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Title:
DRIVE SYSTEM FOR A WATERCRAFT THAT CAN BE MOVED BY MUSCLE POWER, AND METHOD FOR CONTROLLING A DRIVE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/048566
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a drive system for supported driving of a watercraft (1) that can be moved by muscle power. The drive system has a drive unit (2) designed to drive a watercraft, which drive unit can be fastened to the watercraft (1), and an energy source (8) for providing energy to the drive unit (2). A sensor unit (14), which has at least one acceleration detection device (16) for detecting an acceleration of a means of propulsion (9) that can be moved by muscle power and/or at least one pressure detection device (15) for detecting a pressure on the means of propulsion (9) that can be moved by muscle power, and a control unit (10) for controlling a drive power of the drive unit (2) are also part of the drive system, wherein the control unit (10) is configured to receive signals from the sensor unit (14) and the drive power of the drive unit (2) can be controlled in dependence upon the detected acceleration of the means of propulsion (9) and/or the detected pressure on the means of propulsion (9). The invention further relates to a method for controlling a drive system for supported driving of a watercraft (1) that can be moved by muscle power.

Inventors:
BUDICH RENE (DE)
DABRAZZI ERIC (DE)
Application Number:
DE2019/100792
Publication Date:
March 12, 2020
Filing Date:
September 03, 2019
Export Citation:
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Assignee:
HOCHSCHULE FUER TECHNIK UND WIRTSCH DRESDEN (DE)
International Classes:
B63B43/18; B63H16/04
Foreign References:
US20180170502A12018-06-21
US20110212691A12011-09-01
Attorney, Agent or Firm:
SPERLING, Thomas (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Antriebssystem zur Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs (1 ), aufweisend

eine zum Antrieb eines Wasserfahrzeugs ausgebildete Antriebseinheit (2), welche an dem Wasserfahrzeug (1 ) befestigbar ist,

eine Energiequelle (8) zur Bereitstellung von Energie an die Antriebseinheit

(2),

eine Sensoreinheit (14), welche zumindest eine Beschleunigungserfassungseinrichtung (16) zur Erfassung einer Beschleunigung eines mit Muskelkraft bewegbaren Vortriebsmittels (9) und/ oder mindestens eine Druckkrafterfassungseinrichtung (15) zur Erfassung einer Druckkraft an dem mit Muskelkraft bewegbaren Vortriebsmittel (9) aufweist, und

eine Steuerungseinheit (10) zur Steuerung einer Antriebsleistung der Antriebseinheit (2), wobei die Steuerungseinheit (10) zum Empfangen von Signalen der Sensoreinheit (14) eingerichtet ist und wobei die Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) in Abhängigkeit von der erfassten Beschleunigung des Vortriebsmittels (9) und/oder der erfassten Druckkraft an dem Vortriebsmittel (9) steuerbar ist.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) eine Richtungsänderungseinrichtung aufweist, welche mit der Steuerungseinheit (10) steuerbar ist.

3. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (10) zum Erkennen von mit dem Vortriebsmittel (9) ausgeführten Gesten eingerichtet ist, wobei den Gesten Steuerungsbefehle zur Steuerung der Antriebseinheit (2) und zur Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung zugeordnet sind.

4. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (14) ferner eine

Beschleunigungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer

Beschleunigung des Wasserfahrzeugs (1 ) und eine Geschwindigkeitserfassungseinrichtung zur Erfassung einer

Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs (1 ) aufweist, wobei die

Steuerungseinheit (10) eingerichtet ist, die erfasste Geschwindigkeit und/oder die erfasste Beschleunigung des Wasserfahrzeugs (1 ) bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) zu berücksichtigen.

5. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (14) ferner eine

Herzfrequenzerfassungseinrichtung zur Erfassung einer Herzfrequenz eines Benutzers aufweist, wobei die Steuerungseinheit (10) eingerichtet ist, die erfasste Herzfrequenz des Benutzers bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) zu berücksichtigen.

