DE60209510T2 - Fahrrad mit hilfsantrieb - Google Patents

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Description

  • Fahrräder mit Hilfsmotor sind in vielen Ausführungsformen bekannt. Es sind ferner Ausführungsformen bekannt, bei denen der Hilfsmotor ein Elektromotor ist.
  • Aus WO 01/30643 A1 ist ein elektrisch unterstütztes Fahrrad bekannt, das Informationen bezüglich der Tretkraft des Fahrers verwendet, um den Hilfsantrieb des Fahrrads zu steuern. Ein solches Fahrrad birgt jedoch Nachteile einschließlich der Tatsache, dass die Batterie dem Aussehen des Fahrrads schadet.
  • EP-A-0826590 offenbart ein elektrisch unterstütztes Fahrzeug mit einem Antriebsrad, das durch menschliche Antriebskraft und elektrische Antriebskraft angetrieben wird, und einem Drehmomentermittlungsabschnitt zum Ermitteln der menschlichen Antriebskraft, die an den Antriebsenergie anlegenden Abschnitt angelegt wird. Ferner ist ein Elektromotor vorgesehen. Die Batterie dieses Fahrrads ist entfernbar, z.B. zum Aufladen.
  • GB-A-2050270 offenbart ein elektrisches Fahrrad, das Speicherbatterien aufweist, die eine Stromversorgung für einen Elektromotor sicherstellen, wobei die Batterien sowohl in Reihe als auch parallel mit dem Motor oder den Motoren unter der Einwirkung eines Umkehrschalters geschaltet werden können. Ein zweiter Schalter ist zum Sicherstellen der Öffnung oder Schließung der Batterieschaltung vorgesehen.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein Fahrrad mit:
    • – einem Rahmen,
    • – einem oder mehreren Rädern, die am Rahmen über Radachsen drehbar angeordnet sind,
    • – Antriebsmitteln zum vollständigen oder teilweisen Antreiben der Räder mit menschlicher Kraft über Übertragungsmittel, wobei ein Hilfsantrieb einen Teil der Antriebsmittel bildet,
    • – einer Energiequelle,
    • – einer Messeinrichtung zum Messen der muskulären Antriebskraft des Fahrers und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Energie des Hilfsantriebs mit Bezug auf die gemessene muskuläre Kraft des Fahrers; und
    • – einer externen Ladevorrichtung, die an die Batterie zum Laden derselben gekoppelt werden kann, wobei die Energiequelle und/oder der Hilfsantrieb in oder am Fahrrad auf einer von außen so unsichtbar wie möglichen Art und Weise angeordnet sind, wobei die Energiequelle eine Batterie aufweist, die in einem Hauptrohr des Rahmens angeordnet ist, und der Hilfsantrieb einen elektrischen Radnabenmotor aufweist.
  • Dies birgt den Vorteil, unter anderen, dass das Anforderung attraktiver für bestimmte Verbraucher wird, die verhindern wollen, dass Dritte sofort wissen, dass es ein Fahrrad mit einem Hilfsmotor ist.
  • Das Fahrrad umfasst eine Messeinrichtung zum Messen der muskulären Antriebskraft des Fahrers. Um bestimmten rechtlichen Vorschriften zu entsprechen, kann es wichtig sein, dass ein Fahrrad keinen Hilfsantrieb aufweist, ohne wenigstens auch durch die muskuläre Kraft des Fahrers angetrieben zu werden. Zu diesem Zweck kann die Messeinrichtung Signale bezüglich der durch muskuläre Kraft ausgeübten Antriebskraft erzeugen, und eine bestimmte Größe von Hilfsantrieb kann aufgrund derselben hinzugefügt werden.
  • Das Fahrrad umfasst wenigstens eine Batterie zum Speichern von elektrischer Energie, die im Rahmen des Fahrrads angeordnet ist. Eine solche Platzierung im Rahmen birgt die Vorteile, dass die Batterie sehr gut gegen äußere Einflüsse geschützt ist, wodurch sie nicht beschädigt werden kann. Im Fall von Versagen/Explodieren der Batterie oder Kurzschließen besteht keine resultierende Gefahr für den Fahrer. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Fahrer keine Tätigkeiten an der Batterie ausführen oder die Batterie beschädigen kann. Außerdem ist das Aussehen des Rahmens ähnlich einem Rahmen eines Fahrrads ohne Batterie. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Batterie nicht einfach gestohlen werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Batterie eine Reihe getrennter Elemente umschlossen durch einen dünnen manschettenförmigen Körper, der zum Beispiel aus Kunststoff hergestellt wird. Es ist schwierig, eine große Anzahl getrennter Elemente im Rahmenrohr zu platzieren, obwohl eine Anzahl zusammengehaltener Zellen in dem Rahmenrohr in einer einfachen und stabilen Art und Weise platziert werden können, zum Beispiel, da sie in gut positionierter Weise zusammengehalten werden. Ein weiterer Vorteil eines dünnen Kunststoffkörpers besteht darin, dass er weniger Raum einnimmt und in einem Rahmenrohr begrenzter Größe angebracht werden kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung zum Laden und Entladen der Batterie im Rahmen angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass sehr gute Batteriewartung möglich ist. Batterien sind anfällig für Überladung, übermäßig schnelle Aufladung oder Entladung, oder für hohe Temperaturen, die darin auftreten können. Durch Verfolgen vieler dieser Parameter und Speichern wichtiger Elemente dieser Daten können solche Steuereinrichtungen bedeutend die Lebensdauer einer Batterie verlängern. Durch Platzieren dieser Steuereinrichtung mit der Batterie ist es möglich, zu garantieren, dass die richtigen Daten immer in der richtigen Batterie vorhanden sind, und dass keine Entladezyklen ausgeführt werden, ohne durch die mit der Batterie verknüpfte Steuereinrichtung aufgezeichnet zu werden. Dies versetzt den Verbraucher in die Lage, bessere und klarer definierte Garantien von Lieferanten zu erhalten.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung zusammen mit der Batterie und einem Schließelement zum Schließen des Hauptrohrs im Rahmen angeordnet. Wenn ein Fahrrad mit einer Stromversorgungseinrichtung wie zum Beispiel einem Transformator versehen ist, der an die Netzversorgung angeschlossen werden kann, können die Größe und das Gewicht derselben das Fahrrad nachteilig beeinflussen. Es wird daher empfohlen, Transformatormittel vorzusehen, die die Energie zum Laden der Batterie liefern und von der Steuereinrichtung zum Steuern der Ladung und Entladung der Batterie entkoppelt werden können. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass, abhängig von möglichen erwünschten Situationen, ein leichterer, relativ langsam ladender Transformator oder ein schwererer, relativ schnell ladender Transformator gewählt werden kann. Die Steuereinrichtung zum Laden und Entladen der Batterie kann dann das Laden abhängig von dem Typ des verwendeten Transformators steuern. Das leichte Ladegerät kann dann relativ einfach getragen werden, sollte sich zum Beispiel Laden im Freien als erforderlich herausstellen.
  • Der Hilfsantrieb besteht aus einem elektrischen Radnabenmotor, der in der Radnabe der Achse des Hinterrads angeordnet ist, um wenigstens einen Teil des Antriebs des Hinterrads zu erzeugen. Die Platzierung in der Radnabe des Hinterrads hat den Vorteil, zur relativen Unauffälligkeit des Hilfsantriebs beizutragen. Ein weiterer Vorteil der Platzierung eines Motors in der Radnabe besteht darin, dass, aufgrund der direkten Übertragung des Motors auf das Hinterrad, geringe Übertragungsverluste auftreten.
  • Der elektrische Radnabenmotor ist vorzugsweise mit einem Getriebe mit zwei oder mehr Zahnrädern versehen, wobei das Getriebe vorzugsweise ein oder mehr Planetensysteme aufweist. Dies birgt den Vorteil, dass, zum Beispiel im Fall langsamer Geschwindigkeiten an steilen Anstiegen, weniger Tretkraft und/oder Hilfsantriebskraft oder Drehmoment benötigt wird. Ein solches Getriebe ist vorzugsweise als ein oder mehr Planetensysteme ausgeführt. Das Getriebe kann hierbei die Motor- und die muskuläre Kraft ändern, die zur Radnabe über die Kette übertragen wird. Es ist ferner hierbei möglich, eine Kettenschaltung zwischen der Radnabe und der Kette zu platzieren, wodurch gewünschte Übersetzungsverhältnisse unter Verwendung einer Mehrzahl von Kettenrädern eingestellt werden können.
  • Das Fahrrad umfasst vorzugsweise ferner eine Schalteinrichtung zum Schalten vom Motor zu Dynamo. Wenn die Batterie defekt oder völlig leer ist, kann die Beleuchtung des Fahrrads weiterhin mittels einer solchen Dynamotätigkeit des Motors funktionieren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass daher kein getrennter Dynamo zu diesem Zweck benötigt wird. Diese Dynamofunktion ist primär für die Beleuchtungsfunktion vorgesehen. Um eine solche Motorfunktion als Dynamo für die Beleuchtung aufzuweisen, sind Schaltungen in einer sehr leichten Form ausreichend. Der Vorteil einer solchen leichten Dynomatätigkeit besteht darin, dass sie eine unbedeutende zusätzliche Last für einen Radfahrer erzeugt, der auf dem Fahrrad fährt, während diese Funktion jedoch ohne Motorbetrieb benutzt wird. Hinsichtlich der Größe ist eine solche Last mit der Last eines konventionellen Fahrraddynamos vergleichbar. In dieser Ausführungsform wird ferner der Nachteil von Widerstand und Abnutzung des Fahrradreifens aufgrund des konventionellen Dynamos verhindert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist eine Achse eine Nut für eine Kabeldurchführung für den Motor auf. Im zusammengebauten Zustand befindet sich diese Nut vorzugsweise auf der Unterseite der Achse. Eine solche Nut birgt den Vorteil, dass für Elektrizität verwendete Kabel praktisch unsichtbar sind. Außerdem ist diese Verkabelung gut geschützt, wenn das Fahrrad umfällt oder gegen möglichen Vandalismus. Eine solche Konstruktion ist sehr robust.
