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WO2024245825A1 - Antriebsanordnung eines mit muskelkraft und/oder motorkraft betreibbaren fahrzeugs - Google Patents

Antriebsanordnung eines mit muskelkraft und/oder motorkraft betreibbaren fahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
WO2024245825A1
WO2024245825A1 PCT/EP2024/063966 EP2024063966W WO2024245825A1 WO 2024245825 A1 WO2024245825 A1 WO 2024245825A1 EP 2024063966 W EP2024063966 W EP 2024063966W WO 2024245825 A1 WO2024245825 A1 WO 2024245825A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
motor
drive arrangement
output shaft
gear
Prior art date
Application number
PCT/EP2024/063966
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sigmund Braun
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102024204554.3A external-priority patent/DE102024204554A1/de
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2024245825A1 publication Critical patent/WO2024245825A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/42—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting
    • B62J45/421—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting at the pedal crank
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B62J45/411—Torque sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor
    • B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0009—Force sensors associated with a bearing

Definitions

  • the present invention relates to a drive arrangement of a vehicle operable with muscle power and/or motor power, a vehicle operable with muscle power and/or motor power comprising the drive arrangement, and a method for operating a drive arrangement.
  • Drive arrangements of vehicles that can be operated with muscle power and/or motor power, such as electric bicycles which have a drive unit that can generate a motor torque to support the pedaling force of a driver of the vehicle.
  • the motor torque is usually generated as a function of a driver torque generated by the driver's muscle power.
  • the value of the driver torque currently generated must be recorded, for example using an appropriate sensor system.
  • Such a system is shown, for example, in DE 102010 001 775 A1.
  • the drive arrangement according to the invention with the features of claim 1 is characterized in that a bearing force on a bearing of a vehicle that can be operated with muscle power and/or motor power can be precisely determined in a particularly simple and cost-effective manner.
  • a simple determination of the bearing force can be made possible regardless of the orientation of a motor, for example on a bicycle frame of an electric bicycle. Based on the bearing force determined in this way, further functions of the drive arrangement can advantageously be provided efficiently and cost-effectively.
  • a drive arrangement of a vehicle that can be operated with muscle power and/or motor power, comprising an output shaft, a motor, at least one bearing by means of which the output shaft is mounted, at least one bearing force sensor, in particular two bearing force sensors, and a detection unit.
  • the output shaft is designed to be connected to cranks of a crank drive.
  • the output shaft can thus also be referred to as a crankshaft.
  • the motor is designed to generate a motor torque on the output shaft, which is intended to support a driver torque applied by a driver.
  • a motor shaft of the motor is arranged parallel to the output shaft and at a predetermined distance from it.
  • the bearing is intended to support the output shaft.
  • each bearing force sensor is designed to detect a force.
  • the two bearing force sensors are arranged at different circumferential positions relative to the output shaft.
  • the detection unit is set up to detect a bearing force on the bearing based on the force detected by the bearing force sensor, in particular the forces detected by the bearing force sensors.
  • a total resulting force in the area of the bearing is considered to be a bearing force, which occurs, for example, due to an engine torque and/or a driver torque.
  • the detection unit is particularly preferably set up to determine a bearing force direction and a bearing force amount of the bearing force on the bearing based on the detected deformation of the bending beam.
  • each bearing force sensor is designed to detect a force, in particular exclusively, along a predetermined direction.
  • the two bearing force sensors are arranged in the axial direction of the output shaft at the level of the bearing.
  • a drive arrangement is provided which has two force sensors on the bearing. Because the two bearing force sensors are arranged distributed around the circumference of the output shaft, measured values for forces in two different directions are determined. Preferably, this makes it easy to determine a bearing force direction and a bearing force amount of the current bearing force on the bearing.
  • this determination of the bearing force direction and the bearing force amount is carried out based on a previously known relative installation position of the two bearing force sensors to one another, and in particular based on previously known measuring directions of the bearing force sensors along which the respective forces are measured.
  • bearing force sensors which are suitable for detecting mechanical forces acting in a predetermined direction.
  • the bearing force sensors can be designed to detect tensile forces and/or compressive forces.
  • the two force sensors can preferably be identical in construction.
  • the drive arrangement therefore offers the advantage that the bearing force can be recorded on the bearing using a particularly simple, cost-effective and space-saving design.
  • force sensors which can be characterized by particularly simple and lightweight designs that require little installation space, a particularly space-saving arrangement can also be provided.
  • force sensors which usually have no or only a very low susceptibility to interference from magnetic fields, a particularly reliable and precise recording of the bearing force can be made possible.
  • a further advantage of the drive arrangement is that the bearing force direction and the bearing force amount can be precisely determined regardless of the installation position of the drive unit on an electric bicycle.
  • the drive unit can be arranged in any orientation, in particular with respect to rotation around the bottom bracket axis, on a bicycle frame of an electric bicycle. Due to the circumferentially offset arrangement of the The two force sensors can precisely measure the resulting bearing force in any orientation of the drive unit without having to adjust the arrangement of the force sensors to the installation position.
  • the resulting bearing force can preferably be determined based on an easy-to-perform one-time calibration of the system.
  • the drive arrangement also offers the advantage that a particularly advantageous arrangement can be made possible with regard to the use of installation space and power transmission.
  • a flexible arrangement of the motor shaft and output shaft relative to each other can be provided so that, for example, a gear between the two shafts can be easily optimized with regard to a desired gear ratio.
  • an external geometry of the drive arrangement can also be flexibly adapted in order to be able to provide, for example, an optimized frame geometry of a vehicle frame of the vehicle.
  • the drive arrangement can be provided with such a construction that a maximum external dimension of the drive arrangement starting from the output shaft is as short as possible with respect to the direction of travel to the rear, so that, for example, a short chain stay length can be made possible.
  • a maximum external dimension of the drive arrangement starting from the output shaft is as short as possible with respect to the direction of travel to the rear, so that, for example, a short chain stay length can be made possible.
  • this allows the kinematics of the vehicle to be flexibly optimized with regard to a rear geometry.
  • the drive arrangement is characterized by low costs due to fewer and relatively simple components. This also enables the drive assembly to be as lightweight as possible.
  • the drive arrangement preferably comprises two bearings for supporting the output shaft.
  • the output shaft has an output interface which is designed for connection to an output element.
  • an output element can be a chainring.
  • a Another output element may be provided which is designed for connection to a transmission element in order to enable torque to be transmitted from the output shaft to a drive wheel of the vehicle.
  • the bearing force sensor is arranged in the axial direction of the output shaft at the level of the bearing arranged on the output side. In other words, a drive arrangement is provided which has the bearing force sensor in the area of that of the two bearings which is arranged closer to the output element.
  • the output interface is preferably connected to the output shaft in a rotationally fixed manner.
  • the output shaft is designed as a single piece. Measuring the bearing force using the bearing force sensor has the advantage that the output shaft can thus be designed in a particularly simple and cost-effective manner, while still allowing a reliable determination of the forces used, for example, to operate the motor.
  • the drive arrangement preferably also comprises a transmission which is arranged between the motor and the output shaft.
  • the transmission is designed to transmit torque between a motor shaft and the output shaft.
  • the motor shaft is in particular an integral part of the motor.
  • the transmission thus effects a transmission ratio between the motor and the output shaft.
  • the output shaft is preferably a crankshaft of the vehicle, to which cranks of a crank drive can be connected.
  • a pedal force applied by the driver of the vehicle using muscle power can be determined particularly reliably and directly on the output shaft.
  • the transmission is preferably a spur gear transmission.
  • the transmission preferably has an intermediate shaft which is arranged parallel to the output shaft. This means that in particular an intermediate shaft axis of the intermediate shaft is arranged parallel to an output shaft axis of the output shaft.
  • the transmission is designed to transmit torque between the output shaft and the motor shaft via the intermediate shaft. This means that the torque is transmitted from the motor shaft of the motor via the intermediate shaft to the output shaft.
  • the transmission can be provided with a predetermined gear ratio between the output shaft and motor shaft in a particularly simple manner and with few components.
  • a gear ratio can be adjusted by scaling the intermediate shaft, in particular with appropriate gears.
  • the transmission is preferably designed as a spur gear, preferably a two-stage one.
  • Such a spur gear is characterized by a particularly high level of efficiency, which ensures high efficiency when operating the drive arrangement.
  • the transmission particularly preferably has a first gear and a second gear.
  • the first gear and the second gear are each connected to the intermediate shaft in a rotationally fixed manner.
  • the first gear, the second gear and the intermediate shaft can be designed together as a one-piece component. This makes it possible to provide a simple, cost-effective and robust construction.
  • the gear unit preferably has a motor toothing which is formed on the motor shaft.
  • a part of the motor shaft is thus formed as a gear with the motor toothing.
  • the first gear is in engagement with the motor toothing.
  • the transmission also preferably has a third gear which can be connected to the output shaft in a rotationally fixed manner.
  • the third gear can also be arranged to be rotatable relative to the output shaft in a freewheel mode.
  • the third gear is in engagement with the second gear of the intermediate shaft. In particular, the torque can thus be transmitted from the intermediate shaft to the output shaft via the third gear.
  • the first gear has a first outer diameter and the second gear has a second outer diameter, wherein a ratio of the first outer diameter to the second outer diameter is at least 3, preferably at least 3.5.
  • This special ratio makes it possible to achieve an optimal compromise between the highest possible overall gear ratio and the smallest possible dimensions of the gear, especially since the center distances of the axes of the shafts of the drive arrangement and the external dimensions of the gears, especially the third gear, on the output shaft, are largely responsible for the maximum external dimensions of the drive arrangement.
  • a transmission ratio of the transmission is at least 15, preferably at least 20.
  • a transmission ratio is considered to be a ratio of a motor speed on the rotor shaft relative to an output speed on the output shaft.
  • the gear pairs of the transmission are selected by appropriate dimensions of the gears in such a way as to provide the predetermined transmission ratio. This makes it possible, particularly in the case of a two-stage transmission, to provide optimum efficiency while at the same time keeping the external dimensions of the drive arrangement as small as possible. For example, a simple and inexpensive motor with small external dimensions can be used.
  • the dimensions of the intermeshing gears and the relative arrangement of the shafts of the drive arrangement based in particular on this can be optimally coordinated with one another in order to be able to provide the most compact drive arrangement possible.
  • this makes it possible to provide a comparatively small third gear on the output shaft, whereby the maximum outer dimension of the drive arrangement can be minimized.
  • the drive arrangement preferably has a housing, in particular within which the transmission and the motor are arranged.
  • a maximum longitudinal extension, which extends from a pedal axis of the output shaft to an outer wall of the housing on a side facing away from the motor is a maximum of 150%, preferably a maximum of 130%, particularly preferably a maximum of 125%, in particular at least 115%, of a radius of the third gear.
  • the longitudinal extent is particularly preferably a maximum of 40 mm. In particular, the longitudinal extent is measured along a straight line connecting the pedal axis and a motor axis of the motor shaft.
  • the motor is arranged on a side of the transmission facing the output interface. This means that the motor is arranged closer to the output element in the axial direction of the output shaft than the transmission. Alternatively, preferably, the motor is arranged on a side of the transmission facing away from the output interface. This means that in this case the transmission is arranged closer to the output interface than the motor. In other words, the motor can be arranged on the right or left with respect to a direction of travel of the vehicle on which the drive arrangement can be arranged.
  • the drive unit further comprises a first freewheel between the motor shaft and the output shaft.
  • the first freewheel is arranged between the third gear and the crankshaft.
  • the freewheel is designed to be able to switch between a rotationally fixed connection and a relatively freely rotatable connection between the third gear and the output shaft.
  • the first freewheel locks in the drive direction of the motor and opens when the motor is at a standstill and during operation of the cranks.
  • the first The freewheel can be designed to be controllable, for example by means of a control unit.
  • the motor can be decoupled from the output shaft by means of the first freewheel, for example to switch off the motor support, in particular when a predetermined speed of the vehicle is exceeded.
  • the drive arrangement preferably further comprises a second freewheel between the output shaft and a crankshaft, which is or can be connected to the cranks in a rotationally fixed manner.
  • the output shaft can be designed as a hollow shaft which is coaxial to the crankshaft, with the crankshaft being arranged within the output shaft.
  • the first freewheel which can also be referred to as a motor freewheel, is preferably arranged between the first gear and the intermediate shaft.
  • the drive arrangement further comprises a bearing receptacle which at least partially surrounds the bearing in a ring-shaped manner.
  • the bearing receptacle surrounds the bearing substantially completely, preferably except for a predetermined gap area.
  • the bearing receptacle is in particular designed to hold the bearing.
  • the bearing receptacle can be designed as a bearing shell.
  • a bending beam that can be bent in the radial direction is formed on the bearing holder, with at least one of the two bearing force sensors being arranged on the bending beam.
  • the bearing force sensor is used to detect a force on the bending beam that can arise based on a deformation of the bending beam caused by the bearing force.
  • a portion of the bearing mount is designed as a bending beam that can be bent in the radial direction. This means that the bending beam is an integral part of the bearing mount itself. This makes it possible to provide a particularly simple design for the drive arrangement.
  • the bearing holder preferably has a slot, in particular a radial slot.
  • the bending beam is adjacent to the slot.
  • the bending beam is formed through a partial area of the bearing holder such that the bearing holder is slotted, with a freely movable end that is adjacent to the slot corresponding to a freely movable end of the bending beam.
  • the bearing holder particularly preferably has two bending beams and one bearing force sensor per bending beam.
  • the two bending beams are preferably designed symmetrically with respect to the slot and preferably have identical geometric properties. This enables particularly precise detection of the bearing force.
  • the two bearing force sensors can preferably be of identical construction.
  • the two bearing force sensors are preferably arranged aligned in different directions in order to be able to detect bearing forces in different directions.
  • Each of the two bearing force sensors is preferably designed and arranged in such a way as to detect a force in the radial direction with respect to the output shaft. This makes it possible to provide a particularly simple and space-saving arrangement, which also enables a reliable determination of a bearing force direction and a bearing force amount of the total resulting bearing force.
  • the arrangement further comprises a stop which limits a movement of the bending beam in the radial direction.
  • the stop limits a maximum deflection in the radial direction of a free end of the bending beam.
  • the stop can limit the deformability of the bending beam can be limited to a maximum level. This can prevent damage to the bearing mount, for example.