6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (14) ferner eine

Strömungserfassungseinrichtung (4) zur Erfassung einer Wasserströmung unter dem Wasserfahrzeug (1 ) aufweist, wobei die Steuerungseinheit (10) eingerichtet ist, die erfasste Wasserströmung bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) zu berücksichtigen.

7. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (14) ferner eine

Lageerfassungseinrichtung zur Erfassung einer räumlichen Lage des Vortriebsmittels (9) aufweist, wobei die Steuerungseinheit (10) eingerichtet ist, die erfasste Lage des Vortriebsmittels bei der Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung und der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) zu berücksichtigen.

8. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem eine

Drahtloskommunikationseinheit aufweist, mit der Signale zwischen der Sensoreinheit (14) und der Steuerungseinheit (10) drahtlos übertragbar sind.

9. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (14) eine Navigationseinrichtung mit Positionserfassungseinrichtung aufweist.

10. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (14) zumindest teilweise in das Vortriebsmittel (9) integrierbar ist.

11. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem ferner eine am Vortriebsmittel (9), vorzugsweise im Griffbereich des Vortriebsmittels (9) befestigbare Bedieneinheit (20) aufweist, mit welcher Steuerungsbefehle zur Steuerung der Antriebseinheit (2) und Steuerungsbefehle zur Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung eingebbar sind.

12. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem Vibrationsmotoren (24) aufweist, welche zur Wiedergabe von Signalen der Navigationseinrichtung, der Steuerungseinheit (10) und/oder der Antriebseinheit (2) eingerichtet sind.

13. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem eine Anzeigeeinheit (25) aufweist, welche zur visuellen Darstellung von Signalen der

Navigationseinrichtung, der Steuerungseinheit (10) und/oder der

Antriebseinheit (2) eingerichtet ist.

14. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem eine Lautsprechereinheit aufweist, welche zur akustischen Wiedergabe von Signalen der Navigationseinrichtung, der Steuerungseinheit (10) und/oder der Antriebseinheit (2) eingerichtet ist.

15. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (14) ferner zumindest einen an dem Wasserfahrzeug (1 ) befestigbaren Abstandssensor (26) zur Erfassung einer Kollision des Wasserfahrzeugs (1 ) aufweist, wobei die Steuerungseinheit (10) eingerichtet ist, Signale des mindestens einen Abstandssensors (26) bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) zu berücksichtigen.

16. Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems zur Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs (1 ), bei dem eine Beschleunigung eines mit Muskelkraft bedienbaren Vortriebsmittels (9) zur Fortbewegung eines Wasserfahrzeugs (1 ) und/oder eine Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel (9) erfasst wird/werden, die erfasste Beschleunigung und/oder die erfasste Druckkrafteinwirkung an eine Steuerungseinheit (10) zur Steuerung einer Antriebsleistung einer an dem Wasserfahrzeug (1 ) befestigten Antriebseinheit (2) übertragen wird/werden und die Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) in Abhängigkeit von der Beschleunigung des Vortriebsmittels (9) und/oder in Abhängigkeit von der Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel (9) gesteuert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) bei Überschreiten eines vorgebbaren Beschleunigungswertes und/oder bei Überschreiten eines vorgebbaren Druckkraftwertes eingeschaltet wird, wobei die Antriebseinheit (2) bei Unterschreiten des vorgebbaren Beschleunigungswertes und/oder des vorgebbaren Druckkraftwertes ausgeschaltet wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung des Vortriebsmittels (9) in Form von Raumrichtungsvektoren erfasst wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) unmittelbar an eine Änderung der Beschleunigung des Vortriebsmittels (9) und/oder an eine Änderung der Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel (9) angepasst wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung des Wasserfahrzeugs (1 ) erfasst wird und die erfasste Beschleunigung und/oder die erfasste Geschwindigkeit bei der Steuerung der

Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) berücksichtigt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die

Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) bei Unterschreiten einer vorgebbaren Geschwindigkeit gesteigert wird, wobei die Antriebsleistung bei Überschreiten der vorgebbaren Geschwindigkeit verringert wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Herzfrequenz eines Benutzers erfasst wird und die Herzfrequenz des Benutzers bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) berücksichtigt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die

Antriebsleistung der Antriebseinheit bei Unterschreiten einer vorgebbaren Herzfrequenzrate verringert wird, wobei die Antriebsleistung bei Überschreiten der vorgebbaren Herzfrequenzrate gesteigert wird.

