CZ2012704A3 - Řízení elektrického pohonu kola při změně převodu - Google Patents

Abstract

Řízení elektrického pohonu jízdního kola při změně převodu je takové, že při použití ovladače měniče převodu jízdního kola s elektropohonem dojde k přerušení nebo omezení tahu pohonné jednotky. Řízení elektrického pohonu jízdního kola při změně převodu je konkrétně takové, že v mechanismu ovladače měniče převodu jízdního kola s elektropohonem je instalováno zařízení, které přímo, nebo prostřednictvím řídícího elektronického systému, přeruší, nebo omezí působení pohonné jednotky.

Description

Řízení elektrického pohonu jízdního kola při změně převod^/

Oblast techniky

Vynález se týká technického řešení řízení elektrického pohonu jízdního kola s přídavným nebo hlavním elektrickým motorem, a to při změně převodového stupně měničem převodu. Středový elektrický pohon je umístěný tak, že se jeho výkon přenáší přes převodník s klikami a pedály na hnané kolo prostřednictvím řetězového převodu s víceřadým převodníkem a víceřadým pastorkem na hnaném náboji, nebo jednoduchým převodníkem a vícerýchlostní převodovkou, včetně kombinací těchto systémů.

Dosavadní stav techniky

Pro pomocné elektrické pohony se používají elektromotory, jejichž výkon je přenášen systémem převodů na převodník a pomocí řetězu na hnané kolo. Systémy jsou vybaveny řazením převodových stupňů přesouváním řetězu mezi jednotlivými pastorky a převodníky pomocí měničů převodů (přesmykač, přehazovačka), nebo vnitřními převodovkami v náboji hnaného kola. Jedná se o standardní systém řazení jízdních kol, který není schopen spolehlivě pracovat v případě, že je motor v záběru. Síla motoru způsobuje napětí řetězu, které standardní přesmykače nepřekonají a nedojde k přesunutí řetězu na vedlejší převodník. Řazení na pastorku je nepřesné, dochází k přeskočení řetězu, nadměrnému příčnému ohybu řetězu a silným rázům do celého systému, což způsobuje zvýšené opotřebení, a snižuje bezpečnost provozu, dochází k přetržení, zaseknutí nebo spadnutí řetězu. V případě použití vnitřní převodovky ve hnaném kole, dochází k omezení schopnosti řadit, díky nadměrnému tahu řetězu. Motory s přenosem síly na převodník jsou výhodné z hlediska lepšího využití energie, ale jejich použití je limitováno možnostmi standardních komponentů převodového mechanismu jízdních kol. Výrobci elektrokol s tímto systémem přídavného pohonu nemohou, vzhledem k těmto omezením, používat přesmykače pro

Stránka 1 ζφ víceřadé převodníky. Přehazovačky i pastorky trpí nadměrným opotřebením, a jejich seřízení je obtížné, a provoz hlučný.

Podstata vynález»

Uvedené nedostatky řeší systém řízení elektrického pohonu jízdního kola při změně převodového stupně měničem převodu. Je založen na principu krátkodobého přerušení nebo omezení činnosti motoru v okamžiku, kdy je uveden v činnost mechanismus pro změnu převodů. V mechanismu řazení je nainstalováno zařízení, které přímo, nebo prostřednictvím řídícího elektrického systému, omezí nebo přeruší působení motoru na dobu potřebnou k plynulé změně převodového stupně. Alternativně může dojít k rozpojení spojky, v případě, že je jí pohonná jednotka vybavena. Pro správnou funkci změny převodového stupně systém přeruší nebo omezí tah motoru ve chvíli, kdy jezdec použije ovládací prvek pro změnu převodového stupně. K obnovení tahu motoru dojde ve chvíli, kdy jezdec přestane působit na ovládací prvek. Alternativně může k obnovení tahu motoru dojít po uplynutí časového intervalu nastaveného v programu řídícího elektrického systému, pokud je použit. Alternativně je možné systém sekundárně řídit podle způsobu a rychlosti jízdy, indikovaného pomocnými systémy, jako jsou například rychlostní sonda, snímač síly a kadence šlapání. Výhodou tohoto systému je, že v průběhu změny převodových stupňů vytvoří v řadícím mechanismu podmínky, pro které je konstrukčně uzpůsoben, tedy podmínky provozu běžného jízdního kola.

Příklady uskutečnění wnáleaut

1) Elektricky asistované jízdní kolo je vybaveno trojřadým převodníkem a víceřadým pastorkem. Jezdec provádí změnu převodu prostřednictvím lanka řadicí pákou na řidítku. Páka je vybavena snímačem polohy, který je aktivován v počáteční fázi pohybu páky. Signál snímače je veden do řídící jednotky, která přeruší nebo omezí dodávku proudu motoru. V další fázi pohybu řadicí páky se pomocí lanka změní poloha řadiče a řetěz se přesune. Na konci vratného pohybu řadící páky dojde

Stránka 2 z φ k deaktivaci snímače a obnovení dodávky proudu motoru. V časovém úseku mezi aktivací a deaktivací snímače je kolo poháněno pouze silou jezdce, či pohonem se sníženou mírou podpory. Toto provedení je určeno pro všechny typy jízdních kol s elektrickým asistenčním pohonem (PEDELEC), nebo elektrickým hlavním pohonem (e-bike), především sportovní modely (MTB, Cross, Trekking)

