WO2022248014A1 - Mehrspuriges pedelec - Google Patents

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WO2022248014A1
WO2022248014A1 PCT/EP2021/063841 EP2021063841W WO2022248014A1 WO 2022248014 A1 WO2022248014 A1 WO 2022248014A1 EP 2021063841 W EP2021063841 W EP 2021063841W WO 2022248014 A1 WO2022248014 A1 WO 2022248014A1
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WO
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rotation
pedelec
bottom bracket
drive
unit
Prior art date
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PCT/EP2021/063841
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hermann Ophardt
Original Assignee
Fiil Bikes Limited
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Publication date
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    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B62J45/412—Speed sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62J45/413—Rotation sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K5/00—Cycles with handlebars, equipped with three or more main road wheels
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    • B62K5/023—Tricycles specially adapted for disabled riders, e.g. personal mobility type vehicles with three wheels
    • B62K5/025—Tricycles specially adapted for disabled riders, e.g. personal mobility type vehicles with three wheels power-driven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor
    • B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts

Definitions

  • the invention relates to a multi-track pedelec with a crank and a pedal arranged thereon for driving the pedelec with muscle power, a bottom bracket shaft that can be driven by the crank for transmitting a driving force in a driving direction of rotation to a drive means, a freewheel unit that is operatively connected to the bottom bracket shaft, wherein a rotation of the bottom bracket shaft against the direction of rotation of the drive is the freewheeling direction of rotation of the freewheel unit, in which the bottom bracket shaft and the drive means are mechanically decoupled, a measuring unit for detecting a driving speed of the pedelec and a battery-operated electric auxiliary drive.
  • Pedelecs in general and multi-track pedelecs in particular are well known from the prior art, which is why separate printed evidence is not required at this point.
  • pedelecs In a manner known per se, pedelecs have a crank with a pedal arranged on it for driving the pedelec with muscle power.
  • the pedelec also has a battery-operated electric auxiliary drive that supports the muscle power drive with an electric motor, mostly depending on the driving speed of the pedelec and/or the engine speed a bottom bracket shaft driven by the crank,
  • the bottom bracket shaft is operatively connected to a drive means, for example a gear wheel, via which a chain or a toothed belt is guided to the wheel of the pedelec to be driven.
  • a drive force is transmitted from the bottom bracket shaft to the drive means, with the bottom bracket shaft twisting in the drive direction of rotation, i.e. a user moves the pedal crank in the forward direction with muscle power.
  • a freewheel unit is also provided, which is operatively connected to the bottom bracket shaft, with a rotation of the bottom bracket shaft counter to the direction of rotation of the drive being the freewheel rotation of the freewheel unit, in which the bottom bracket shaft and the drive means are mechanically decoupled.
  • the freewheel unit therefore ensures a power-transmitting connection between the bottom bracket shaft and the drive means in the event of a twisting movement of the bottom bracket shaft in the driving direction of rotation If the bottom bracket shaft takes place counter to the direction of rotation of the drive, i.e. when the crank is actuated backwards, the bottom bracket shaft and the drive means are mechanically decoupled from one another, so that no power transmission takes place between the bottom bracket shaft and the drive means.
  • a pedelec of the previously known design therefore does not have a reverse gear that can be operated by muscle power.
  • a generic pedelec also has a measuring unit for detecting a driving speed of the pedelec.
  • this measuring unit not only serves to be able to display the driving speed to a user during a normal journey with the pedelec, it also serves to be able to switch off the additional electric drive automatically when a maximum permissible driving speed is reached. From a certain driving speed, pure muscle operation is therefore only possible; support from the battery-operated electric auxiliary drive then no longer takes place from this speed onwards.
  • the invention is a multi-track pedelec of the beginning of the type mentioned, which is characterized by a sensor unit for detecting a direction of rotation of the bottom bracket shaft and a switching device for the electric auxiliary drive, the switching device using an evaluation unit evaluating the driving speed detected by the measuring unit on the one hand and the direction of rotation detected by the sensor unit on the other, and the starting from a standstill of the pedelec, the direction of rotation of the additional electric drive is reversed in a reverse direction when the bottom bracket shaft rotates counter to the direction of rotation of the drive with a switching unit.
  • the configuration according to the invention makes it possible to use the freewheel unit that is present in any case to enable the user to distinguish between forward operation on the one hand and reverse operation on the other. This simplifies handling and avoids the use of switching devices, which enables reduced production costs.
  • the pedelec according to the invention has a switching device that is operatively connected to the additional electric drive.
  • the auxiliary electric drive can be switched from operation in the forward direction to operation in the reverse direction and vice versa by means of the switching device.