24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wasserströmung unter dem Wasserfahrzeug (1 ) erfasst wird und die erfasste Wasserströmung bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) berücksichtigt wird.

25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine räumliche Lage des Vortriebsmittels (9) erfasst wird und die erfasste räumliche Lage des Vortriebsmittels (9) bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) und einer Richtungsänderungseinrichtung berücksichtigt wird.

26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Position des Wasserfahrzeugs (1 ) erfasst wird, wobei die Position des Wasserfahrzeugs (1 ) bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) und einer Richtungsänderungseinrichtung berücksichtigt wird.

27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) und die Richtungsänderungseinrichtung der Antriebseinheit (2) derart gesteuert werden, dass eine Position des Wasserfahrzeugs (1 ) gehalten wird.

28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abfolge von mindestens zwei Beschleunigungswerten einer Beschleunigung des Vortriebsmittels (9) als Geste erkannt wird, wobei ein der Geste zugeordneter Steuerungsbefehl zur Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit (2) und/oder zur Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung ausgeführt wird.

29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen der Antriebsleistung, einer Fahrtrichtung oder Navigationsinformationen durch Vibration des Vortriebsmittels (9) an einen Benutzer übertragen werden.

Description:
Antriebssystem für ein mit Muskelkraft fortbewegbares Wasserfahrzeug und Verfahren zur Steuerung eines

Antriebssystems

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem zur Antriebsunterstützung eines mit einem Paddel, Riemen, Rudel oder Skull fortbewegbaren Wasserfahrzeugs, insbesondere Wassersportgeräts. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems für ein mit Muskelkraft fortbewegbares Wasserfahrzeug.

Paddel, Riemen, Rudel oder Skulls dienen als Vortriebsmittel zur Fortbewegung eines Wasserfahrzeugs mittels Muskelkraft. Üblicherweise besteht ein Riemen oder Skull aus einem Schaft und einem Ruderblatt, welches zur Fortbewegung des Wasserfahrzeugs durch das Wasser geführt wird. Paddel können als Stechpaddel mit einem Paddelblatt oder als Doppelpaddel mit zwei Paddelblättern ausgebildet sein. Im Unterschied zum Riemen und zum Skull werden Paddel ohne Gegenlager an einem Wasserfahrzeug frei mit den Armen geführt. Bei einem Rudel handelt es sich um ein Vortriebsmittel, mit welchem ein Wasserfahrzeug durch Abstoßen vom Grund eines Gewässers fortbewegt werden kann. Insbesondere im Bereich des Freizeitsports zeigt sich eine gesteigerte Nachfrage nach Antriebsunterstützungen für muskelkraftbetriebene Wassersportfahrzeuge, um höhere Geschwindigkeiten zu erreichen oder größere Wegstrecken überwinden zu können. Es sind bereits elektrische Hilfsantriebe bekannt, welche beispielsweise am Schwimmkörper eines Wasserfahrzeugs befestigt und mit einer Fernbedienung durch Knopfdruck oder konventionell mittels eines Drehgriffs gesteuert werden können. Die Bedienung des Antriebs über eine Fernbedienung erfordert jedoch eine zusätzliche Interaktion mit einer freien Fland oder einem freien Fuss eines Benutzers und zwingt den Benutzer das Vortriebsmittel aus der Fland zu legen, was insbesondere bei schmalen und kippanfälligen Wasserfahrzeugen, wie Stand- Up-Paddeling Geräten oder Paddelbooten, nachteilig ist, da das Vortriebsmittel zum Halten des Gleichgewichts erforderlich ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Antriebssystem zur Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs vorzuschlagen, wobei das Antriebssystem auf einfache Weise mit einem vorhandenen Vortriebsmittel steuerbar ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems für ein Wasserfahrzeug vorzuschlagen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Antriebssystem für ein Wasserfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Die Aufgabe wird mit einem erfindungsgemäßen Antriebssystem zur Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs gelöst. Das Antriebssystem weist eine zum Antrieb eines Wasserfahrzeugs ausgebildete Antriebseinheit auf, welche an einem Wasserfahrzeug befestigbar ist. Bei der Antriebseinheit handelt es sich um eine motorunterstützte Antriebseinheit, welche einen Elektromotor oder einen Verbrennungsmotor aufweisen kann, wobei ein Elektromotor bevorzugt ist. Die Antriebseinheit kann als Propellerantrieb oder als Jetantrieb ausgebildet sein.

