(57)【要約】      （修正有）【課題】低温の場合にも制限なく即座に使用可能な移動手段を提供すること。【解決手段】電気及び／又は筋力によって駆動可能な移動手段、特に電動自転車又は電動スクーターにおいて、前記移動手段は、電気駆動部３とバッテリ１１とを備えた駆動ユニットと、前記駆動ユニットを制御するための制御ユニット１０と、前記駆動ユニットの少なくとも１つの部分の温度、特に前記バッテリの温度を検出するための温度センサと、を含み、前記制御ユニット１０は、前記駆動ユニットの前記少なくとも１つの部分、特に前記バッテリを加熱するために、前記電気駆動部３によって熱が形成されるように、前記温度センサの温度信号に基づいて前記電気駆動部３を駆動するように構成されていることを特徴とする移動手段。【選択図】図１
2016013833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気及び／又は筋力によって駆動可能な移動手段、特に電動自転車又は電動スクーターにおいて、前記移動手段は、
・電気駆動部（３）とバッテリ（１１）とを備えた駆動ユニットと、
・前記駆動ユニットを制御するための制御ユニット（１０）と、
・前記駆動ユニットの少なくとも１つの部分の温度、特に前記バッテリの温度を検出するための温度センサ（１２，１３，１４，１５）と、
を含み、
前記制御ユニット（１０）は、前記駆動ユニットの前記少なくとも１つの部分、特に前記バッテリを加熱するために、前記電気駆動部（３）によって熱が形成されるように、前記温度センサ（１２，１３，１４，１５）の温度信号に基づいて前記電気駆動部（３）を駆動するように構成されている、
ことを特徴とする移動手段。
【請求項２】
前記電気駆動部（３）のロータを回転させることなく、前記電気駆動部（３）によって熱が形成されるように、前記電気駆動部（３）を駆動する、
ことを特徴とする請求項１記載の移動手段。
【請求項３】
前記制御ユニット（１０）は、熱を形成するために準最適な状態で前記電気駆動部（３）を駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の移動手段。
【請求項４】
前記制御ユニット（１０）は、前記移動手段の走行中に、熱を形成するために準最適な状態で前記電気駆動部（３）を駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の移動手段。
【請求項５】
前記電気駆動部（３）は、少なくとも１つのプラスチック部品、特にプラスチック歯車を含み、前記少なくとも１つのプラスチック部品は、前記電気駆動部によって加熱される、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の移動手段。
【請求項６】
前記制御ユニット（１０）は、前記電気駆動部（３）の温度が所定の温度に満たない場合に、前記電気駆動部（３）によるトルク供給を阻止するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の移動手段。
【請求項７】
前記電気駆動部（３）は、少なくとも１つのセンサ、特に回転数センサ、及び／又は、トルクセンサ、及び／又は、傾斜センサを含み、
前記センサは、前記電気駆動部（３）によって形成された熱によって直接加熱されるように前記電気駆動部（３）に配置されている、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の移動手段。
【請求項８】
前記バッテリ（１１）は、前記駆動部（３）によって加熱される、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の移動手段。
【請求項９】
複数の温度センサ、
・特に、前記電気駆動部の機械部品の温度を検出するための第１温度センサ（１２）、及び／又は、
・特に、前記電気駆動部の電子部品の温度を検出するための第２温度センサ（１３）、及び／又は、
・特に、別のセンサの温度、特に回転数センサ及び／又はトルクセンサ及び／又は傾斜センサの温度を検出するための第３温度センサ（１４）、及び／又は、
・特に、前記電気駆動部の潤滑剤の温度を検出するための第４温度センサ（１５）、
が設けられている
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の移動手段。
【請求項１０】