2) Elektricky asistované jízdní kolo s motorem působícím na převodník, je vybaveno jednoduchým převodníkem a vícerychlostní planetovou převodovkou v náboji hnaného kola. Řazení je prováděno otočnou rukojetí prostřednictvím lanka. Rukojeť je vybavena snímačem pohybu na bázi hallova senzoru a magnetů na obvodu. Při otočení rukojeti dojde k aktivaci snímače připojeného k řídící jednotce pohonu. Na základě signálu snímače jednotka přeruší nebo omezí tah motoru. Čas přerušení je naprogramován na 1 s. Po uplynutí naprogramovaného času dojde k obnovení tahu motoru. Toto provedení je určeno pro všechny typy jízdních kol s elektrickým asistenčním pohonem (PEDELEC), nebo elektrickým hlavním pohonem (e-bike),p ředevším městské, cestovní, skládací.

3) Elektricky asistované jízdní kolo je vybaveno trojřadým převodníkem a víceřadým pastorkemJezdec provádí změnu převodu prostřednictvím lanka řadicí pákou na řidítku. Řadicí páka je vybavena snímačem polohy, který je aktivován v počáteční fázi pohybu páky. Signál snímače je veden do řídící jednotky, která přeruší nebo omezí činnost motoru na programem určený časový úsek. V další fázi pohybu páky se pomocí lanka změní poloha řadiče a řetěz se přesune. Po uplynutí programem řízeného času dojde k obnovení tahu motoru. Kolo je vybaveno snímačem rychlosti šlapání. Řídící jednotka je programována tak, aby vyhodnotila rychlost (kadenci) šlapání. V případě nízké kadence je čas přerušení delší, při vyšší kadenci kratší. Uživatel má možnost tyto hodnoty přizpůsobit podle vlastní potřeby,nezávisle pro převodník a pastorek. Toto provedení je určeno pro všechny typy jízdních kol s elektrickým asistenčním pohonem (PEDELEC), především komfortní modely s velkým počtem a rozsahem převodů (MTB, cestovní, atd.).

Stránka 3ζφ ¼

4) Elektricky asistované jízdní kolo je vybaveno trojřadým převodníkem a víceřadým pastorkem.Jezdec provádí změnu převodu prostřednictvím lanka řadicí pákou na řidítku. Řadicí páka je vybavena snímačem polohy, který je aktivován v počáteční fázi pohybu páky. Signál snímače je veden do řídící jednotky, která přeruší nebo omezí činnost motoru na programem určený časový úsek. V další fázi pohybu páky se pomocí lanka změní poloha řadiče a řetěz se přesune. Po uplynutí programem řízeného času dojde k obnovení původní úrovně tahu motoru. Kolo je vybaveno torzním snímačem síly šlapání. Řídící jednotka je programována tak, aby vyhodnotila sílu šlapání .V případě nízké hodnoty síly šlapání je snížen výkon motoru, při vyšší hodnotě dojde k přerušení. Uživatel má možnost tyto hodnoty přizpůsobit podle vlastní potřeby, nezávisle pro převodník a pastorek. Toto provedení je určeno pro všechny typy jízdních kol s elektrickým asistenčním pohonem (PEDELEC), především komfortní modely s velkým počtem a rozsahem převodů (MTB, cestovní, atd.).

Průmyslová využitelnosti

V současné době jsou výrobci jízdních kol se středovým elektrickým přídavným pohonem nuceni používat jednořadé převodníky, které jezdci nejsou schopné poskytnou požadovanou škálu převodů v okamžiku nuceného odpojení pohonu z důvodu nedostatku energie v baterii, při současné potřebě dokončit jízdní trasu bez podpory motoru, obzvláště pak ve zvlněném či kopcovitém terénu.

Systém řízení elektrického pohonu jízdního kola při změně převodu umožní výrobcům jízdních kol s elektrickým přídavným pohonem používat víceřadé převodníky, tedy nabídnou širší rozsah převodů. Právě tento nedostatek do této doby bránil rychlejšímu nástupu středových pohonů, ve srovnání s pohony v nábojích kol.

Systém dále zvýší spolehlivost, životnost a bezpečnost provozu všech řadicích mechanismů používaných na jízdních kolech s elektrickým přídavným pohonem, a to tím, že jsou tyto systémy, díky odpojení pohonu v průběhu změny převodových stupňů, podstatně méně namáhány. Sníží se i riziko nehod způsobených zablokovaným řetězem, či jinou mechanickou poruchou přenosu výkonu.

Claims (2)

1. Patentové nároky ]Jf. Systém řízení elektrického pohonu jízdního kola při změně převodu vyznačený tím, že při použití ovladače měniče převodu jízdního kola s elektropohonem dojde k přerušení nebo omezení tahu pohonné jednotky.
2. 2)(. Systém řízení elektrického pohonu jízdního kola při změně převodu podle nároku lf vyznačený tím, že v mechanismu ovladače měniče převodu jízdního kola s elektropohonem je instalováno zařízení, které přímo, nebo prostřednictvím řídícího elektronického systému, přeruší, nebo omezí působení pohonné jednotky.