  • robust and reliably precise positioning of the bearing is ensured by means of the bearing mount.
  • the stop also offers the advantage that the bending beam can be optimally designed for clear and easily detectable deformability in a certain bearing force range. For example, for particularly sensitive detection, the bending beam can be easily deformed at low bearing forces, with the stop preventing excessive deformation.
  • the stop is also preferably arranged in such a way that, when the bearing is not under load, a predetermined air gap is formed between a free end of the bending beam and the stop.
  • the air gap is preferably a maximum of 0.1 mm when the bearing is not under load. The air gap thus allows the bending beam to be freely deformed until the stop is reached, so that the bearing force can be measured particularly precisely based on this.
  • the air gap can be set in a particularly simple manner, for example, when assembling the arrangement by aligning the stop accordingly.
  • the drive arrangement preferably comprises a housing.
  • the bearing holder has a fastening area that is fixed to the housing, in particular immovably.
  • the housing can be, for example, a housing of the motor. By fixing the bearing holder to the housing, a precise and, in particular, immovable mounting of the bearing relative to the housing is provided.
  • the fastening area can, for example, be a section of the bearing holder that corresponds to at least one third, preferably at least half, preferably a maximum of three quarters, of the entire ring of the bearing holder along the circumferential direction.
  • the fastening area is fixed to the housing by means of a screw connection.
  • the screw connection comprises several screws distributed around the circumference of the bearing holder.
  • the fastening area is preferably fixed to the housing by means of a welded connection and/or by means of an adhesive connection and/or by means of a press connection.
  • the welded connection and/or Adhesive connection formed over the entire surface of the fastening area to provide a particularly robust fixation.
  • the arrangement preferably further comprises a fastening element by means of which the fastening area is fixed to the housing.
  • a fastening element by means of which the fastening area is fixed to the housing.
  • the fastening element is particularly preferably designed as a disk, which is preferably circular.
  • the fastening element is arranged in a recess in the housing, in particular together with the bearing holder.
  • the recess preferably has an inner geometry that corresponds to an outer geometry of the fastening element. This enables a particularly simple and cost-effective construction and assembly of the arrangement.
  • the recess and fastening element can have geometries that are easy and precise to manufacture.
  • the fastening region is formed as at least part of an outer circumference of the bearing holder.
  • the bearing holder is fixed to the housing in that the outer circumference of the bearing holder is at least partially fixed directly to the housing, preferably by means of a press connection between the outer circumference and the housing.
  • This makes it possible to provide a particularly simple, lightweight and cost-effective construction of the arrangement.
  • a particularly high positional accuracy of the bearing holder and thus of the bearing can be provided, since, for example, the recess in the housing can be manufactured in a simple and cost-effective manner with high accuracy.
  • the housing is a deep-drawn component, preferably a sheet metal housing in which the recess is manufactured by deep-drawing.
  • the bearing holder is arranged in a recess of the housing.
  • a radially outer external dimension of the free end of the Bending beam is smaller by a predetermined gap than an inner dimension of the recess of the housing.
  • the radially outer dimension of the free end of the bending beam is set back by the predetermined gap from the preferably circular outer contour of the fastening element.
  • the gap is preferably a maximum of 0.1 mm, in particular at least 0.01 mm.
  • the housing thus forms a stop for the bending beam, in particular without a separate component being required for the stop. A particularly simple and cost-effective construction with few components can thus be provided.
  • a stop area is preferably provided at the free end of the bending beam, with the gap being provided between the stop area and the housing.
  • the gap is therefore considered to be in particular a free gap between the, for example, radius-shaped, tip of the bending beam and the inner circumference of the recess of the housing.
  • the bending beam bridges the gap and comes into contact with the inner circumference of the recess.
  • there is an axial distance between a remaining area of the bending beam and the recess which is larger than the gap dimension, so that in particular a free movement of the bending beam is possible and the bending beam only rests on the stop area.
  • the bearing force sensor preferably has a strain gauge.
  • a strain gauge For example, by attaching a strain gauge to the bending beam, its deformation can be detected particularly easily.
  • the strain gauge can be used to determine, for example, an extension and/or compression and, based on this, the deformation and, for example, also a mechanical force on the bending beam.
  • the bearing force sensor preferably has a piezo element. This allows a deformation and/or a momentarily acting force on the bending beam to be determined in a particularly simple, space-saving and cost-effective manner, similar to a strain gauge.
  • the bearing force sensor preferably has a magnetic sensor.
  • the magnetic sensor can be a Hall sensor, in particular by means of which a relative position change of a Part of the bending beam to another component, such as the housing, can be detected easily and with particular precision.
  • the drive arrangement further comprises a crank drive with cranks.
  • the cranks are connected to the output shaft, in particular in a rotationally fixed manner, or are fixed to the output shaft. Using the cranks, the driver can apply a pedal force using muscle power, which causes a pedaling moment on the output shaft.
  • the invention leads to a vehicle that can be operated with muscle power and/or motor power, in particular an electric bicycle, which comprises the drive arrangement described.
  • the invention further relates to a method for operating the drive arrangement described above.
  • the method comprises the steps:
  • the method is characterized by being particularly simple and cost-effective to implement, and precise results for the bearing force on the bearing can be determined.
  • the method preferably further comprises the step of determining an output force on the output element based on, in particular, the bearing force direction and the bearing force amount, the bearing force.
  • the output force is considered to be a force exerted by a transmission element, such as a bicycle chain, on the output element, in particular during operation of the electric bicycle.
  • the output force is preferably present on an outer circumference of the chainring and in a predetermined direction along which the bicycle chain extends, for example to a rear wheel.
  • the output force is preferably additionally determined based on previously known geometric properties of the drive arrangement, in particular the chainring.
  • the method further preferably comprises the step of: determining the driver torque applied by the driver based on the determined downforce and the engine torque, in particular when an operation of a Electric bicycle, which comprises the drive arrangement, is carried out simultaneously with muscle power and motor power.
  • the motor torque is previously known based on a motor control.
  • the driver torque is preferably determined by determining a driver force, wherein the driver force corresponds to a portion of the output force which is generated by the driver's muscle power.
  • a relationship between driver torque and driver force is defined by the previously known geometric properties of the drive arrangement, in particular of the chainring.
  • the driver force is preferably determined by subtracting a motor force from the total output force, wherein the motor force corresponds to a force applied to the bicycle chain which results from the motor torque.
  • the driver torque can thus be determined in a particularly simple and precise manner.
  • the method further comprises the step of controlling a motor torque generated by the motor as a function of the bearing force direction and the bearing force amount.
  • the motor is controlled as a function of the determined driver torque. This means that a motor torque is provided to support the pedal force of the driver as a function of the bearing force or the driver torque, which is determined based on the determined bearing force.
  • the bearing force direction and the bearing force amount are determined based on a calibration of the drive arrangement.
  • the calibration is carried out by determining a ratio of the respective forces detected by the bearing force sensors during an actuation of the crank drive in a predetermined calibration configuration.
  • the crank drive is actuated with an actuation force in a predetermined actuation direction.
  • the calibration is carried out by detecting several ratios in several different predetermined actuation directions.
  • the calibration is carried out once in the mounted state of the drive arrangement on an electric bicycle.
  • Figure 1 is a simplified schematic view of an electric bicycle with a drive arrangement according to a first embodiment of the invention
  • Figure 2 is a detailed view of the drive arrangement of Figure 1,
  • Figure 3 is a simplified detailed sectional view of the drive arrangement of Figure 1 to illustrate the mode of operation
  • Figure 4 is a perspective detailed view of the drive arrangement of Figure 1,
  • FIG. 5 is a further detailed view of the drive arrangement of Figure 1,
  • Figure 6 is a further detailed view of the drive arrangement of Figure 1,
  • FIG 7 is a simplified schematic detailed view of the transmission of the drive arrangement of Figure 1,
  • Figure 8 is a detailed view of the drive arrangement of Figure 1 mounted on the bicycle frame of the electric bicycle,
  • Figure 9 is a sectional view of a drive arrangement according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 10 is a simplified schematic detailed view of a transmission of a drive arrangement according to a third embodiment of the invention.
  • Figure 1 shows a simplified schematic view of an electric bicycle 100 with a drive arrangement 1 according to a first embodiment of the invention.
  • the drive arrangement 1 is shown in a sectional view in Figure 2. Details of the drive arrangement 1 of the first embodiment are shown in Figures 3 to 8.
  • the drive arrangement 1 has a crank drive 2 with two cranks 21 opposite one another with respect to a pedal axis 22a.
  • Pedals 25 are arranged on the cranks 21, via which a driver can generate a driver torque on the drive arrangement 1 by means of muscle power.
  • crank drive 2 comprises an output shaft 22, which is connected in a rotationally fixed manner to the cranks 21, and two bearings 23, 24 for the rotatable mounting of the output shaft 22.
  • the drive arrangement 1 further comprises an output element 3, which is a chainring, and which is connected in a rotationally fixed manner to an output interface 35 of the output shaft 22, and a bicycle chain 107 as a transmission element, which is in engagement with the chainring 3.
  • an output element 3 which is a chainring, and which is connected in a rotationally fixed manner to an output interface 35 of the output shaft 22, and a bicycle chain 107 as a transmission element, which is in engagement with the chainring 3.
  • the drive arrangement 1 comprises an engine 4, preferably an electric motor, which is supplied with electrical energy in particular from an electrical energy storage device (not shown) and which is designed to generate the engine torque.
  • an engine 4 preferably an electric motor, which is supplied with electrical energy in particular from an electrical energy storage device (not shown) and which is designed to generate the engine torque.
  • the drive arrangement 1 is preferably attached to a bicycle frame 101 of the electric bicycle 100 by means of a housing 40.
  • the output shaft 22 is mounted in the housing 40 by means of the two bearings 23, 24.
  • the housing 40 has a bearing collar 43 on the bearing 23 facing away from the output, within which the bearing 23 is arranged (see Figure 3).
  • the bearing collar 43 is an integral part of the housing 40.
  • the drive arrangement 1 comprises a transmission 8.
  • the transmission 8 is designed to transmit torque between a motor shaft 42 of the motor 4 and the output shaft 22.
  • the gear 8 is arranged along the direction of the pedal axis 22a between the motor 4 and the output interface 35. In relation to a direction of travel A (see Figures 1 and 2), the output interface 35 is therefore on the right side of the output shaft 22 and the motor 4 on the left side. In other words, apart from the left crank 22, the motor 4 forms the leftmost element of the drive arrangement 1.
  • the gear 8 is a two-stage spur gear. This means that the gear 8 comprises several gears designed as spur gears that mesh with one another to transmit torque. Their arrangement is described in more detail below.
  • the motor shaft 42 of the motor 4 and the output shaft 22 are arranged parallel to each other and at a distance from each other.
  • the motor shaft 42 of the motor 4 projects in the axial direction beyond the rotor of the motor 4.
  • a motor toothing 84 is formed on this protruding area of the motor shaft 42.
  • the motor gearing 84 is in engagement with a first gear 81 of the transmission 8.
  • the first gear 81 is connected in a rotationally fixed manner to an intermediate shaft 85 of the transmission 8.
  • the intermediate shaft 85 extends along an intermediate shaft axis 80 and is arranged to be freely rotatable about this intermediate shaft axis 80.
  • the transmission 8 comprises a second gear 82, which is also connected in a rotationally fixed manner to the intermediate shaft 85.
  • the first gear 81, the second gear 82 and the intermediate shaft 85 can be formed together as a one-piece component, or alternatively as separate components connected to one another.
  • the transmission 8 comprises a third gear 83, which is arranged to be rotatable about the pedal axis 22a. Between the third gear 83 and the output shaft 22 there is a freewheel 89, which enables either a rotationally fixed connection or an arrangement of the third gear 83 and the output shaft 22 that can rotate freely relative to one another.
  • the torque transmission of the engine torque generated by the motor 4 can thus take place from the motor shaft 42 via the motor gearing 84 and the first gear 81 to the intermediate shaft 85 and via the second gear 82 and the third gear 83 and the correspondingly switched freewheel 89 to the output shaft 22.
  • the drive arrangement 1 offers the advantage of enabling a particularly flexible design of the drive arrangement 1 due to the parallel arrangement of the motor 4 and the output shaft 22.
  • the motor 4, which geometrically forms the largest element of the drive arrangement 1, can be positioned particularly advantageously due to the parallel arrangement to the output shaft 22.
  • the motor torque is adjusted depending on the driver torque applied by the driver.
  • the driver torque is determined by determining a bearing force 59 on the output-side bearing 24, as described below.
  • an output force 60 on the chainring 3 relevant for the propulsion of the electric bicycle 100 causes a reaction force of the same magnitude and parallel to it in the opposite direction on the output-side bearing 24.
  • a portion of the output force 60, which is applied by the engine 4, i.e. an engine force, can be determined.
  • the driver power which corresponds to the portion of the output force 60 that is applied by the driver's muscle power, can thus be determined in a simple manner.
  • the corresponding driver torque can then also be determined in a simple manner using the geometric properties of the drive arrangement 1.
  • the bearing force 59 is determined in the present drive arrangement 1 by means of a simple, compact and cost-effective construction, which also allows particularly sensitive and precise detection.
  • the drive arrangement 1 has two bearing force sensors 51, 52, which are arranged in the area of the output-side bearing 24.
  • Both bearing force sensors 51, 52 are located in the axial direction of the output shaft 22 at the level of the output-side bearing 24.
  • Each of the two bearing force sensors 51, 52 is designed as a strain gauge and is configured to detect a force 55, 56 resulting, for example, from a mechanical expansion and/or compression, along exactly one predetermined direction, namely in the radial direction with respect to the pedal axis 22a.
  • the two bearing force sensors 51, 52 are connected to a detection unit 6, which determines the respective forces 55, 56 and also determines all other forces and moments.
  • the bearing force sensors 51, 52 are arranged on a radially outer side of a bearing holder 5.
  • the bearing holder 5 is a component that is designed separately from the housing 40 of the motor 4 and is designed in particular as a bearing shell.
  • the bearing holder 5 has an essentially circular ring-shaped outer geometry.
  • Figure 4 shows a perspective view of the bearing holder 5.
  • the bearing 24 is arranged in a recess of the bearing holder 5, wherein in the unloaded state preferably substantially the entire inner circumference of the bearing holder 5 is in contact with an outer circumference of the bearing 24.
