de configuración del procedimiento de calibración, el procedimiento de calibración es apenas perceptible para el conductor, el par de arrastre se determina con mucha precisión y el procedimiento para la compensación de rueda libre es muy cómodo.
En una configuración preferida del procedimiento de calibración, se realiza una detección de la velocidad del vehículo. A continuación, la generación del par de calibración tiene lugar, adicionalmente, en función de la velocidad detectada, generándose el par de calibración, en particular, cuando el vehículo está parado. Como resultado, el procedimiento de calibración se lleva a cabo ventajosamente solo a bajas velocidades o cuando el vehículo está parado.
La invención también se refiere al aparato de control para llevar a cabo el procedimiento. El aparato de control detecta el sentido de rotación negativo de un componente giratorio de la unidad motriz por medio de al menos un sensor. A continuación, el aparato de control genera una señal de control. La señal de control está configurada para activar el motor eléctrico de la unidad motriz con el fin de generar el par motor dirigido en el sentido de rotación negativo al detectarse un sentido de rotación negativo. El par motor generado es menor que un par de arrastre del motor eléctrico y, por lo tanto, está configurado para reducir la fuerza de un conductor del vehículo para hacer girar el motor eléctrico.
En una configuración preferida, el al menos un sensor para detectar el sentido de rotación negativo es un sistema sensor de posición angular para el rotor del motor eléctrico y/o un sensor de velocidad de rotación y/o un sensor de par.
En una configuración alternativa, el aparato de control genera la señal de control en función de la posición angular detectada y/o de la velocidad de rotación y/o del par detectado.
En un perfeccionamiento, puede estar previsto que el aparato de control detecte una velocidad del vehículo por medio de un sensor de velocidad. En este perfeccionamiento, el aparato de control genera la señal de control, adicionalmente, en función de la velocidad detectada del vehículo.
Preferentemente, el aparato de control detecta además una aceleración del vehículo en la dirección del eje longitudinal del vehículo por medio de un sensor de aceleración. En esta realización, la señal de control se genera, adicionalmente, en función de la aceleración detectada del vehículo.
El aparato de control puede generar, opcionalmente, una señal de control de calibración, en particular después de intervalos de tiempo fijos. La señal de control de calibración está configurada para activar el motor eléctrico con el fin de generar un par de calibración, siendo el par de calibración mayor que el par de arrastre del motor eléctrico. A continuación, se detecta una velocidad de rotación del motor eléctrico y la señal de control de calibración se adapta en función de la velocidad de rotación detectada. La adaptación de la señal de control de calibración tiene lugar con el fin de ajustar una velocidad de rotación predeterminada, siendo la velocidad de rotación predeterminada, en particular, inferior a cinco revoluciones por minuto. El aparato de control determina a continuación el par de arrastre del motor eléctrico en función del par de calibración adaptado.
Opcionalmente, también puede estar previsto que el aparato de control detecte la velocidad del vehículo por medio del sensor de velocidad y genere la señal de control de calibración, adicionalmente, en función de la velocidad detectada. En particular, el aparato de control genera la señal de control de calibración solo cuando el vehículo está parado.
La invención también se refiere al vehículo, en particular a la bicicleta eléctrica, con la unidad motriz y el aparato de control.
Otras ventajas se desprenden de la siguiente descripción de ejemplos de realización con referencia a las figuras.
Figura 1: bicicleta eléctrica
Figura 2: unidad motriz para una bicicleta eléctrica
Figura 3: diagrama de flujo del procedimiento para la compensación de rueda libre
Figura 4: aparato de control
Figura 5: diagrama de par y número de revoluciones al pedalear con sentido de rotación negativo
Ejemplos de realización
En la figura 1 se representa una bicicleta eléctrica 100. Esta puede moverse hacia delante en el sentido de la marcha en la dirección de un eje longitudinal 101 de la bicicleta eléctrica 100 o hacia atrás, por ejemplo, empujándola. La rueda trasera o rueda motriz 104 y los componentes giratorios 102, 210 y 151 de una unidad motriz 150 de la bicicleta eléctrica 150 pueden presentar en cada caso un sentido de rotación positivo cuando la bicicleta 100 se mueve en el sentido de marcha adelante o un sentido de rotación negativo cuando la bicicleta 100 se mueve en el sentido de marcha atrás. El sentido de rotación negativo de las ruedas 104 de la bicicleta eléctrica 100 y de los dos pedales 103 de la unidad motriz 150 se indica en la figura 1 mediante flechas. La bicicleta eléctrica 100 es impulsada a motor por medio de los dos pedales 103 por el conductor y/o por medio de un motor eléctrico 151 de la unidad motriz 150. Tanto los pedales 103 como el motor eléctrico 151 están conectados de manera resistente al giro en el sentido de rotación negativo a un cigüeñal 102 de la unidad motriz 150. En consecuencia, entre el cigüeñal 102 y el motor eléctrico 151 y/o entre el plato impulsor 220 y el motor eléctrico 151 no hay rueda libre para interrumpir la transmisión de un par del conductor Mf dirigido en el sentido de rotación negativo del cigüeñal 102 al motor eléctrico 151 y/o un par de empuje del plato impulsado 220 al motor eléctrico 151. En consecuencia, los pedales 103 y el motor eléctrico 151 giran junto con el pedaleo dirigido en el sentido de rotación negativo o cuando la bicicleta eléctrica 100 es empujada en el sentido de marcha atrás.