  • the switching device has an evaluation unit on the one hand and a switching unit on the other.
  • the evaluation unit evaluates a signal coming from the measuring unit about the driving speed on the one hand and a signal coming from the sensor unit about the direction of rotation of the bottom bracket shaft on the other hand. Depending on the evaluation result, the additional electric drive is switched on.
  • the electric auxiliary drive is reversed in a reverse direction if the user rotates the bottom bracket shaft counter to the direction of rotation of the drive.
  • the switching unit of the switching device is used for such a reversal of the direction of rotation of the auxiliary electric drive.
  • the configuration according to the invention therefore allows a mode of operation as follows.
  • a A pedelec that is in conventional forward mode is brought to a standstill by the user.
  • the driving speed is zero at the moment of standstill, which is detected by the measuring unit. If the user then twists the bottom bracket shaft in the freewheeling direction of rotation, ie counter to the driving direction of rotation, this is interpreted by the switching device as the user's wish to drive backwards.
  • the user is allowed to actuate the bottom bracket shaft against the direction of rotation of the drive due to the freewheel unit.
  • the switching unit of the switching device reverses the direction of rotation of the electric auxiliary drive.
  • the auxiliary electric drive switches from driving forward to driving in reverse.
  • an exclusively electric motor-driven reversing that is, regardless of whether the user is still turning the pedal crank opposite to the rotational direction of the drive or not. Due to the freewheel, the pedal cranks do not also turn when reversing, so that there is no risk of injury for the user, nor are other measures required to maintain the reversing operation.
  • a braking device of the pedelec To end a reversing movement, a braking device of the pedelec must be used by the user in a manner known per se. As soon as after
  • the switching device of the switching device therefore switches the direction of rotation of the electric auxiliary drive again.
  • the switching device reverses the direction of rotation of the electric auxiliary drive back to the forward direction, starting from a renewed standstill of the pedelec when the bottom bracket shaft rotates in the direction of rotation of the drive with the switching unit.
  • the user of the pedelec according to the invention can therefore switch from forward operation to reverse operation and vice versa by simply actuating the bottom bracket shaft via the pedal cranks attached thereto. In this case, no additional switching device is required for such switching.
  • Driving speed and / or the speed of the bottom bracket shaft can be operated at a constant speed.
  • the electric motor support when reversing is therefore dependent neither on the driving speed nor on the speed of the bottom bracket shaft. Rather, the electric motor is operated constantly at a predetermined speed, which the electric motor starts up as soon as the user reverses into freewheel after the pedelec has come to a standstill. In this respect, there is no support for a reversing movement caused by muscle power, but reversing is driven exclusively by an electric motor. The user can either continue to pedal the freewheel backwards or also stop his backward pedaling movement. Reversing is maintained by an electric motor until the user applies a braking device until the vehicle comes to a standstill
  • Pedelec is operated. Once the pedelec has come to a standstill, the user can step backwards into freewheel for a new reverse journey or alternatively step forwards into freewheel, so that the pedelec then continues to travel forwards.
  • Switching device based on a ferry operation of the pedelec at a Rotational movement of the bottom bracket shaft against the direction of rotation of the drive with the switching unit switches the additional electric drive to a recuperation mode.
  • the pedelec can be stepped backwards into freewheeling during a forward drive, with the result that the additional electric drive switches to recuperation mode.
  • the additional electric drive In the case of backward stepping into freewheel when the pedelec is being driven in ferry mode, the additional electric drive is therefore not switched over to reverse operation. This is only possible if the pedelec has been stopped beforehand, i.e. brought to a standstill. If this is not the case and the pedelec is still in ferry mode, the additional electric drive can be switched to recuperation mode as a result of stepping backwards into freewheel mode, which leads to the pedelec being braked while electricity is generated as a generator at the same time.
  • the configuration according to the invention can therefore be used in a synergetic manner as a regenerative brake on the one hand and as an electromotive reverse drive on the other.
  • the sensor unit has a magnetic sensor. It is thus possible in a simple and reliable manner to detect the direction of rotation of the bottom bracket spindle.
  • the sensor unit not only detects the direction of rotation, but also the speed of the bottom bracket spindle. This provides additional control options, in particular actuation of the electric drive as a function of the detected speed.
  • Fig. 1 in a schematic diagram representation of the mode of operation according to the invention
  • FIG. 2 shows a decision tree in a schematic diagram representation.
  • 1 shows a measuring unit t and a sensor unit 2 in a schematic diagram representation.
  • the measuring unit t is equipped to be able to record the driving speed of the pedelec according to the intended use.