  • Einer Ausführungsform zufolge, weist das Fahrrad ferner eine Impulsbreiten-Modulationseinrichtung auf, um elektrische Teile wie zum Beispiel Beleuchtung mit Strom zu versorgen. Dies ist sehr vorteilhaft, wenn die Batterie eine andere Spannung als die erzeugt, die durch solche elektrische Untersysteme benötigt wird. Zum Beispiel ist es beim Gebrauch von Fahrradbeleuchtung sehr vorteilhaft, eine 6 Volt Glühlampe anzubringen. Bei der gewünschten Lichtausgangsleistung von beispielsweise 3 Watt enthält eine 6 Volt Glühlampe einen Glühfaden einer bestimmten Dicke. Bei dieser Dicke ist der Glühfaden relativ stabil. Wenn eine Glühlampe der gleichen Wattleistung zum Beispiel für 24 Volt angebracht werden würde, würde der Glühfaden so dünn sein, dass er bei Gebrauch an einem Fahrrad empfindlich wäre. Der Glühfaden würde eine sehr kurze Lebensdauer aufgrund von Schlägen wären Benutzung des Fahrrads sein. Impulsbreitenmodulation hat in dieser Anwendung den Vorteil, dass von einer Spannungsversor gung von beispielsweise 12–24 Volt eine Spannung von beispielsweise 6 Volt bei relativ unbedeutenden Energieverlusten erzeugt werden kann. Ein weiterer Vorteil hiervon besteht darin, dass Standardglühlampen angebracht werden können, die, unter anderen, logistische und kommerzielle Vorteile aufweisen.
  • Das Fahrrad umfasst vorzugsweise einen Datenbus für Datentransport zwischen zwei oder mehr der Messeinrichtungen, Speichermittel, Steuereinrichtungen, Dateneingabe- und/oder Datenausgabemittel. Der Datenbus birgt hierdurch bedeutende Vorteile. Alle Komponenten können direkt mit allen anderen Komponenten kommunizieren. Solche Komponenten umfassen zum Beispiel die Messeinrichtung, die erste und zweite Steuereinrichtung und Dateneingabemittel oder Datenausgabemittel sowie die Speichermittel. Dies ermöglicht Übertragung einer Mehrzahl von Steuerdaten und anderer Daten zu den verschiedenen Komponenten über ein Signalkabel. Der im Folgenden zu beschreibende Betätigungsanschluss, der zum Beispiel am Lenker des Fahrrads angeordnet sein kann, kann auch an den Datenbus zum Betrieb des Systems angeschlossen sein. Mit dieser Ausführungsform wird auch Erweiterung des elektrischen Systems mit neuen Komponenten sehr einfach. Auf alle Komponenten des elektrischen Systems kann mittels eines Steckverbinders zu Wartungszwecken zugegriffen werden. Es ist wahlweise sogar möglich, das Datenbussystem oder einen Teil desselben in einer drahtlosen Art und Weise auszuführen.
  • Das Fahrrad umfasst ferner wenigstens einen Betätigungsanschluss zum Lesen und Eingeben von Daten. Dieser Betätigungsanschluss besteht vorzugsweise aus einem kleinen Kasten am Lenker, der Kopplungsmittel enthält und der einfach gelöst werden kann, wenn das Fahrrad nicht verwendet wird. Diese Einheit ist an den Datenbus angeschlossen, so dass alle Informationen von allen Datensystemen des Fahrrads im Prinzip gelesen werden können. Ein solcher Betätigungsanschluss birgt solche Vorteile, dass er einfach gelöst werden kann, so dass das elektrische System nicht mehr funktioniert oder zum Beispiel in eine Bremsposition gesetzt wird. Ein Betätigungsanschluss kann ferner mit einem eindeutigen Code versehen werden, so dass das Fahrrad im Fall von Diebstahl des Fahrrads unbenutzbar ist. Ein Betätigungsanschluss kann ferner durch eine modernere oder eine verbesserte Einheit während der Lebensdauer des Fahrrads ersetzt werden. Bei Bedarf kann der Anschluss an den Datenbus in einer drahtlosen Weise realisiert werden. Ein Vorteil hiervon besteht darin, dass der Betätigungsanschluss als ein Handgelenkmodell ausgeführt werden kann, welches der Fahrer des Fahrrads bei sich behält und welches das Fahrrad unbenutzbar gestaltet, wenn die drahtlose Verbindung unterbrochen wird, zum Beispiel aufgrund eines zu großen Abstands zwischen dem Fahrrad und der Einheit. Ein Betätigungsanschluss kann an einen Pulszahlmesser gekoppelt werden, oder kann eine integrierte Pulszahlmesserfunktionalität aufweisen, wodurch der Hilfsantrieb des Fahrrads in Bezug zu der Pulszahl des Fahrers gesetzt werden kann. Es kann dann zum Beispiel eine maximale zulässige Pulszahl von 150 für den Fahrer eingestellt werden, und, wenn die Pulszahl Gefahr läuft, diesen Wert zu übersteigen, wird mehr Hilfskraft geliefert.
  • Es ist ferner vorteilhaft, dass mittels des Datenbusses das gesamte Fahrrad von dem Betätigungsanschluss zum Beispiel am Lenker betätigt werden kann.
  • Eine weitere Ausführungsform schafft ein Fahrrad, bei dem die Batterie zwei oder mehr Teile aufweist, die zum Beispiel auch für eine Spannung von 6 oder 12 Volt geeignet sind, und miteinander sowohl parallel als auch in Reihe verbunden sind, so dass das Laden parallel erfolgen kann, während Energieversorgung zu dem Hilfsantrieb in einer Reihenverbindung stattfinden kann. Dies birgt zum Beispiel den Vorteil, dass verschiedene Batteriekonfigurationen unter Verwendung eines Ladegeräts geladen werden können, das an eine Standardspannung angepasst ist. Es ist ferner zum Beispiel möglich, dass verschiedene Batteriekonfigurationen durch verschiedene Motortypen betrieben werden können.
  • Ein Fahrrad gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst vorzugsweise weiter eine Rohrschwenkvorrichtung zum doppelten Umklappen des Rahmenrohrs, mit:
    • – zwei ersten Hakenmitteln in einem ersten Rohrteil zum Einhaken in zwei zweite Hakenmittel in einem zweiten Rohrteil, die mit den ersten Hakenmitteln zusammenwirken,
    • – lösbare Befestigungsmittel zum Zusammenzwängen der Federmittel und der ersten und zweiten Hakenmittel und
    • – bei dem die Hakenmittel und die lösbaren Befestigungsmittel sich in der geschlossenen Lage in dem Rohr in einer von außen unsichtbaren Weise befinden.
  • Die Rohrschwenkvorrichtung umfasst vorzugsweise wenigstens ein Scharnier, das einen Scharnierzapfen zum Drehen der Rohrschwenkvorrichtung aufweist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Rohrschwenkvorrichtung Federmittel zum Auseinanderzwängen der ersten und zweiten Hakenmittel. Die Vorteile einer solchen Rohrschwenkvorrichtung bestehen darin, dass das Fahrrad sehr einfach zusammengeklappt werden kann. Durch Verwendung dieser Rohrschwenkvorrichtung kann ein Fahrrad mit sehr großen Rädern weiter sehr kompakt zusammengeklappt werden, da die Räder sehr genau aufeinander geklappt werden können.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Batterie mit zwei oder mehr Teilen mit der gleichen Spannung. Eine solche Ausführungsform der Batterie ermöglicht Laden einer Mehrzahl von Teilen mit der gleichen Spannung, von beispielsweise 12 Volt, unter Verwendung einer einzigen, zum Laden von Batterien mit einer solchen Spannung geeigneten Transformatoreinheit. Solche Ladegeräte können hierdurch zum Beispiel für Fahrräder mit Batterien von 12, 24, 36 oder 48 Volt geeignet sein. Ein Vorteil hiervon ist es, dass weit weniger verschiedene Ladegeräte für verschiedene Fahrradtypen benötigt werden, die Batterien mit verschiedenen Spannungen verwenden.
  • Eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung schafft einen Computerlink zu einem Datenbus eines Fahrrads zum Übertragen von Daten von und/oder zu dem Datenbus des Fahrrads gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein solcher Computer ermöglicht Zugang zu allen der getrennten Komponenten des elektrischen Systems des Fahrrads und Erhalten von Daten von diesen. Es ist ferner möglich, solche Teile neu zu programmieren.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Fahrrad weiter mit Achsenmontagemitteln versehen, mit:
    • – einem ersten Teil, der fest an den Rahmen montiert ist, und
    • – einem zweiten Teil, der an den ersten Teil zur Verschiebung von der Vorderseite zur Rückseite in Bezug zum Fahrrad montiert werden kann.
  • Der erste Teil hat hierbei vorzugsweise wenigstens eine abgeflachte Seite zum Aufnehmen des zweiten Teils, und der zweite Teil hat wenigstens eine flache Seite zum Aufnehmen des ersten Teils. Ein weiterer Vorteil solcher Achsenmontagemittel besteht darin, dass keine getrennten Kettenspanner zum Spannen der Kette benötigt werden. Die Anbringung einen Schlitzes auf der Unterseite des zweiten Teils als Schlitz zum Platzieren der Achse des Hinterrades erreicht eine sehr einfache Montage und Demontage des Hinterrads. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Hinterrad relativ schwer ist, zum Beispiel durch die Verwendung eines Motors in der hinteren Radnabe.