En la figura 2 se muestra una unidad motriz 150 para una bicicleta eléctrica 100. El cigüeñal 102 está soportado de manera giratoria en la unidad motriz 150 por medio de dos cojinetes 201 y 204. En este ejemplo, el cigüeñal 102 está además conectado de manera resistente al giro a un árbol hueco 202, estando configurado el árbol hueco 202 para hacerse rotar por el par del conductor Mf. La rotación del árbol hueco 202 es detectada por medio de un sensor 235, como resultado de lo cual el par del conductor Mf es detectado o medido. En el árbol hueco 202 está dispuesta una transmisión 210 con dos ruedas dentadas 206 y 207, estando dispuesta una rueda libre de motor 203 entre la transmisión 210 o la rueda dentada 206 y el árbol hueco 202. La transmisión 210 conecta el motor eléctrico 151 y el árbol hueco 202 o el cigüeñal 102 entre sí de manera resistente al giro en el sentido de rotación negativo. La rueda libre de motor 203 está configurada para interrumpir la transmisión de un par motor del motor eléctrico 151 en sentido de rotación positivo si el par del conductor Mf en el sentido de rotación positivo mientras se conduce en el sentido de marcha adelante es más fuerte que el par motor Mm en el sentido de rotación positivo o si el número de revoluciones del cigüeñal 102 en el sentido de rotación positivo es más rápido que el número de revoluciones del árbol rotor 208 en el sentido de rotación positivo. El árbol hueco 202 también está conectado a un plato impulsado 220. El plato impulsado 220 está configurado para transmitir el par total de la unidad motriz 150 a la rueda motriz 104 de la bicicleta eléctrica 100 por medio de una cadena o una correa. El par total representa la suma del par del conductor Mf y el par motor Mm. En consecuencia, la unidad motriz 150 en este ejemplo de realización no presenta una rueda libre para interrumpir la transmisión de una rotación en el sentido de rotación negativo, es decir, el cigüeñal 102, el plato impulsado 220 y el motor eléctrico 151 están conectados en cada caso entre sí manera resistente al giro en el sentido de rotación negativo. El sentido de rotación negativo o la posición angular del árbol rotor 208 se puede detectar por medio de un sensor o de varios sensores 230 en el motor eléctrico 151 o en el árbol rotor 208 por medio de los sensores de posición de rotor 230 y/o de un sensor de velocidad de rotación. Adicional o alternativamente, puede estar dispuesto al menos un sensor de número de revoluciones o de frecuencia de pedaleo 231 y/o un sensor de velocidad de giro en el cigüeñal 102 o en el árbol hueco 202 o en una de las bielas 240 o en un eje de rueda, por ejemplo en el eje de rueda de la rueda trasera 104, para detectar el sentido de rotación negativo. Además, la detección del sentido de rotación puede tener lugar, alternativa o adicionalmente, por medio del sensor de par 235.
En una configuración alternativa, puede haber una rueda libre en el sentido de rotación negativo entre el plato impulsado 220 y el árbol hueco 202 o entre el plato impulsado 220 y la transmisión 210 y/o el cigüeñal 102 y/o en el cubo o eje de la rueda motriz 104. En esta configuración, cuando se empuja la bicicleta eléctrica 100 en el sentido de marcha atrás, no se genera ningún sentido de rotación negativo de un componente giratorio 102, 210 y 151 de la unidad motriz 150, de modo que mediante el procedimiento solo se detecta un sentido de rotación negativo cuando el conductor está pedaleando en sentido de rotación negativo.