Zum Betreiben der Antriebseinheit ist eine Energiequelle vorgesehen, welche im Fall einer Antriebseinheit mit Elektromotor elektrische Energie an die Antriebseinheit bereitstellt. Die Energiequelle ist derart ausgebildet, dass sie an oder in dem Wasserfahrzeug platzsparend angeordnet werden kann. Weiterhin weist das erfindungsgemäße Antriebssystem eine Sensoreinheit auf, welche zumindest eine Beschleunigungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Beschleunigung eines mit Muskelkraft bewegbaren Vortriebsmittels und/oder mindestens eine Druckkrafterfassungseinrichtung zur Erfassung einer Druckkraft an dem mit Muskelkraft bewegbaren Vortriebsmittel aufweist. Ein weiterer Bestandteil des erfindungsgemäßen Antriebssystems ist eine Steuerungseinheit zur Steuerung einer Antriebsleistung der Antriebseinheit, wobei die Steuerungseinheit zum Empfangen von Signalen der Sensoreinheit eingerichtet ist und wobei die Antriebsleistung der Antriebseinheit in Abhängigkeit von der erfassten Beschleunigung des Vortriebsmittels und/oder der erfassten Druckkraft an dem Vortriebsmittel steuerbar ist. Bei dem Vortriebsmittel kann es sich um ein Paddel, Riemen oder Skull handeln, welches/welcher zur Fortbewegung des Wasserfahrzeugs von einem Benutzer mittels Muskelkraft durch das Wasser geführt wird, wobei der Benutzer das Vortriebsmittel beschleunigt, eine Druckkraft auf das Vortriebsmittel ausübt und eine Beschleunigungsänderung des Vortriebsmittels herbeiführt.

Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem werden Steuerungsbefehle zur Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit aus einer Bewegung des Vortriebsmittels abgeleitet, in dem eine Beschleunigung beziehungsweise eine Druckkraft, welche beim Bewegen des Vortriebsmittels durch einen Benutzer hervorgerufen und erfasst wird/werden, wobei die erfassten Werte einer Beschleunigung beziehungsweise einer Druckkraft zur Steuerung der Antriebsleistung und Antriebsrichtung eingesetzt werden. Der Benutzer benötigt dadurch vorteilhafterweise keine zusätzlichen Bedienelemente zur Steuerung der Antriebsleistung, da eine Bewegung des Vortriebsmittels ausreicht, um eine Vortriebsunterstützung des Wasserfahrzeugs mit Hilfe der Antriebseinheit zu steuern. Dabei ist die Sensoreinheit eingerichtet, eine Veränderung einer Beschleunigung beziehungsweise einer Druckkraft zu erfassen, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, die Antriebsleistung der Antriebseinheit unmittelbar an eine Veränderung der Beschleunigung des Vortriebsmittels und/oder der Druckkrafteinwirkung auf das Vortriebsmittel anzupassen. Ein mit Muskelkraft ausgeübter Zug des Vortriebsmittels durch das Wasser steuert somit die Antriebsleistung der Antriebseinheit, wobei die Antriebsleistung vom Krafteinsatz des Benutzers beeinflusst wird. Somit kann die Fortbewegung des Wasserfahrzeugs bei jedem Zug des Vortriebsmittels durch das Wasser mittels der Antriebseinheit unterstützt werden, sodass mit dem Wasserfahrzeug höhere Beschleunigungen und größere Geschwindigkeiten erreichbar sind, als mit einem Wasserfahrzeug ohne eine erfindungsgemäße Antriebseinheit.