  • the sensor unit 2 serves to detect the direction of rotation of a bottom bracket shaft of the pedelec.
  • a switching device 3 which in turn has an evaluation unit 4 and a switching unit 5.
  • Switching device 3 transmits Here an evaluation of the two signals takes place and the evaluation unit 4 emits a corresponding evaluation signal 9 to the switching unit 5 .
  • the switching unit 5 in turn emits a switching signal 10 to an additional electric drive 6 of the pedelec.
  • the additional electric drive 6 is switched as a function of the two input signals, namely the measurement signal 7 on the one hand and the sensor signal 8 on the other.
  • a measurement signal 7 is fed to the evaluation unit 4 .
  • the bicycle is either in a ferry mode, ie it is moving, or is stationary.
  • arrows 11 and 12 represent a determined driving speed of zero, ie standstill, whereas arrow 12 represents a determined driving speed of #zero.
  • the evaluation unit 4 is also supplied with a sensor signal 8 . This is either on the condition that the driving speed of the pedelec corresponds to the Arrow 11 is zero or in accordance with the.
  • the sensor signal 8 represents the direction of rotation of the bottom bracket shaft, with the bottom bracket shaft being able to rotate either in the driving direction of rotation or in the opposite direction, that is to say in the freewheeling direction.
  • This is symbolized in Fig. 2 by arrows 13 and 14 on the one hand and arrows 15 and 16 on the other hand, with arrows 13 and 15 twisting the bottom bracket shaft against the drive direction of rotation and arrows 14 and 16 twisting the bottom bracket shaft in drive - mean direction of rotation.
  • four operating states 17 to 20 can be distinguished.
  • Operating states 17 and 18 result from the pedelec being at a standstill. If according to arrow 13 a withdrawal occurs, the operating state 17 follows, according to which reversing takes place exclusively driven by an electric motor. According to arrow 14 there is pedaling forward, which leads to the operating state 18, after which muscle power-induced forward movement with electric motor support results in a conventional manner.
  • the operating states 19 and 20 result from a ferry operation of the pedelec. Stepping backwards according to arrow 15 then leads to the operating state 19, according to which the additional electric drive 6 is switched to a recuperation mode, as a result of which generator electricity is generated.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mehrspuriges Pedelec mit einer Tretkurbel und einem daran angeordneten Pedal zum Antreiben des Pedelecs mit Muskelkraft, einer von der Tretkurbel antreibbaren Tretlagerwelle zum Übertragen einer Antriebskraft in einer Antriebs-Drehrichtung auf ein Antriebsmittel, einer mit der Tretlagerwelle in Wirkverbindung stehenden Freilaufeinheit, wobei eine Drehung der Tretlagerwelle entgegen der Antriebs-Drehrichtung die Freilauf-Drehung der Freilaufeinheit ist, bei der die Tretlagerwelle und das Antriebsmittel mechanisch entkoppelt sind, einer Messeinheit (1 ) zur Erfassung einer Fahrgeschwindigkeit des Pedelecs und einem batteriebetriebenen Elektro-Zusatzantrieb (6), aufweisend eine Sensoreinheit (2) zur Erfassung einer Drehrichtung der Tretlagerwelle und eine Umschalteinrichtung (3) für den Elektro-Zusatzantrieb (6), wobei die Umschalteinrichtung (3) mit einer Auswerteeinheit (4) die von der Messeinheit (1) erfasste Fahrgeschwindigkeit einerseits und die von der Sensoreinheit (2) erfasste Drehrichtung andererseits auswertet, und die ausgehend von einem Stillstand des Pedelecs bei einer Drehung der Tretlagerwelle entgegen der Antriebs-Drehrichtung mit einer Schalteinheit (5) die Drehrichtung des Elektro-Zusatzantriebs (6) in eine Rückwärtsrichtung umkehrt.

Description

Mehrspuriges Pedelec
Die Erfindung betrifft ein mehrspuriges Pedelec mit einer Tretkurbel und einem daran angeordneten Pedal zum Antreiben des Pedelecs mit Muskelkraft, einer von der Tretkurbel antreibbaren Tretlagerwelle zum Übertragen einer Antriebskraft in eine Antriebs- Drehrichtung auf ein Antriebsmittel, einer mit der Tretlagerwelle in Wirkverbindung stehenden Freilaufeinheit, wobei eine Drehung der Tretlagerwelle entgegen der Antriebs- Drehrichtung die Freilauf-Drehrichtung der Freilaufeinheit ist, bei der die Tretlagerwelle und das Antriebsmittel mechanisch entkoppelt sind, einer Messeinheit zur Erfassung einer Fahrgeschwindigkeit des Pedelecs und einem bateriebetriebenen Elektro-Zusatzantrieb .
