DE202005018126U1 - Starting aid for vehicles e.g. bicycles, wheelchairs has multilevel gear, electric servomotor for transmission change, accumulator as energy storage and energy supplier for servomotor and a switch is provided to activate starting aid - Google Patents

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Abstract

Starting aid has multilevel gear (1), electric servomotor (6) for changing gear transmission ratio and accumulator (3) as energy storage and energy supplier for servomotor. The available active tread force is recorded by sensors e.g. in area of pedal axle. A control unit (4) steplessly changes gear transmission ratio using servomotor depending on active tread force and desired tread output. The switch (7) is provided through which the gear transmission ratio is brought into a definite starting position. A switch (8) is provided through which the starting aid is activated.

Description

Die Erfindung betrifft die Anwendung einer Anfahrhilfe für Fahrzeuge, insbesondere Fahrräder, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die erfindungsgemäße Anfahrhilfe kann in allen Arten von Fahrrädern, auch motorisch angetriebenen Fahrrädern oder in anderen Fahrzeugen wie z.B. Rollstühlen eingesetzt werden.The Invention relates to the application of a traction aid for vehicles, especially bicycles, accordingly the preamble of claim 1. The traction invention can be used in all types of bicycles, also motor-driven bicycles or in other vehicles such as. wheelchairs be used.

Der notwendige Kraftaufwand zum Bewegen von Fahrzeugen ändert sich entsprechend dem aktuellen Landschaftsprofil, der Oberflächenstruktur und der zu bewegenden Masse. Durch entsprechende Übersetzungsgetriebe am Fahrzeug ist es möglich, den notwendigen Kraftaufwand in einem gewissen Bereich den vorhandenen Leistungsreserven anzupassen wobei sich die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenderweise proportional mitverändert.Of the necessary effort to move vehicles changes according to the current landscape profile, the surface structure and the mass to be moved. By appropriate transmission gear on the vehicle it is possible to necessary effort in a certain range the existing Adjust power reserves with the vehicle speed corresponding proportionally mitverändert.

Es ist bekannt dass Fahrräder, auch motorisch angetriebene Fahrräder oder ähnliche Fahrzeuge neben den bekannten Naben- und Kettenschaltungen, mittlerweile oft mit automatischen Getrieben bestückt sind die mit Hilfe von Stellmotoren, abhängig von einer gewählten Leistungsstufe und der aktuell sensorisch erfassten Tretkraft eine optimale Übersetzung selbsttätig einstellen. Ein Fahrrad mit solch einem Automatikgetriebe (stufenloses Reibrollengetriebe), wird z.B. im Gebrauchsmuster Nr. 20 2005 010 822.7) beschrieben.It is known that bicycles, also motor-driven bicycles or similar vehicles in addition to the known hub and derailleurs, now often with automatic Geared equipped are the with the help of servomotors, depending on a selected power level and the currently sensory pedaling force optimal translation automatic to adjust. A bicycle with such an automatic transmission (stepless Frictional roller transmission), e.g. in utility model no. 20 2005 010 822.7).

Nachteile der automatischen Getriebe nach heutigem Stand der Technik: Beim Anfahren nach einem Halt, z.B. vor einer Ampel, ist eine möglicherweise grosse Übersetzung aktiv die vor dem Halt gewählt war. Ein erneutes Beschleunigen des Fahrzeuges kann sich somit als mühsam erweisen.disadvantage the automatic transmission according to the current state of the art: When Starting after a stop, e.g. in front of a traffic light, one is possibly big translation actively selected before the stop was. A renewed acceleration of the vehicle can thus as laborious prove.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

– Der Stellmotor soll kurz vor einem Halt durch ein „Rückstellsignal", welches manuell oder automatisiert ausgelöst werden kann, das Getriebe in eine kleine, definierte Anfahrübersetzung schalten.- The servomotor should stop shortly before a stop by a "reset signal", which manually or automatically triggered can be the gearbox in a small, defined starting ratio turn.