前記制御ユニット（１０）は、前記電気駆動部によって複数の異なる熱量を出力するために、前記電気駆動部（３）を複数の異なる効率範囲で駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の移動手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温、特に０℃未満の温度に対するロバスト性が改善された、電気及び／又は筋力によって駆動可能な移動手段、特に電動自転車又は電動スクーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気及び／又は筋力によって駆動可能な移動手段は、電動自転車又は電動スクーターの形態で近年ますます人気が高まっている。このような移動手段では、電気駆動部と、電気駆動部に給電するためのバッテリとを備えた駆動ユニットが設けられている。このような駆動ユニットは、通常、例えば−１０℃から＋４０℃の間の限定された温度範囲において動作するよう設計されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば電動自転車又は電動スクーターの場合には、コスト及び軽量化の理由から、電気駆動部にプラスチック部品が使用されることが多い。この場合には温度が低すぎると、電気駆動部の部品の機械的損傷が発生したり、センサ又は制御素子等のような部品が故障したりする可能性がある。例えば特にプラスチック歯車の場合には脆弱性が高いので、低温の場合には歯が損傷乃至欠損してしまう危険性がある。従って、このような移動手段が、低温の場合にも制限なく即座に使用可能な状態となっていることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
これに対し、請求項１に記載された特徴を有する本発明の電気及び／又は筋力によって駆動可能な車両、特に電動自転車又は電動スクーターは、電気駆動部と、当該電気駆動部に給電するためのバッテリとを含む駆動ユニットを加熱することが可能であるという利点を有する。移動手段は、駆動ユニットを制御するための制御ユニットと、駆動ユニットの少なくとも１つの部分の温度、特にバッテリの温度を検出するための少なくとも１つの温度センサとを含む。この場合、温度は、駆動ユニットの外側及び／又は内側において検出することができる。制御ユニットは、駆動ユニットの少なくとも１つの部分、特にバッテリを加熱するために、電気駆動部によって熱が形成されるように、温度センサの温度信号に基づいて電気駆動部を駆動するように構成されている。本発明によれば、電気駆動部又は電気駆動部の個々の部分のみ、若しくは、バッテリのみ、若しくは、電気駆動部又は電気駆動部の個々の部品とバッテリとの両方、を加熱することができる。このようにして本発明によれば、検出された駆動ユニットの温度に基づいて、当該駆動ユニットを意図的に加熱することができ、これによって低温、特に０℃未満の場合にも、危険及び損傷なく動作することが可能となる。
【０００５】
従属請求項は、本発明の好ましい発展形態を示している。
【０００６】
特に好ましくは、電気駆動部のロータを回転させることなく、電気駆動部によって熱が形成されるように、電気駆動部を駆動することが可能である。従って、温度が低すぎる場合に、電気駆動部のロータ及びロータに接続された部品の回転によって当該ロータ及び当該部品が損傷してしまうということが阻止される。つまり本発明によれば、駆動ユニットが所定の温度に達するまで、すなわち電気駆動部が確実に損傷なく動作できる温度に達するまで、熱を形成するよう電気駆動部を駆動するように、制御ユニットを構成することができる。温度限界値は、例えば０℃とすることができる。
【０００７】
できるだけ多くの熱を形成するために、電気駆動部は、好ましくは熱を形成するために準最適な状態で駆動される。
【０００８】
本発明の別の１つの好ましい実施形態によれば、電気駆動部は、移動手段の走行中に、熱を形成するために準最適な状態で駆動される。つまり例えば、外部温度が低い場合に下り坂走行した場合には、走行風によって電気駆動部が冷却される可能性があるので、駆動ユニットを所定の温度に保つために、熱を形成するよう電気駆動部を駆動させることができる。好ましくは、電気駆動部は、プラスチック部品、特にプラスチック歯車を含み、これらを電気駆動部によって加熱することができる。
【０００９】
さらに好ましくは、制御ユニットは、電気駆動部の温度が所定の温度に満たない場合に、当該電気駆動部の始動を阻止するように構成されている。
【００１０】
好ましくは、電気駆動部は、少なくとも１つのセンサを含み、このセンサは、電気駆動部によって形成された熱によって直接加熱されるように、当該電気駆動部に配置されている。
【００１１】
本発明の別の１つの好ましい実施形態によれば、駆動ユニットのバッテリは、電気駆動部によって加熱されるように、当該電気駆動部に配置されている。こうすることによって特に、バッテリのセルの経年劣化を遅らせることができる。バッテリのセルの容量を増加させることもできる。
【００１２】
本発明の別の１つの好ましい実施形態によれば、本発明の移動手段はさらに、複数の温度センサを含む。この場合、第１温度センサは、電気駆動部の機械部品、特に例えば電気駆動部のプラスチック歯車等のようなプラスチック部品の温度を検出することができる。第２温度センサは、電気駆動部の電子部品、例えば電気駆動部の制御ユニットの温度を検出することができる。第３温度センサは、電気駆動部の別のセンサ、例えば回転数センサ、及び／又は、トルクセンサ、及び／又は、傾斜センサの温度を検出することができる。第４温度センサは、潤滑剤、例えば油又は他の潤滑材料の温度を検出することができる。本発明によれば、複数の温度センサを任意に組み合わせることができる。