Pedelecs im Allgemeinen sowie mehrspurige Pedelecs im Speziellen sind aus dem Stand der Technik an sich gut bekannt, weshalb es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises an dieser Stelle nicht bedarf,
Pedelecs verfügen in an sich bekannter Weise über eine Tretkurbel mit einem daran angeordneten Pedal zum Antreiben des Pedelecs mit Muskelkraft, Ferner verfügt das Pedelec über einen batteriebetriebenen Elektro-Zusatzantrieb, der den Muskelkraftantrieb elektromotorisch unterstützt, zumeist in Abhängigkeit Fahrgeschwindigkeit des Pedelecs und/oder der Drehzahl einer von der Tretkurbel angetriebenen Tretlagerwelle,
Die Tretlagerwelle steht in Wirkverbindung mit einem Antriebsmitel, beispielsweise einem Zahnrad, über welches eine Kette oder ein Zahnriemen zum anzutreibenden Rad des Pedelecs geführt ist. Dabei erfolgt bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung eine Übertragung einer Antriebskraft von der Tretlagerwelle auf das Antriebsmittel, wobei die die Tretlagerwelle in Antriebs-Drehrichtung verdreht, d.h. ein Verwender die Tretkurbel mit Muskelkraft in Vorwärtsrichtung bewegt.
Es ist ferner eine Freilaufeinheit vorgesehen, die in Wirkverbindung mit der Tretlagerwelle steht, wobei eine Drehung der Tretlagerwelle entgegen der Antriebs-Drehrichtung die Freilauf-Drehung der Freilaufeinheit ist, bei der die Tretlagerwelle und das Antriebsmittel mechanisch entkoppelt sind. Die Freilaufeinheit sorgt mithin für eine kraftübertragende Verbindung zwischen Tretlagerwelle und Antriebsmittel im Falle einer Verdrehbewegung der Tretlagerwelle in Antriebs-Drehrichtung, Wenn hingegen eine Verdrehbewegung der Tretlagerwelle entgegen der Antriebs-Drehrichtung erfolgt, mithin bei einer Rückwärtsbetätigung der Tretkurbel, so sind die Tretlagerwelle und das Antriebsmitel mechanisch voneinander entkoppelt, so dass keine Kraftübertragung zwischen Tretlagerwelle und Antriebsmitel stattfindet. Ein Pedelec der vorbekannten Bauart verfügt mithin nicht über einen per Muskelkraft zu betreibenden Rückwärtsgang.
Ein gatungsgemäßes Pedelec verfügt des Weiteren über eine Messeinheit zur Erfassung einer Fahrgeschwindigkeit des Pedelecs. Diese Messeinheit dient in der Regel nicht nur dazu, einem Verwender während einer bestimmungsgemäßen Fahrt mit dem Pedelec die Fahrgeschwindigkeit anzeigen zu können, sie dient auch dazu, den Elektro-Zusatzantrieb bei Erreichen einer maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit automatisch abschalten zu können. Ab einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit ist mithin nur noch ein reiner Muskelbetrieb möglich, eine Unterstützung durch den batteriebetriebenen Elektro- Zusatzantrieb findet ab dieser Geschwindigkeit dann nicht mehr statt.
Aufgrund des Freilaufs scheidet eine durch Muskelkraft angetriebene Rückwärtsfahrt aus. Die mangelnde Möglichkeit einer Rückwärtsfahrt wird insbesondere bei mehrspurigen Pedelecs als nachteilig empfunden, weshalb ein ausschließlich elektromotorisch antreibbarer Rückwärtsgang vorgeschlagen worden ist.