– Motorisch angetriebene Fahrzeuge erhalten eine manuell auslösbare Anfahrautomatik, die selbstständig bis zu einer Geschwindigkeit von z.B. 6 km/h in einem leistungs- und übersetzungsoptimierten Zustand beschleunigt.- Motorized powered vehicles receive a manual triggering automatic, the self-employed up to a speed of e.g. 6 km / h in a high performance and translation-optimized State accelerates.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Aufgabe wird durch die Verwendung und entsprechende Verschaltung nachfolgend aufgeführter Bausteine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

  • – Motorisch verstellbares Getriebe (1)
  • – Stellmotor (6),
  • – Akku zur Energiespeicherung und Energieversorgung (3),
  • – Generator (z.B. Nabendynamo) zur Energienachladung des Akkus (2),
  • – Kraftsensor (z.B. Dehnmessstreifen in den Tretarmen) zur Ermittlung der aktuellen Tretleistung (5)
  • – Elektronische Steuer- und Regeleinheit (4) zum Vergleich der aktuellen Tretleistung mit der gewünschten, voreingestellten Maximaltretleistung die innerhalb eines definierten Leistungsbereichs nicht überschritten werden soll.
  • – Betätigungsschalter (7) zur Einleitung der Getrieberückstellung in den Anfahrzustand
  • – Senorik mit geeigneten Steuerungsfunktionen, alternativ zum Betätigungsschalter, zur Erkennung des Brems- bzw. Anhaltvorgangs.
  • – Betätigungsschalter (8) zur Einleitung der Anfahrhilfe
The object is achieved by the use and corresponding interconnection of subsequently listed modules having the features of claim 1.
  • - Motorized gearbox ( 1 )
  • - servomotor ( 6 )
  • - Battery for energy storage and energy supply ( 3 )
  • - Generator (eg hub dynamo) to recharge the battery ( 2 )
  • - Force sensor (eg strain gauges in the treadmills) to determine the actual pedaling power ( 5 )
  • - Electronic control unit ( 4 ) to compare the current pedaling power with the desired, preset maximum pedaling power that should not be exceeded within a defined power range.
  • - operating switch ( 7 ) to initiate the gear reset in the starting state
  • - Senorik with suitable control functions, as an alternative to the operating switch, to detect the braking or stopping process.
  • - operating switch ( 8th ) to initiate the traction help

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

  • – Das Anfahrmoment des Fahrrades bzw. Fahrzeuges wird optimiert bzw. dem Fahrer entsprechend angepasst.- The Starting moment of the bicycle or vehicle is optimized or the Driver adapted accordingly.
  • – Das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeuges wird durch die Übersetzungs- bzw. Leistungsoptimierung verbessert.- The Acceleration behavior of the vehicle is through the translation or performance optimization improved.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung befindet sich am Lenker links z.B. ein Betätigungsknopf (7) oder Taster um die Übersetzung beim Anhalten auf einen definierten Anfangszustand zurückzusetzen. Auf der rechten Lenkerseite befindet sich ein Knopf oder Taster (8), z.B. in den Haltegriff eingebaut, um die Anfahrhilfe zu aktivieren.In a preferred embodiment of the invention is on the handlebar left, for example, an operating button ( 7 ) or button to reset the translation to a defined initial state when paused. On the right side of the handlebar is a button or button ( 8th ), eg installed in the handle, to activate the traction help.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand eines Fahrrades/Elektrofahrrades mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.The Invention is hereinafter based on a bicycle / electric bicycle with reference to the drawing closer explained.