  • Ein Fahrrad gemäß der vorliegenden Erfindung weist ferner vorzugsweise eine Vorrichtung zum Einstellen der Sattelhöhe während Fahren auf. Eine solche Vorrichtung hat den Vorteil, dass sich der Sattel während Stillstand in einer niedrigen Position befinden und auf eine ideale Fahrstellung während der Fahrt eingestellt werden kann. Dies kann in einer motorisierten und manuellen Weise ausgeführt werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Details der vorliegenden Erfindung werden weiter unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren spezifiziert werden, in denen:
  • 1 eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht eines Aspekts der Ausführungsform gemäß 1 ist;
  • 3 eine weggeschnittene perspektivische Ansicht eines weiteren Aspekts der Ausführungsform gemäß 1 ist;
  • 4 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Aspekts der Ausführungsform von 1 ist;
  • 5 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Aspekts der Ausführungsform gemäß 1 ist;
  • 6A, 6B, 6C perspektivische Ansichten eines weiteren Aspekts der Ausführungsform gemäß 1 sind;
  • 7 eine perspektivische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform von 1 ist;
  • 8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform von 1 ist;
  • 913 Blockdiagramme eines elektrischen Systems der Ausführungsform von 1 zeigen.
  • Eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung (1) ist ein Fahrrad 1 mit einem Rahmen 2. Der Rahmen 2 umfasst ein Hauptrohr oder Abwärtsrohr 3, ein Sitzrohr 8, eine Kettengabel 19, Sitzgabel 18, Gabelsäule 13 und ein Kurbelwellenrohr 16.
  • In dem Hauptrohr 3 des Rahmens ist eine Batterie 4 angeordnet, die aus beispielsweise 20 1,2 Volt Zellen besteht. Das Hauptrohr 3 dient als ein Gehäuse für die Batterie, die hierdurch gegen die äußere Umgebung geschützt wird. Die Packung aus zwei Reihen von Zellen ist durch eine dünne, manschettenartige Hülle umschlossen (nicht gezeigt). Eine solche Hülle isoliert die Batterie von dem Rohr und gestaltet Einsetzen der Zellen in das Rohr sehr einfach. Platzierung einer solchen Batterie in ein solches Rahmenrohr hat den besonderen Vorteil darin, dass kein weiteres Gehäuse zum Platzieren der Batterie benötigt wird. Die Batterie ist vollständig gegen Einflüsse von der Außenwelt geschützt.
  • An der Oberseite oder Seite des Hauptrohrs 3 befindet sich ein Ladegerätanschluss 11. Eine Energiequelle zum Laden der Batterie kann an diesen Ladegerätanschluss 11 angeschlossen werden. An der Unterseite des Hauptrohrs 3 befindet sich eine Schließabde ckung 15, in der unter anderem Batteriesteuereinrichtungen angeordnet sind. Diese sind weiter unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
  • Zum Laden der Batterie oder Liefern von Energie an das Fahrrad für andere elektrische Komponenten, ist ein Transformator 26 vorgesehen, der der Verbindereinheit 11 Energie unter Verwendung eines Stecker 12 zuführen kann.
  • Das Sitzrohr 8 ist ferner mit Satteleinstellmitteln 50 zur Höheneinstellung des Sattels 9 versehen. Dieser Teil soll weiter unter Bezugnahme auf 5 beschrieben werden.
  • Das Fahrrad ist weiter mit einer hinteren Radnabe 5 versehen, in der unter anderem ein Elektromotor angeordnet ist. Diese Nabe soll weiter in Kombination mit 3 beschrieben werden.
  • Das Fahrrad ist weiter mit Pedalen 28 und Kurbeln 29 versehen. Auf diese durch den Fahrer ausgeübte Kräfte werden zur hinteren Radnabe 5 über Übertragungsmittel 6 übertragen.
  • Ein Verbinder 14 ist an der Kettengabel zum Verbinden eines Datenkabels 24 mit einem externen Computer 27 angebracht, der zum Lesen von Daten von verschiedenen Komponenten des Fahrrads verwendet werden kann, welches zu diesem Zweck mit einem Datenbus versehen ist. Der Zustand der Batterie kann dann zum Beispiel bestimmt werden, wenn sie gewartet wird. Dieser Zustand kann zum Beispiel aus Daten bezüglich der Anzahl von bereits ausgeführten Lade- und Entladezyklen, der Anzahl von Malen, die sich die Batterietemperatur über oder unter einer bestimmten Temperatur befunden hat, und dergleichen bestehen.
  • Der Lenker 7 ist ferner mit einem Betätigungsanschluss 17 versehen, der lösbar an dem Lenker angeordnet ist. Dieser Betätigungsanschluss soll weiter unter Bezugnahme auf 4 beschrieben werden.
  • Ein elektrisches Verkabelungssystem (nicht gezeigt) verbindet die elektrischen Komponenten dieses Fahrrads miteinander. Über diese Kabel wird allen elektrischen Komponenten Energie von der Batterie geliefert, welche durch eine Energieverwaltungseinheit (PMU) gesteuert wird, die weiter im Folgenden zu beschreiben ist. Ferner ist ein Datenbuskabel für Datentransfer zwischen den Komponenten vorgesehen. Dieser Datentransfer erfolgt mittels einer sogenannten Datenbusstruktur, an die alle elektronischen Komponenten angeschlossen sind. Das Datenbuskabel verkörpert die Datenbusstruktur.
  • Das Hauptrohr 3 des Rahmens ist auf der Unterseite mittels eines Verschlusses 15 geschlossen. Ein Teil des Verschlusses kann mit dem Kunststoffgehäuse der Batterie integriert sein. Diese Verschluss hat verschiedene Funktionen. Eine erste Funktion ist das Verschließen des Hauptrohrs 3, eine weitere Funktion ist es, eine Energieverwaltungseinheit oder Leistungsverwaltungseinheit (PMU) 23 zu halten. Diese PMU stellt Ladung und Entladung der Batterie bereit.
  • Unterbringung der Batterie liefert eine Anzahl von Vorteilen. Solche Vorteile schließen ein, dass die Batterie gut in dem Hauptrohr geschützt ist und nicht beschädigt werden kann. Versagen, Explodieren der Batterie oder Kurzschließen stellen deshalb keine Gefahr für den Radfahrer dar. Da die Batterie fest in dem Rohr und außer Reichweite des Fahrers platziert ist, führt dies zu einer hohe Schwelle für den Fahrer, die Batterie zu erreichen oder gefährliche Tätigkeiten in Bezug zur Batterie auszuführen. Platzieren in dem Rohr ist deshalb sehr sicher. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Batterie nicht sichtbar ist. Platzieren der Batterie in dem unteren Hauptrohr verleiht der Batterie einen niedrigen Schwerpunkt und trägt daher zum einem niedrigen Schwerpunkt des Fahrrads bei. In dieser Ausführungsfom ist die Batterie an die PMU gekoppelt. Dies bedeutet, dass Daten bezüglich der Batterie und bezüglich Messungen an der Batterie in der PMU gespeichert werden. Wenn die Batterie ausgewechselt wird, muss die Ladeelektronik auch ausgewechselt werden. Es ist hier möglich, eine PMU zum Gebrauch mit einer neuen Batterie zurückzustellen oder neu zu programmieren. Ein weiterer Vorteil der Platzierung der Batterie in dem Hauptrohr besteht darin, dass sie nicht einfach gestohlen werden kann. In dem Fall, dass die Batterie aufgrund von Ladung oder Entla dung erhitzt wird, dient der Rahmen auch als ein Kühlkörper. Der vorliegenden Erfindung zufolge kann eine Batterie zum Beispiel auch in dem Sitzrohr sowie in dem Hauptrohr angeordnet werden. Die Batterie ist vorzugsweise weiter durch eine dünne Kunststoffhülle zum Zusammenhalten der getrennten Elemente umschlossen.
  • In dieser Ausführungsform ist die Batterie als zwei Stränge von 10 Zellen mit einer Kapazität von 6000–9500, vorzugsweise 8000 mAH ausgeführt. Es werden hier D-Größe und NiMH Zellen benutzt. Solche Zellen werden mit einem konstanten Ladestrom geladen, wobei die Marke, der Typ und die Temperatur Vorbedingungen in Bezug zum maximalen Ladestrom bestimmen. Ein Batterieverwaltungssystem (BMS) ist eine Komponente der PMU. Um eine maximale Lebensdauer der Batterien erreichen zu können, verwaltet das BMS den Entladeprozess der Batterie, verwaltet den Ladeprozess, bestimmt eine Anzeige auf einem Batterieindikator auf dem Betätigungsanschluss am Lenker, und sammelt Daten zur späteren Bewertung, wie zum Beispiel die Anzahl von (Ent-)Ladezyklen und die gelieferte Gesamtenergie. Das BMS beendet den Ladeprozess, wenn die Spannung und die Temperatur der Batterie zu hoch steigen. Solche Daten werden pro Strang von 10 Zellen gemessen. Die Batterien werden unter anderem zu diesem Zweck pro Strang von 10 Zellen gekoppelt.
  • Spannung, Strom und Temperatur der getrennten Stränge von Batteriezellen werden während des Ladeprozesses gemessen. Der PMU-Prozessor bestimmt, ob der Ladestrom aufgrund der Kriterien –dV/dt, dT/dT, minimaler/maximaler Zellentemperatur, BMS-Daten und/oder Daten von einem Timer ausgeschaltet werden sollte. Der Ladeprozess kann hier jederzeit durch den PMU-Prozessor gestoppt werden. Das Ladegerät ist eine externe konstante Stromquelle, die wichtig zum Laden einer NiMH-Batterie ist.
  • Zusätzlich zum Laden der Batterie hat die PMU die folgende Funktionalität:
    • – Überwachen der Spannung der Batterie pro Strang von 10 Zellen.
    • – Überwachen der Temperatur der Batterie, wobei die Temperatur pro Strang gemessen wird.
    • – Bestimmen des Ladezustands der Batterien mittels einer Coulomb-Messung.
    • – Betätigen der Beleuchtung des Fahrrads, wobei sechs Volt für eine Standardfahrradlampe mittels variabler Impulsbreitenmodulation (PWM) bereitgestellt werden.