Obgleich sich ein elektromotorisch angetriebener Rückwärtsgang bei mehrspurigen Pedelecs im alltäglichen Praxiseinsatz bewährt hat, besteht Verbesserungsbedarf, insbesondere hinsichtlich der Handhabung. Denn die aus dem Stand der Technik diesbezüglich vorbekannten Konstruktionen machen es erforderlich, dass der Verwender eine Gangschaltung zu betätigen hat, die zwischen Vorwärtsgang, Rückwärtsgang und Neutralstellung unterscheidet. Diese vorbekannte Konstruktion verkompliziert die Handhabung des Pedelecs, verteuert die Herstellung durch weitere Baukomponenten und ist zudem aufgrund dieser weiteren Baukomponenten stör- und verschleißanfällig. Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Mehrspurpedelec der eingangs genannten Art konstruktiv dahingehend weiterzuentwickeln, dass in vereinfachter Weise auch eine Rückwärtsfahrt gestatet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Mehrspurpedelec der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das sich auszeichnet durch eine Sensoreinheit zur Erfassung einer Drehrichtung der Tretlagerwelle und eine Umschalteinrichtung für den Elektro-Zusatzantrieb, wobei die Umschalteinrichtung mit einer Auswerteeinheit die von der Messeinheit erfasste Fahrgeschwindigkeit einerseits und die von der Sensoreinheit erfasste Drehrichtung andererseits auswertet, und die ausgehend von einem Stillstand des Pedelecs bei einer Drehung der Tretlagerwelle entgegen der Antriebs-Drehrichtung mit einer Schalteinheit die Drehrichtung des Elektro-Zusatzantriebs in eine Rückwärtsrichtung umkehrt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung macht es möglich, die ohnehin vorhandene Freilaufeinheit dazu zu nutzen, verwenderseitig zwischen einem Vorwärtsbetrieb einerseits und einem Rückwärtsbetrieb andererseits unterscheiden zu können. Dies vereinfacht die Handhabung und vermeidet den Einsatz von Schalteinrichtungen, was verringerte Herstellkosten ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Pedelec verfügt über eine Umschalteinrichtung, die in Wirkverbindung mit dem Elektro-Zusatzantrieb steht. Dabei kann der Elektro-Zusatzantrieb mitels der Umschalteinrichtung aus einem Betrieb in Vorwärtsrichtung in einen Betrieb in Rückwärtsrichtung und umgekehrt überführt werden. Die Umschalteinrichtung verfügt zu diesem Zweck über eine Auswerteeinheit einerseits und eine Schalteinheit andererseits.
Die Auswerteeinheit wertet ein aus der Messeinheit stammendes Signal über die Fahrgeschwindigkeit einerseits und ein aus der Sensoreinheit stammendes Signal über die Drehrichtung der Tretlagerwelle andererseits aus. Je nach Auswerteergebnis erfolgt eine Schaltung des Elektro-Zusatzantriebs.
Erfindungsgemäß ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass ausgehend von einem Stillstand des Pedelecs, wenn also die von der Messeinheit erfasste Fahrgeschwindigkeit Null beträgt, eine Umkehrung des Elektro-Zusatzantriebs in eine Rückwärtsrichtung erfolgt, wenn verwenderseitig die Tretlagerwelle entgegen der Antriebs-Dreh richtung verdreht wird. Für eine solche Umkehrung der Drehrichtung des Elektro-Zusatzantriebs dient die Schalteinheit der Umschalteinrichtung.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung erlaubt mithin eine Funktionsweise wie folgt. Ein sich im herkömmlichen Vorwärtsbetrieb befindliches Pedelec wird verwenderseitig zum Stillstand gebracht. Die Fahrtgeschwindigkeit ist im Moment des Stillstandes Null, was seitens der Messeinheit detektiert wird. Verdreht der Verwender die Tretlagerwelle nun in Freilauf-Drehrichtung, das heißt entgegen der Antriebs-Drehrichtung, so wird dies seitens der Umschalteinrichtung als Wunsch des Verwenders interpretiert, rückwärtsfahren zu wollen. Dabei ist dem Verwender eine Betätigung der Tretlagerwelle entgegen der Antriebs-Drehrichtung aufgrund der Freilaufeinheit gestattet. Sobald also seitens der Auswerteeinheit eine Betätigung der Tretlagerwelle entgegen der Antriebs-Drehrichtung detektiert wird, erfolgt mittels der Schalteinheit der Umschalteinrichtung eine Umkehrung der Drehrichtung des Elektro-Zusatzantriebs. Infolge dieser Umkehrung schaltet der Elektro-Zusatzantrieb von Vorwärtsfahrt auf Rückwärtsfahrt. Es erfolgt dann ein ausschließlich elektromotorisch angetriebenes Rückwärtsfahren, das heißt unabhängig davon, ob verwenderseitig nach wie vor die Tretkurbel entgegen der Antriebsdreh richtung verdreht wird oder nicht. Aufgrund des Freilaufes verdrehen im Übrigen bei einer Rückwärtsfahrt die Tretkurbeln nicht mit, so dass weder für den Verwender eine Verletzungsgefahr besteht, noch sonstige Maßnahmen zur Aufrechterhaltung des Rückfahrbetriebs erforderlich sind.
