DE29812461U1

DE29812461U1 - Elektrisch angetriebenes Fahrrad

Info

Publication number: DE29812461U1
Application number: DE29812461U
Authority: DE
Original assignee: Giant Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Giant Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-07-13
Filing date: 1998-07-13
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2008-07-14
Also published as: NL1009647C2

Description

Elektrisch angetriebenes Fahrrad

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch angetriebenes Fahrrad und insbesondere auf ein derartiges Fahrrad, das einen sparsamen Energieverbrauch hat und im Gebrauch sicher ist.

Bei einem herkömmlichen elektrisch angetriebenen Fahrrad wird in einem Automatikbetrieb ein Drehgriff betätigt, damit an einen Elektromotor des Fahrrades ununterbrochen elektrische Leistung für eine Vorwärtsbewegung des Fahrrades geliefert wird. Dieser Typ eines elektrisch angetriebenen Fahrrades enthält keine Geschwindigkeitsregelungsfunktion. Daher ist die vom Elektromotor abgegebene Leistung für eine Einstellung der Geschwindigkeit des Fahrrades nicht veränderbar, sobald der Drehgriff betätigt wird, was einen ineffizienten 'Energieverbrauch und eine geringe Sicherheit zur Folge hat.

Der Anmelder der vorliegenden Erfindung hat daher bereits früher ein elektrisch angetriebenes Fahrrad vorgeschlagen, das eine Pedalvorrichtung, eine Spannungsquelle, einen Elektromotor, einen Drehgriff und eine Überwachungseinheit für die Überwachung der Stellung des Drehgriffs, des auf die Pedalvorrichtung ausgeübten Drehmoments und der Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit des Fahrrades enthält. Die Überwachungseinheit deaktiviert den Elektromotor in dem Fall, in dem sich der Drehgriff in einer Ruhestellung befindet und das auf die Pedalvorrichtung ausgeübte Drehmoment einen im voraus festgelegten Grenzwert nicht überschreitet, falls die Spannungsquelle aktiviert ist, sowie in dem Fall, in dem sich der Drehgriff in einer Betriebsstellung befindet und die Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit des Fahrrades eine im voraus festgelegte Sicherheitsgeschwindigkeit nicht überschreitet, falls die Spannungsquelle aktiviert ist.

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Die Überwachungseinheit aktiviert den Elektromotor in einem Schubbetrieb, wenn sich der Drehgriff in der Ruhestellung befindet und das auf die Pedalvorrichtung ausgeübte Drehmoment über einem im voraus festgelegten Grenzwert liegt, falls die Spannungsquelle aktiviert ist, und in einem Automatikbetrieb, wenn sich der Drehgriff in der Betriebsstellung befindet und die Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit des Fahrrades oberhalb der im voraus festgelegten Sicherheitsgeschwindigkeit liegt, falls die Spannungsquelle aktiviert ist.

Da die Überwachungseinheit vorhanden ist, wird der Elektromotor selbst dann nicht immer aktiviert, wenn sich der Drehgriff in der Betriebsstellung befindet, falls die Spannungsquelle aktiviert ist, was einen sparsameren Energieverbrauch und eine verbesserte Sicherheit zur Folge hat.

Es ist wünschenswert, den sparsamen Energieverbrauch des obenerwähnten elektrisch angetriebenen Fahrrades weiter zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch angetriebenes Fahrrad zu schaffen, das sowohl einen sparsamen Energieverbrauch besitzt als auch im Gebrauch sicher ist.

Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein elektrisch angetriebenes Fahrrad zu schaffen, bei dem die von einem Elektromotor abgegebene Leistung entsprechend dem auf eine Pedalvorrichtung ausgeübten Drehmoment und der Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit des Fahrrades eingestellt werden kann, wenn sich ein Drehgriff des Fahrrades in.der Ruhestellung befindet, falls eine Spannungsquelle aktiviert ist.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch ein elektrisch angetriebenes Fahrrad, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt. Der abhängige Anspruch ist auf eine zweckmäßige Ausführung der Erfindung gerichtet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung einer zweckmäßigen Ausführung, die auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Blockschaltplan der zweckmäßigen Ausführungsform eines elektrisch angetriebenen Fahrrades gemäß der Erfindung; und

Fig. 2 einen Ablaufplan zur Erläuterung der Funktionsweise der zweckmäßigen Ausführung der Erfindung.

Das in Fig. 1 gezeigte elektrisch angetriebene Fahrrad gemäß einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung enthält eine Steuereinheit 10, eine Pedalvorrichtung 20, eine Spannungsquelle 30, einen Elektromotor 40, einen Drehgriff 50, einen Drehgriffdetektor 60, einen Drehmoment-Detektor 70, einen Geschwindigkeitsdetektor 80 und eine Bremsvorrichtung 90.