  • the bearing holder 5 is also slotted, with a slot 57 which extends completely through the entire bearing holder 5 in the radial direction.
  • the bearing holder 5 also has a fastening area 50 which is fastened to the housing 40.
  • the fastening area 50 is an axial end face of the bearing holder 5, which is in full contact with a fastening element 50a which is fixed to the housing 40.
  • the bearing holder 5 is arranged in a recess 65 of the housing 4 (see Figure 6).
  • the recess 65 is circular and arranged coaxially to the pedal axis 22a.
  • the recess 65 can, for example, be stepped, as can be seen in Figure 6, and extend completely through a wall of the housing 4.
  • the output shaft 22 (not shown in Figure 6) protrudes completely through the recess 65 of the housing 4.
  • the arrangement 10 comprises the separate fastening element 50a, by means of which the bearing holder 5 is fixed in the housing 4.
  • the fastening element 50a is a circular ring disk, which can be made of metal, for example.
  • the bearing holder 5 is fixed to the fastening area 50 by means of a welded connection 58b on the fastening element 50a.
  • the welded connection 58b extends over the entire fastening area 50 for a firm and reliable connection.
  • Analogous to the first embodiment there is a small axial gap between the bending beams 53 of the bearing holder 5 and the fastening element 50a for unhindered mobility of the bending beams 53.
  • the fastening element 50a has an outer diameter corresponding to the inner diameter of the recess 65.
  • the fastening element 50a is fixed immovably to the housing 40, for example by means of a press connection and/or by means of a weld connection and/or by means of an adhesive connection.
  • the bearing holder is indirectly fastened to the housing 40 of the motor 4 by means of the fastening element 50a.
  • the bearing holder 5 has two bending beams 53, each of which is arranged between the slot 57 and the fastening area 50.
  • the bending beams 53 are designed in such a way that they can deform in the radial direction.
  • the bending beams 53 are marked by hatching.
  • each bending beam 53 On the radially outer side of each bending beam 53 there is a flat flattening 41 on which the respective bearing force sensor 51, 52 is arranged.
  • the bearing holder 5 is designed and fixed to the fastening element 50a in such a way that a radially outer dimension 53b of the free end 53a of the bending beam 53 is smaller by a predetermined gap dimension 53c (see Figure 4) than an outer dimension of the fastening element 50a and thus also than an inner dimension 65a of the recess 65.
  • the crank mechanism 2 If the crank mechanism 2 is loaded by the pedal force of the driver, this causes the bearing force 59 on the bearing 24. Since the bearing 24 is held in the housing 40 of the motor 4 by means of the bearing holder 5, this bearing force 59 has a corresponding effect on the bearing holder 5. Due to the special design of the bearing holder 5 with the movable bending beams 53, the bearing force 59 leads to a deflection of the bending beams 53 in the radial direction. This deformation can be detected by means of the bearing force sensors 51, 52 designed as strain gauges.
  • the total resulting bearing force 59 namely the bearing force direction and the bearing force magnitude, can be determined based on the detected deformations.
  • the free movement of the bending beams 53 in the radial direction enables particularly sensitive detection with appropriate mechanical design. This means, for example, that by appropriately designing the thicknesses of the bending beams 53 in the axial and/or radial direction, it is possible for a clearly measurable deformation to occur even with small bearing forces. In particular, this enables detection of low torques applied by the driver with high accuracy.
  • the bending beams 53 are spaced apart in the axial direction from the fastening element 50a against which the fastening region 50 of the bearing holder 5 rests. This means that in the axial direction there is a gap between an axial end face 50b of each bending beam 53 facing the fastening element 50a and the fastening element 50a against which the end face 50a of the fastening region 50 rests. As a result, the deformation of the bending beam 53 is not influenced by friction, for example.
  • the bending beams 53 and/or the bearing 24 can be designed such that a region with the lowest possible friction is formed between the radially inner side of the bending beams 53 and the radially outer side of the bearing 24, so that, for example, a distortion of the measurement results due to stresses caused by static friction can be avoided or reduced.
  • the drive arrangement 1 comprises a stop 7, which limits a movement of each bending beam 53 in the radial direction.
  • the stop 7 is formed by the housing 40.
  • the stop 7 is located in the extension of the slot 57.
  • the crank drive 2 can be arranged so that the cranks 21 are aligned horizontally.
  • exactly one crank 21, namely the crank 21 pointing forward in the direction of travel is actuated with an actuating force.
  • the actuating force is aligned vertically, i.e. orthogonal to the crank 21 and the chain direction 70, and is applied by the driver actuating the pedal.
  • a corresponding bearing force 59 corresponds to a resulting force from the actuating force and the output force 60.
  • the crank drive 2 is arranged so that the cranks 21 are aligned vertically, i.e. orthogonal to the chain direction 70.
  • the lower crank 21 is actuated with an actuation force which is also aligned vertically, i.e. orthogonal to the chain direction 70 and parallel to the crank 21.
  • the actuation force is applied by the driver actuating the pedal 25.
  • the output force is 60 due to the corresponding orientation of the crank operation 2 is zero.
  • the actuating force causes a bearing force 59.
  • a ratio of the two forces 55, 56 can be used to determine an orientation of the bearing force sensors 51, 52 relative to the previously known positions of the cranks 21 and/or the bicycle chain 107.
  • the orientation of the motor 4 relative to the bicycle chain 107 can therefore also be determined.
  • the orientation determined in this way can then be used as a basis for determining the driver torque based on the bearing force direction and the bearing force amount of the bearing force 59.
  • Figure 7 shows a simplified schematic view of the gear 8 of the drive arrangement 1 of the first embodiment.
  • the dimensions and distances of the elements of the gear 8 are marked, which are largely responsible for the necessary installation space of the drive arrangement 8.
  • the gear 8 is a spur gear
  • the respective outer diameters of the gears define a gear ratio of the gear 8.
  • Shaft diameters, such as an outer diameter 22b of the output shaft 22, are specified in particular by mechanical boundary conditions.
  • the gears in the transmission 8 are designed such that a ratio of a first outer diameter 81a of the first gear 81 to a second outer diameter 82a of the second gear 82 is at least 3.5.
  • the gears are designed such that an overall transmission ratio of the transmission 8 is at least 20. This allows optimum efficiency of the transmission 8 with simultaneously advantageous External dimensions can be provided.
  • a gap between the first gear 81 and the output shaft 22, and thus also an axis distance 22c between the pedal axis 22a and the intermediate shaft axis 80, can be minimized, whereby the entire drive arrangement 1 can be kept particularly compact.
  • this allows a comparatively small third gear 83 to be used, whereby a maximum rear length of the drive arrangement 1 starting from the pedal axis 22a to the rear, i.e. opposite to the direction of travel A, can be kept small.
  • a maximum longitudinal extension 45 which starts from the pedal axis 22a and extends to a rear outer wall 46 of the housing 40, which forms a rear end of the drive arrangement 1 opposite to the direction of travel A, can be kept particularly small, preferably at a maximum of 125% of a radius 83b of the third gear 83, particularly preferably at a maximum of 40 mm.
  • Such a compact drive arrangement 1, particularly in the area of the output shaft 22, enables an optimal connection to the bicycle frame 101, as well as a high degree of design freedom of the bicycle frame 101, for example in the area of the chain stays 101a and/or the seat post 101b.
  • this can provide optimized kinematics, in particular for an electric bicycle 100 designed as a mountain bike.
  • a main pivot point (not shown) of a suspended rear frame of a fully suspended electric bicycle 100 can be arranged particularly close to the pedal axis 22a.
  • Figure 9 shows a sectional view of a drive arrangement 1 according to a second embodiment of the invention.
  • the second embodiment essentially corresponds to the first embodiment with the difference of an alternative arrangement of the components of the drive arrangement 1.
  • the motor 4 is arranged on the output side, that is to say between the gear 8 and the output interface 35.
  • the motor 4 is arranged between the output side bearing 24 and the first gear 81 of the gear 8. That is to say, the motor 4 is located on the right with respect to the direction of travel A.
  • This can provide an alternative geometric arrangement of the components of the drive arrangement 1.
  • the connection element 90 is arranged on the circuit board 9 in a protruding manner in the direction of the output side.
  • FIG 10 shows a simplified schematic detailed view of a transmission 8 of a drive arrangement 1 according to a third embodiment of the invention.
  • the third embodiment essentially corresponds to the first embodiment of Figures 1 to 8, with the difference of an additional second freewheel 89b and an alternative arrangement of the gears of the transmission 8.
  • a first freewheel 89a is arranged between the first gear 81 and the intermediate shaft 85. This first freewheel 89a thus acts as a motor freewheel and can prevent torque transmission from the motor 4 to the output shaft 22.
  • the drive arrangement 1 in the third embodiment comprises a second freewheel 89b between the output shaft 22 and a crankshaft 22d.
  • the crankshaft 22d is connected to the cranks 21 in a rotationally fixed manner.
  • the second freewheel 89b acts in particular as a driver freewheel, so that a torque transmission between the cranks 21 and the output shaft 22 can be interrupted.
  • the output shaft 22 is designed as a hollow shaft, wherein the crankshaft 22d is arranged coaxially to the output shaft 22 and inside the output shaft 22.
  • the second freewheel 8 b is arranged on a front end of the output shaft 22 facing the motor 4.
  • the second gear stage with second gear 82 and third gear 83 is arranged on the output side.
  • the first gear stage with first gear 81 and fourth gear 84 faces the motor, i.e. is arranged between the motor 4 and the second gear stage.
  • the first gear stage is located axially in front of the short output shaft 22. This means that a large first gear 81 can be used with the overall geometry of the drive arrangement 1 as compact as possible, so that a large ratio of first outer diameter 81a to second outer diameter 82a can be provided.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung (1) eines mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugs (100), insbesondere eines Elektrofahrrads, umfassend eine Abtriebswelle (22), welche eingerichtet ist zur Verbindung mit Kurbeln (21) eines Kurbeltriebs (2), einen Motor (4), welcher eingerichtet ist, ein Motormoment zur Unterstützung eines durch einen Fahrer aufgebrachten Fahrerdrehmoments an der Abtriebswelle (22) zu erzeugen, wobei eine Motorwelle (42) des Motors (4) und die Abtriebswelle (22) parallel zueinander und in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind, zumindest ein Lager (24), mittels welchem die Abtriebswelle (23) gelagert ist, zumindest ein Lagerkraftsensor (51, 52), insbesondere zwei Lagerkraftsensoren (51, 52), wobei der Lagerkraftsensor (51, 52) eingerichtet ist, eine Kraft (55, 56) zu erfassen, und eine Erfassungseinheit (6), welche eingerichtet ist, um eine Lagerkraft (59) am Lager (24) basierend auf der durch den Lagerkraftsensor (51, 52) erfassten Kraft (55, 56) zu erfassen.

Description

Beschreibung
Titel
Antriebsanordnung eines mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugs
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung eines mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugs, ein die Antriebsanordnung umfassendes mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbares Fahrzeug, und ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung.
Bekannt sind Antriebsanordnungen von mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugen, wie Elektrofahrrädern, welche eine Antriebseinheit aufweisen, die ein Motormoment zur Unterstützung einer Tretkraft eines Fahrers des Fahrzeugs erzeugen kann. Üblicherweise erfolgt dabei die Erzeugung des Motormoments in Abhängigkeit eines durch die Muskelkraft des Fahrers erzeugten Fahrermoments. Hierfür ist eine Erfassung des Wertes des momentan erzeugten Fahrermoments erforderlich, beispielsweise mittels einer entsprechenden Sensorik. Bekannt ist beispielsweise auch, dass basierend auf einer Lagerkraft an einem Lager des Elektrofahrrads Aufschluss auf eine durch einen Fahrer auf den Kurbetrieb ausgeübte Kraft gewonnen werden kann, und dass basierend darauf eine Betätigung der Antriebseinheit erfolgt. Ein derartiges System ist beispielsweise in DE 102010 001 775 A1 gezeigt.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zeichnet sich demgegenüber dadurch aus, dass auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine Lagerkraft an einem Lager eines mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugs präzise bestimmt werden kann. Zudem kann beispielsweise eine einfache Bestimmung der Lagerkraft unabhängig von einer Orientierung eines Motors, beispielsweise an einem Fahrradrahmen eines Elektrofahrrads, ermöglicht werden. Basierend auf der so bestimmten Lagerkraft können vorteilhafterweise weitere Funktionen der Antriebsanordnung effizient und kostengünstig bereitgestellt werden. Dies wird erreicht durch eine Antriebsanordnung eines mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugs, umfassend eine Abtriebswelle, einen Motor, zumindest ein Lager, mittels welchem die Abtriebswelle gelagert ist, zumindest ein Lagerkraftsensor, insbesondere zwei Lagerkraftsensoren, und eine Erfassungseinheit. Die Abtriebswelle ist eingerichtet zur Verbindung mit Kurbeln eines Kurbeltriebs. Beispielsweise kann die Abtriebswelle somit auch als Kurbelwelle bezeichnet werden. Der Motor ist eingerichtet, um ein Motormoment an der Abtriebswelle, welches zur Unterstützung eines durch einen Fahrer aufgebrachten Fahrerdrehmoments vorgesehen ist, zu erzeugen. Eine Motorwelle des Motors ist dabei parallel zur Abtriebswelle und in einem vorbestimmten Abstand zu dieser angeordnet. Das Lager ist zur Lagerung der Abtriebswelle vorgesehen. Zudem ist jeder Lagerkraftsensor eingerichtet, um jeweils eine Kraft zu erfassen. Insbesondere sind dabei die beiden Lagerkraftsensoren an unterschiedlichen Umfangspositionen bezogen auf die Abtriebswelle angeordnet. Die Erfassungseinheit ist eingerichtet, um eine Lagerkraft an dem Lager basierend auf der durch den Lagerkraftsensor erfassten Kraft, insbesondere den durch die Lagerkraftsensoren erfassten Kräften zu erfassen.
Als Lagerkraft wird dabei insbesondere eine gesamte resultierende Kraft im Bereich des Lagers angesehen, welche beispielsweise aufgrund eines Motormoments und/oder eines Fahrerdrehmoments auftritt. Besonders bevorzugt ist die Erfassungseinheit eingerichtet, um basierend auf der erfassten Verformung des Biegebalkens eine Lagerkraft-Richtung und einen Lagerkraft- Betrag der Lagerkraft am Lager zu ermitteln.