【００１３】
本発明は、好ましくは電動自転車又は電動スクーターにおいて使用され、特に、このような車両の駆動ユニット、特に電気駆動部及び／又はバッテリの寿命を延ばすために使用される。
【００１４】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の１つの実施例に基づく電動自転車の概略図である。
【図２】図１の電気駆動部と制御ユニットとを備えた駆動ユニットの概略図である。
【実施例】
【００１６】
以下、図１及び図２を参照しながら、本発明の好ましい第１実施例に基づく電動自転車１について詳細に説明する。
【００１７】
図１から見て取れるように、電動自転車１は、各々ペダルが配置された２つのクランク７，８を有するクランク機構２を含む。クランク機構２には電気駆動部３が配置されており、従って、電動自転車のいわゆるミッドシップエンジンコンセプトが採用されている。後輪９には１つ又は複数のピニオン６が配置されている。
【００１８】
運転者及び／又は電気駆動部３によって供給された駆動トルクは、クランク機構２のチェーンリング４からチェーン５を介してピニオン６へと伝達される。
【００１９】
自転車のハンドルにはさらに制御ユニット１０が配置されており、制御ユニット１０は、電気駆動部３に接続されている。電気駆動部３に電力を供給するために、バッテリ１１が使用される。
【００２０】
本発明によれば、電動自転車の駆動ユニットは、電気駆動部３とバッテリ１１とを含む。本発明によればさらに、電気駆動部３に少なくとも１つの温度センサが配置されている。
【００２１】
図２は、電気駆動部３に設けられた複数の温度センサの配置を概略的に図示している。ここでは、例えばプラスチック歯車又は他のプラスチック部品のような機械部品の温度を検出するために、第１温度センサ１２が設けられている。例えば回路等のような電子部品の温度を検出するために、第２温度センサ１３が設けられている。電気駆動部３に配置することが可能な、例えば回転数センサ、トルクセンサ、及び／又は、傾斜センサ等のような別のセンサの温度を検出するために、第３温度センサ１４が設けられている。潤滑剤の温度を検出するために、第４温度センサ１５が設けられている。
【００２２】
制御ユニット１０は、検出された各温度のうちの少なくとも１つが所定の値に満たない場合に、電気駆動部３乃至電気駆動部３の部品を加熱するために電気駆動部３によって熱が形成されるように、上記の温度センサのうちの１つの少なくとも１つの温度信号に基づいて、好ましくは複数の温度信号乃至全ての温度信号に基づいて、電気駆動部３を駆動するように構成されている。
【００２３】
電気駆動部３による加熱は、１つ及び／又は複数の温度センサがそれぞれ所定の温度閾値に達するまで行われる。この所定の温度閾値に達すると、電気駆動部の部品は損傷から回避される。
【００２４】
この場合には、制御ユニット１０は、電気駆動部３の回転部品の回転が阻止されるように、電気駆動部３を駆動することができ、これによって電動自転車の静止状態において、電気駆動部３による熱形成が可能となる。
【００２５】
電動自転車がいわゆる電動アシスト自転車である場合、すなわち運転者もペダルをこいでいる場合にしか電気駆動部による出力が行われない電動アシスト自転車である場合には、所定の温度閾値に達するまで、すなわち電気駆動部３において所期の温度に達するまで、運転者によって供給される出力に加えてさらに電気駆動部３による出力が行われないように、制御ユニット１０を構成することができる。
【００２６】
つまり本発明によれば、電気及び／又は筋力によって駆動可能な移動手段を使用できる温度範囲を拡張することができる。本発明によればさらに、低温の場合にも、様々なセンサからのセンサ信号の品質安定性を維持乃至改善することが可能である。例えば潤滑剤を加熱することよって、電気駆動部及び電気駆動部の機械部品の潤滑挙動を改善することもでき、これによって摩耗を低減し、ひいては電気駆動部の寿命を延ばすことが可能となる。
【００２７】
バッテリ１１を電気駆動部３の近傍に配置することも可能であり、従って、電気駆動部によって形成された熱によってバッテリも加熱される場合には、バッテリのセルの経年劣化を遅らせることができる、乃至、バッテリのセルの容量を増加させることができるということに留意されたい。
【００２８】
本発明によれば、制御ユニット１０は、駆動ユニット乃至電気駆動部の温度に依存して電気駆動部を駆動する。制御ユニットは、複数の異なる効率範囲において電気駆動部３を駆動させることができ、従って、損失出力を複数の異なる熱量に変換することができる。電気駆動部３は密閉されたハウジング内に配置されているので、部品及び潤滑剤等の加熱は比較的短時間で行うことができる。