Figurencharacters

1: Fahrrad/Elektrofahrrad mit den wichtigen Bausteinen Getriebe (1), Stellmotor (6), Generator/Dynamo (2), Akku (3), Steuer- und Regeleinheit (4), Kraftsensoren (5), Rückstelltaster (7) und Anfahrstarter (8) 1 : Bicycle / electric bicycle with the important building blocks gear ( 1 ), Servomotor ( 6 ), Generator / dynamo ( 2 ), Battery pack ( 3 ), Control unit ( 4 ), Force sensors ( 5 ), Reset button ( 7 ) and start-up starters ( 8th )

In ein Rad (z.B. das Hinterrrad) eines beliebigen Fahrrades wird ein mehrstufiges Getriebe (1) eingebaut, dessen Übersetzung durch einen Stellmotor (6) verändert werden kann.In a wheel (eg the rear wheel) of any bicycle is a multi-stage transmission ( 1 ) whose translation is controlled by a servomotor ( 6 ) can be changed.

Die Energie für die elektromotorische Übersetzungseinstellung wird von einem Akku (3) geliefert. Beim Fahrrad ohne Elektroantrieb reicht eine kleine Akkubaugröße, im Falle eines Elektrofahrrades liefert der ohnehin notwendige, deutlich größere Akku des Antriebsmotors auch die Energie für die elektromotorische Getriebeeinstellung (6).The power for the electromotive translation adjustment is from a battery ( 3 ) delivered. When bicycle without electric drive ranges a small battery size, in the case of an electric bicycle delivers the already necessary, much larger battery of the drive motor and the energy for the electromotive transmission adjustment ( 6 ).

Der entsprechende Akku wird durch einen Generator (2) auf dem notwendigen Energieniveau gehalten. Bei einem Fahrrad ohne Elektroantrieb wird ein sogenannter Nabendynamo mit minimaler Baugröße verwendet.The corresponding battery is powered by a generator ( 2 ) at the necessary energy level. In a bicycle without electric drive a so-called hub dynamo is used with minimal size.

Eine Steuer- und Regeleinheit (4) muss über den Stellmotor (6) das Getriebe bei Steigungen oder Abfahrten automatisch nachregeln. Der Fahrer stellt lediglich die für ihn beste Tretleistung ein, wofür z.B. Tasten (plus/minus) mit einer kleinen Anzeige ausreichen. In der Steuer- und Regeleinheit (4) wird die gewünschte, voreingestellte Tretleistung ständig mit einer sensorisch gemessenen und errechneten Tretleistung verglichen. Entsprechend dem errechneten Ergebnis bleibt das Übersetzungsverhältnis entweder gleich, wird vergrößert oder verkleinert. Die Steuer- und Regeleinheit (4) kann in einfacher Ausführung einem Normalfahrrad angepasst werden oder in erweiterter Ausführung auf ein elektromotorisch angetriebenes Fahrrad zugeschnitten sein. Optional können z.B. Geschwindigkeit, zurückgelegter Weg und das aktuelle Übersetzungsverhältnis anzeigbar sein. Auch ein zusätzlicher Einbau einer Elektronik zur Satelliten- Navigation ist möglich um das Fahrrad per weltweitem Netz oder z.B. mit Hilfe des Mobiltelefons überall aufspüren zu können.A control unit ( 4 ) must via the servomotor ( 6 ) automatically readjust the gearbox on ascents or descents. The driver sets only the best for him pedaling, for which, for example, buttons (plus / minus) are sufficient with a small display. In the control unit ( 4 ), the desired preset pedaling power is constantly compared with a sensory measured and calculated pedaling performance. According to the calculated result, the transmission ratio either remains the same, is increased or decreased. The control unit ( 4 ) can be adapted to a standard bicycle in a simple design or be tailored in an extended version on an electric motor driven bicycle. Optionally, eg speed, traveled distance and the current transmission ratio can be displayed. Also, an additional installation of electronics for satellite navigation is possible in order to find the bike anywhere in the world via a network or eg with the help of the mobile phone.