    • – Herstellen der Anzeige von Daten auf dem Betätigungsanschluss am Lenker, wie zum Beispiel der Batteriekapazität als Prozentanteil.
  • Die PMU-Elektronik wird mit einer bestimmten Batterie gekoppelt. Zu diesem Zweck weist die Elektronik bestimmte Komponenten für den Ladeprozess auf. Wenn die Batterie geändert wird, wird auch der Ladeprozess geändert. Zum Verhindern von gefährlichen Situationen ist es deshalb effizient, die Elektronik und die Batterien gleichzeitig auszuwechseln. Es ist hierbei wahlweise möglich, die Elektronik für die neue Batterie zu modifizieren. In der PMU ist ein EEPROM zum Speichern von Daten bezüglich der Batterie angeordnet. Daten, die in diesem EEPROM zu speichern sind, sind zum Beispiel:
    • – die Anzahl von Ladezyklen,
    • – die Gesamtanzahl von zugeführten Ah,
    • – Zuführzeit in Tagen zum Beispiel seit der ersten tatsächlichen Verwendung,
    • – die Durchschnittverwendung zum Beispiel in km/Tag,
    • – die Gesamtanzahl von zurückgelegten Kilometern,
    • – Durchschnittsgeschwindigkeit,
    • – durchschnittliches Tretdrehmoment,
    • – durchschnittliche Anzahl von km/Ladezyklen,
    • – der maximale (Ent-)Ladestrom,
    • – die durchschnittliche Entladung bis Ladung erneut erfolgt.
  • Solche Daten sind zum Beispiel wichtig zum Unterstützen der Bestimmung, welche Variablen die Lebensdauer der Batterie beeinflussen oder beim Bestimmen, ob der Fahrer des Fahrrads die Batterie hinsichtlich möglicher Garantierechte richtig behandelt hat.
  • Durch Verwendung eines Batterieindikators wird der aktuelle Ladezustand der Batterie dem Fahrer des Fahrrads in einer sichtbaren Weise mitgeteilt. Daten für eine solche An zeige werden in dem Prozessor der PMU gesammelt, verarbeitet und gespeichert. Solche Daten werden zum Betätigungsanschluss am Lenker über den im Folgenden zu beschreibenden Datenbus übertragen. Eine genaue Anzeige benötigt:
    • – kontinuierliche Messung des Eingangs- und Ausgangsstroms der Batterie (die sogenannte Coulomb-Messung),
    • – Korrektur hinsichtlich interner Selbstentladung der Batterie,
    • – Vergleichen der "vollen" Spannung der Batterie (dV/dt) mit einer internen Berechnung und Korrektur dafür,
    • – Vergleichen der "leeren" Spannungsmessung der Batterie mit einer internen Messung und Neuberechnung der Kapazität. Eine solche Messung liefert unter anderem Informationen über Alterung der Batterie, wobei die Anzahl von Ladezyklen verfolgt wird, und Messung der Zelltemperatur.
  • Die Batterie wird nicht immer vollständig entladen werden. Vollständige Entladung muss durch das BMS verhindert werden. Die PMU wird zum Beispiel Strom an den Motor bei einer Restladung von 10% verweigern. Noch wird die Batterie auf 100% in jedem Ladezyklus aufgeladen werden. Die Lebensdauer der Batterie kann hierdurch beträchtlich verlängert werden.
  • Ein genaues BMS wird so angewendet, um das oben genannte Verfahren verwenden zu können. Ein Überwachungsmechanismus wird angewendet, um die Batterie gegen eine falsche Anzeige des BMS zu schützen. Wenn Entladung der Batterie zum Beispiel bei 15% Restkapazität gestoppt werden muss und die BMS anzeigt, dass mehr Restladung als 15% verfügbar ist, während die Batterie tatsächlich beinahe leer ist, wird eine Anzeige der Zellenspannung (zum Beispiel niedriger als 0,9 Volt/Zelle) anzeigen, dass das BMS eine falsche Messung ausgeführt hat, und die PMU kann korrigieren.
  • Drei Funktionen sind im wesentlichen in der Radnabe 5 eingebaut (3). Diese drei Funktionen sind eine Antriebsfunktion eines Motors und eine Getriebefunktion eines Planetensystems und einer Steuereinheit 55 in Form einer Motorverwaltungseinheit (MMU). Ferner sind Drehmomentmesseinrichtungen 52 zum Messen des durch den Fahrer des Fahrrads erzeugten Tretdrehmoments vorgesehen. Diese Drehmomentmesseinrichtungen sind durch kleine Dehnungsmesser ausgeführt, die auf der Unterseite oder der Seite in der horizontalen Oberfläche der Achse 51 angeordnet sind. Die Achse wird geringfügig durch das Tretdrehmoment verformt, wodurch die Dehnungsmesser 52 gleichermaßen geringfügig verformt werden. Ein aus dieser Verformung resultierendes Signal wird einem Signalverstärker 53 zugeführt, der auf einer gedruckten Leiterplatte 54 der Motorverwaltungseinheit 55 angeordnet ist, welche innerhalb eines Gehäuses 56 der Motorverwaltungseinheit angeordnet ist.
  • Ferner ist in der Radnabe ein für 24 Volt geeigneter bürstenloser Dreiphasenmotor angeordnet. Dieser Motor wird durch Magneten 65 und Spulen 66 gebildet. Die Spulen 66 sind an dem Datenbus 57 angebracht, der fest mit der Achse 51 verbunden ist. Die Magneten 65 sind in einem Rotor 64 angeordnet, der auf einer Seite mit einem Kettenrad 58 und auf der anderen mit einem Satellitenrad 63 des Planetensystems verbunden ist.
  • Das mit dem Rotor 64 verbundene Satellitenrad 63 bildet den Außenring des Planetensystems. Der innere Ring des Planetensystems wird durch ein Sonnenrad 61 gebildet. Dazwischen sind sechs Planetenräder 62 angeordnet, die in einer Radnabenwand 60 mittels Lagern 59 montiert sind.
  • Das Planetensystem kann eingeschaltet und ausgeschaltet werden, wodurch zwei Fahrzustände verfügbar sind. Zum Ein- und Ausschalten des Planetensystems wird eine Blockierkugel 71 verwendet. Diese Blockierkugel kann durch einen verschiebbaren Bus 72 gelöst oder in eine Nut des Sonnenrads gedrückt werden, welcher in zwei Positionen gesetzt werden kann. Mit Hilfe von Feder und Kugel 73 wird der verschiebbare Bus 72 mittels zwei Nuten positioniert. Ein Solenoid 74 liefert die zum Verschieben des verschiebbaren Busses 72 benötigte Energie.
  • Zum Ermöglichen von Freilauf des Rads, ist die Radnabe mit einer Freilaufklinke mit einer Haarnadelfeder 79 versehen, die eine bekannte Komponente ist. Der Datenbus 75 verbindet das Sonnenrad mit der Wand 60 der Radnabe.
  • Der Motor muss mit Energie und Daten zum Beispiel von der PMU versorgt werden. Es ist zu diesem Zweck erforderlich, dass zwei Kabel für die Energiebereitstellung gespeist werden, sowie ein Kabel für die Datenbereitstellung, das einen Teil der Datenbusstruktur bildet. Diese drei Kabel werden in einem Rundkabel mit einem Durchmesser von beispielsweise etwa 8,2 mm kombiniert, um diese drei Kabel zur Innenseite der Radnabe zu führen. Zum Realisieren einer zuverlässigen, haltbaren Durchführung der Kabel ist eine Nut 81 auf der Unterseite der Achse (im montierten Zustand) zum Durchgang der drei Kabel angeordnet. Die drei Kabel sind hierbei nicht in der Nut in dem Rundkabel von etwa 8,2 mm, sondern als drei getrennte Kabel angeordnet, die einander benachbart in der Nut platziert werden können. Diese Kabel werden aus der Achse zwischen der Radnabe und dem Rahmen (der hinteren Gabel) herausgeführt. Verglichen mit existierenden Ausführungsformen, bei denen Kabel die Achse am Ende der Achse verlassen, birgt dies den Vorteil, dass Kabelbruch oder Kabelbeschädigung viel weniger einfach erfolgen. Es ist tatsächlich relativ gewöhnlich für ein aus dem Ende einer Achse vorstehendes Kabel, durch menschliche Einwirkung oder zum Beispiel durch Fallen des Fahrrads auf das Achsenende beschädigt zu werden.
  • Zum Ermöglichen von ausreichendem Platz für die Kabel in der Achse, hat diese letztere einen relativ großen Durchmesser, zum Beispiel 15 mm. Ein Lager, das die Achse in Bezug zur Radnabe montiert, in der die Kabel durchgeführt werden, hat deshalb einen Innendurchmesser von etwa 15 mm. Eine etwas größere oder kleinere Abmessung kann, auch verwendet werden. Diese Ausführungsform der Kabeleinführung zum Motor birgt zum Beispiel die Vorteile, dass die Verkabelung praktisch unsichtbar ist, dass die Verkabelung gut gegen Hinfallen des Fahrrads und Vandalismus geschützt ist, und/oder dass die Konstruktion robust ist, wodurch sie haltbar wird, was eine lange Lebensdauer ermöglicht.
  • Der Betrieb des Motors soll weiter unter Bezugnahme auf 10 erklärt werden.
  • 4 zeigt einen Betätigungsanschluss 17 mit einem Anzeigebildschirm 90 und zwei Steuertasten 85 und 86. Drei Ziffern können auf dem Anzeigebildschirm angezeigt werden, zum Beispiel die Geschwindigkeit oder zurückgelegte Entfernung. Dies erfolgt mit einem alphanumerischen Teil 97. Drei Energiemodi 91, 92, 93 können weiter ausgewählt werden, sowie eine AUS-Position 98. Restbatterieladestriche 96 zeigen die Restladung der Batterie an. Durch Verwendung des lichtanzeigenden Teils 95 kann die Beleuchtung geschaltet werden, und es wird eine Anzeige gegeben, ob die Beleuchtung eingeschaltet ist. Teil 94 kann auch zum Anzeigen angewendet werden, ob die Batterie geladen oder entladen wird.