Die Pedalvorrichtung 20 ist so betätigbar, daß das Fahrrad in einem manuellen Antriebsmodus in Vorwärtsrichtung angetrieben wird, wie im Stand der Technik bekannt ist. Die Spannungsquelle 30, etwa eine Batterieeinheit, ist mit einem Leistungsschalter 31 wie etwa einem Zündschalter funktional verbunden, um die Aktivierung und die Deaktivierung der Spannungsquelle 30 zu ermöglichen. Die Spannungsquelle 30 ist mit der Steuereinheit 10 verbunden, so daß der Betrieb des Fahrrades in einem Automatikbetrieb ermöglicht wird, wenn die Spannungsquelle 30 aktiviert ist. Der Elektromotor 40 ist mit der Steuerein-

heit 10 verbunden und wird durch diese aktiviert und deaktiviert. Insbesondere aktiviert die Steuereinheit 10 im Automatikbetrieb den Elektromotor 40 in der Weise, daß das Fahrrad zu einer Vorwärtsbewegung angetrieben wird. Der Drehgriff 50 ist so betätigbar, daß er zwischen einer Ruhestellung und einer Betriebsstellung bewegt werden kann und für die Steuerung der vom Elektromotor 40 abgegebenen Leistung verwendet werden kann. Der Drehgriffdetektor 60 ist dem Drehgriff 50 funktional zugeordnet und erfaßt den Bewegungsbetrag des Drehgriffs 50 aus der Ruhestellung. Der Drehgriffdetektor 60 ist mit der Steuereinheit 10 verbunden und erzeugt für diese ein Drehgriff-Ausgangssignal. Der Drehmomentdetektor 70 ist der Pedalvorrichtung 20 funktional zugeordnet und erfaßt den Betrag des auf die Pedalvorrichtung 20 ausgeübten Drehmoments. Das Drehmoment entspricht dem Widerstand, den die Pedalvorrichtung 20 einer Pedalbewegung entgegensetzt. Drehmomentdetektoren sind bekannt und werden üblicherweise in Fahrradleistungsmessern verwendet. Da das wesentliche Merkmal der Erfindung nicht in der Konstruktion eines bekannten Drehmomentdetektors 70 besteht, wird eine genaue Beschreibung hiervon weggelassen. Der Drehmomentdetektor 70 ist mit der Steuereinheit 10 verbunden und erzeugt für die letztere ein Drehmoment-Ausgangssignal. Der Geschwindigkeitsdetektor 80 erfaßt die Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit des Fahrrades. Der Geschwindigkeitsdetektor 80 ist mit der Steuereinheit 10 verbunden und erzeugt für diese ein Geschwindigkeitsausgangssignal·. Die Bremsvorrichtung 90 ist an einer (nicht gezeigten) Lenkstange des Fahrrades angebracht und mit der Steuereinheit 10 verbunden. Die Bremsvorrichtung 90 ist so betätigbar, daß sie der Steuereinheit 10 ermöglicht, den Elektromotor 40 zu deaktivieren und die Vorwärtsbewegung des Fahrrades im Automatikbetrieb anzuhalten.

Im Gebrauch wird das Fahrrad im manuellen Betrieb betrieben, wenn der Leistungsschalter 31 ausgeschaltet ist, wodurch die Spannungsquelle 30 deaktiviert ist. Selbst wenn hierbei der Drehgriff 50 betätigt wird, erzeugt der Elektromotor 4 0 keine Antriebskraft, so daß das Fahrrad lediglich durch Betätigen der Pedalvorrichtung 20 in Vorwärtsrichtung angetrieben wird.