Zur Beendigung einer Rückfahrbewegung ist in an sich bekannter Weise eine Bremseinrichtung des Pedelecs verwenderseitig zu benutzen. Sobald nach erfolgter
Rückwärtsfahrt das Pedelec mittels der Bremseinrichtung zum Stillstand gebracht worden ist, kann durch herkömmliches Vorwärtstreten erneut eine motorunterstützte Vorwärtsfahrt aufgenommen werden. Das verwenderseitige Vorwärtstreten wird mittels der Sensoreinheit detektiert, mitels die Auswerteeinheit ausgewertet und von der Umschalteinrichtung als Wunsch des Verwenders interpretiert, nach erfolgter
Rückwärtsfahrt nunmehr wieder vorwärts fahren zu wollen. Die Umschalteinrichtung der Umschalteinrichtung schaltet deshalb die Drehrichtung des Elektro-Zusatzantriebs wieder um. Erfindungsgemäß ist deshalb gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die Umschalteinrichtung ausgehend von einem erneuten Stillstand des Pedelecs bei einer Drehung der Tretlagerwelle in Antriebs-Drehrichtung mit der Schalteinheit die Drehrichtung des Elektro-Zusatzantriebs zurück in die Vorwärtsrichtung umkehrt. Der Verwender des erfindungsgemäßen Pedelecs kann mithin durch einfache Betätigung der Tretlagerwelle über die daran angebrachten Tretkurbeln aus einem Vorwärtsbetrieb in einen Rückwärtsbetrieb schalten und umgekehrt. Dabei ist für ein solches Schalten keine zusätzliche Schalteinrichtung erforderlich. Insbesondere bedarf es keines separaten Getriebes, um zwischen Vorwärtsfahrt, Rückwärtsfahrt und Neutralstellung unterscheiden zu können. Die Umschaltung in den Rückwärtsbetrieb erfolgt vielmehr in natürlicherweise und für den Verwender deshalb auch selbsterklärend dadurch, dass er unter Nutzung des Freilaufs rückwärts tritt. Dabei wird nicht infolge dieses Rückwärtstretens eine Rückfahrt durch Muskelkraft erzeugt, sondern das Rückwärtstreten in den Freilauf wird als Wunsch des Verwenders erkannt, rückwärtsfahren zu wollen, infolgedessen der Elektro- Zusatzantrieb einschaltet, und zwar mit einer zur Vorwärtsfahrt umgekehrte Drehrichtung, so dass es zu einer elektromotorisch angetriebenen Rückwärtsfahrt kommt.
Dabei ist es gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass der Elektro-Zusatza ntrieb bei einem Betrieb in Rückwärtsrichtung unabhängig von der
Fahrgeschwindigkeit und/oder der Drehzahl der Tretlagerwelle mit einer konstanten Drehzahl betreibbar ist.
Anders als bei einer Vorwärtsfahrt ist die elektromotorische Unterstützung bei einer Rückwärtsfahrt mithin weder von der Fahrgeschwindigkeit noch von der Drehzahl der Tretlagerwelle abhängig. Der Elektromotor wird vielmehr mit einer vorgegebenen Drehzahl konstant betrieben, die der Elektromotor anfährt, sobald nach einem Stillstand des Pedelecs verwenderseitig rückwärts in den Freilauf getreten wird. Es findet insofern keine Unterstützung einer muskelkraftbedingten Rückfahrbewegung statt, sondern die Rückwärtsfahrt ist ausschließlich elektromotorisch angetrieben. Der Verwender kann wahlweise weiterhin den Freilauf rückwärts treten oder auch seine Rückwärtstretbewegung einstellen. Die Rückwärtsfahrt wird elektromotorisch solange aufrechterhalten, bis verwenderseitig eine Bremseinrichtung bis zum Stillstand des
Pedelecs betätigt wird. Ist der Stillstand erreicht, so kann der Verwender für eine erneute Rückwärtsfahrt rückwärts in den Freilauf treten oder aber wahlweise vorwärts in den Freilauf treten, so dass es dann im Weiteren zu einer Vorwärtsfahrt des Pedelecs kommt.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Umschaiteinrichtung ausgehend von einem Fährbetrieb des Pedelecs bei einer Drehbewegung der Tretlagerwelle entgegen der Antriebs-Dreh richtung mit der Schalteinheit den Elektro-Zusatzantrieb in einen Rekuperationsbetrieb umschaltet.