Vorzugsweise ist jeder Lagerkraftsensor eingerichtet, jeweils eine Kraft, insbesondere ausschließlich, entlang einer vorbestimmten Richtung zu erfassen. Bevorzugt sind die beiden Lagerkraftsensoren in axialer Richtung der Abtriebswelle auf Höhe des Lagers angeordnet. Mit anderen Worten wird eine Antriebsanordnung bereitgestellt, welche am Lager zwei Kraftsensoren aufweist. Dadurch, dass die beiden Lagerkraftsensoren um den Umfang der Abtriebswelle verteilt angeordnet sind, werden Messwerte für Kräfte in zwei voneinander verschiedenen Richtungen ermittelt. Vorzugsweise kann dadurch auf einfache Weise eine Lagerkraft-Richtung und ein Lagerkraft- Betrag der momentanen Lagerkraft am Lager ermittelt werden. Vorzugsweise erfolgt diese Bestimmung der Lagerkraft-Richtung und des Lagerkraft-Betrags basierend auf einer vorbekannten relativen Einbaulage der beiden Lagerkraftsensoren zueinander, sowie insbesondere basierend auf vorbekannten Messrichtungen der Lagerkraftsensoren, entlang welcher die jeweiligen Kräfte gemessen werden.
Als Lagerkraftsensoren können dabei vielfältige Arten an Sensoren verwendet werden, welche geeignet sind, mechanische Kräfte, die in einer vorbestimmten Richtung wirken, zu erfassen. Beispielsweise können die Lagerkraftsensoren ausgebildet sein, um Zugkräfte und/oder Druckkräfte zu erfassen.
Für eine besonders einfache Ausgestaltung, können die beiden Kraftsensoren vorzugsweise baugleich sein.
Die Antriebsanordnung bietet somit den Vorteil, dass mittels eines besonders einfachen und kostengünstigen sowie platzsparenden Aufbaus die Lagerkraft am Lager erfasst werden kann. Durch die Verwendung von Kraftsensoren, welche sich beispielsweise durch besonders einfache und leichtgewichtige Bauformen auszeichnen können, die wenig Bauraum beanspruchen, kann zudem eine besonders platzsparende Anordnung bereitgestellt werden. Außerdem kann durch die Verwendung von Kraftsensoren, welche meist keine oder eine nur sehr geringe Störanfälligkeit gegenüber magnetischen Feldern aufweisen, eine besonders zuverlässige und präzise Erfassung der Lagerkraft ermöglicht werden.
Ein weiterer Vorteil der Antriebsanordnung ist, dass die Lagerkraft-Richtung und der Lagerkraft-Betrag unabhängig von einer Einbaulage der Antriebseinheit an einem Elektrofahrrad genau bestimmt werden können. Das heißt, die Antriebseinheit kann in beliebigen Orientierungen, insbesondere bezüglich einer Rotation um die Tretlagerachse, an einem Fahrradrahmen eines Elektrofahrrads angeordnet werden. Durch die in Umfangsrichtung versetzte Anordnung der beiden Kraftsensoren kann die resultierende Lagerkraft in beliebigen Orientierungen der Antriebseinheit präzise erfasst werden, ohne dass eine Anpassung der Anordnung der Kraftsensoren an die Einbaulage erforderlich ist. Die Ermittlung der resultierenden Lagerkraft kann dabei vorzugsweise basierend auf einer einfach durchführbaren einmaligen Kalibrierung des Systems erfolgen.
Durch die parallele Anordnung von Abtriebswelle und Motorwelle, insbesondere nebeneinander, bietet die Antriebsanordnung ferner den Vorteil, dass eine besonders vorteilhafte Anordnung hinsichtlich Bauraumausnutzung und Kraftübertragung ermöglicht werden kann. So kann beispielsweise eine flexible Anordnung von Motorwelle und Abtriebswelle relativ zueinander bereitgestellt werden, sodass beispielsweise ein Getriebe zwischen den beiden Wellen auf einfache Weise hinsichtlich eines gewünschten Übersetzungsverhältnisses optimiert werden kann. Vorzugsweise kann zudem eine Außengeometrie der Antriebsanordnung flexibel angepasst werden, um beispielsweise eine optimierte Rahmengeometrie eines Fahrzeugrahmens des Fahrzeugs bereitstellen zu können. Beispielsweise kann die Antriebsanordnung durch entsprechende Anordnung des Motors und vorzugsweise eines Getriebes zwischen Motorwelle und Abtriebswelle eine derartige Konstruktion bereitgestellt werden, dass eine maximale Außenabmessung der Antriebsanordnung ausgehend von der Abtriebswelle bezüglich der Fahrtrichtung nach hinten möglichst kurz ist, sodass beispielsweise eine kurze Kettenstreben-Länge ermöglicht werden kann. Insbesondere kann dadurch eine Kinematik des Fahrzeugs im Hinblick auf eine Hinterbaugeometrie flexibel optimiert werden. Zudem zeichnet sich die Antriebsanordnung durch geringe Kosten aufgrund weniger und relativ einfacher Bauteile aus. Außerdem kann dadurch ein geringes Gewicht der Antriebsanordnung ermöglicht werden.
Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Bevorzugt umfasst die Antriebsanordnung zwei Lager zur Lagerung der Abtriebswelle. Das heißt mittels der beiden Lager ist die Abtriebswelle drehbar gelagert. Die Abtriebswelle weist dabei eine Abtriebsschnittstelle auf, welche eingerichtet ist zur Verbindung mit einem Abtriebselement. Vorzugsweise kann ein derartiges Abtriebselement ein Kettenblatt sein. Alternativ bevorzugt kann ein anderes Abtriebselement vorgesehen sein, das eingerichtet ist zur Verbindung mit einem Übertragungselement, um eine Drehmomentübertragung von der Abtriebswelle an ein Antriebsrad des Fahrzeugs zu ermöglichen. Der Lagerkraftsensor ist dabei in axialer Richtung der Abtriebswelle auf Höhe des Abtriebs-seitig angeordneten Lagers angeordnet. Mit anderen Worten wird eine Antriebsanordnung bereitgestellt, welche im Bereich desjenigen der beiden Lager, welches näher am Abtriebselement angeordnet ist, den Lagerkraftsensor aufweist. Bevorzugt ist die Abtriebsschnittstelle drehfest mit der Abtriebswelle verbunden. Insbesondere ist die Abtriebswelle dabei einteilig ausgebildet. Durch die Lagerkraftmessung mittels des Lagerkraftsensors ergibt sich dabei der Vorteil, dass die Abtriebswelle somit besonders einfach und kostengünstig ausgebildet werden kann, wobei dennoch eine zuverlässige Bestimmung der, beispielsweise für die Betätigung des Motors verwendeten, Kräfte möglich ist.
Vorzugsweise umfasst die Antriebsanordnung ferner ein Getriebe, welches zwischen dem Motor und der Abtriebswelle angeordnet ist. Das Getriebe ist eingerichtet zur Drehmomentübertragung zwischen einer Motorwelle und der Abtriebswelle. Die Motorwelle ist insbesondere integraler Bestandteil des Motors. Insbesondere bewirkt das Getriebe somit eine Übersetzung zwischen Motor und Abtriebswelle. Vorzugsweise handelt es sich bei der Abtriebswelle um eine Kurbelwelle des Fahrzeugs, mit welcher Kurbeln eines Kurbeltriebs verbindbar sind. Insbesondere kann in diesem Fall besonders zuverlässig und direkt eine durch den Fahrer des Fahrzeugs mit Muskelkraft aufgebrachte Tretkraft an der Abtriebswelle ermittelt werden. Bei dem Getriebe handelt es sich vorzugsweise um ein Stirnradgetriebe.
Bevorzugt weist das Getriebe eine Zwischenwelle auf, welche parallel zur Abtriebswelle angeordnet ist. Das heißt, insbesondere ist eine Zwischenwellen- Achse der Zwischenwelle parallel zu einer Abtriebswellen-Achse der Abtriebswelle angeordnet. Das Getriebe ist dabei eingerichtet zur Drehmomentübertragung zwischen der Abtriebswelle und der Motorwelle über die Zwischenwelle. Das heißt, die Drehmomentübertragung erfolgt von der Motorwelle des Motors über die Zwischenwelle auf die Abtriebswelle. Damit kann das Getriebe mit einer vorbestimmten Getriebeübersetzung zwischen Abtriebswelle und Motorwelle auf besonders einfache Weise und mit wenigen Bauteilen bereitgestellt werden. Zudem kann beispielsweise auf einfache Weise eine Getriebeübersetzung durch Skalierung der Zwischenwelle, insbesondere mit entsprechenden Zahnrädern, angepasst werden.
Bevorzugt ist das Getriebe als ein, vorzugsweise zweistufiges, Stirnradgetriebe ausgebildet. Das heißt, es sind, bevorzugt zwei, Stirnradstufen vorgesehen, um eine vorbestimmte Getriebeübersetzung zwischen Motorwelle und Abtriebswelle bereitzustellen. Damit kann bei kompakter Konstruktion und einfachem Aufbau eine optimale Drehmomentübertragung der Antriebseinheit für den Einsatz in einem Elektrofahrrad bereitgestellt werden. Ein derartiges Stirnradgetriebe zeichnet sich durch einen besonders hohen Wirkungsgrad aus, wodurch eine hohe Effizienz beim Betrieb der Antriebsanordnung sichergestellt werden kann.
Besonders bevorzugt weist das Getriebe ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad auf. Das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad sind jeweils drehfest mit der Zwischenwelle verbunden. Beispielsweise können das erste Zahnrad, das zweite Zahnrad und die Zwischenwelle gemeinsam als ein einstückiges Bauteil ausgebildet sein. Damit kann eine einfache und kostengünstige sowie robuste Konstruktion bereitgestellt werden.
Vorzugsweise weist das Getriebe eine Motorverzahnung auf, welche an der Motorwelle ausgebildet ist. Insbesondere ist ein Teil der Motorwelle somit als Zahnrad mit der Motorverzahnung ausgebildet. Das erste Zahnrad steht dabei mit der Motorverzahnung in Eingriff. Somit kann weiter vorteilhaft eine kompakte, einfache und kostengünstige Konstruktion begünstigt werden.
Weiter bevorzugt weist das Getriebe ein drittes Zahnrad auf, welches drehfest mit der Abtriebswelle verbindbar ist. Insbesondere kann das dritte Zahnrad zusätzlich in einem Freilauf-Modus relativ zur Abtriebswelle rotierbar angeordnet sein. Das dritte Zahnrad steht dabei in Eingriff mit dem zweiten Zahnrad der Zwischenwelle. Insbesondere kann somit über das dritte Zahnrad die Drehmomentübertragung von der Zwischenwelle auf die Abtriebswelle erfolgen.
Bevorzugt weist das erste Zahnrad einen ersten Außendurchmesser auf und das zweite Zahnrad weist einen zweiten Außendurchmesser auf, wobei ein Verhältnis des ersten Außendurchmessers zum zweiten Außendurchmesser mindestens 3, bevorzugt mindestens 3,5 , beträgt. Das heißt, die Zwischenwelle mit dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad bietet durch die in dem speziellen Verhältnis gewählten Größen dieser beiden Zahnräder eine signifikante Untersetzung von der Motorwelle zur Abtriebswelle. Durch dieses spezielle Verhältnis kann dabei ein optimaler Kompromiss aus möglichst hoher erreichbarer Gesamtübersetzung des Getriebes und geringer Abmessung des Getriebes erreicht werden, insbesondere da Achsabstände von Achsen der Wellen der Antriebsanordnung und Außenabmessungen der Zahnräder, vor allem des dritten Zahnrads, auf der Abtriebswelle, maßgeblich verantwortlich für die maximalen Außenabmessungen der Antriebsanordnung sind.
Besonders bevorzugt beträgt ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes mindestens 15, bevorzugt mindestens 20. Insbesondere wird als Übersetzungsverhältnis ein Verhältnis einer Motordrehzahl an der Rotorwelle relativ zu einer Abtriebsdrehzahl an der Abtriebswelle angesehen. Insbesondere sind die Zahnradpaarungen des Getriebes durch entsprechende Abmessungen der Zahnräder so gewählt, um das vorbestimmte Übersetzungsverhältnis bereitzustellen. Dadurch kann insbesondere bei einem zweistufigen Getriebe eine optimale Effizienz bei gleichzeitig möglichst kleinen Außenabmessungen der Antriebsanordnung bereitgestellt werden. Beispielsweise kann ein einfacher und kostengünstiger Motor, der geringe Außenabmessungen aufweist, verwendet werden. Zudem können die Abmessungen der ineinandergreifenden Zahnräder sowie die insbesondere darauf basierende relative Anordnung der Wellen der Antriebsanordnung optimal so aufeinander abgestimmt werden, um eine möglichst kompakte Antriebsanordnung bereitstellen zu können. Besonders vorteilhaft wirkt sich eine Kombination des Verhältnisses von erstem
Außendurchmesser zum zweiten Außendurchmesser von mindestens 3,5 , mit einem Übersetzungsverhältnis von mindestens 20 auf eine geringe Länge der Antriebsanordnung bei gleichzeitiger Gewährleistung einer hohen Effizienz aus. Insbesondere kann hierdurch ein vergleichsweise kleines drittes Zahnrad auf der Abtriebswelle bereitgestellt werden, wodurch die maximale Außenabmessung der Antriebsanordnung minimiert werden kann.