Die aktuelle Tretkraft wird sensorisch, z.B. im Bereich der Pedalarme (5) gemessen. Die Rückstellung des Übersetzungsverhältnisses in den Anfangszustand geschieht durch Betätigung eines Schalters (7) an der linken Lenkerseite oder nach einer sensorischen Erkennung und Auswertung des Bremsvorganges.The current pedaling force is sensory, eg in the area of the pedal arms ( 5 ). The return of the transmission ratio to the initial state is done by pressing a switch ( 7 ) on the left side of the handlebar or after a sensory recognition and evaluation of the braking process.

Die Anfahrhilfe wird durch die Betätigung eines Schalters (8) z.B. an der rechten Lenkerseite aktiviert.The traction help is by the operation of a switch ( 8th ) eg on the right side of the handlebar.

Ein Fachmann wird verstehen, daß die Grundsätze der vorliegenden Erfindung auf unterschiedliche Arten von Fahrzeugen oder auf andere technische Bereiche anwendbar sind.One Professional will understand that the principles of present invention on different types of vehicles or applicable to other technical fields.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Figur offenbarten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in den verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung.The in the foregoing description, claims and figure Features are both individually and in any combination for the Realization of the invention in the various embodiments significant.

11
Mehrstufiges Getriebemultistage transmission
22
Nabengenerator/-dynamoHub generator / -dynamo
33
Akkubattery pack
44
Steuer- und RegeleinheitTax- and control unit
55
Kraftsensorforce sensor
66
Stellmotorservomotor
77
Schalter zur Rückstellung des Übersetzungsverhältnissesswitch to the provision the translation ratio
88th
Schalter zur Aktivierung der Anfahrhilfeswitch to activate the traction help

Claims (2)

Anfahrhilfe für Fahrräder, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein mehrstufiges Getriebe (1) verwendet wird, b) ein elektrischer Stellmotor (6) zur Übersetzungsänderung benutzt wird, c) ein Akku (3) als Energiespeicher und Energielieferant für den Stellmotor dient, d) die aktuell vorhandene Tretkraft sensorisch z.B. im Bereich der Tretachse, Tretarme oder Tretpedale erfasst wird (5), e) eine Steuer- und Regeleinheit (4) abhängig von der aktuell vorhandenen Tretkraft und einer voreingestellten, gewünschten Tretleistung die Getriebeübersetzung mittels Stellmotor (6) entsprechend stufenlos ändert, f) ein Schalter (7), durch den das Getriebe-Übersetzungsverhältnis in einen definierten Anfahrzustand gebracht werden kann, g) ein Schalter (8) durch den die Anfahrhilfe gestartet werden kann.Traction aid for bicycles, characterized in that a) a multi-stage transmission ( 1 ), b) an electric servomotor ( 6 ) is used to change the ratio, c) a battery ( 3 ) is used as an energy storage and energy supplier for the servomotor, d) the currently existing pedaling force is detected by sensors, eg in the area of the pedal axle, pedal arms or pedal pedals (5), e) a control unit ( 4 ) depending on the currently existing treading force and a preset, desired pedaling the gear ratio by means of servomotor ( 6 ) changes continuously, f) a switch ( 7 ), by which the gear ratio can be brought into a defined starting state, g) a switch ( 8th ) by which the traction help can be started. Anfahrhilfe für Fahrräder nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Getrieberücksetzung in den Anfahrzustand anstelle einer manuellen Schalterbetätigung nach sensorischer Erfassung des Bremsvorganges automatisch ausgelöst wird. Dies kann z.B. durch Erfassung der Bremsbetätigung, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Pedalkraft oder einer Kombination der drei Sensoren aber auch durch andere technisch sinnvolle Erfassungsvarianten erreicht werden.Traction help for Cycles for protection claim 1, characterized in that the gearbox reset in the starting state instead of a manual switch operation after sensory detection of the braking process is triggered automatically. This can e.g. by detecting the brake application, the vehicle speed, the pedal force or a combination of the three sensors but also by other technically reasonable detection variants can be achieved.
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