Gemäß dieser Ausführungsvariante kann während einer Vorwirtsfahrt des Pedelecs rückwärts in den Freiiauf mit der Folge getreten werden, dass der Elektro-Zusatzantrieb in einen Rekuperationsbetrieb umschaltet. Im Falle eines Rückwärtstretens in den Freilauf bei einem Fährbetrieb des Pedelecs erfolgt mithin nicht ein Umschalten des Elektro- Zusatzantriebs in einen Rückwärtsbetrieb. Dies ist nur möglich, wenn das Pedelec vorher angehalten, das heißt in Stillstand versetzt worden ist. Ist dies nicht geschehen, befindet sich das Pedelec also noch im Fährbetrieb, so wird infolge eines Rückwärtstretens in den Freilauf ein Umschalten des Elektro-Zusatzantriebs in einen Rekuperationsbetrieb ermöglicht, was zu einem Abbremsen des Pedelecs bei gleichzeitiger generatorischer Erzeugung von elektrischem Strom führt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann mithin in synergetischer Weise als generatorische Bremse einerseits sowie als elektromotorischer Rückwärtsantrieb genutzt werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinheit einen Magnetsensor aufweist. Es ist so in einfacher und zuverlässiger Weise möglich, die Drehrichtung der Tretlagerwelle zu erfassen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ferner bevorzugt, dass die Sensoreinheit nicht nur die Drehrichtung, sondern auch die Drehzahl der Tretlagerwelle erfasst. Die erbringt weitere Steuerungsmöglichkeiten, insbesondere eine Betätigung des Elektro-Antriebs in Abhängigkeit der erfassten Drehzahl.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen
Fig. 1 in einer schematischen Diagrammdarstellung die Funktionsweise nach der Erfindung und
Fig. 2 in einer schematischen Diagrammdarstellung einen Entscheidungsbaum. Fig. 1 lässt in schematischer Diagrammdarstellung eine Messeinheit t und eine Sensoreinheit 2 erkennen. Die Messeinheit t ist dazu ausgerüstet, im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall des erfindungsgemäßen Pedelecs dessen Fahrgeschwindigkeit erfassen zu können. Die Sensoreinheit 2 dient indes dazu, die Drehrichtung einer Tretlagerwelle des Pedelecs zu erfassen.
Erfindungsgemäß ist des Weiteren eine Umschalteinrichtung 3 vorgesehen, die ihrerseits eine Auswerteeinheit 4 sowie eine Schalteinheit 5 aulweist,
Ein von der Messeinheit 1 abgegebenes Messsignal 7 wird ebenso wie ein von der Sensoreinheit 2 abgegebenes Sensorsignal 8 an die Auswerteeinheit 4 der
Umschalteinrichtung 3 übermittelt Hier findet eine Auswertung der beiden Signale statt und die Auswerteeinheit 4 gibt ein entsprechendes Auswertesignal 9 an die Schalteinheit 5 ab.
Die Schalteinheit 5 gibt wiederum ihrerseits ein Schaltsignal 10 an einen Elektro- Zusatzantrieb 6 des Pedelecs ab. Infolgedessen kommt es zu einem Schalten des Elektro- Zusatzantriebs 6 in Abhängigkeit der beiden Eingangssignale, nämlich des Messsignals 7 einerseits und des Sensorsignals 8 andererseits.
Es sind insbesondere vier mögliche Schaltentscheidungen bezüglich des Elektro- Zusatzantriebs 6 gegeben, wie dies die schematische Baumdiagrammdarstellung nach Fig. 2 zeigt.
Der Auswerteeinheit 4 wird ein Messsignal 7 zugeführt. Gemäß diesem Messsignal 7 befindet sich das Fahrrad entweder in einem Fährbetrieb, es bewegt sich also, oder im Stillstand. Diese beiden Möglichkeiten sind im Diagramm nach Fig. 2 durch die Pfeile 11 und 12 dargestellt, wobei Pfeil 11 eine ermittelte Fahrgeschwindigkeit von Null, das heißt den Stillstand repräsentiert, wohingegen Pfeil 12 eine ermittelte Fahrgeschwindigkeit von # Null repräsentiert.
Die Auswerteeinheit 4 wird ferner mit einem Sensorsignal 8 beschickt. Dies entweder unter der Voraussetzung, dass die Fahrgeschwindigkeit des Pedelecs in Entsprechung des Pfeils 11 Null oder in Entsprechung des beträgt.
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Das Sensorsignal 8 repräsentiert die Drehrichtung der Tretlagerwelle, wobei die Tretlagerwelle entweder in Antriebs-Drehrichtung oder in entgegengesetzt hierzu, das hießt in Freilaufrichtung verdrehen kann. Dies symbolisieren in Fig. 2 die Pfeile 13 und 14 einerseits bzw. die Pfeile 15 und 16 andererseits, wobei die Pfeile 13 und 15 eine Verdreh beweg ung der Tretlagerwelle entgegen der Antriebs-Drehrichtung und die Pfeile 14 und 16 eine Verdrehbewegung der Tretlagerwelle in Antriebs-Drehrichtung meinen. Im Ergebnis können so vier Betriebszustinde 17 bis 20 unterschieden werden.