Die Beschleunigungserfassungseinrichtung kann mindestens einen Beschleunigungssensor, welcher auch als Gyrosensor bezeichnet werden kann, aufweisen, wobei der Beschleunigungssensor eingerichtet ist, eine Beschleunigung in drei Raumrichtungen zu erfassen. Somit können eine vorwärts und rückwärts gerichtete Beschleunigung erfasst werden, sodass die Antriebsleistung in eine Vorwärtsrichtung oder in eine Rückwärtsrichtung steuerbar ist. Der Beschleunigungssensor kann vorzugsweise an einem äußeren Ende des Vortriebsmittels angeordnet sein.

Zur Erfassung der Druckkraft an dem Vortriebsmittel weist die Druckkrafterfassungseinrichtung mindestens einen Druckkraftsensor auf, welcher als piezoelektrischer, piezoresistiver, induktiver, kapazitiver oder optischer Druckkraftsensor ausgebildet sein kann. Der Druckkraftsensor kann in einem Blatt oder einen Schaft des Vortriebsmittels integriert sein. Bei einem Vortrieb mittels Riemen oder Skull, welche ein Gegenlager erfordern, kann es vorgesehen sein, dass der Druckkraftsensor am Gegenlager oder im Schaft des Riemens oder Skulls im Bereich der Gegenlagerauflage oder Gegenlagereinfassung angeordnet ist. Es kann ferner auch vorgesehen sein, dass der Druckkraftsensor im Blatt eines Riemens oder Skulls angeordnet ist. Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Druckkraftsensor Dehnungsmessstreifen aufweisen, welche zumindest bereichsweise in das Material des Vortriebsmittels integriert sind. Ferner kann es vorgesehen sein, dass der Druckkraftsensor in eine Klebefolie integriert ist, welche auf die Oberfläche eines Vortriebsmittels aufklebbar ist. Dadurch ist es möglich, die Sensoreinheit mit einem vorhandenen Vortriebsmittel zu koppeln, sodass die Sensoreinheit in bestehenden Systemen nachgerüstet werden kann. Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Antriebssystems weist die Antriebseinheit eine Richtungsänderungseinrichtung auf, welche mit einem Ruder oder mit Richtungsstrahldüsen ausgebildet sein kann. Die Richtung des Ruders oder der Betrieb der Richtungsstrahldüsen ist mit der Steuerungseinheit steuerbar.

Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Steuerungseinheit zum Erkennen von mit dem Vortriebsmittel ausgeführten Gesten eingerichtet ist, wobei den Gesten Steuerungsbefehle zur Steuerung der Antriebseinheit und zur Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung zugeordnet sind. Unter Gesten sind vorgegebene Bewegungsabläufe zu verstehen, welche von einem Benutzer mit dem Vortriebsmittel ausgeführt werden. Gesten sind anhand einer Abfolge von mindestens zwei Beschleunigungen des Vortriebsmittels erkennbar, welche mit der Beschleunigungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Beschleunigung des Antriebsmittels erkannt werden. Die Gestensteuerung ermöglicht dem Benutzer eine Richtungssteuerung, ohne dass das Vortriebsmittel aus der Hand gelegt werden muss. Somit bleibt das Vortriebsmittel in der Kontrolle des Benutzers, was zur Stabilität des Wasserfahrzeugs beiträgt.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebssystems weist die Sensoreinheit ferner eine Beschleunigungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Beschleunigung des Wasserfahrzeugs und eine Geschwindigkeitserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs auf, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, die erfasste Geschwindigkeit und/oder die erfasste Beschleunigung des Wasserfahrzeugs bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit zu berücksichtigen. Eine Berücksichtigung einer erfassten Geschwindigkeit oder einer erfassten Beschleunigung ist so zu verstehen, dass die Signale der Geschwindigkeitserfassungseinrichtung und/oder die Signale der Beschleunigungserfassungseinrichtung als zusätzliche Steuerungsparameter bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit eingesetzt werden. Die Steuerungseinheit kann eingerichtet sein, die Antriebsleistung der Antriebseinheit bei Erreichen einer vorgebbaren Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs zu reduzieren, wobei eine Beschleunigung des Vortriebsmittels und/oder eine Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel keine zusätzliche Antriebsunterstützung mit der Antriebseinheit bewirkt. Wenn eine vorgegebene Beschleunigung oder eine vorgegebene Geschwindigkeit nicht erreicht werden, beispielsweise durch Gegenwind oder durch eine Gegenströmung, kann die Steuerungseinheit eingerichtet sein, die Antriebsleistung derart anzupassen, die vorgegebene Geschwindigkeit oder die vorgegebene Beschleunigung zu erzielen.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebssystems weist die Sensoreinheit ferner eine Herzfrequenzerfassungseinrichtung zur Erfassung einer Herzfrequenz eines Benutzers auf, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, die erfasste Herzfrequenz des Benutzers bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit zu berücksichtigen. Die Herzfrequenzerfassungseinrichtung kann in einer Grifffläche des Vortriebsmittels angeordnet sein, um eine Herzfrequenz unmittelbar über die Grifffläche zu erfassen, ohne dass die Bewegungsfreiheit des Benutzers durch externe Geräte eingeschränkt wird. Die Herzfrequenzerfassungseinrichtung kann beispielsweise auch als Brustgurt, Armband oder Ohrklipp ausgebildet sein, wobei die Daten der Herzfrequenzerfassungseinrichtung drahtlos an die Steuerungseinheit übertragbar sind. Eine Berücksichtigung der Herzfrequenz eines Benutzers bei der Steuerung der Antriebsleistung kann vorgesehen sein, um eine vorgebbare Herzfrequenz des Benutzers nicht zu Überschreiten, in dem die Antriebsleistung der Antriebseinheit bei Überschreiten der vorgegebenen Herzfrequenz erhöht wird, sodass der Benutzer beim Vortrieb mit dem Vortriebsmittel weniger Kraft aufwenden muss, wodurch sich seine Herzfrequenz verringert. Beim Unterschreiten einer vorgebbaren Herzfrequenz des Benutzers kann die Antriebsleistung der Antriebseinheit reduziert werden, sodass der Benutzer mehr Kraft zum Vortrieb des Wasserfahrzeugs aufwenden muss, wodurch die Herzfrequenz erhöht werden kann.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebssystems weist die Sensoreinheit ferner eine Strömungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Wasserströmung unterhalb des Wasserfahrzeugs auf, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, die erfasste Wasserströmung bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit zu berücksichtigen. Eine Berücksichtigung der Wasserströmung bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit kann vorgesehen sein, um eine vorgebbare Beschleunigung und/oder eine vorgebbare Geschwindigkeit zu erreichen, wobei die Antriebsleistung bei einer Strömung in Fahrtrichtung verringert wird oder bei einer Gegenströmung entsprechend erhöht wird. Die Strömungserfassungseinrichtung kann einen Durchflusssensor aufweisen, welcher am Wasserfahrzeug befestigbar ist. Es kann ferner vorgesehen sein, dass eine Strömungsgeschwindigkeit eines Gewässers von einer externen Messstelle gemessen wird und über eine Drahtloskommunikationsverbindung an die Steuerungseinheit übertragen wird.

Weiterhin kann eine Lageerfassungseinrichtung zur Erfassung einer räumlichen Lage des Vortriebsmittels vorgesehen sein, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, die erfasste Lage des Vortriebsmittels bei der Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung und Antriebsleistung der Antriebseinheit zu berücksichtigen. Die Lageerfassungseinrichtung kann als Bestandteil der Sensoreinheit ausgebildet sein, sodass Daten und Signale der Lageerfassungseinrichtung über die Sensoreinheit an die Steuerungseinheit übertragbar sind.