Wenn, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, die Spannungsquelle 30 durch Einschalten des Leistungsschalters 31 aktiviert wird, erfaßt die Steuereinheit 10 im Schritt SlOl, ob die Bremsvorrichtung 90 momentan betätigt wird. Wenn dies der Fall ist, deaktiviert die Steuereinheit 10 den Elektromotor 40 im Schritt S102, um die Vorwärtsbewegung des Fahrrades im Automatikbetrieb anzuhalten. Andernfalls prüft die Steuereinheit 10 im Schritt S103 das vom Drehmomentdetektor 7 0 ausgegebene Drehmomentsignal, um festzustellen, ob auf die Pedalvorrichtung 20 ein Drehmoment ausgeübt wird. Wenn dies nicht der Fall ist, deaktiviert die Steuereinheit 10 den Elektromotor 40 im Schritt S102, um einen unerwünschten Vorwärtsantrieb des Fahrrades im Automatikbetrieb zu verhindern. Falls auf die Pedalvorrichtung 20 ein Drehmoment ausgeübt wird, prüft die Steuereinheit 10 im Schritt S104 das Ausgangssignal des Drehgriffdetektors 60, um festzustellen, ob sich der Drehgriff 50 in der Ruhestellung oder in der Betriebsstellung befindet. Falls sich der Drehgriff 50 in der Betriebsstellung befindet, steuert die Steuereinheit 10 die vom Elektromotor 40 abgegebene Leistung im Schritt S105 in der Weise, daß sie der Drehgriff stellung entspricht. Falls sich der Drehgriff 50 in der Ruhestellung befindet, steuert die Steuereinheit 10 die vom Elektromotor 40 abgegebene Leistung im Schritt S106 in der Weise, daß sie dem Drehmoment und der Fahrradgeschwindigkeit entspricht, die vom Drehmomentdetektor 70 bzw. vom Geschwindigkeitsdetektor 80 ausgegeben werden. Dann wieder-

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holt die Steuereinheit 10 den Betrieb beginnend beim Schritt SlOl.

Da die Steuereinheit 10 den Elektromotor 40 nur dann aktiviert, wenn die Bremsvorrichtung 30 nicht betätigt wird und wenn auf die Pedalvorrichtung 20 ein Drehmoment ausgeübt wird, ist die Betriebssicherheit des elektrisch angetriebenen Fahrrades gemäß der Erfindung sichergestellt. Da weiterhin die vom Elektromotor 40 abgegebene •Leistung durch die Steuereinheit 10 in der Weise gesteuert wird, daß sie dem Ausgangssignal des Drehgriffdetektors 60 entspricht, wenn sich der Drehgriff 50 in der Betriebsstellung befindet, und den Ausgangssignalen des Drehmomentdetektors 7 0 bzw. des Geschwindigkeitsdetektors 80 entspricht, wenn sich der Drehgriff 50 in der Ruhestellung befindet, kann Energie effizienter genutzt werden.

Claims

Schutzansprüche

1. Elektrisch angetriebenes Fahrrad, mit

einer Pedalvorrichtung (20), die in einer manuellen Antriebsart betätigbar ist, um das Fahrrad zu einer Vorwärtsbewegung anzutreiben,

einer Spannungsquelle (30),

einem Elektromotor (40), der in einem Automatikbetrieb betätigbar ist, um das Fahrrad in Vorwärtsrichtung anzutreiben,

einem Drehgriff (50), der zwischen einer Ruhestellung und einer Betriebsstellung beweglich ist,

einem Drehgriffdetektor (60), der dem Drehgriff (50) funktional zugeordnet ist,

einem Drehmomentdetektor (70), der der Pedalvorrichtung (20) funktional zugeordnet ist,

einem Geschwindigkeitsdetektor (80), der die Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit des Fahrrades erfaßt, und

einer Steuereinheit (10), die mit der Spannungsquelle (30), dem Elektromotor (40), dem Drehgriffdetektor (60), dem Drehmomentdetektor (.7 0) und dem Geschwindigkeitsdetektor (90) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß

der Drehgriffdetektor (60) den Betrag der Bewegung des Drehgriffs (50) aus der Ruhestellung erfaßt,

der Drehmomentdetektor (70) den Betrag des auf die Pedalvorrichtung (20) ausgeübten Drehmoments erfaßt und

die Steuereinheit (10) den Elektromotor (40) nur dann aktiviert, wenn auf die Pedalvorrichtung (20) ein Drehmoment ausgeübt wird, während die Spannungsquelle (30) aktiviert ist, und die vom Elektromotor (40) abgegebene Leistung in der Weise steuert, daß sie dem Ausgangssignal, des Drehgriffdetektors (60) entspricht, wenn sich der Drehgriff (50) in der Betriebsstellung befindet, oder

den Ausgangssignalen des Drehmomentdetektors (70) und des Geschwindigkeitsdetektors (80) entspricht, wenn sich der Drehgriff (50) in der Ruhestellung befindet.

2. Elektrisch angetriebenes Fahrrad nach Anspruch 1, das eine Bremsvorrichtung (90) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß

die Bremsvorrichtung (90) mit der Steuereinheit (10) verbunden ist, und

die Steuereinheit (10) den Elektromotor (40) im Automatikbetrieb bei Betätigung der Bremsvorrichtung (90) deaktiviert, um die Vorwärtsbewegung des Fahrrades anzuhalten.