Weiter bevorzugt weist die Antriebsanordnung ein Gehäuse auf, insbesondere innerhalb welchem das Getriebe und der Motor angeordnet sind. Eine maximale Längserstreckung, welche ausgehend von einer Tretachse der Abtriebswelle bis zu einer Außenwand des Gehäuses auf einer dem Motor abgewandten Seite definiert ist, beträgt maximal 150 %, bevorzugt maximal 130 %, besonders bevorzugt maximal 125%, insbesondere mindestens 115%, eines Radius des dritten Zahnrads. Besonders bevorzugt beträgt die Längserstreckung maximal 40 mm. Insbesondere ist die Längserstreckung entlang einer Verbindungsgeraden der Tretachse und einer Motorachse der Motorwelle gemessen. Das heißt, die Längserstreckung definiert bei einem Einbau der Antriebsanordnung an einem Elektrofahrrad mit in Fahrtrichtung vor der Abtriebswelle angeordnetem Motor eine maximale Erstreckung der Antriebsanordnung ausgehend von der Tretachse bezüglich der Fahrtrichtung nach hinten. Dadurch kann eine nach hinten besonders kurze Antriebseinheit bereitgestellt werden, was sich besonders vorteilhaft auf eine Konstruktionsfreiheit und insbesondere eine Kinematik einer Rahmengeometrie eines Elektrofahrrads auswirken kann. Besonders vorteilhaft ist eine derartige kompakte Antriebsanordnung bei einem Mountainbike, insbesondere bei einem vollgefederten Mountainbike. Dadurch kann beispielsweise eine optimierte Hinterbau-Kinematik bereitgestellt werden, insbesondere indem ein Haupt-Drehpunkt einer gelenkigen Befestigung des Hinterbaus möglichst nahe an der Tretachse angeordnet werden kann.
Besonders bevorzugt ist der Motor auf einer der Abtriebsschnittstelle zugewandten Seite des Getriebes angeordnet. Das heißt, der Motor ist in axialer Richtung der Abtriebswelle näher am Abtriebselement angeordnet als das Getriebe. Alternativ bevorzugt ist der Motor auf einer der Abtriebsschnittstelle abgewandten Seite des Getriebes angeordnet. Das heißt, in diesem Fall ist das Getriebe näher an der Abtriebsschnittstelle angeordnet als der Motor. Mit anderen Worten kann der Motor bezüglich einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs, an dem die Antriebsanordnung angeordnet sein kann, rechts oder links angeordnet sein.
Besonders bevorzugt umfasst die Antriebseinheit ferner einen ersten Freilauf zwischen der Motorwelle und der Abtriebswelle. Besonders bevorzugt ist der erste Freilauf zwischen dem dritten Zahnrad und der Kurbelwelle angeordnet. Insbesondere ist der Freilauf eingerichtet, um zwischen einer drehfesten Verbindung und einer relativ frei drehbaren Verbindung zwischen drittem Zahnrad und Abtriebswelle wechseln zu können. Vorzugsweise sperrt der erste Freilauf in Antriebsrichtung des Motors und öffnet bei Stillstand des Motors und während einer Betätigung der Kurbeln. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Freilauf beispielsweise steuerbar betätigbar ausgebildet sein, beispielsweise mittels einer Steuereinheit. Insbesondere kann mittels des ersten Freilaufs somit der Motor von der Abtriebswelle entkoppelt werden, beispielsweise zur Abschaltung der Motorunterstützung, insbesondere bei Überschreiten einer vorbestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
Bevorzugt umfasst die Antriebsanordnung ferner einen zweiten Freilauf zwischen der Abtriebswelle und einer Kurbelwelle, welche insbesondere drehfest mit den Kurbeln verbunden oder verbindbar ist. Beispielsweise kann die Abtriebswelle als Hohlwelle ausgebildet sein, welche koaxial zur Kurbelwelle ausgebildet ist, wobei die Kurbelwelle innerhalb der Abtriebswelle angeordnet ist. Bevorzugt ist in diesem Fall der erste Freilauf, welcher auch als Motorfreilauf bezeichnet werden kann, zwischen dem ersten Zahnrad und der Zwischenwelle angeordnet.
Besonders bevorzugt umfasst die Antriebsanordnung ferner eine Lageraufnahme, welche das Lager zumindest teilweise ringförmig umgreift. Insbesondere umgreift die Lageraufnahme das Lager im Wesentlichen vollständig, vorzugsweise bis auf einen vorbestimmten Spaltbereich. Die Lageraufnahme ist insbesondere eingerichtet zur Halterung des Lagers. Beispielsweise kann die Lageraufnahme als Lagerschale ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist an der Lageraufnahme ein in radialer Richtung biegbarer Biegebalken ausgebildet, wobei zumindest einer der beiden Lagerkraftsensoren an dem Biegebalken angeordnet ist. Insbesondere wird mittels des Lagerkraftsensors somit eine Kraft am Biegebalken erfasst, welche basierend auf einer durch die Lagerkraft verursacht Verformung des Biegebalkens entstehen kann. Durch die Verwendung des Biegebalkens kann dabei ein besonders feinfühliger Aufbau bereitgestellt werden. Insbesondere da ein Ende des Biegebalkens frei beweglich ausgebildet ist können beispielsweise bereits kleine Lagerkräfte zu Verformungen des Biegebalkens führen, wodurch die Kräfte einfach und präzise erfassbar sind. Dadurch können insbesondere kleine Lagerkräfte sehr präzise ermittelt werden. Dies bietet beispielsweise in der Anwendung an einem Elektrofahrrad den Vorteil, dass beispielsweise kleine Drehmomentwerte präzise und feinfühlig erfasst werden können, wodurch beispielsweise eine besonders genaue vom Fahrerdrehmoment abhängige Ansteuerung des Motors Antriebseinheit ermöglicht werden kann. Vorzugsweise ist ein Teilbereich der Lageraufnahme als der in radiale Richtung biegbare Biegebalken ausgebildet. Das heißt, der Biegebalken ist integraler Bestandteil der Lageraufnahme selbst. Damit kann eine besonders einfache Konstruktion der Antriebsanordnung bereitgestellt werden.
Bevorzugt weist die Lageraufnahme einen, insbesondere radialen, Schlitz auf. Der Biegebalken grenzt dabei an den Schlitz an. Mit anderen Worten ist der Biegebalken derart durch einen Teilbereich der Lageraufnahme ausgebildet, dass die Lageraufnahme geschlitzt ausgebildet ist, wobei ein frei bewegliches Ende, das an den Schlitz angrenzt, einem frei beweglichen Ende des Biegebalkens entspricht. Dadurch kann auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine Konstruktion bereitgestellt werden, die die vorteilhaften Eigenschaften des feinfühligen Biegebalkens ermöglicht.
Besonders bevorzugt weist die Lageraufnahme zwei Biegebalken und jeweils einen Lagerkraftsensor pro Biegebalken auf. Vorzugsweise sind die beiden Biegebalken symmetrisch bezüglich des Schlitzes ausgebildet, und weisen vorzugsweise identische geometrische Eigenschaften auf. Dadurch kann eine besonders präzise Erfassung der Lagerkraft ermöglicht werden. Für eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung können die beiden Lagerkraftsensoren vorzugsweise baugleich sein. Vorzugsweise sind die beiden Lagerkraftsensoren in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet angeordnet, um Lagerkräfte in unterschiedlichen Richtungen erfassen zu können. Bevorzugt ist jeder der beiden Lagerkraftsensoren so ausgebildet und angeordnet, um jeweils eine Kraft in radialer Richtung bezüglich der Abtriebswelle zu erfassen. Dadurch kann eine besonders einfache und platzsparende Anordnung bereitgestellt werden, welche zudem eine zuverlässige Bestimmung einer Lagerkraft-Richtung und eines Lagerkraft-Betrags der gesamten resultierenden Lagerkraft ermöglicht.
Vorzugsweise umfasst die Anordnung ferner einen Anschlag, der eine Bewegung des Biegebalkens in radialer Richtung begrenzt. Insbesondere begrenzt der Anschlag eine maximale Auslenkung in radialer Richtung eines freien Endes des Biegebalkens. Damit kann mittels einer einfachen und kostengünstigen Konstruktion eine besonders hohe mechanische Robustheit der Anordnung bereitgestellt werden. Insbesondere kann durch den Anschlag die Verformbarkeit des Biegebalkens auf ein maximales Maß begrenzt werden. Dadurch können beispielsweise Beschädigungen der Lageraufnahme vermieden werden. Zudem wird eine robuste und zuverlässig genaue Positionierung des Lagers mittels der Lageraufnahme sichergestellt. Ferner bietet sich durch den Anschlag der Vorteil, dass der Biegebalken optimal für eine eindeutig und leicht erfassbare Verformbarkeit in einem bestimmten Lagerkraft-Bereich ausgelegt werden kann. So kann beispielsweise für eine besonders feinfühlige Erfassung eine leichte Verformbarkeit des Biegebalkens bei niedrigen Lagerkräften vorgesehen sein, wobei durch den Anschlag zu große Verformungen verhindert werden.
Weiter bevorzugt ist der Anschlag derart angeordnet, dass im unbelasteten Zustand des Lagers ein vorbestimmter Luftspalt zwischen einem freien Ende des Biegebalkens und dem Anschlag ausgebildet ist. Bevorzugt beträgt der Luftspalt im unbelasteten Zustand maximal 0,1 mm. Durch den Luftspalt liegt somit bis zum Erreichen des Anschlags eine freie Verformbarkeit des Biegebalkens vor, sodass die darauf basierende Erfassung der Lagerkraft besonders präzise ermöglicht werden kann. Der Luftspalt kann beispielsweise bei der Montage der Anordnung durch entsprechende Ausrichtung des Anschlags auf besonders einfache Weise eingestellt werden.
Bevorzugt umfasst die Antriebsanordnung ein Gehäuse. Die Lageraufnahme weist dabei einen Befestigungsbereich auf, der am Gehäuse, insbesondere unbeweglich fixiert ist. Das Gehäuse kann beispielsweise ein Gehäuse des Motors sein. Durch die Fixierung der Lageraufnahme am Gehäuse wird eine genaue, und insbesondere unbewegliche, Halterung des Lagers relativ zum Gehäuse bereitgestellt. Der Befestigungsbereich kann beispielsweise ein Abschnitt der Lageraufnahme sein, der entlang der Umfangsrichtung mindestens ein Drittel, vorzugsweise mindestens die Hälfte, bevorzugt maximal dreiviertel, des gesamten Rings der Lageraufnahme entspricht.
Vorzugsweise ist der Befestigungsbereich mittels einer Schraubverbindung am Gehäuse fixiert. Insbesondere umfasst die Schraubverbindung mehrere um den Umfang der Lageraufnahme verteilte Schrauben. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt ist der Befestigungsbereich mittels einer Schweißverbindung und/oder mittels einer Klebeverbindung und/oder mittels einer Pressverbindung am Gehäuse fixiert. Vorzugsweise ist die Schweißverbindung und/oder Klebeverbindung vollflächig am Befestigungsbereich ausgebildet, um eine besonders robuste Fixierung bereitzustellen.
Weiter bevorzugt umfasst die Anordnung ferner ein Befestigungselement, mittels welchem der Befestigungsbereich am Gehäuse fixiert ist. Das heißt, die Lageraufnahme ist mittels des Befestigungselements direkt oder indirekt am Gehäuse fixiert. Dadurch kann eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung und Montage der Anordnung bereitgestellt werden, beispielsweise da eine präzise Ausrichtung von Lageraufnahme und Befestigungselement separat vom Gehäuse ermöglicht wird.
Besonders bevorzugt ist das Befestigungselement als Scheibe ausgebildet, welche bevorzugt kreisrund ist. Das Befestigungselement ist dabei, insbesondere gemeinsam mit der Lageraufnahme, in einer Aussparung des Gehäuses angeordnet. Vorzugsweise weist die Aussparung eine Innengeometrie auf, welche einer Außengeometrie des Befestigungselements entspricht. Dadurch kann eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion und Montage der Anordnung ermöglicht werden. Beispielsweise können dabei Aussparung und Befestigungselement einfach und präzise herzustellende Geometrien aufweisen.
Vorzugsweise ist der Befestigungsbereich als zumindest ein Teil eines Außenumfangs der Lageraufnahme gebildet. Das heißt, insbesondere wird die Lageraufnahme dadurch am Gehäuse fixiert, dass der Außenumfang der Lageraufnahme zumindest teilweise am Gehäuse direkt fixiert ist, vorzugsweise mittels einer Pressverbindung zwischen dem Außenumfang und dem Gehäuse. Dadurch kann eine besonders einfache, leichtgewichtige und kostengünstige Konstruktion der Anordnung bereitgestellt werden. Zudem kann eine besonders hohe Lagegenauigkeit der Lageraufnahme und damit des Lagers bereitgestellt werden, da beispielsweise die Aussparung im Gehäuse auf einfache und kostengünstige Weise mit hoher Genauigkeit gefertigt werden kann. Besonders vorteilhaft ist dies möglich, wenn es sich bei dem Gehäuse um ein Tiefziehbauteil handelt, vorzugsweise um ein Blechgehäuse, bei dem die Aussparung durch Tiefziehen hergestellt ist.
Bevorzugt ist die Lageraufnahme in einer Aussparung des Gehäuses angeordnet. Dabei ist eine radial äußere Außenabmessung des freien Endes des Biegebalkens um ein vorbestimmtes Spaltmaß kleiner als eine Innenabmessung der Aussparung des Gehäuses. Mit anderen Worten ist die radial äußere Außenabmessung des freien Endes des Biegebalkens um das vorbestimmte Spaltmaß gegenüber der, vorzugsweise kreisrunden, Außenkontur des Befestigungselements zurückgesetzt. Vorzugsweise beträgt das Spaltmaß maximal 0,1 mm, insbesondere mindestens 0,01 mm. Dadurch bildet das Gehäuse einen Anschlag für den Biegebalken, insbesondere ohne dass ein separates Bauteil für den Anschlag erforderlich ist. Somit kann eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion mit wenigen Bauteilen bereitgestellt werden. Bevorzugt ist am freien Ende des Biegebalkens dabei ein Anschlagsbereich vorgesehen, wobei zwischen dem Anschlagsbereich und dem Gehäuse das Spaltmaß vorgesehen ist. Als Spaltmaß wird somit insbesondere ein freier Spalt zwischen der, beispielsweise radiusförmigen, Spitze des Biegebalkens und dem Innenumfang der Aussparung des Gehäuses angesehen. Der Biegebalken überbrückt bei Kraftzunahme das Spaltmaß und kommt in Anschlag mit dem Innenumfang der Aussparung. Vorzugsweise liegt zwischen einem restlichen Bereich des Biegebalkens und der Aussparung ein axialer Abstand vor, der größer als das Spaltmaß ist, sodass insbesondere eine freie Beweglichkeit des Biegebalkens möglich ist, und ein Anliegen des Biegebalkens ausschließlich am Anschlagsbereich auftritt.