  • Überraschenderweise haben Tests gezeigt, dass ein Fahrrad gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform zu einer viel besseren Leistung als konventionelle Fahrräder mit elektrischem (Hilfs-)Antrieb waren. Es ist festgestellt worden, dass Fahrräder mit einer vergleichbaren Batterieladung einen viel größeren Aktionsradius als Fahrräder erzielen, bei denen das Energieverwaltungssystem nicht in dieser Art und Weise vorhanden war und Messung der Tretkraft und Betätigungen des Motors unter Verwendung konventioneller Mittel ausgeführt wurde.
  • Ein weiterer Vorteil eines Fahrrads gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass es bei Verwendung ohne Hilfsantrieb nicht bemerkbar mehr Tretkraft als ein konventionelles Fahrrad ohne Hilfsmotor erfordert. Dies ist besonders vorteilhaft in dem unwahrscheinlichen Fall, dass die Batterien nicht ausreichend geladen sind.
  • In einer weiteren Ausführungsform (5) ist das Fahrrad vorzugsweise mit einem Sitzrohr 8 versehen, das durch die Sitzgabel 18 abgestützt wird. Eine Sattelsäule 101 ist in dem Sitzrohr 8 platziert. Diese Sattelsäule 101 ist beweglich zum Treiben eines Zahnrads 102 angeordnet und wird auch durch den Motor 103 angetrieben. Durch Verwendung der Tasten 104, 105 kann der Sattel manuell auf- und abwärts bewegt werden. Eine Aufgabe dieser Ausführungsform besteht darin, dass der Sattel elektrisch auf- und abwärts eingestellt werden kann. Diese elektrische Einstelleinheit ist vorzugsweise mit einem Datenbusanschluss versehen, so dass die Hauptsteuerung den Sattel auch automatisch aufgrund weiterer Variablen des Fahrrads einstellen kann. Es kann zum Beispiel für einen Fahrer wünschenswert sein, eine niedrigere Sattelposition beim Aufsteigen und Absteigen, und eine höhere Sattelposition beim Fahren mit Geschwindigkeit zu verwenden.
  • Diese Vorrichtung ermöglich Auf- und Abwärtseinstellung des Sattels abhängig von der Geschwindigkeit. Es ist auch möglich, dass die Höhe des Sattels aufgrund der durch den Fahrer erzeugten Tretkraft gesteuert wird. Ein elektrischer Satteleinstellantrieb ist in dieser Figur mittels eines Zahnrads angezeigt. Es ist auch möglich, die Höheneinstellung des Fahrrads mittels einer horizontalen Einstellschraube auszuführen, wobei zum Beispiel ein horizontaler Ring 106 angetrieben wird. Ferner ist eine manuelle Höheneinstellung des Sattels mittels einer Feder, die den Sattel permanent nach oben drückt, und eines Blockier-/Entblockiermechanismus vorgesehen, der manuell betätigt wird.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform (6) stellt ein Scharnier bereit, um ein Rahmenrohr klappbar zu gestalten. Ein Rahmenrohr 110 ist in zwei Teile quer oder in einem Winkel unterteilt. Eine Kopplungsplatte 118, 120 ist mit jedem dieser beiden Teile gekoppelt. Diese Platten sind mit Haken 113, 115 versehen, die über Einhakkanten 114, 116 platziert werden, wenn beide Rohrteile in einer Linie zueinander verwendet werden. Das Scharnier 117 ist um den Scharnierstift herum mit einer Druckfeder 119 versehen, die die beiden Rahmenrohre in Bezug zueinander übersetzt. Die Rohre werden hierbei gerade so weit auseinander geschoben, dass die Hakenmittel über die Einhakkanten bewegt werden, um das Rohr umzuklappen, und der Scharnierteil ist weiter mit einer Befestigungsschraube 111 versehen, die unter Verwendung des Stiftes 112 gedreht werden kann. Ein Teil, der ergriffen werden kann, kann zu diesem Zweck an dem Stift 112 angeordnet sein. Es ist auch möglich, die Schraube 111 unter Verwendung von beispielsweise einem Bajonetteinbaumechanismus auszuführen.
  • Das Scharnier gemäß dieser Ausführungsform ist ferner mit einer Radstütze 109 versehen, die ein Stützrad 108 aufweist. Ein Vorteil dieses Stützrads ist es, dass das Fahrrad mit diesem Scharnier nach Zusammenklappen auf dem Stützrad ruhen kann. Dies birgt den Vorteil, dass ein zusammengeklapptes Fahrrad einfacher zu transportieren ist und zum Beispiel in einer stabilen Art und Weise abgelegt werden kann.
  • Wenn das Scharnier geschlossen ist, wird die Feder durch Festziehen der Schraube 111 zusammengedrückt werden und die Hakenmittel werden fest auf die ihnen entsprechenden Kanten gepresst werden. Wenn der Winkel relativ klein ist, zum Beispiel 38°, wird die Schnittebene des Rahmenrohrs relativ groß, wodurch die Hakenmittel relativ weit voneinander entfernt sind, was zum Beispiel den Vorteil birgt, dass aufgrund eines größeren Abstands der Haken die Kopplung, die aufzunehmen ist, relativ niedrig bleibt, und der Verschluss weniger belastet wird.
  • Dieser Vorteil wird noch gesteigert, wenn das Rohr einen großen Durchmesser hat. Das Rohr in 6 ist deshalb sehr geeignet. Ein solches Rohr birgt den weiteren Vorteil, dass viel Innenraum zum Platzieren der Komponenten des Scharnierpunktes vorhanden ist, der weiter durch einen wahlweise kleinen Winkel verbessert wird. Ein weiterer Vorteil dieser Scharnierrichtung ist ein attraktives Aussehen, da das Vorliegen eines Scharnierpunktes kaum zu sehen ist, weil nur der Spannstift 112 sichtbar ist. Ein weiterer Vorteil eines vollständig innenliegenden Scharnierpunkts besteht darin, dass er keine scharfen Außenteile aufweist, an denen zum Beispiel Kleidung hängen bleiben kann, oder der den Fahrer verletzen kann. Da der Drehpunkt des Scharniers in geschlossener Position frei von Kräften ist und zum Zusammenhalten des Rahmens im zusammengeklappten Zustand dient, weist der geschlossene Rahmen kein Spiel auf. Da sich die unteren Hakenmittel vollständig in dem Zugbereich des unterteilten Rohrs befinden, ist der effektive Querschnittsfaktor zumindest niedriger als der des Rohrs selbst. Durch Anordnen keiner Scharnierstifte kann diese Ausführungsform auch für ein teilbares Fahrrad oder einen teilbaren Rahmen verwendet werden.
  • 7 zeigt ein Klapprad 170 mit einem Klapprahmen 171. Der Klapprahmen ist um ein Scharnier 181 klappbar, das ähnlich zu dem Scharnier von 6 ist. Der Rahmen 171 umfasst ein Sitzrohr 186, Abwärtsrohr oder Hauptrohr 172, eine Sitzgabel 173, Kettengabel 174 und eine Gabelsäule 175. Der Rahmen ist dadurch klappbar, dass das Haupt- oder Abwärtsrohr 172 an dem Scharnier 181 schwenkbar ist. Ein Lenkstift 187 ist mittels eines Scharniers 183 schwenkbar. Das Fahrrad ist weiter mit einem Vorderrad 179 und Hinterrad 180 sowie einem Sattel 178 versehen. Auf der Unterseite des Sitzrohrs 186, nahe der Kurbelwelle 176, ist das Fahrrad mit einem Einbauträger 109 versehen, an dem ein Stützrad 108 befestigt ist. Dieses Stützrad 108 dient als dritter Abstützpunkt für die Fahrräder in der zusammengeklappten Lage, wobei das Vorderrad 179 und das Hinterrad 180 als erster und zweiter Abstützpunkt dienen. Das Fahrrad ist weiter mit einer Kette 185 zum Übertragen von Tretkraft von der Kurbelwelle zum Hinterrad 180 versehen. Zum Ermöglichen von Steuerung einer Scharniereinrichtung 181, kann ein Befestigungsstift 112 mit einem Griff irgendeiner Art versehen werden.
  • Zusammenklappen des Fahrrads wird durch Herausschrauben der Befestigungsschraube des Scharniers begonnen. Die Kopplungsplatte 118 kann hindurch in Bezug zur Kopplungsplatte 118 verschoben werden, wodurch die Hakenmittel 113 und 115 gelöst werden. Eine Zwischenposition hiervon ist in 6B zu sehen. 6C zeigt die Platzierung A der Kopplungsplatten 118, 120 in vollständig geschlossener Position. Wenn das Scharnier mittels Drehung des Stifts 112 vollständig geöffnet worden ist, kann das Rohr doppelt umgeklappt werden. Es wird hierdurch möglich sein, das Vorderrad gegen das Hinterrad zu klappen. Wie gezeigt ist, kommen die Achsen 187, 188 jeweils des Vorderrads und des Hinterrads hierbei direkt einander benachbart zur Anlage. Das Fahrrad kann dann in die in 7 gezeigte Position gekippt werden, wodurch das Fahrrad zusätzlich zur Anlage auf dem Vorderrad und dem Hinterrad auch auf dem Stützrad 108 ruhen wird.