Sin la presente invención, cuando el conductor pedalea en sentido de rotación negativo, debe superarse adicionalmente el par de arrastre Mb del motor eléctrico 151 de la unidad motriz 150 debido a la conexión resistente al giro en el sentido de rotación negativo entre el cigüeñal 102 y el motor eléctrico 151. Además, cuando la bicicleta eléctrica 100 se empuja hacia atrás, el par dirigido en el sentido de rotación negativo es transmitido a la unidad motriz 150, en particular a los pedales 103 y al motor eléctrico 151. En consecuencia, sin la presente invención, al empujar hacia atrás, se debe generar una fuerza de empuje que sea mayor que el par de arrastre Mb del motor eléctrico 151. Además, sin la presente invención, los pedales 103 giran indeseablemente a sacudidas o bruscamente alrededor del cigüeñal 102 debido al par de retención del motor eléctrico 151 durante el empuje hacia atrás.
La figura 3 representa una secuencia del procedimiento para la compensación de rueda libre como diagrama de bloques. El procedimiento comienza con una detección 310 del sentido de rotación negativo de un componente giratorio 102, 210, 151 de la unidad motriz 150. Para ello, opcionalmente puede estar previsto que se realice una detección 305 de una posición angular y/o de una velocidad de rotación y/o de un par de un componente giratorio 102, 210, 151 de la unidad motriz 150 y el sentido de rotación negativo se detecta y/o se determina en función de la posición angular y/o del par. En particular, se detecta la posición angular y/o la velocidad de rotación del árbol rotor 208 del motor eléctrico 151, de las ruedas dentadas 206 y 207 de la transmisión 210 y/o del cigüeñal 102. Por ejemplo, la posición angular del árbol rotor 208 se detecta por medio de sensores de posición de rotor 230. Cuando los pedales o el cigüeñal 102 están parados, o cuando el sentido de rotación es positivo, el procedimiento comienza desde el principio. Cuando se detecta un sentido de rotación negativo, se genera en una etapa 330 subsiguiente un par motor Mm dirigido en el sentido de rotación negativo o una fuerza motora dirigida en sentido de rotación negativo sobre el rotor del motor eléctrico 151 o el árbol rotor 208 por medio del motor eléctrico 151. A este respecto, el par motor Mm generado es menor que un par de arrastre Mb del motor eléctrico 151. En consecuencia, el par motor Mm generado reduce la fuerza del conductor necesaria para hacer girar el rotor o el árbol rotor 208. La generación 330 del par motor Mm opcionalmente tiene lugar en función de la velocidad de rotación detectada y/o del par detectado y/o un número de revoluciones detectado, que se puede determinar a partir de la posición angular detectada. A este respecto, el par motor Mm preferentemente no supera un valor límite, representando el valor límite, por ejemplo, el par de arrastre Mb o un valor aproximado del par de arrastre. El valor límite es, por ejemplo, menor que el par de arrastre Mb en un factor de 0,60 a 0,95. La generación 330 del par motor Mm en el sentido de rotación negativo también tiene lugar, adicionalmente, en función del par de arrastre Mb, que puede actualizarse o determinarse regularmente y almacenarse, por ejemplo, en una unidad de memoria 402 del aparato de control 400, véanse también las explicaciones a continuación al respecto.
En consecuencia, el par motor Mm es menor que el par de arrastre Mb y, por lo tanto, demasiado pequeño para generar por sí solo un impulso para el motor eléctrico 151. El par motor Mm generado por la activación del motor eléctrico 151, da como resultado, sin embargo, ventajosamente una necesidad de potencia reducida para el conductor cuando pedalea en el sentido de rotación negativo, por ejemplo para orientar o posicionar los pedales 103. Existe la ventaja de una rotación más uniforme de los pedales 103 o del cigüeñal 102 cuando la bicicleta eléctrica 100 es empujada hacia atrás. A este respecto, el par motor Mm generado es preferentemente constante, es decir, independiente del número de revoluciones del cigüeñal 102 o de la velocidad de rotación del cigüeñal 102 o del par del conductor sobre los pedales 103.