Vorzugsweise weist der Lagerkraftsensor einen Dehnmessstreifen auf. Beispielsweise durch Anbringen eines Dehnmessstreifen am Biegebalken kann dessen Verformung besonders einfach erfasst werden. Durch den Dehnmessstreifen kann beispielsweise eine Dehnung und/oder Stauchung und basierend darauf die Verformung, und beispielsweise auch eine mechanische Kraft am Biegebalken ermittelt werden.
Alternativ oder zusätzlich bevorzugt weist der Lagerkraftsensor ein Piezoelement auf. Dadurch kann, ähnlich einem Dehnmessstreifen, auf besonders einfache und platzsparende Weise sowie kostengünstig eine Verformung und/oder eine momentan wirkende Kraft am Biegebalken ermittelt werden.
Alternativ oder zusätzlich bevorzugt weist der Lagerkraftsensor einen Magnetsensor auf. Spielweise kann der Magnetsensor ein Hall-Sensor sein, insbesondere mittels welchem direkt eine relative Lageänderung eines Teilbereichs des Biegebalkens zu einem weiteren Bauteil, wie beispielsweise dem Gehäuse auf einfache Weise und besonders präzise erfasst werden kann.
Bevorzugt umfasst die Antriebsanordnung ferner einen Kurbeltrieb mit Kurbeln. Die Kurbeln sind dabei, insbesondere drehfest, mit der Abtriebswelle verbunden bzw. an der Abtriebswelle fixiert. Mittels der Kurbeln kann der Fahrer mittels Muskelkraft eine Tretkraft, die ein Tretmoment an der Abtriebswelle bewirkt, aufbringen.
Ferner führt die Erfindung zu einem mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeug, insbesondere einem Elektrofahrrad, das die beschriebene Antriebsanordnung umfasst.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der oben beschriebenen Antriebsanordnung. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- Ermitteln von Kräften mittels der beiden Lagerkraftsensoren, und
- Ermitteln einer Lagerkraft am Lager basierend auf den durch die Lagerkraftsensoren erfassten Kräften. Das Verfahren zeichnet sich dabei durch eine besonders einfache und kostengünstige Durchführbarkeit aus, wobei präzise Ergebnisse für die Lagerkraft am Lager ermittelt werden können.
Bevorzugt umfasst das Verfahren ferner den Schritt: Ermitteln einer Abtriebskraft an dem Abtriebselement basierend auf, insbesondere der Lagerkraft-Richtung und dem Lagerkraft-Betrag, der Lagerkraft. Als Abtriebskraft wird dabei eine von einem Übertragungselement, wie beispielswiese einer Fahrradkette, auf das Abtriebselement ausgeübte Kraft angesehen, insbesondere während eines Betriebs des Elektrofahrrads. Vorzugsweise liegt die Abtriebskraft an einem Außenumfang des Kettenblatts und in einer vorbestimmten Richtung, entlang welcher sich die Fahrradkette, beispielsweise zu einem Hinterrad, erstreckt, vor. Bevorzugt erfolgt das Ermitteln der Abtriebskraft zusätzlich basierend auf vorbekannten geometrischen Eigenschaften der Antriebsanordnung, insbesondere des Kettenblatts.
Weiter bevorzugt umfasst das Verfahren den Schritt: Ermitteln des durch den Fahrer aufgebrachten Fahrerdrehmoments basierend auf der ermittelten Abtriebskraft und dem Motormoment, insbesondere wenn ein Betrieb eines Elektrofahrrads, welches die Antriebsanordnung umfasst, gleichzeitig mit Muskelkraft und Motorkraft erfolgt. Insbesondere ist das Motormoment basierend auf einer Motorsteuerung vorbekannt. Bevorzugt erfolgt das Ermitteln des Fahrerdrehmoments durch Ermitteln einer Fahrerkraft, wobei die Fahrerkraft einem Anteil der Abtriebskraft entspricht, welcher durch die Muskelkraft des Fahrers erzeugt wird. Insbesondere ist ein Zusammenhang zwischen Fahrerdrehmoment und Fahrerkraft durch die vorbekannten geometrischen Eigenschaften der Antriebsanordnung, insbesondere des Kettenblatts, definiert. Die Fahrerkraft wird vorzugsweise ermittelt durch Subtrahieren einer Motorkraft von der gesamten Abtriebskraft, wobei die Motorkraft einer an der Fahrradkette anliegenden Kraft, welche aus dem Motormoment resultiert, entspricht. Somit kann das Fahrerdrehmoment auf besonders einfache Weise und präzise bestimmt werden.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner den Schritt: Steuern eines von dem Motor erzeugten Motormoments in Abhängigkeit der Lagerkraft-Richtung und des Lagerkraft-Betrags. Besonders bevorzugt erfolgt das Steuern des Motors in Abhängigkeit des ermittelten Fahrerdrehmoments. Das heißt, es erfolgt eine Bereitstellung eines Motormoments zur Unterstützung der Tretkraft des Fahrers in Abhängigkeit der Lagerkraft, bzw. des Fahrerdrehmoments, welches basierend auf der ermittelten Lagerkraft bestimmt wird.
Bevorzugt erfolgt das Ermitteln der Lagerkraft-Richtung und des Lagerkraft- Betrags basierend auf einer Kalibrierung der Antriebsanordnung. Die Kalibrierung erfolgt dabei dadurch, dass ein Verhältnis der jeweiligen durch die Lagerkraftsensoren erfassten Kräfte während einer Betätigung des Kurbeltriebs in einer vorbestimmten Kalibrierkonfiguration erfolgt. In der Kalibrierkonfiguration erfolgt dabei eine Betätigung des Kurbeltriebs mit einer Betätigungskraft in einer vorbestimmten Betätigungsrichtung. Besonders bevorzugt erfolgt die Kalibrierung durch Erfassen mehrerer Verhältnisse in mehreren verschiedenen vorbestimmten Betätigungsrichtungen. Vorzugsweise wird die Kalibrierung einmalig in montiertem Zustand der Antriebsanordnung an einem Elektrofahrrad durchgeführt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren beschrieben. In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigt:
Figur 1 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Elektrofahrrads mit einer Antriebsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 eine Detailansicht der Antriebsanordnung der Figur 1 ,
Figur 3 eine vereinfachte Detail-Schnittansicht der Antriebsanordnung der Figur 1 zur Veranschaulichung der Funktionsweise,
Figur 4 eine perspektivische Detailansicht der Antriebsanordnung der Figur 1 ,
Figur 5 eine weitere Detailansicht der Antriebsanordnung der Figur 1 ,
Figur 6 eine weitere Detailansicht der Antriebsanordnung der Figur 1 ,
Figur 7 eine vereinfachte schematische Detailansicht des Getriebes der Antriebsanordnung der Figur 1 ,
Figur 8 eine Detailansicht der Antriebsanordnung der Figur 1 im am Fahrradrahmen des Elektrofahrrads montierten Zustand,
Figur 9 eine Schnittansicht einer Antriebsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Figur 10 eine vereinfachte schematische Detailansicht eines Getriebes einer Antriebsanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung Figur 1 zeigt eine vereinfachte schematische Ansicht eines Elektrofahrrads 100 mit einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Antriebsanordnung 1 ist in einer Schnittansicht in der Figur 2 dargestellt. Details der Antriebsanordnung 1 des ersten Ausführungsbeispiels sind in den Figuren 3 bis 8 dargestellt.
Die Antriebsanordnung 1 weist einen Kurbeltrieb 2 mit zwei bezüglich einer Tretachse 22a gegenüberliegenden Kurbeln 21 auf. An den Kurbeln 21 sind Pedale 25 angeordnet, über welche ein Fahrer mittels Muskelkraft ein Fahrerdrehmoment an der Antriebsanordnung 1 erzeugen kann.
Zudem umfasst der Kurbeltrieb 2 eine Abtriebswelle 22, welche drehfest mit den Kurbeln 21 verbunden ist, und zwei Lager 23, 24 zur drehbaren Lagerung der Abtriebswelle 22.
Die Antriebsanordnung 1 umfasst ferner ein Abtriebselement 3, welches ein Kettenblatt ist, und welches drehfest mit einer Abtriebsschnittstelle 35 der Abtriebswelle 22 verbunden ist, und eine Fahrradkette 107 als Übertragungselement, welche in Eingriff mit dem Kettenblatt 3 steht.
Zur Unterstützung des Fahrerdrehmoments mit einem zusätzlichen Motormoment, umfasst die Antriebsanordnung 1 einen Motor 4, vorzugsweise einen Elektromotor, der insbesondere von einem (nicht dargestellten) elektrischen Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt wird, und der eingerichtet ist, das Motormoment, zu erzeugen.
Die Antriebsanordnung 1 ist vorzugsweise mittels eines Gehäuses 40 an einem Fahrradrahmen 101 des Elektrofahrrads 100 befestigt.
Die Abtriebswelle 22 ist mittels der beiden Lager 23, 24 in dem Gehäuse 40 gelagert. Dabei weist das Gehäuse 40 am Abtriebs-abgewandten Lager 23 einen Lagerbund 43 auf, innerhalb welchem das Lager 23 angeordnet ist (vgl. Figur 3). Insbesondere ist der Lagerbund 43 integraler Bestandteil des Gehäuses 40. Zudem umfasst die Antriebsanordnung 1 ein Getriebe 8. Das Getriebe 8 ist eingerichtet zur Drehmomentübertragung zwischen einer Motorwelle 42 des Motors 4 und der Abtriebswelle 22.
Das Getriebe 8 ist dabei entlang der Richtung der Tretachse 22a zwischen dem Motor 4 und der Abtriebsschnittstelle 35 angeordnet. In Bezug auf eine Fahrtrichtung A (vgl. Figur 1 und 2) befindet sich somit die Abtriebsschnittstelle 35 auf der rechten Seite der Abtriebswelle 22 und der Motor 4 auf der linken Seite. Mit anderen Worten bildet der Motor 4 abgesehen von der linken Kurbel 22 das am weitesten links liegende Element der Antriebsanordnung 1.
Bei dem Getriebe 8 handelt es sich um ein zweistufiges Stirnradgetriebe. Das heißt, das Getriebe 8 umfasst mehrere als Stirnräder ausgebildete Zahnräder, die zur Drehmomentübertragung ineinandergreifen. Deren Anordnung wird im Folgenden genauer beschrieben.
Bei der Antriebsanordnung 1 sind die Motorwelle 42 des Motors 4 und die Abtriebswelle 22 parallel zueinander und in einem Abstand voneinander angeordnet.
Die Motorwelle 42 des Motors 4 ragt in axialer Richtung über den Rotor des Motors 4 hinaus. An diesem überstehenden Bereich der Motorwelle 42 ist eine Motorverzahnung 84 ausgebildet.
Die Motorverzahnung 84 steht im Eingriff mit einem ersten Zahnrad 81 des Getriebes 8. Das erste Zahnrad 81 ist drehfest mit einer Zwischenwelle 85 des Getriebes 8 verbunden. Die Zwischenwelle 85 erstreckt sich entlang einer Zwischenwellenachse 80 und ist um diese Zwischenwellenachse 80 frei rotierbar angeordnet.
Zusätzlich umfasst das Getriebe 8 ein zweites Zahnrad 82, das ebenfalls drehfest mit der Zwischenwelle 85 verbunden ist. Vorzugsweise können das erste Zahnrad 81 , das zweite Zahnrad 82 und die Zwischenwelle 85 gemeinsam als ein einstückiges Bauteil ausgebildet sein, oder alternativ als separate miteinander verbundene Bauteile. Zudem umfasst das Getriebe 8 ein drittes Zahnrad 83, das um die Tretachse 22a rotierbar angeordnet ist. Zwischen dem dritten Zahnrad 83 und der Abtriebswelle 22 befindet sich dabei ein Freilauf 89, der entweder eine drehfeste Verbindung oder eine relativ zueinander frei rotierbare Anordnung von drittem Zahnrad 83 und Abtriebswelle 22 ermöglicht.
Die Drehmomentübertragung des mittels des Motors 4 erzeugten Motormoments kann somit von der Motorwelle 42 über die Motorverzahnung 84 und das erste Zahnrad 81 zur Zwischenwelle 85 und über das zweite Zahnrad 82 und das dritte Zahnrad 83 und den entsprechend geschalteten Freilauf 89 an die Abtriebswelle 22 erfolgen.
Die Antriebsanordnung 1 bietet dabei durch die parallele Anordnung von Motor 4 und Abtriebswelle 22 den Vorteil, dass eine besonders flexible Bauform der Antriebsanordnung 1 ermöglicht werden kann. Dabei kann der Motor 4, der geometrisch das größte Element der Antriebsanordnung 1 bildet, durch die parallele Anordnung zur Abtriebswelle 22 besonders vorteilhaft positioniert werden.
Bei einem motorunterstützten Betrieb des Elektrofahrrads 100 erfolgt eine Anpassung des Motormoments in Abhängigkeit des durch den Fahrer aufgebrachten Fahrerdrehmoments. Das Fahrerdrehmoment wird dabei durch eine Bestimmung einer Lagerkraft 59 an dem Abtriebs-seitigen Lager 24 ermittelt, wie nachfolgend beschrieben.
Zur Bestimmung des Fahrerdrehmoments basierend auf der Lagerkraft 59 werden mehrere bekannte mechanische und geometrische Zusammenhänge sowie das aus dem Betrieb des Motors 4 bekannte Motormoment verwendet. Im Detail wird dabei der Zusammenhang verwendet, dass eine für den Vortrieb des Elektrofahrrads 100 relevante Abtriebskraft 60 am Kettenblatt 3 (vgl. Figur 3) an dem Abtriebs-seitigen Lager 24 eine Reaktionskraft mit gleichem Betrag und parallel dazu in entgegengesetzter Richtung hervorruft.
Bei Kenntnis der Geometrie und Mechanik des Kurbeltriebs 2 und des Motormoments des Motors 4 kann ein Anteil der Abtriebskraft 60, welcher durch den Motor 4 aufgebracht wird, also eine Motorkraft, ermittelt werden. Durch Subtrahieren der Motorkraft von der gesamten Abtriebskraft 60 kann somit auf einfache Weise die Fahrerkraft, welche dem Anteil der Abtriebskraft 60, der durch die Muskelkraft des Fahrers aufgebracht wird, entspricht, ermittelt werden. Das entsprechende Fahrerdrehmoment kann anschließend ebenfalls durch die geometrischen Eigenschaften der Antriebsanordnung 1 auf einfache Weise ermittelt werden.