  • Die Ausführungsform von 8 ist sehr geeignet zum Aufbau eines Fahrrads oder elektrisch angetriebenen Fahrrads mit großen Rädern, das trotz der großen Räder weiterhin in einen relativ kleinen rechteckigen Rahmen passt. Radabmessungen von 22 Zoll, 24 Zoll oder 26 Zoll können hier geplant werden, wobei 24 Zoll zu bevorzugen sind. Wenn ein solches Fahrrad zusammengeklappt wird, passt es in einen rechteckigen Rahmen von 735 mm mal 610 mm. Vorteile eines solchen Klapprads sind, dass die relativ großen Räder einen niedrigen Rollwiderstand aufweisen und viel bequemer zu fahren sind als beispielsweise 16 Zoll Räder vergleichbarer Klappräder. Es ist weiter der Fall, dass je größer das Rad ist, es desto nachgiebiger ist, was für Bequemlichkeit günstig ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass große Räder ein kleineres Übersetzungsverhältnis als kleine Räder benötigen. Ein weiterer Vorteil eines Klapprads mit großen Rädern ist es, dass es das Aussehen eines normalen Fahrrads hat, was die Akzeptanz eines solchen Fahrrads auf dem Markt steigert.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform (8) schafft bewegliche Rückanpassungsglieder 122 zur einfachen Anbringung des Hinterrads, und um die Kettenspanner unnötig zu gestalten. Zwischen der Sitzgabel und der Kettengabel ist ein horizontaler Kopplungsteil 121 angeordnet, in den zwei Löcher gebohrt sind. Die getrennten Anpassungsglieder 122 werden an dem fixierten Verbindungsteil 121 unter Verwendung von zwei Schrauben 124 befestigt. Da die Einbaulöcher 126 der getrennten Anpassungsglieder länglich sind, können diese getrennten Anpassungsglieder in verschiebbarer Weise befestigt werden. Durch Verwendung einer Einstellschraube 125 können die Rückanpassungsglieder, wie in der Bewegungsrichtung des Fahrrads betrachtet, von vorne nach hinten positioniert werden. Auf der Unterseite der Anpassungsglieder sind Öffnungen 123 mit zwei parallelen geraden Seiten angeordnet. Diese Öffnungen 123 dienen zum Platzieren der Hinterachse 51 des Fahrrads. Da diese Öffnungen zur Unterseite hin offen sind, kann das Rad einfach zum Beispiel durch Anheben des Fahrrads entfernt werden. Dies ist vorteilhaft, wenn es ein Fahrrad mit einem schweren Hinterrad ist, was der Fall bei einem Fahrrad mit einem Motor in der hinteren Radnabe ist, wodurch das Hinterrad relativ schwer ist.
  • Ein Blockdiagramm (9) zeigt ein elektrisches System für ein Fahrrad von zum Beispiel 1. Mittig in dem System ist die Energieverwaltungseinheit 121 (PMU) ange ordnet. Diese Energieverwaltungseinheit enthält das wie oben spezifizierte Batterieverwaltungssystem. Die PMU 121 ist an die Batterie 122 zum Laden derselben und Entnehmen von Strom aus derselben angeschlossen. Es ist zu sehen, dass zwei Stränge von Batterien getrennt geladen oder entladen werden können. Weiter sind Temperatursensoren 133 in jedem Batteriestrang angeordnet. Die Motorverwaltungseinheit 123 ist auch an die PMU angeschlossen. Das Vorderlicht 127 und Rücklicht 128 sind weiter mittels Stromversorgungskabeln an die PMU angeschlossen. Der Betätigungsanschluss 126, der am Lenker platziert werden kann, ist gleichermaßen an die PMU angeschlossen. Der Stromversorgungsverbinder 124, der an dem Fahrrad in der Verbindereinheit 11 am oberen Teil des Hauptrohrs des Rahmens platziert ist, ist an die PMU angeschlossen und wird zum Verbinden der Transformatoreinheit 125 mit der PMU verwendet. Energie zum Beispiel von der allgemeine Netzversorgung 131 wird zum Laden der Batterie verwendet. Ein externer Computer 130 kann auch an das elektrische System des Fahrrads angeschlossen werden. Es wird zu diesem Zweck zum Beispiel ein RS232-Anschluss eines Computers verwendet. Eine Wandlereinheit 129 stellt Umwandlung der Einkabel-Datenbusverbindung des Fahrrads zu dem RS232-Computereingang bereit. Es kann die Stromversorgung von der Batterie des Fahrrads verwendet werden, um den Wandler 129 zu speisen.
  • Der Computer 130 kann Daten aus allen im Fahrrad vorhandenen Speichern zum Beispiel der MMU, PMU oder dem BMS auszulesen. Der Computer kann ferner zum Neuprogrammieren des Programmcodes dieser Module verwendet werden. Zum Beispiel kann der prozentuale Anteil von Hilfsantrieb durch den Elektromotor in Bezug zu der Größe von Tretkraft des Fahrers hierdurch in einem Programm geändert werden. Durch Verwendung des Computers ist es weiter möglich, eine wahlweise Kalibrierung an dem elektrischen System auszuführen. Ferner kann der Datenverkehr auf dem Datenbus des Fahrrads durch den Computer überwacht werden.
  • 10 zeigt detaillierter den Betrieb der PMU 121. Zentral angeordnet ist eine Steuereinheit 140. Die Steuereinheit 140 empfängt Messungen von der Batterie 144 bezüglich der Temperatur T und Spannung V. Die Steuereinheit 144 empfängt die Daten be züglich des Ladestroms von der Strommesseinheit 145. Zu Sicherheitszwecken ist eine Sicherung 31 vorgesehen, die in dem Hauptstromkabel der Batterie angeordnet ist. Die Sicherung befindet sich in dem Kabel. Der Teil zwischen der Batterie und der Sicherung ist sorgfältig isoliert. Die Isolierung kann wahlweise weniger stark nach der Sicherung sein. Zusätzlich ist ein Modul 154 zum Ermitteln der Ladung der Batterie vorhanden. Ein von der Steuereinheit 140 betätigtes Relais 153 dient zum Starten und Beenden des Ladens. Die Steuereinheit 140 übermittelt Daten 141 zum Betätigungsanschluss. Ein weiteres Relais 146, das von der Steuereinheit mittels eines Signals 147 betätigt wird, schaltet die Motorverwaltungseinheit ein. Eine gemessene Spannung 148 wird angezeigt und der Steuereinheit 140 zugeführt. Die Steuereinheit 140 versorgt weiter eine Stromversorgung 149 von sechs Volt mittels Impulsbreitenmodulation zum Zweck der Beleuchtung des Fahrzeugs. Die Stromversorgung ist mit einer Sicherheitseinrichtung 155 zum Schutz derselben versehen. Zum vorhergehend erörterten Zweck ist die PMU 121 mit Verbindern 142, 150, 151, 152 versehen.
  • Das BMS steuert das Laden und Entladen der Batterie. Im Folgenden soll beschrieben werden, welche Schritte durch das BMS in bestimmten Situationen ausgeführt werden.
  • Während Ladung der Batterie zum ersten Mal ermittelt das BMS, ob das Ladegerät angeschlossen ist. Für einen bestimmten Wert von dV/dt oder dT/dt (welche Werte aufgrund der bestimmten Spezifikationen einer Batterie vorbestimmt sind) öffnet das BMS einen Schalter zum Beenden der Ladung der Batterie. Ein normaler Ladevorgang wird beendet werden, wenn die festgelegten Werte dV/dt, dT/dt und/oder die maximale Temperatur der Batterie erreicht sind. Nach Laden wird der Ladungsmesser des BMS auf 100% eingestellt werden.
  • Wenn das Fahrrad nicht benutzt wird, kann die Batterie durch Selbstentladung oder durch an die Batterie angeschlossene stromverbrauchende Einheiten, wie zum Beispiel das BMS selbst oder einen angeschlossenen Betätigungsanschluss am Lenker entladen werden. Das BMS berechnet die Ladung der Batterie anhand vorbestimmter Selbstentladungsinformationen, einer gemessenen Temperatur der Batterie und Informationen über die stromverbrauchenden Einheiten. Wenn der geladene Zustand der Batterie unter 70% fällt, wird das BMS das Relais zum Ladegerät erneut schalten, um wieder aufzuladen. Das BMS wird den Ladevorgang unter Verwendung eines Ah-Zählers verfolgen. Das Laden der Batterie wird angehalten, wenn die Ladung 95% der maximalen Batterieladung beträgt. Dies bedeutet, dass die Batterie niemals auf die vollständigen 100% geladen wird, obwohl dem Fahrer des Fahrrads 100% Ladung auf dem Betätigungsanschluss angezeigt wird. Die Batterie wird niemals vollständig auf 100% aufgeladen, um die Lebensdauer zu verlängern.
  • In einer Situation, in der das Fahrrad benutzt wird, wird das BMS die Temperatur der Batterie messen. Aufgrund dieser Messung berechnet das BMS den maximalen Entladestrom für die Batterie zu diesem Zeitpunkt und übermittelt diesen zu der MMU. Die Batterie wird während der Fahrt entladen. Unter Verwendung des Ah-Zählers misst das BMS die Stromgröße der Ladung in der Batterie zu diesem Zeitpunkt. Wenn die Batterieladung unter 10% des Maximums fällt, wird das BMS der MMU übermitteln, dass der maximale Strom begrenzt werden muss. Bei einer Ladung unter 5% wird das BMS der MMU übermitteln, dass der Motor ausgeschaltet werden muss, und die von der Batterie dem Motor zugeführte Energie wird physikalisch durch Öffnen eines Relaisschalters unterbrochen werden. In der Situation, in der die Batterie geladen wird, wird das BMS ermitteln, dass das Ladegerät angeschlossen ist. Wenn die Batterieladung niedriger als 70% des Maximums ist, wird die Batterie aufgeladen werden. Die Ladung der Batterie wird während Ladung mittels des Ah-Zählers bestimmt werden. Das BMS wird die Ladung anhalten, wenn die Ladung der Batterie größer als 95% wird.