【００２９】
このように、本発明における制御ユニット１０による制御は、基本的に効率的に最適な駆動方法によって制御される電動自転車等の従来の制御に対し、本来であれば矛盾している。
【図１】
2016013833.tif 000003
【図２】
2016013833.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月2日(2015.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気及び／又は筋力によって駆動可能な移動手段において、前記移動手段は、
・電気駆動部（３）とバッテリ（１１）とを備えた駆動ユニットと、
・前記駆動ユニットを制御するための制御ユニット（１０）と、
・前記駆動ユニットの少なくとも１つの部分の温度を検出するための温度センサ（１２，１３，１４，１５）と、
を含み、
前記制御ユニット（１０）は、前記駆動ユニットの前記少なくとも１つの部分を加熱するために、前記電気駆動部（３）によって熱が形成されるように、前記温度センサ（１２，１３，１４，１５）の温度信号に基づいて前記電気駆動部（３）を駆動するように構成されている、
ことを特徴とする移動手段。
【請求項２】
前記電気駆動部（３）のロータを回転させることなく、前記電気駆動部（３）によって熱が形成されるように、前記電気駆動部（３）を駆動する、
ことを特徴とする請求項１記載の移動手段。
【請求項３】
前記制御ユニット（１０）は、前記電気駆動部（３）の温度の低下を防止するために、前記電気駆動部（３）を駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の移動手段。
【請求項４】
前記制御ユニット（１０）は、前記移動手段の走行中に、前記電気駆動部（３）の温度の低下を防止するために、前記電気駆動部（３）を駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の移動手段。
【請求項５】
前記電気駆動部（３）は、少なくとも１つのプラスチック部品を含み、前記少なくとも１つのプラスチック部品は、前記電気駆動部によって加熱される、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の移動手段。
【請求項６】
前記少なくとも１つのプラスチック部品は、プラスチック歯車である、
ことを特徴とする請求項５記載の移動手段。
【請求項７】
前記制御ユニット（１０）は、前記電気駆動部（３）の温度が所定の温度に満たない場合に、前記電気駆動部（３）によるトルク供給を阻止するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の移動手段。
【請求項８】
前記電気駆動部（３）は、少なくとも１つのセンサを含み、
前記少なくとも１つのセンサは、前記電気駆動部（３）によって形成された熱によって直接加熱されるように前記電気駆動部（３）に配置されている、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の移動手段。
【請求項９】
前記少なくとも１つのセンサは、回転数センサ、トルクセンサ及び傾斜センサのうちの少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする請求項８記載の移動手段。
【請求項１０】
前記駆動ユニットの前記少なくとも１つの部分は、バッテリ（１１）である、
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の移動手段。
【請求項１１】
前記温度センサは、
・前記電気駆動部の機械部品の温度を検出するための第１温度センサ（１２）と、
・前記電気駆動部の電子部品の温度を検出するための第２温度センサ（１３）と、
・別のセンサの温度を検出するための第３温度センサ（１４）と、
・前記電気駆動部の潤滑剤の温度を検出するための第４温度センサ（１５）と、
のうちの少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の移動手段。
【請求項１２】
前記別のセンサは、回転数センサ、トルクセンサ及び傾斜センサのうちの少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする請求項１１記載の移動手段。
【請求項１３】
前記制御ユニット（１０）は、前記電気駆動部によって複数の異なる熱量を出力するために、前記電気駆動部（３）を複数の異なる効率範囲で駆動するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項記載の移動手段。
【請求項１４】
前記移動手段は、電動自転車又は電動スクーターである、
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項記載の移動手段。