DE29817404U1

DE29817404U1 - Electric motor drive for muscle-powered vehicles

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Publication number: DE29817404U1
Application number: DE29817404U
Authority: DE
Original assignee: WERN ANDREAS DR ING
Current assignee: WERN ANDREAS DR ING
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2008-09-30

Description

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Hauptstr. 43 g
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Elektromotorischer Antrieb für muskelbetriebene FahrzeugeElectric motor drive for human-powered vehicles Description:

Die Erfindung betrifft eine Signalgeber- und Meßsignalanordnung zur Steuerung eines muskelelektrischen Hybridantriebes.The invention relates to a signal generator and measuring signal arrangement for controlling a muscle-electric hybrid drive.

Fahrräder mit Hilfsmotor werden in Deutschland als Fahrräder, Leichtmofa, Mofa, Moped und als weitere Fahrzeugarten zugelassen. Das in Japan 1995 eingeführte Power Assist System ermöglicht auch in Deutschland die Einstufung eines Fahrrads mit Hilfsmotor als (zulassungsfreies) "Sensor-Fahrrad" unter gewissen Bedingungen [§4 Abs. 1 StVZO]. Dabei untersrüzt der Motor nur, wenn im Stand oder während der Fahrt gleichzeitig eine Pedalkraft bzw. Pedalbewegung vorhanden ist. Eine tretfrequenz- oder tretbewegungsabhängige Zuschaltung des Elektromotors gibt bei einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit von 20 km/h die für die Fahrradkategorie zulässigen 250 Watt frei [§18 Abs.2 Nr.4 StVZO]. Die tretkraftabhängige Zuschaltung des Motor ist bis zur Höhe der momentan eingesetzten Muskelkraft erlaubt. In dieser Kategorie gibt es auch die sensoaktivierte Zuschaltung eines Gasdrehgriffs. Motorbetriebene Fahrzeuge bis 6 km/h Höchstgeschwindigkeit sind ebenfalls zulassungs-, führerschein- und versicherungsfrei [§§4 und 18 Abs. IStVZO, § 2 Abs.l Ziff.6a].Bicycles with auxiliary motors are registered in Germany as bicycles, light mopeds, mopeds, mopeds and other types of vehicles. The Power Assist System, introduced in Japan in 1995, also allows a bicycle with auxiliary motor to be classified as a (registration-free) "sensor bicycle" in Germany under certain conditions [§4 Para. 1 StVZO]. The motor only assists if there is pedal force or pedal movement at the same time when stationary or while driving. A pedal frequency or pedal movement-dependent activation of the electric motor releases the 250 watts permitted for the bicycle category at a maximum permissible speed of 20 km/h [§18 Para. 2 No. 4 StVZO]. The pedal force-dependent activation of the motor is permitted up to the level of the muscle power currently being used. In this category there is also the sensor-activated activation of a throttle twist grip. Motor vehicles with a maximum speed of up to 6 km/h are also exempt from registration, driving license and insurance [§§4 and 18 para. IStVZO, § 2 para. 1 no. 6a].

Leichtmofas werden lediglich mit einen Gasdrehgriff betrieben, über den manuell autark eine Leistung bis 500 Watt aus dem Stand heraus freigesetzt wird. Beim Sensorfahrrad und Leichtmofa muß nach Erreichen der Höchstgeschwindigkeit von 20 km/h die Kennline der Unterstützung abfallen, bis ab 24 km/h keine Überschußleistung mehr vorhanden ist. Als Moped zugelassene muskelelektrische Fahrzeuge haben eine Geschwindigkeitsbegrenzung von 50 km/h und keine definierte Leistungsbegrenzung, lediglich eine Hubraumbegrenzung auf 50 ecm.Light mopeds are operated only with a throttle twist grip, which can be used to release up to 500 watts of power from a standstill. With sensor bikes and light mopeds, the support characteristic must drop after the maximum speed of 20 km/h is reached until there is no more excess power at 24 km/h. Muscle-electric vehicles approved as mopeds have a speed limit of 50 km/h and no defined power limit, only a displacement limit of 50 ecm.

Werden rein muskelbetriebene Fahrzeuge , z. B. Dreiräder oder Vierräder zur Personenbeförderung benutzt, reicht die Muskelleistung eines einzelnen, untrainierten Fahrers allein oft nicht aus. Gewünscht werden jedoch neue, innerstädtische Verkehrsmittel, die im Taxi- oder Warenzulieferdienst als zulassungstreie, elektrisch unterstützte Fahrräder eingesetzt werden können und der Genehmigungspflicht zur Personenbeförderung nicht unterliegen [§47 PBefG]. Das Gesamtgewicht eines solchen Fahrzeugs kann 450 kg erreichen (3 Personen + Gepäck) und ist somit aus dem Stand und im Fährbetrieb auch mit 250 Watt motorischer Zusatzleistung nur schwerlich oder nur über kurze Entfernungen zu bewegen.If purely muscle-powered vehicles, e.g. tricycles or quadricycles, are used to transport people, the muscle power of a single, untrained driver alone is often not enough. However, new, inner-city means of transport are desired that can be used in taxi or goods delivery services as electrically assisted bicycles that do not require registration and are not subject to the requirement to obtain a permit for the transport of people [§47 PBefG]. The total weight of such a vehicle can reach 450 kg (3 people + luggage) and is therefore difficult to move from a standstill and in ferry service, even with 250 watts of additional motor power, or only over short distances.