  • In einer Situation, in der das Fahrrad benutzt wird, wenn die oben genannten Grenzwerte erreicht worden sind, wird das BMS ein Signal an die MMU erzeugen, dass der Motor ausgeschaltet werden muss. Eine solche Situation kann auftreten, wenn das BMS gemessen hat, dass die Ladung der Batterie über 5% liegt, während sie tatsächlich unter 5% beträgt; die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Gruppen von Batteriezellen zu groß ist (Ungleichgewicht), die Temperatur der Batterie zu hoch oder zu niedrig ist; oder die Batterie defekt ist. In dem Moment, wenn das BMS bestimmt, dass der La dungsmesser nicht mehr korrekt ist, oder dass beide Stränge der Batterie außer Gleichgewicht sind, wird das BMS die Batterie ausgleichen. Wenn Umgebungstemperaturen eine zu hohe oder zu niedrige Temperatur der Batterie verursachen, wird das BMS keine weitere Verwendung der Batterie zulassen, solange diese Bedingungen vorherrschen. Wenn das BMS bestimmt, dass die Batterie defekt ist, wird dies zum Fahrer mittels einer Fehlermitteilung auf dem Betätigungsanschluss weitergeleitet werden. In diesem Fall wird der Hilfsantrieb nicht mehr arbeiten.
  • Es kann passieren, dass die Batterie ausgeglichen werden muss, um ein richtiges Gleichgewicht zwischen den Strängen von Zellen zu erreichen oder den Ladungsmesser neu zu kalibrieren. Drei Kriterien zum Beginnen des Ausgleichs sind (1) dass die Batterie zwanzigmal ohne Ausgleich geladen worden ist, (2) dass das BMS eine zu große Spannungsdifferenz zwischen den beiden Strängen während eines Normalbetriebs des Systems gemessen hat, (3) dass ein minimaler Spannungspegel während Normalbetrieb erreicht wird. Ein zum Ausgleichen der Batterie verwendetes Verfahren ist nicht lang genug, um einen normalen Ladezyklus auszuführen, bis die Spannung oder die Temperatur (den vorbestimmten Wert von) dV/dt oder dT/dt erreicht hat. Ladung wird beendet werden, bevor vollständige Ladung erreicht ist, wenn die Batterie (zu kalt oder) zu heiß ist, und wird wieder beginnen, wenn die Temperatur einen akzeptablen Wert erreicht hat. Wenn die Batterie zu kalt ist, wird keine Ladung beginnen. Der Ladungsmesser des BMS wird nach dem Ausgleichszyklus auf 100% eingestellt werden. Die Nennkapazität der Batterie wird zum Bestimmen des Ladezustands verwendet. Nach einer Verwendungszeitspanne wird die tatsächliche Kapazität jedoch unter dem Einfluss von "Alterung" der Batterie niedriger als die Nennkapazität werden. Die Kapazität des BMS muss neu kalibriert werden, um zu starke Entladung der Batterie aufgrund dieser kleineren tatsächlichen Kapazität zu verhindern. Eine solche Neukalibrierung wird wie folgt ausgeführt. Das BMS hält die Anzahl von Ausgleichszyklen, die nach Erreichen einer minimalen Spannung ausgeführt wurden. Das BMS folgert hieraus, dass die tatsächliche Batteriekapazität gesunken ist, wenn drei Ausgleichszyklen (nacheinander) stattgefunden haben. Das BMS wird dann die vorbestimmte Kapazität um 5% reduzieren. Die Batterie kann ausgetauscht werden, wenn das BMS die tatsächliche Kapazität der Batte rie auf weniger als 70% der ursprünglichen Nennkapazität gesenkt hat. Dies wird mittels einer Fehlermeldung auf dem Anzeigebildschirm eines Betätigungsanschlusses angezeigt werden.
  • Der Verbinder 170 (11) ist an den Verbinder 150 (10) angeschlossen. Dieser Verbinder besteht aus drei Kabeln, einem +24 Volt, einem 0 Volt Erde und einem Kabel für den Datenbus. Das Datenbuskabel ist an ein Kommunikationsmodul 161 angeschlossen, das zu der Steuereinheit 160 durchgeschaltet ist. Die Messeinrichtung 162 zum Messen der muskulären Antriebskraft des Fahrers des Fahrrads ist auch an die Steuereinheit 160 angeschlossen. Aufgrund der Daten von den Kommunikationsmitteln 161 und der Messeinrichtung 162 bestimmt die Steuereinheit, wie viel Energie dem Motor zuzuführen ist. Zu diesem Zweck empfängt die Steuereinheit 160 auch Daten von drei Hall-Sensoren des bürstenlosen Dreiphasenmotors 166. Ferner sind an die Steuereinheit 160 angeschlossene Strommesseinrichtungen 167 und Brückenbetätigungsmittel 163 vorgesehen. Die Brückenbetätigungsmittel 163 betätigen eine sogenannte H-Brücke, die sechs MOSFET-Transistoren aufweist. Jeder FET ist ein N-FET und kann getrennt betätigt werden, so dass ein optimaler Fahrkomfort realisiert werden kann. Die H-Brücke 164 ist an den bürstenlosen Dreiphasenmotor 166 angeschlossen.
  • Wenn das Fahrrad an einen Computer angeschlossen wird, der sich bei einem Fahrradmonteur oder einem Fahrradhändler befindet, werden diese letzteren ein Verfahren zum Ausführen von Wartung an einem Fahrrad verwenden. Ihm steht zu diesem Zweck ein Softwareprogramm mit einer Anzahl von Möglichkeiten zur Verfügung (12). In Schritt 198 sind drei Optionen, die der Händler wählen kann, auf dem Hauptbildschirm 198 des Computerprogramms angezeigt. Option 1, "Zum Fahren und Liefern bereit machen" verweist den Händler zu Schritt 171, bei dem auf dem Bildschirm angezeigt wird, dass das Fahrrad an den Computer angeschlossen werden muss, und er wird diesen Schritt ausführen. Nach Anschließen des Fahrrads an den Computer, wird das Programm bei 172 die Eingabe von beispielsweise der Postleitzahl und der Hausnummer des Besitzers des Fahrrads anfordern. In Schritt 173 zeigt der Bildschirm dann solche Daten wie zum Beispiel "Postleitzahl und Hausnummer", das "Verkaufsdatum", und die "gesamte verbrauchte Kapazität der Batterie" an. Diese Daten werden durch die Software bestätigt oder von der in dem Fahrrad vorgesehen Elektronik abgelesen. In dem Fall der Daten "akkumulierte Batterieverwendung" wird der Computer Kontakt mit der PMU über den Datenbus herstellen, welche PMU diese Daten dem Computer liefern wird. In dem folgenden Schritt 174 werden "Vorname und Name des Besitzer" eingegeben, wonach ein Garantieschein ausgedruckt und wahlweise im Schritt 175 gefaxt werden kann. Es folgt dann in Schritt 176 eine Mitteilung, dass die Prozedur erfolgreich ausgeführt wurde, und der Händler wird zum Hauptmenü zurückgeführt.
  • Von dem Hauptmenü 198 führt eine zweite Auswahl zu der Option "Pit-Stop, Fehlfunktion und Reparatur". In Schritt 177 wird hierbei auf dem Bildschirm angezeigt, dass das Fahrrad an den Computer anzuschließen ist. In Schritt 178 führt der Computer dann Tests aus, einschließlich Selbsttests bezüglich der PMU, MMU und dem Betätigungsanschluss. In Schritt 197 wird dann angezeigt, ob eine Fehlfunktion gefunden wurde, und die Daten von dem Fahrrad wie zum Beispiel "Postleitzahl und Hausnummer des Besitzers", "Kilometerzahl" und "akkumulierte Batterieverwendung" werden angezeigt. In Schritt 180 werden dann mögliche Aktionen angezeigt, wie zum Beispiel "Betätigungsanschluss auswechseln", und "Betätigungsanschluss hinzufügen" oder "Batterie auswechseln". Da der Betätigungsanschluss mit einem eindeutigen Sicherheitscode versehen werden kann, ohne den die Elektronik des Fahrrads nicht arbeiten wird, ist es wichtig, dass die korrekten Daten des korrekten Betätigungsanschlusses im Fahrrad gespeichert werden. Wenn eine Mehrzahl von Betätigungsanschlüssen mit dem Fahrrad verwendbar sein muss, ist es deshalb möglich, zusätzliche Daten in das Fahrrad einzuprogrammieren. In Schritt 181 wird der existierende Betätigungsanschluss jetzt an dem Fahrrad platziert und es wird angezeigt, dass dieser an diesem Fahrrad abgemeldet sein sollte. Zusätzlich zu Schritt 181 wird der Händler zu Schritt 180 zurückgeführt, woraufhin er die Option "Betätigungsanschluss hinzufügen" auswählen kann. In Schritt 186 wird eine zweite Steueranzeige an den Datenbus des Fahrrads angeschlossen und es wird angezeigt, dass dieser Betätigungsanschluss hinzugefügt werden kann. Nach Schritt 186 wird der Händler zu Schritt 180 zurückgeführt, wo er die Option "Batterie auswechseln" auswählen kann. Wenn der Händler die Option "Batterie auswechseln" auswählt, werden Daten der existierenden Batterie in den PC im Schritt 188 geladen. Ein Verlaufsanzeiger oder eine Meldung "Bitte warten" wird hier zum Beispiel angezeigt. Im Schritt 189 zeigt der Computerbildschirm dann, dass die Batterie ausgewechselt werden kann, woraufhin "Weiter" angeklickt werden kann. Das Batterieverwaltungssystem wird für die Daten der neuen Batterie neu programmiert oder zusammen mit der Batterie ausgewechselt.