Die Lagerkraft 59 wird dabei bei der vorliegenden Antriebsanordnung 1 mittels einer einfachen, kompakten und kostengünstigen Konstruktion ermittelt, welche zudem eine besonders feinfühlige und präzise Erfassung erlaubt. Hierfür weist die Antriebsanordnung 1 zwei Lagerkraftsensoren 51 , 52 auf, welche im Bereich des Abtriebs-seitigen Lagers 24 angeordnet sind.
Die Anordnung der beiden Lagerkraftsensoren 51 , 52 ist in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Dabei befinden sich beide Lagerkraftsensoren 51, 52 in axialer Richtung der Abtriebswelle 22 auf Höhe des Abtriebs-seitigen Lagers 24.
Jeder der beiden Lagerkraftsensoren 51, 52 ist dabei als Dehnmessstreifen ausgebildet und eingerichtet, um eine, beispielsweise aus einer mechanischen Dehnung und/oder Stauchung resultierende, Kraft 55, 56 entlang genau einer vorbestimmten Richtung, nämlicher in radialer Richtung bezüglich der Tretachse 22a, zu erfassen.
Die beiden Lagerkraftsensoren 51, 52 sind mit einer Erfassungseinheit 6 verbunden, welche die jeweiligen Kräfte 55, 56 bestimmt und zudem die Bestimmung aller weiteren Kräfte und Momente vornimmt.
Die Lagerkraftsensoren 51, 52 sind dabei an einer radial äußeren Seite einer Lageraufnahme 5 angeordnet. Die Lageraufnahme 5 ist ein zu dem Gehäuse 40 des Motors 4 separat ausgebildetes Bauteil, welches insbesondere als Lagerschale ausgebildet ist. In dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Lageraufnahme 5 eine im wesentlichen kreisringförmige Außengeometrie auf.
In Figur 4 ist eine perspektivische Ansicht der Lageraufnahme 5 dargestellt. Das Lager 24 ist dabei in einer Aussparung der Lageraufnahme 5 angeordnet, wobei im unbelasteten Zustand vorzugsweise im Wesentlichen der gesamte Innenumfang der Lageraufnahme 5 in Kontakt mit einem Außenumfang des Lagers 24 steht.
Die Lageraufnahme 5 ist zudem geschlitzt ausgebildet, mit einem Schlitz 57, der sich in radialer Richtung vollständig durch die gesamte Lageraufnahme 5 erstreckt.
Die Lageraufnahme 5 weist zudem einen Befestigungsbereich 50 auf, der am Gehäuse 40 befestigt ist. Der Befestigungsbereich 50 ist eine axiale Stirnseite der Lageraufnahme 5, welche vollflächig in Kontakt mit einem Befestigungselement 50a steht, welches am Gehäuse 40 fixiert ist.
Dabei ist die Lageraufnahme 5 in einer Aussparung 65 des Gehäuses 4 angeordnet (vgl. Figur 6). Die Aussparung 65 ist kreisrund und koaxial zur Tretachse 22a angeordnet. Die Aussparung 65 kann beispielsweise, wie in der Figur 6 zu erkennen, gestuft ausgebildet sein, und sich vollständig durch eine Wand des Gehäuses 4 hindurch erstrecken. Dabei ragt die (in Figur 6 nicht dargestellte) Abtriebswelle 22 vollständig durch die Aussparung 65 des Gehäuses 4 hindurch.
Zudem umfasst die Anordnung 10 das separate Befestigungselement 50a, mittels welchem die Fixierung der Lageraufnahme 5 im Gehäuse 4 erfolgt. Bei dem Befestigungselement 50a handelt es sich um eine kreisrunde Ringscheibe, die beispielsweise aus Metall gebildet sein kann.
Die Lageraufnahme 5 ist am Befestigungsbereich 50 mittels einer Schweißverbindung 58b am Befestigungselement 50a fixiert. Dabei erstreckt sich die Schweißverbindung 58b vollflächig über den gesamten Befestigungsbereich 50 für eine feste und zuverlässige Verbindung. Analog dem ersten Ausführungsbeispiel ist zwischen den Biegebalken 53 der Lageraufnahme 5 und dem Befestigungselement 50a ein kleiner axialer Spalt vorhanden für eine ungehinderte Beweglichkeit der Biegebalken 53. Das Befestigungselement 50a weist einen dem Innendurchmesser der Aussparung 65 entsprechenden Außendurchmesser auf.
Das Befestigungselement 50a ist dabei unbeweglich am Gehäuse 40 fixiert, beispielsweise mittels einer Pressverbindung und/oder mittels einer Schweißverbindung und/oder mittels einer Klebeverbindung. Somit erfolgt mittels des Befestigungselements 50a eine indirekte Befestigung der Lageraufnahme am Gehäuse 40 der Motor 4.
Zudem weist die Lageraufnahme 5 zwei Biegebalken 53 auf, welche jeweils zwischen dem Schlitz 57 und dem Befestigungsbereich 50 angeordnet sind. Die Biegebalken 53 sind derart ausgebildet, dass diese sich in radialer Richtung verformen können. In der Figur 4 sind die Biegebalken 53 mittels einer Schraffur gekennzeichnet.
An der radial äußeren Seite jedes Biegebalkens 53 befindet sich jeweils eine ebene Abflachung 41, an der der jeweilige Lagerkraftsensor 51 , 52 angeordnet ist.
Die Lageraufnahme 5 ist dabei derart ausgebildet und am Befestigungselement 50a fixiert, dass eine radial äußere Außenabmessung 53b des freien Endes 53a des Biegebalkens 53 um ein vorbestimmtes Spaltmaß 53c (vgl. Figur 4) kleiner ist als eine Außenabmessung des Befestigungselements 50a und damit ebenfalls als eine Innenabmessung 65a der Aussparung 65. Dadurch wird bewirkt, dass der Innenumfang der Aussparung 65 als Anschlag wirkt. Das heißt, wenn einer der Biegebalken 53 durch die Lagerkraft 59 nach radial außen verformt wird, wird diese Verformung durch Anliegen des freien Endes 53a des Biegebalkens 53 am Innenumfang der Aussparung 65 begrenzt. Damit kann eine besonders einfache und leichtgewichtige Konstruktion der Antriebsanordnung 1 bereitgestellt werden. Zudem ist diese dadurch besonders einfach und kostengünstig herstellbar.
Wird durch die Tretkraft des Fahrers der Kurbeltrieb 2 belastet, so bewirkt dies die Lagerkraft 59 am Lager 24. Da das Lager 24 mittels der Lageraufnahme 5 im Gehäuse 40 des Motors 4 gehalten ist, wirkt sich diese Lagerkraft 59 entsprechend auf die Lageraufnahme 5 aus. Durch die spezielle Ausgestaltung der Lageraufnahme 5 mit den beweglichen Biegebalken 53 führt die Lagerkraft 59 zu einer Auslenkung der Biegebalken 53 in radialer Richtung. Mittels der als Dehnmessstreifen ausgebildeten Lagerkraftsensoren 51 , 52 kann diese Verformung erfasst werden.
Anhand der oben beschriebenen vorbekannten geometrischen und mechanischen Eigenschaften der Anordnung 10 kann basierend auf den erfassten Verformungen die gesamte resultierende Lagerkraft 59, nämlich die Lagerkraft-Richtung und der Lagerkraft-Betrag, ermittelt werden.
Durch die freie Beweglichkeit der Biegebalken 53 in radialer Richtung kann dabei bei entsprechender mechanischer Auslegung eine besonders feinfühlige Erfassung ermöglicht werden. Das heißt, beispielsweise durch entsprechende Auslegung der Dicken der Biegebalken 53 in axialer und/oder radialer Richtung, kann ermöglicht werden, dass bereits bei kleinen Lagerkräften eine eindeutig messbare Verformung auftritt. Insbesondere kann somit eine Erfassung niedriger Drehmomente, die durch den Fahrer aufgebracht werden, mit hoher Genauigkeit ermöglicht werden.
Um eine besonders hohe Genauigkeit durch eine möglichst unbeeinflusste Verformung der Biegebalken 53 zu gewährleisten, sind die Biegebalken 53 in axialer Richtung von dem Befestigungselement 50a, an dem der Befestigungsbereich 50 der Lageraufnahme 5 anliegt, beabstandet. Das heißt, in axialer Richtung liegt zwischen einer dem Befestigungselement 50a zugewandten axialen Stirnseite 50b jedes Biegebalkens 53 und dem Befestigungselement 50a, an der entsprechend die Stirnseite 50a des Befestigungsbereichs 50 anliegt, jeweils ein Spalt vor. Dadurch wird die Verformung der Biegebalkens 53 beispielsweise nicht durch eine Reibung beeinflusst.
Weiterhin können die Biegebalken 53 und/oder das Lager 24 so ausgebildet sein, dass zwischen der radial inneren Seite der Biegebalken 53 und der radial äußeren Seite des Lagers 24 ein Bereich mit möglichst niedriger Reibung ausgebildet ist, sodass beispielsweise eine Verfälschung der Messergebnisse durch Haftreibungs-bedingte Spannungen vermieden oder reduziert werden kann. Ferner umfasst die Antriebsanordnung 1 einen Anschlag 7, der jeweils eine Bewegung jedes Biegebalkens 53 in radialer Richtung begrenzt. Der Anschlag 7 ist dabei durch das Gehäuse 40gebildet. Der Anschlag 7 befindet sich in Verlängerung des Schlitzes 57.
Um ausgehend von der ermittelten Lagerkraft 59 die an der Fahrradkette 107 wirkende Abtriebskraft 60, und damit auch wie oben beschrieben das Fahrerdrehmoment, ermitteln zu können, ist die Kenntnis der relativen Orientierung der Kettenrichtung 70 der Fahrradkette 107 und des Motors 4 zueinander, also die Einbaulage des Motors 4 am Fahrradrahmen 101, erforderlich.
Um die Abtriebskraft 60 basierend auf der Lagerkraft 59 korrekt bestimmen zu können, ist daher eine Kenntnis des geometrischen Zusammenhangs zwischen Motor 4 und Kettenrichtung 70 notwendig.
Hierfür wird eine einmalige Kalibrierung der Antriebsanordnung 1 durchgeführt. Während der Kalibrierung wird von dem Motor 4 kein Motormoment erzeugt.
Bei der Kalibrierung kann in einem ersten Schritt der Kurbeltrieb 2 so angeordnet werden, dass die Kurbeln 21 horizontal ausgerichtet sind. In dieser ersten Kalibrierkonfiguration erfolgt eine Betätigung genau einer Kurbel 21 , nämlich der in Fahrtrichtung nach vorne zeigenden Kurbel 21, mit einer Betätigungskraft. Die Betätigungskraft ist dabei vertikal, also orthogonal zur Kurbel 21 und zur Kettenrichtung 70, ausgerichtet, und wird durch eine Betätigung des Pedals durch den Fahrer aufgebracht. Dadurch wird die gesamte Betätigungskraft auf die Fahrradkette 107 übertragen. Eine entsprechende Lagerkraft 59 entspricht dabei einer resultierenden Kraft aus Betätigungskraft und Abtriebskraft 60.
In einem zweiten Schritt der Kalibrierung wird der Kurbeltrieb 2 so angeordnet, dass die Kurbeln 21 vertikal, also orthogonal zur Kettenrichtung 70, ausgerichtet sind. In dieser zweiten Kalibrierkonfiguration erfolgt eine Betätigung der unteren Kurbel 21 mit einer Betätigungskraft, welche ebenfalls vertikal, also orthogonal zur Kettenrichtung 70 und parallel zur Kurbel 21, ausgerichtet ist. Wie oben wird die Betätigungskraft durch Betätigung des Pedals 25 durch den Fahrer aufgebracht. In dieser zweiten Betätigungskonfiguration ist die Abtriebskraft 60 aufgrund der entsprechenden Ausrichtung des Kurbelbetriebs 2 gleich Null. Durch die Betätigungskraft wird dennoch eine Lagerkraft 59 hervorgerufen.
Basierend auf den jeweils in beiden Schritten der Kalibrierung erfassten Kräften 55, 56 der Lagerkraftsensoren 51, 52 kann somit aus einem Verhältnis der beiden Kräfte 55, 56 auf eine Ausrichtung der Lagerkraftsensoren 51 , 52 relativ zu den vorbekannten Stellungen der Kurbeln 21 und/oder der Fahrradkette 107 geschlossen werden. Somit kann auch die Orientierung des Motors 4 relativ zur Fahrradkette 107 bestimmt werden. Die so bestimmte Orientierung kann anschließend als Grundlage für die Ermittlung des Fahrermoments basierend auf der Lagerkraft-Richtung und dem Lagerkraft-Betrag der Lagerkraft 59 verwendet werden.
Durch die Kombination der speziellen Lagerkrafterfassung mit der parallelen Anordnung von Motor 4 und Motorwelle 42 neben der Abtriebswelle 22 kann eine besonders vorteilhafte Geometrie der Antriebsanordnung 1 bereitgestellt werden, wie nachfolgend in Bezug auf die Figuren 7 und 8 beschrieben.
Figur 7 zeigt eine vereinfachte schematische Ansicht des Getriebes 8 der Antriebsanordnung 1 des ersten Ausführungsbeispiels. Dabei sind Abmessungen und Abstände der Elemente des Getriebes 8 gekennzeichnet, welche maßgeblich für einen notwendigen Bauraum der Antriebsanordnung 8 verantwortlich sind. Zudem definieren, da es sich bei dem Getriebe 8 um ein Stirnradgetriebe handelt, die jeweiligen Außendurchmesser der Zahnräder eine Getriebeübersetzung des Getriebes 8. Wellendurchmesser, wie beispielsweise ein Außendurchmesser 22b der Abtriebswelle 22 sind insbesondere durch mechanische Randbedingungen vorgegeben.