Die Betriebszustände 17 und 18 ergeben sich ausgehend von einem Stillstand des Pedelecs. Erfolgt gemäß Pfeil 13 ein Rücktritt, so folgt der Betriebszustand 17, demgemäß ein ausschließlich elektromotorisch angetriebenes Rückwärtsfahren stattfindet. Gemäß Pfeil 14 erfolgt ein Vorwärtstreten, das zu dem Betriebszustand 18 führt, wonach sich ein muskelkraftinduziertes Vorwärtsbewegen mit elektromotorischer Unterstützung in herkömmlicher Weise ergibt.
Die Betriebszustände 19 und 20 ergeben sich ausgehend von einem Fährbetrieb des Pedelecs. Ein Rückwärtstreten gemäß Pfeil 15 führt dann zum Betriebszustand 19, demgemäß der Elektro-Zusatzantrieb 6 in einen Rekuperationsbetrieb umgeschaltet wird, infolgedessen eine generatorische Stromerzeugung stattfindet.
Ein Vorwärtsbetrieb gemäß Pfeil 16 führt zum Betriebszustand 20, wonach in Gleichwirkung zum Betriebszustand 18 ein muskelinduziertes Vorwärtsbewegen mit elektromotorischer Kraftunterstützung stattfindet.
Bezugszeichen
1 Messeinheit
2 Sensoreinheit 3 Umschalteinrichtung
4 Auswerteeinheit
5 Schalteinheit
6 Elektro-Zusatzantrieb
7 Messsignai 8 Sensorsignal
9 Auswerteeinheit
10 Schaltsignal
11 Pfeil
12 Pfeil 13 Pfeil
14 Pfeil
15 Pfeil
16 Pfeil
17 Betriebszustand 18 Betriebszustand
19 Betriebszustand
20 Betriebszustand

Claims

Patentansprüche
1. Mehrspuriges Pedelec mit - einer Tretkurbel und einem daran angeordneten Pedal zum Antreiben des
Pedelecs mit Muskelkraft, einer von der Tretkurbel antreibbaren Tretlagerwelle zum Übertragen einer Antriebskraft in einer Antriebs-Drehrichtung auf ein Antriebsmitel, einer mit der Tretlagerwelle in Wirkverbindung stehenden Freilaufeinheit, wobei eine Drehung der Tretlagerwelle entgegen der Antriebs-Drehrichtung die Freilauf-Drehung der Freilaufeinheit ist, bei der die Tretlagerwelle und das Antriebsmitel mechanisch entkoppelt sind, einer Messeinheit (1) zur Erfassung einer Fahrgeschwindigkeit des Pedelecs und einem batteriebetriebenen Elektro-Zusatzantrieb (6), gekennzeichnet durch eine Sensoreinheit (2) zur Erfassung einer Drehrichtung der Tretlagerwelle und eine Umschalteinrichtung (3) für den Elektro-Zusatzantrieb (6), wobei die Umschalteinrichtung (3) mit einer Auswerteeinheit (4) die von der Messeinheit (1) erfasste Fahrgeschwindigkeit einerseits und die von der Sensoreinheit (2) erfasste Drehrichtung andererseits auswertet, und die ausgehend von einem Stillstand des Pedelecs bei einer Drehung der Tretlagerwelle entgegen der Antriebs-Drehrichtung mit einer Schalteinheit (5) die Drehrichtung des Elektro-Zusatzantriebs (6) in eine Rückwärtsrichtung umkehrt.
2. Pedelec nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (3) ausgehend von einem erneuten Stillstand des Pedelecs bei einer Drehung der Tretlagerwelle in Antriebs-Drehrichtung mit der Schalteinheit (5) die Drehrichtung des Elektro-Zusatzantriebs (8) zurück in die Vorwärtsrichtung umkehrt.
3. Pedelec nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektro- Zusatzantrieb (6) bei einem Betrieb in Rückwärtsrichtung unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit mit einer konstanten Drehzahl betreibbar ist.
4. Pedelec nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (3) ausgehend von einem Fährbetrieb des Pedelecs bei einer Drehung der Tretlagerwelle entgegen der Antriebs-Drehrichtung mit der Schalteinrichtung den Elektro-Zusatzantrieb (6) in einen Rekuperationsbetrieb umschaltet.
5. Pedelec nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (2) einen Magnetsensor aufweist.
6. Pedelec nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Sensoreinheit (6) Drehrichtung und Drehzahl der Tretlagerwelle erfassbar sind.
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