  • Von dem Hauptmenü 198 ist eine weitere Option offen, wobei diese "Fahrradantriebssoftware und -Einstellungen" ist. In Schritt 182 zeigt der Computerbildschirm dann, dass das Fahrrad an den Computer angeschlossen werden muss. Nach Anschließen des Fahrrads an den Computer kann der Händler in Schritt 183 aus drei Menüoptionen auswählen. Nach Auswählen der ersten Menüoption "Fahrradbesitzerdaten ändern" können neue Daten bezüglich dem Besitzer des Fahrrads in Schritt 184 eingegeben werden. In Schritt 185 werden diese Daten in dem Fahrrad und wahlweise in einer Datei auf dem Computer gespeichert. Das Optionsmenü von Schritt 183 wird dann auf dem Computerbildschirm angezeigt werden. Eine zweite Option aus dem Menü ist "Softwareversion von Fahrradantrieb lesen". Nach Auswahl dieser Menüoption wird die Softwareversion des Fahrradantriebs in Schritt 187 auf dem Computerbildschirm angezeigt. Der Händler wird dann zum Menü im Schritt 183 zurückgeführt, wo eine dritte Option "neue Software von Fahrradantrieb in Fahrrad laden" ist. Nach Auswahl dieser Menüoption wird in Schritt 190 eine neue Softwareversion ausgewählt und/oder in das Fahrrad heruntergeladen. Neue Softwareversionen können zum Beispiel verschiedene Verhältnisse zwischen Muskelkraft und Motorkraft berücksichtigen, oder können zum Beispiel verschiedene Parameter wie zum Beispiel die Pulszahl oder Windgeschwindigkeit und dergleichen berücksichtigen, wie bereits oben beschrieben wurde.
  • Wenn der Datenbus des Fahrrads an den Computer angeschlossen ist und die Software des Computers sich im Hauptmenü befindet, steht eine weitere Option zur Verfügung. Dies ist die Option zum Anzeigen von Daten des Fahrrads. In Schritt 192 kann eine Komponente des Fahrrads bestimmt werden. Wenn zum Beispiel die Komponente "Kundenkarte" bestimmt wird, werden Daten bezüglich des Fahrrads und des Besitzers in einem anschließenden Schritt 194 angezeigt. Es ist auch möglich, hier "Postleitzahl", "Hausnummer" und "Kilometerzahl" oder "akkumulierte Batterieverwendung" zu planen. Es ist weiter in Schritt 194 möglich, zu Schritt 192 zurückzukehren. Wenn der Betätigungsanschluss in 192 bestimmt wird, werden die Daten des angemeldeten Betätigungsanschlusses im Schritt 195 gezeigt. Schritt 195 ermöglicht ferner Zuruckklicken zu Schritt 192. Wenn die Batterie in Schritt 192 angeklickt wird, werden die Daten der Batterie, wie zum Beispiel die "akkumulierte Batterieverwendung" bis zu diesem Moment im Schritt 196 gezeigt. Nach Auswahl, zu Schritt 192 zurückzukehren, ist es zum Beispiel weiterhin möglich, den Motor in 192 auszuwählen, wonach in Schritt 197 Daten bezüglich des Motortyps oder der Version der Software im Motorverwaltungssystem auf dem Bildschirm des Computers angezeigt werden. Es ist dann möglich, zurück zu Schritt 192 zu klicken. Schließlich gibt es in dieser Ausführungsform die Option, das Programm aus dem Hauptmenü 191 zu verlassen, woraufhin in Schritt 193 ('möchten Sie das Programm verlassen') möglich ist, 'JA' oder 'Nein, ZURÜCK ZU HAUPT-MENÜ' auszuwählen.

Claims (30)

  1. Fahrrad (1), mit: – einem Rahmen (2), – einem oder mehreren Rädern, die am Rahmen (2) über Radachsen drehbar angeordnet sind, – Antriebsmitteln zum vollständigen oder teilweisen Antreiben der Räder mit menschlicher Kraft über Übertragungsmittel (6), wobei ein Hilfsantrieb einen Teil der Antriebsmittel bildet, – einer Energiequelle, die eine Batterie (4) enthält, – einer Messeinrichtung (52) zum Messen der muskulären Antriebskraft des Fahrers und einer Steuereinrichtung (55) zum Steuern der Energie des Hilfsantriebs mit Bezug auf die gemessene muskuläre Kraft des Fahrers; und – einer externen Ladevorrichtung (26), die an die Batterie (4) zum Laden derselben gekoppelt werden kann, wobei die Energiequelle und/oder der Hilfsantrieb in oder am Fahrrad (1) auf eine von außen so unsichtbar wie mögliche Art und Weise angeordnet sind, wobei die Batterie (4) in einem Hauptrohr (3) des Rahmens angeordnet ist und der Hilfsantrieb einen elektrischen Radnabenmotor (5) aufweist.
  2. Fahrrad nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung für die Batterie (4) zum Laden der Batterie im Rahmen (2) angeordnet ist.
  3. Fahrrad nach Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung für die Batterie zusammen mit der Batterie (4) und einem Schließelement (15) zum Schließen des Hauptrohres (3) in dem Rahmen (2) angeordnet ist.
  4. Fahrrad nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Batteriesteuereinrichtung auch so ausgebildet ist, dass sie das Entladen der Batterie (4) steuern kann.
  5. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, versehen mit einer zweiten Ladevorrichtung, die solche Abmessungen und ein solches Gewicht hat, dass sie vom Fahrer leicht getragen werden kann.
  6. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der elektrische Radnabenmotor (5) mit einem Getriebe mit zwei oder mehr Zahnrädern versehen ist, wobei das Getriebe vorzugsweise ein oder mehrere Planetensysteme aufweist.
  7. Fahrrad nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, versehen mit einer Nut (81) in der Achse, in welcher der elektrische Radnabenmotor (5) angeordnet ist, wobei die Nut (81) sich wenigstens von dem elektrischen Radnabenmotor bis zu dem Rahmen (2) erstreckt, um das Kabel von dem Radnabenmotor in das innere des Rahmens zu führen.
  8. Fahrrad nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, versehen mit einer Impulsbreite-Modulationseinrichtung, um die elektrischen Teile mit einer niedrigeren Spannung als die der Batterie (4), beispielsweise 6 Volt für die Spannung der Beleuchtung, zu versorgen.
  9. Fahrrad nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, versehen mit einem Datenbus (57), der mit einer Messeinrichtung, einer ersten Steuereinrichtung (160), einer zweiten Steuereinrichtung, den Dateneingabe- und/oder Datenausgabemitteln verbunden ist.
  10. Fahrrad nach Anspruch 9, versehen mit einem Verbinder (14) zum Anschließen eines externen Computer (27) und/oder Service-Anschluss zur Erleichterung der Wartung.
  11. Fahrrad nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche mit einem lösbaren und/oder drahtlosen Betätigungsanschluss (17) zum Blockieren/Entblockieren der Antriebseinrichtung und anderer Funktionen des Fahrrades.
  12. Fahrrad nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei die Batterie (4) aus zwei oder mehr Teilen besteht, beispielsweise jeweils für eine Spannung von 6 oder 12 Volt geeignet, die miteinander sowohl parallel als auch in Reihe geschaltet sind, um zu ermöglichen, dass ein Laden parallel stattfindet, wobei die Energieversorgung des Hilfsantriebes in der Reihenschaltung stattfinden kann.
  13. Fahrrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, weiterhin mit einer Schalteinrichtung zum Schalten des Motors in einem Dynamo zum Erzeugen von elektrischer Energie.
  14. Fahrrad nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, weiterhin mit einer Kabeldurchführung durch eine Nut (81) in einer Achse (51).
  15. Fahrrad nach Anspruch 14, wobei im zusammengebauten Zustand der Achse die Nut (81) an der Unterseite der Achse (51) angeordnet ist und Kabel, die durch die Kabelführung hindurchgeführt sind, aus der Achse zwischen der Nabe (5) und dem Rahmen (2) herausgeführt sind.
  16. Fahrrad nach einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei die Impulsbreite-Modulationseinrichtung eine Spannung von ungefähr 24 Volt in eine Spannung von ungefähr 6 Volt umwandelt.
  17. Fahrrad nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei die Batterie (4) zwei oder mehr Teile derselben Spannung enthält.
  18. Fahrrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, mit einer Rohrschwenkvorrichtung.
  19. Fahrrad nach Anspruch 18, mit einer Betätigungseinrichtung zum Betätigen von Fixiermitteln (111).
  20. Fahrrad nach Anspruch 18 oder 19, weiterhin mit wenigstens einem Scharnier (117), das einen Scharnierzapfen aufweist, um die Rohrschwenkvorrichtung zu drehen.
  21. Fahrrad nach Anspruch 18, 19 oder 20, weiterhin mit Federmitteln (119) zum Auseinanderzwängen von ersten und zweiten Hakenmitteln (113, 116).
  22. Fahrrad nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei die Federmitteln (119) eine Wendelfeder sind, um den Gelenkzapfen (117), die Federmittel (119) und die Hakenmittel (113, 116) voneinander wegzuzwängen, wenn die Befestigungsmittel (111) freigegeben sind und die Befestigungsmittel die Hakenmittel und die Feder zusammenzwängen, wenn die Befestigungsmittel befestigt sind.
  23. Fahrrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 22, weiterhin mit einem Stützrad (108) zum Stützen eines Rahmens (2) eines Fahrrades (1).
  24. Fahrrad nach einem der Ansprüche 18 bis 23, weiterhin mit einem Stützrad (108) zum Stützen des Fahrrades (1) im zusammengeklappten Zustand, das am Rahmen (2) angeordnet ist.
  25. Fahrrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24, mit Achsenmontagemitteln.
  26. Fahrrad nach Anspruch 25, wobei ein erster Teil der Achsenmontagemittel wenigstens eine abgeflachte Seite zum Aufnehmen eines zweiten Teils der Achsenmontagemittel hat, und der zweite Teil wenigstens eine flache Seite zum Aufnehmen des ersten Teils hat.
  27. Fahrrad nach Anspruch 26 mit: – Blockiermitteln zum Blockieren des Sattels (9), – Betätigungsmittel zum Lösen des Sattels (9), und – eine Feder zum Aufwärtszwängen des Sattels.
  28. Fahrrad nach Anspruch 26 oder 27, mit: – einem Elektromotor (103) zum Antreiben desselben, – Betätigungsmittel (104, 105) zum Schalten des Elektromotors (103).
  29. Fahrrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 28, mit Antriebsmitteln.
  30. Fahrrad nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, wobei die Batterie (4) eine Anzahl von Elementen aufweist, die von einem dünnen Kunststoffkörper umschlossen sind.
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