Adicionalmente, puede estar previsto que tenga lugar una detección 325 de la velocidad del vehículo 100 en la dirección del eje longitudinal del vehículo 100. La generación 330 del par motor Mm dirigido en el sentido de rotación negativo tiene lugar entonces, adicionalmente, en función de la velocidad detectada. Teniendo en cuenta adicionalmente la velocidad, la generación del par motor Mm dirigido en el sentido de rotación negativo se realiza, por ejemplo, solo cuando el vehículo 100 está parado y/o a una velocidad inferior a un valor umbral de velocidad de, por ejemplo, 10 km/h.
Además, puede estar previsto que tenga lugar una detección 326 de una aceleración 100 del vehículo 100 en la dirección del eje longitudinal del vehículo 100. La generación 330 del par motor Mm dirigido en el sentido de rotación negativo tiene lugar entonces, adicionalmente, en función de la aceleración detectada. Teniendo en cuenta adicionalmente la aceleración, la generación del par motor Mm dirigido en el sentido de rotación negativo se realiza, por ejemplo, solo cuando se empuja el vehículo.
Dado que el par de arrastre Mb de diferentes motores eléctricos 151 puede diferir debido a las tolerancias de fabricación y, además, al par de arrastre Mb de un motor eléctrico 151 puede variar con el aumento de la vida útil, el par de arrastre Mb actual se determina preferentemente mediante un procedimiento de calibración. El primer procedimiento de calibración 301 opcional del par de arrastre Mb tiene lugar, por ejemplo, directamente después de la instalación de la unidad motriz 150. El segundo procedimiento de calibración 329 opcional tiene lugar automáticamente y en función de la velocidad detectada de la bicicleta eléctrica 100, preferentemente durante una parada de la bicicleta eléctrica 100 mientras la bicicleta eléctrica 100 está en funcionamiento, por ejemplo en un semáforo. El par de arrastre Mb determinado mediante el primer procedimiento de calibración 301 y/o el segundo procedimiento de calibración 329 se almacena en una memoria 402 del aparato de control 400. El primer procedimiento de calibración 301 y/o el segundo procedimiento de calibración 329 del par de arrastre Mr tiene lugar activando el motor eléctrico 151 por medio del aparato de control 400 con el fin de ajustar un par de calibración en función de la velocidad detectada, por ejemplo solo cuando el vehículo 100 está parado. Mediante el par de calibración generado se obtiene como resultado, por ejemplo, una velocidad de rotación nK dirigida en sentido de rotación negativo del motor eléctrico 151. La velocidad de rotación nK generada es preferentemente pequeña y apenas perceptible para el conductor. En consecuencia, el par de calibración generado es mayor que el par de arrastre Mb. Con el fin de determinar el par de arrastre Mb, el par de calibración se adapta a continuación en función de la velocidad de rotación nK detectada hasta que se alcance una velocidad de rotación nK predeterminada. El par de calibración generado, en particular el promedio, para ajustar la velocidad de rotación nK predeterminada, se multiplica después con el fin de determinar el par de arrastre Mb por un factor constante inferior a 1,00, situándose el factor en particular entre 0,10 y 0,98. Mientras la bicicleta eléctrica 100 está en funcionamiento, el segundo procedimiento de calibración puede realizarse como una actualización del par de arrastre Mb cuando la bicicleta eléctrica 100 está parada, ya que una rotación lenta de la unidad motriz 150 o del motor eléctrico 151 en dirigida en el sentido de rotación negativo es apenas perceptible para el conductor.
En la figura 4 se representa un aparato de control 400. El aparato de control 400 presenta una unidad de cálculo 401 y una unidad de memoria 402. El aparato de control 400 detecta un sentido de rotación negativo de un componente giratorio de la unidad motriz 150 por medio de los sensores 230, 231 y/o 232, por ejemplo por medio de los sensores de posición de rotor 230. El aparato de control 400 genera una señal de control en el caso de un sentido de rotación negativo de la unidad motriz 150. La señal de control está configurada para activar el motor eléctrico 151 con el fin de generar 330 un par motor Mm dirigido en el sentido de rotación negativo, siendo el par motor Mm dirigido en el sentido de rotación negativo menor que el par de arrastre Mb del motor eléctrico 151. La señal de control puede generarse, adicionalmente, en función de una determinación del par de arrastre Mb o en función de una actualización del par de arrastre Mb. Además, opcionalmente puede estar previsto que el aparato de control 400 detecte una velocidad v de la bicicleta eléctrica 100 en la dirección longitudinal de la bicicleta eléctrica 100 por medio de un sensor de velocidad 410 y/o una aceleración a de la bicicleta eléctrica 100 en la dirección longitudinal de la bicicleta eléctrica 100 por medio de un sensor de aceleración 411. La señal de control se genera entonces por el aparato de control 400 en función de la velocidad detectada v y/o de la aceleración detectada a. En particular, la señal de control solo se genera cuando la bicicleta eléctrica 100 está parada o a bajas velocidades v, en particular a una velocidad de menos de 10 km/h o cuando la bicicleta eléctrica 100 está parada, es decir a una velocidad de 0 km/h.