Ausgehend von einem relativ klein gehaltenem Außendurchmesser 22b der Abtriebswelle 22 im Bereich des ersten Zahnrads 81 , sind bei dem Getriebe 8 die Zahnräder derart ausgebildet, dass ein Verhältnis eines ersten Außendurchmesser 81a des ersten Zahnrads 81 zu einem zweiten Außendurchmesser 82a des zweiten Zahnrads 82 mindestens 3,5 beträgt. Gleichzeitig sind die Zahnräder derart ausgebildet, dass ein gesamtes Übersetzungsverhältnis des Getriebes 8 mindestens 20 beträgt. Dadurch kann eine optimale Effizienz des Getriebes 8 bei gleichzeitig vorteilhaften Außenabmessungen bereitgestellt werden. Insbesondere kann ein Spalt zwischen dem ersten Zahnrad 81 und der Abtriebswelle 22, sowie damit ebenfalls ein Achsabstand 22c zwischen der Tretachse 22a und der Zwischenwellenachse 80, minimiert werden, wodurch die gesamte Antriebsanordnung 1 besonders kompakt gehalten werden kann.
Zudem kann dadurch ein vergleichsweise kleines drittes Zahnrad 83 verwendet werden, wodurch eine maximale hintere Länge der Antriebsanordnung 1 ausgehend von der Tretachse 22a nach hinten, das heißt entgegengesetzt zur Fahrtrichtung A, klein gehalten werden kann. Somit kann, wie in der Figur 8 dargestellt, eine maximale Längserstreckung 45, welche ausgehend von der Tretachse 22a bis zu einer hinteren Außenwand 46 des Gehäuses 40, welche ein entgegengesetzt zur Fahrtrichtung A liegendes hinteres Ende der Antriebsanordnung 1 bildet, besonders klein gehalten werden, bevorzugt bei maximal 125 % eines Radius 83b des dritten Zahnrad 83, besonders bevorzugt bei maximal 40 mm. Durch eine derartige insbesondere im Bereich der Abtriebswelle 22 kompakt ausgestaltete Antriebsanordnung 1 kann eine optimale Anbindung an den Fahrradrahmen 101 , sowie eine hohe Designfreiheit des Fahrradrahmens 101, beispielsweise im Bereich der Kettenstreben 101a und/oder der Sattelstütze 101b, ermöglicht werden. Beispielsweise kann dadurch eine optimierte Kinematik, insbesondere für ein als Mountainbike ausgebildetes Elektrofahrrad 100 bereitgestellt werden. So kann beispielsweise ein (nicht dargestellter) Hauptdrehpunkt eines gefederten Hinterbaus eines vollgefederten Elektrofahrrads 100 besonders nahe an der Tretachse 22a angeordnet werden.
Figur 9 zeigt eine Schnittansicht einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel mit dem Unterschied einer alternativen Anordnung der Komponenten der Antriebsanordnung 1. Im zweiten Ausführungsbeispiel ist der Motor 4 Abtriebs-seitig angeordnet, das heißt zwischen Getriebe 8 und Abtriebsschnittstelle 35. Im Detail ist der Motor 4 zwischen dem Abtriebs-seitigen Lager 24 und dem ersten Zahnrad 81 des Getriebes 8 angeordnet. Das heißt, der Motor 4 befindet sich bezüglich der Fahrtrichtung A rechts. Dadurch kann eine alternative geometrische Anordnung der Komponenten der Antriebsanordnung 1 bereitgestellt werden. Im zweiten Ausführungsbeispiel ist zudem das Anschlusselement 90 an der Leiterplatte 9 in Richtung der Seite des Abtriebs vorstehend angeordnet.
Figur 10 zeigt eine vereinfachte schematische Detailansicht eines Getriebes 8 einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 8, mit dem Unterschied eines zusätzlichen zweitens Freilauf 89b und einer alternativen Anordnung der Zahnräder des Getriebes 8.
Im dritten Ausführungsbeispiel der Figur 10 ist ein erster Freilauf 89a zwischen dem ersten Zahnrad 81 und der Zwischenwelle 85 angeordnet. Dieser erste Freilauf 89a wirkt somit als Motorfreilauf und kann eine Drehmomentübertragung vom Motor 4 an die Abtriebswelle 22 verhindern.
Zudem umfasst die Antriebsanordnung 1 im dritten Ausführungsbeispiel einen zweiten Freilauf 89b zwischen der Abtriebswelle 22 und einer Kurbelwelle 22d. Die Kurbelwelle 22d dabei drehfest mit den Kurbeln 21 verbunden. Der zweite Freilauf 89b wirkt dabei insbesondere als Fahrerfreilauf, sodass eine Drehmomentübertragung zwischen Kurbeln 21 und Abtriebswelle 22 unterbrochen werden kann.
Die Abtriebswelle 22 ist im dritten Ausführungsbeispiel als Hohlwelle ausgebildet, wobei die Kurbelwelle 22d koaxial zur Abtriebswelle 22 und im Inneren der Abtriebswelle 22 angeordnet ist.
Der zweite Freilauf 8 b ist an einem dem Motor 4 zugewandten stirnseitigen Ende der Abtriebswelle 22 angeordnet. Zudem ist im dritten Ausführungsbeispiel die zweite Getriebestufe mit zweitem Zahnrad 82 und drittem Zahnrad 83 abtriebsseitig angeordnet. Das heißt, die erste Getriebestufe mit erstem Zahnrad 81 und viertem Zahnrad 84 ist Motor-zugewandt, also zwischen dem Motor 4 und der zweiten Getriebestufe angeordnet. Dabei liegt die erste Getriebestufe axial vor der kurzen Abtriebswelle 22. Dadurch kann bei insgesamt möglichst kompakter Geometrie der Antriebsanordnung 1 ein großes erstes Zahnrad 81 verwendet werden, sodass ein großes Verhältnis von erstem Außendurchmesser 81a zu zweitem Außendurchmesser 82a bereitgestellt werden kann.

Claims

Ansprüche
1 . Antriebsanordnung eines mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugs (100), insbesondere eines Elektrofahrrads, umfassend:
- eine Abtriebswelle (22), welche eingerichtet ist zur Verbindung mit Kurbeln (21) eines Kurbeltriebs (2),
- einen Motor (4), welcher eingerichtet ist, ein Motormoment zur Unterstützung eines durch einen Fahrer aufgebrachten Fahrerdrehmoments an der Abtriebswelle (22) zu erzeugen,
- wobei eine Motorwelle (42) des Motors (4) und die Abtriebswelle (22) parallel zueinander und in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind,
- zumindest ein Lager (24), mittels welchem die Abtriebswelle (23) gelagert ist,
- zumindest ein Lagerkraftsensor (51 , 52), insbesondere zwei Lagerkraftsensoren (51 , 52),
- wobei der Lagerkraftsensor (51 , 52) eingerichtet ist, eine Kraft (55, 56) zu erfassen, und
- eine Erfassungseinheit (6), welche eingerichtet ist, um eine Lagerkraft (59) am Lager (24) basierend auf der durch den Lagerkraftsensor (51 , 52) erfassten Kraft (55, 56) zu erfassen.
2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 , wobei die beiden Lagerkraftsensoren (51 , 52) an unterschiedlichen Umfangspositionen bezogen auf die Abtriebswelle (22) angeordnet sind.
3. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- umfassend zwei Lager (23, 24) zur Lagerung der Abtriebswelle (22),
- wobei die Abtriebswelle (22) eine Abtriebsschnittstelle (35) aufweist, welche eingerichtet ist zur Verbindung mit einem Abtriebselement (3), und
- wobei der Lagerkraftsensor (51) in axialer Richtung der Abtriebswelle (22) auf Höhe des Abtriebs-seitig angeordneten Lagers (24) angeordnet ist.
4. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Getriebe (8), welches zwischen dem Motor (4) und der Abtriebswelle (22) angeordnet ist und eingerichtet zur Drehmomentübertragung zwischen der Motorwelle (42) und der Abtriebswelle (22) über eine Zwischenwelle (85).
5. Antriebsanordnung nach Anspruch 4, wobei das Getriebe (8) als ein, insbesondere zweistufiges, Stirnradgetriebe ausgebildet ist.
6. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
- wobei das Getriebe (8) ein erstes Zahnrad (81) und ein zweites Zahnrad (82) aufweist, wobei das erste Zahnrad (81) und das zweite Zahnrad (82) drehfest mit der Zwischenwelle (85) verbunden sind,
- wobei das Getriebe (8) eine Motorverzahnung (84) aufweist, die an der Motorwelle (42) ausgebildet ist, und wobei das erste Zahnrad (81) mit der Motorverzahnung (84) in Eingriff steht,
- wobei das Getriebe (8) ein drittes Zahnrad (83) aufweist, das drehfest mit der Abtriebswelle (82) verbindbar ist, und wobei das dritte Zahnrad (83) mit dem zweiten Zahnrad (82) in Eingriff steht.
7. Antriebsanordnung nach Anspruch 6, wobei ein Verhältnis eines ersten Außendurchmessers (81a) des ersten Zahnrads (81) zu einem zweiten Außendurchmesser (82a) des zweiten Zahnrads (82) mindestens 3, bevorzugt mindestens 3,5 , beträgt.
8. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes (8) mindestens 15, bevorzugt mindestens 20, beträgt.
9. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebsanordnung (1) ein Gehäuse (40) aufweist, wobei eine maximale Längserstreckung (45) ausgehend von einer Tretachse (22a) bis zu einer Außenwand (46) des Gehäuses (40) auf einer dem Motor (4) abgewandten Seite beträgt maximal 150 %, bevorzugt maximal 130 %, besonders bevorzugt maximal 125%, insbesondere mindestens 115%, eines Radius (83b) des dritten Zahnrads (83), insbesondere maximal 40 mm, beträgt.
10. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei der Motor (4) auf einer der Abtriebsschnittstelle (35) abgewandten Seite des Getriebes (8) angeordnet ist, oder wobei der Motor (4) auf einer der Abtriebsschnittstelle (35) zugewandten Seite des Getriebes (8) angeordnet ist.
11 . Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen ersten Freilauf (89a) zwischen der Motorwelle (42) und der Abtriebswelle (22).
12. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen zweiten Freilauf (89b) zwischen der Abtriebswelle (22) und einer Kurbelwelle (22d), welche insbesondere drehfest mit den Kurbeln (21) verbunden ist.
13. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Lageraufnahme (5), welche das Lager (24) zumindest teilweise ringförmig umgreift.
14. Antriebsanordnung nach Anspruch 13, wobei an der Lageaufnahme (5) ein in radialer Richtung biegbarer Biegebalken (53) ausgebildet ist, wobei zumindest einer der Lagerkraftsensoren (51 , 52) an dem Biegebalken (53) angeordnet ist.
15. Antriebsanordnung nach Anspruch 13 oder 14, wobei ein Teilbereich der Lageraufnahme (5) als der in radiale Richtung biegbare Biegebalken (53) ausgebildet ist, und wobei die Lageraufnahme (5) einen, insbesondere radialen, Schlitz (57) aufweist, und wobei der Biegebalken (53) an den Schlitz (57) angrenzt.
16. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Lageraufnahme (5) zwei Biegebalken (53) aufweist, und wobei jedem Biegebalken (53) einer der beiden Lagerkraftsensoren (51 , 52) angeordnet ist.
17. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, ferner umfassend einen Anschlag (7) der eine Bewegung des Biegebalkens (53) in radialer Richtung begrenzt, insbesondere wobei der Anschlag (7) derart angeordnet ist, dass im unbelasteten Zustand des Lagers (24) ein vorbestimmter Luftspalt (70) zwischen einem freien Ende (53a) des Biegebalkens (53) und dem Anschlag (7) angeordnet ist.
18. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lagerkraftsensor (51) einen Dehnmessstreifen und/oder ein Piezoelement und/oder einen Magnetsensor aufweist.
19. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Kurbeltrieb (2) mit Kurbeln (21), wobei die Kurbeln (21) mit der Abtriebswelle (22) verbunden sind.
20. Mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbares Fahrzeug, umfassend eine Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
21. Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte:
- Ermitteln von Kräften (55, 56) mittels des zumindest einen Lagerkraftsensors (51, 52), insbesondere der beiden Lagerkraftsensoren (51 , 52), und
- Ermitteln einer Lagerkraft (59) am Lager (24) basierend auf der durch den Lagerkraftsensor (51 , 52) erfassten Kraft (55, 56).
22. Verfahren nach Anspruch 21 , ferner umfassend die Schritte:
- Ermitteln einer Abtriebskraft (60) an dem Abtriebselement (3) basierend auf der ermittelten Lagerkraft (59), und
- Ermitteln des durch den Fahrer aufgebrachten Fahrerdrehmoments basierend auf der Abtriebskraft (60) und einem Motormoment des Motors (4).
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, ferner umfassend den Schritt:
- Steuern eines von dem Motor (4) erzeugten Motormoments in Abhängigkeit der ermittelten Lagerkraft (59).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010001775A1 (de) 2010-02-10 2011-08-11 Robert Bosch GmbH, 70469 Elektrisches Fahrrad mit pedalkraftgesteuertem elektrischem Antrieb
WO2013001698A1 (ja) * 2011-06-28 2013-01-03 パナソニック株式会社 電動自転車のトルク検出装置
EP2615022A1 (de) * 2012-01-10 2013-07-17 Robert Bosch GmbH Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrrad mit Kraftmessung zur Fahrerwunscherkennung
DE102022117181A1 (de) * 2021-07-30 2023-02-02 Shimano Inc. Antriebseinheit für ein vom menschen angetriebenes fahrzeug und spindeleinheit für ein vom menschen angetriebenes fahrzeug
DE102022209899A1 (de) * 2021-10-06 2023-04-06 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Antriebsanordnung eines Elektrofahrrads

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010001775A1 (de) 2010-02-10 2011-08-11 Robert Bosch GmbH, 70469 Elektrisches Fahrrad mit pedalkraftgesteuertem elektrischem Antrieb
WO2013001698A1 (ja) * 2011-06-28 2013-01-03 パナソニック株式会社 電動自転車のトルク検出装置
EP2615022A1 (de) * 2012-01-10 2013-07-17 Robert Bosch GmbH Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrrad mit Kraftmessung zur Fahrerwunscherkennung
DE102022117181A1 (de) * 2021-07-30 2023-02-02 Shimano Inc. Antriebseinheit für ein vom menschen angetriebenes fahrzeug und spindeleinheit für ein vom menschen angetriebenes fahrzeug
DE102022209899A1 (de) * 2021-10-06 2023-04-06 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Antriebsanordnung eines Elektrofahrrads

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