Die Erfindung betrifft eine Signalgeber- und Meßsignalanordnung und Auswertung, die den zulassungsfreien Betneb eines muskelelektrischen Fahrzeuges bis 20 km/h im mnerstätischen Personen- und Warentransport für eine untrainierte Person ermöglicht.The invention relates to a signal generator and measuring signal arrangement and evaluation, which enables the license-free operation of a muscle-electric vehicle up to 20 km/h in the mental transport of people and goods for an untrained person.

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Fortsetzung Beschreibung: Antrieb fur muskelbetriebene FahrzeugeContinuation of description: Drive for muscle-powered vehicles

Dieser Antrieb besitzt einen Gasdrehgriff, der das Fahrzeug ohne Muskeleinsatz aus dem Stand mit einer Leistung oberhalb 500 Watt von 0-6 km/h Höchstgeschwindigkeit beschleunigen kann. Durch die gleichzeitige Messung und Auswertung der Motordrehzahl, der Trittfrequenz und der Stellung des Gasdrehgriffes wird eine weitere motorische Geschwindigkeitserhöhung bis 20 km/h nur möglich, wenn die Pedalbewegung einer Fahrgeschwindigkeit von z.B. 4 km/h entspricht. Mit dem Erreichen der Geschwindigkeit von 20 km/h ist die Zusatzleistung auf 250 Watt begrenzt, ab 24 km/h ist sie auf Null zurückgeregelt.This drive has a throttle grip that can accelerate the vehicle from a standstill to a maximum speed of 0-6 km/h without using any muscle power with an output of over 500 watts. By simultaneously measuring and evaluating the engine speed, the cadence and the position of the throttle grip, a further motor speed increase of up to 20 km/h is only possible if the pedal movement corresponds to a driving speed of e.g. 4 km/h. When the speed of 20 km/h is reached, the additional power is limited to 250 watts, and from 24 km/h it is reduced to zero.

Ein Ausführungsbeispiel wird in Fig. 1 näher beschrieben:An embodiment is described in more detail in Fig. 1:

Die Kette eines muskelbetriebeben Pedalantriebes 4 ist starr mit der Welle eines Elektromotors 3 verbunden, auf der ein Tachogenerator 1 angeflanscht ist. Die Drehzahl des Pedalantriebes wird zusätzlich von einem Signalgeber 2 gemessen. Der Tachogenerator wird zur Drehzahlbegrenzung eingesetzt, ein positives Pedalsignal zur Aufhebung dieser Begrenzung. Im einem Fahrbereich 1, der von 0-6 km/h definiert ist, endet die Motorunterstützung bei 6 km/h, wenn mittels Pedalbewegung nicht gleichzeitig ein Schwellwert erzeugt wird. Dieser Schwellwert wird z.B bei einer Trittgeschwindigkeit von 4 km/h erreicht, unabhängig von der gewählten Gangstufe des Kettenantriebes. Bei entsprechender manueller Betätigung des Gasdrehgriffs 5 leitet die Auswertung des Schwellwertes dann in die 2. Fahrstufe von 4- 20 km/h über. Zwischen 20 und 24 km/h wird ein weiterer Grenzwert des Tachosignals dazu benutzt, die Zusatzleistung von 250 Watt bei 20 km/h auf Null bei 24 km/h herunterzufahren, Fahrbereich 3. Damit ist eine weitere Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit nur durch reinen Muskelbetrieb oder durch Bergabrollen möglich.The chain of a muscle-powered pedal drive 4 is rigidly connected to the shaft of an electric motor 3, to which a tachogenerator 1 is flanged. The speed of the pedal drive is also measured by a signal generator 2. The tachogenerator is used to limit the speed, a positive pedal signal to remove this limit. In a driving range 1, which is defined as 0-6 km/h, the motor support ends at 6 km/h if a threshold value is not generated at the same time by means of pedal movement. This threshold value is reached, for example, at a pedal speed of 4 km/h, regardless of the selected gear of the chain drive. When the throttle twist grip 5 is operated manually, the evaluation of the threshold value then transfers to the 2nd driving range of 4-20 km/h. Between 20 and 24 km/h, another limit of the speedometer signal is used to reduce the additional power from 250 watts at 20 km/h to zero at 24 km/h, driving range 3. This means that a further increase in driving speed is only possible through pure muscle operation or by rolling downhill.

Claims

• »1 Andreas Wem .:.. ..· ·..· ,.· ##··( Hauptstr. 43 g 79689 Maulburg Protection claims (1.1-1.6):

1. Device for controlling a muscle-electric hybrid drive (Fig.), characterized in that

1.1 a tachometer (1) on the motor shaft of an electric motor (3) and a tachometer (2)

are attached to the muscle drive train (4) and affect 3 driving ranges or

1.2 the tachometer (1) indicates the speed range of a vehicle from zero to a

lower limit, 1st range, and above an upper limit, 3rd range, and

1.3 a separate setpoint generator (5) continuously adjusts the travel ranges 1 and 2 by manual operation

controls or

1.4 the tachometer (2) of the muscle drive measures the driving speed between a

lower and an upper limit value in driving range 2 with priority or

1.5 the limit signal of the tachometer (1) on the engine shaft in driving range 1 or 3

Priority over the limit signal of the tachometer in the muscle drive train has

1.6 or the second speed range overlaps downwards into the first.