La figura 5 muestra un diagrama de flujo del par y del número de revoluciones cuando un conductor de la bicicleta eléctrica 100 está pedaleando en el sentido de rotación negativo. El conductor genera inicialmente una fuerza de pedaleo dirigida en sentido de rotación negativo sobre los pedales 103, que da como resultado un par del conductor Mf dirigido en el sentido de rotación negativo o un par del conductor M1 negativo. Con el fin de generar un número de revoluciones n negativo dirigido en el sentido de rotación negativo desde la situación de parada de la bicicleta eléctrica 100, el par del conductor Mf o M1 excede un par de adhesión Mh con el fin de superar la situación de parada del árbol rotor 208 del motor eléctrico 151. El momento de adhesión Mh es mayor en magnitud que el par de arrastre Mb. El par del conductor M1 es, por lo tanto, al principio mayor en magnitud que el par de arrastre Mb del motor eléctrico 151. El par del conductor M1 da como resultado, después de un tiempo t1, un número de revoluciones negativo ni de un árbol en la unidad motriz 150. El sentido de rotación negativo generado es detectado en la etapa 310 por medio de un sensor 230, 231,232 y/o 235 durante un intervalo de medición tM. Durante el intervalo de medición tM, el par del conductor Mf es mayor o igual que el par de arrastre Mb. El sentido de rotación negativo es detectado o determinado hasta un instante t2. Tras un retardo adicional, en la etapa 330 en el instante t3 se genera un par motor Mm. Este par motor Mm es menor en magnitud que el par de arrastre Mb del motor eléctrico 151 y presenta un sentido de rotación negativo. El par motor Mm generado reduce el par del conductor M3 que debe aplicar el conductor de la bicicleta eléctrica 100 con el fin de generar el número de revoluciones ni negativo. Por consiguiente, debido al par motor Mm generado en la etapa 330, se simula para el conductor una rueda libre de conductor de la unidad motriz 150, es decir, los pedales se pueden mover mediante una menor fuerza de pedaleo del conductor en el sentido de rotación negativo o mediante un par del conductor M3 menor. Al empujar hacia atrás, se obtiene como resultado un diagrama de flujo del par y del número de revoluciones, tal como en la figura 5, en donde los pares del conductor M1 y M3 se corresponden entonces con los pares resultantes de la fuerza de empuje del conductor con sentido de rotación negativo. Al pedalear en el sentido de rotación negativa o al empujar la bicicleta eléctrica 100 hacia atrás, el conductor no tiene que arrastrar, por tanto, el motor eléctrico 151 ni aplicar una fuerza mayor, aunque exista una conexión resistente al giro negativa entre los pedales 103 o el plato impulsado 220 y el motor eléctrico 151 o no haya rueda libre de conductor en la unidad motriz.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la compensación de rueda libre para un vehículo (100) con una unidad motriz (150), siendo el vehículo (100) una bicicleta eléctrica, teniendo la unidad motriz (150) al menos un componente giratorio, teniendo el componente giratorio un sentido de rotación positivo o un sentido de rotación negativo, en donde el sentido de rotación positivo está configurado para impulsar una rueda motriz del vehículo (100) para un desplazamiento hacia delante, teniendo el procedimiento la siguiente etapa
• detectar (310) el sentido de rotación negativo de un componente giratorio de la unidad motriz (150), caracterizado por que el procedimiento comprende la siguiente etapa
• generar (330) un par motor (Mm) dirigido en el sentido de rotación negativo por medio de un motor eléctrico (151) de la unidad motriz (150) al detectarse un sentido de rotación negativo, siendo el par motor (Mm) generado menor que un par de arrastre (Mb) del motor eléctrico (151) y estando configurado para reducir la fuerza de un conductor del vehículo (100) para hacer girar el motor eléctrico (151).
2. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el procedimiento presenta las siguientes etapas
• detectar (305) una posición angular y/o una velocidad de rotación y/o un par (M) de un componente giratorio de la unidad motriz (150), y
• detectar (310) el sentido de rotación negativo en función de la posición angular detectada y/o de la velocidad de rotación detectada y/o del par (M) detectado.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que la generación (330) del par motor (Mm) tiene lugar en función de la posición angular (n) detectada y/o de la velocidad de rotación detectada y/o del par (M) detectado.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el procedimiento presenta las siguientes etapas
• detectar (325) una velocidad del vehículo (100), y
• generar (330) el par motor (Mm), adicionalmente, en función de la velocidad detectada del vehículo (100).
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el procedimiento presenta las siguientes etapas
• detectar (326) una aceleración del vehículo (100) en la dirección del eje longitudinal del vehículo (100), y
• generar (330) el par motor (Mm), adicionalmente, en función de la aceleración detectada del vehículo (100).
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el procedimiento presenta las siguientes etapas
• llevar a cabo (600) un procedimiento de calibración (326) para determinar un par de arrastre (Mb) del motor eléctrico (151) de la unidad motriz (150), y
• generar (330) el par motor (Mm), adicionalmente, en función del par de arrastre (Mb) determinado.
7. Aparato de control (400) para llevar a cabo un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6 para un vehículo (100) con una unidad motriz (150), siendo el vehículo (100) una bicicleta eléctrica, presentando la unidad motriz (150) al menos un componente giratorio, pudiendo presentar el componente giratorio un sentido de rotación positivo o un sentido de rotación negativo, estando configurado el sentido de rotación positivo para impulsar una rueda motriz del vehículo (100) para el desplazamiento hacia delante, en donde el aparato de control (400)
• detecta el sentido de rotación negativo de un componente giratorio de la unidad motriz (150) por medio de al menos un sensor,
caracterizado por que el aparato de control (400)
• genera una señal de control, estando configurada la señal de control para activar un motor eléctrico (151) de la unidad motriz (150) con el fin de generar un par motor (Mm) dirigido en el sentido de rotación negativo, al detectarse un sentido de rotación negativo, siendo el par motor (Mm) generado menor que un par de arrastre (Mb) del motor eléctrico (151) y estando configurado para reducir la fuerza de un conductor del vehículo (100) para hacer girar el motor eléctrico (151).
8. Aparato de control (400) según la reivindicación 7, caracterizado por que el al menos un sensor para detectar el sentido de rotación negativo es un sistema sensor de posición angular y/o un sensor de velocidad de rotación y/o un sensor de par (235).
9. Aparato de control (400) según una de las reivindicaciones 7 a 8, caracterizado por que el aparato de control (400) genera la señal de control generada en función de una posición angular (n) detectada y/o de una velocidad de rotación detectada y/o de un par (M) detectado.
10. Aparato de control (400) según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado por que el aparato de control (400)
• detecta una velocidad del vehículo (100) por medio de un sensor de velocidad (410), y
• genera la señal de control, adicionalmente, en función de la velocidad detectada del vehículo (100).
11. Aparato de control (400) según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado por que el aparato de control (400)
• detecta una aceleración del vehículo (100) en la dirección del eje longitudinal del vehículo (100) por medio de un sensor de aceleración (411), y
• genera la señal de control, adicionalmente, en función de la aceleración detectada del vehículo (100).
12. Aparato de control (400) según una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado por que el aparato de control (400)
• detecta una velocidad del vehículo (100),
• genera una señal de control de calibración en función de la velocidad detectada, en particular solo cuando el vehículo (100) está parado, estando configurada la señal de control de calibración para activar el motor eléctrico (151) con el fin de generar (610) un par de calibración, siendo el par de calibración mayor que el par de arrastre (Mb) del motor eléctrico (151),
• detecta una velocidad de rotación (nK) del motor eléctrico (151),
• adapta la señal de control de calibración en función de la velocidad de rotación (nK) detectada, ajustándose una velocidad de rotación (nK) predeterminada, siendo la velocidad de rotación (nK) predeterminada, en particular, inferior a cinco revoluciones por minuto, y
• determina el par de arrastre (Mb) del motor eléctrico (151) en función del par de calibración adaptado.
13. Bicicleta eléctrica con una unidad motriz (150) y un aparato de control (400) según una de las reivindicaciones 7 a 12.
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