Zur Übertragung von Daten und Signalen zwischen der Sensoreinheit und der Steuerungseinheit kann das erfindungsgemäße Antriebssystem eine Drahtloskommunikationseinheit aufweisen, mit welcher Daten und Signale drahtlos übertragbar sind. Die Drahtloskommunikationseinheit kann beispielsweise ein Bluetooth-Modul aufweisen, mit welchem Daten von mehreren sensorischen Einrichtungen der Sensoreinheit empfangen, verarbeitet und weitergeleitet werden können.

Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Antriebssystems weist die Sensoreinheit eine Navigationseinrichtung mit Positionserfassungseinrichtung auf. Dabei kann die Steuerungseinheit derart konfiguriert sein, Positionsdaten und Navigationsdaten bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit zu berücksichtigen. Anhand von Positionsdaten kann die Antriebsleistung beispielsweise derart gesteuert werden, dass eine vorgegebene Position des Wasserfahrzeugs gehalten wird, ohne dass das Vortriebsmittel mittels Muskelkraft zum Vortrieb des Wasserfahrzeugs benutzt werden muss.

Die Sensoreinheit kann zumindest teilweise in das Vortriebsmittel integrierbar ausgebildet sein. Vorzugsweise können Bestandteile und Einrichtungen der Sensoreinheit, dass heißt die Beschleunigungserfassungseinrichtung, die Druckkrafterfassungseinrichtung, die Herzfrequenzerfassungseinrichtung, die Lageerfassungseinrichtung, die Navigationseinrichtung mit

Positionserfassungseinrichtung und die Drahtloskommunikationseinheit in dem Vortriebsmittel integriert sein.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Antriebssystems besteht darin, dass das Antriebssystem ferner eine am Vortriebsmittel, vorzugsweise im Griffbereich des Vortriebsmittels, befestigbare Eingabeeinheit aufweist, mit welcher Steuerungsbefehle zur Steuerung der Antriebseinheit und Steuerungsbefehle zur Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung eingebbar sind. Um eine Ablenkung des Benutzers gering zu halten, ist die Eingabeeinheit schlicht gehalten und weist bevorzugt für jede Hand nur ein Bedienelement auf. Die Bedienelemente können vorzugsweise derart ausgebildet sein, lediglich mit den Daumen bedient zu werden, sodass der Benutzer bei der Bedienung der Eingabeeinheit das Vortriebsmittel festhalten kann. Eine Steuerung ist somit auch bei widrigen Bedingungen, beispielsweise beim Wildwasserfahren, möglich.

Zur Wiedergabe von Informationen und Signalen der Navigationseinrichtung, der Steuerungseinheit und/oder der Antriebseinheit können Vibrationsmotoren vorgesehen sein, welche vorzugsweise im Griffbereich des Vortriebsmittels anordenbar sind. Eine Anordnung im Bereich einer Sitzfläche des Benutzers ist ebenfalls denkbar.

Mit einer Anzeigeeinheit, welche ebenfalls als ein Bestandteil des erfindungsgemäßen Antriebssystems vorgesehen sein kann, sind visuelle Informationen der Navigationseinrichtung, der Steuerungseinheit und/oder der Antriebseinheit darstellbar. Gemäß einer besonders einfachen Ausgestaltung der Anzeigeeinheit ist eine Wiedergabe von visuellen Informationen mittels Leuchtdioden realisiert, welche im Schaft oder im Blatt des Vortriebsmittels integriert sind. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Anzeige als grafische Anzeige ausgebildet ist, welche am Wasserfahrzeug oder am Vortriebsmittel befestigbar ist. Zusätzlich kann eine Lautsprechereinheit vorgesehen sein, mit welcher akustische Signale der Navigationseinrichtung, der Steuerungseinheit und/oder der Antriebseinheit wiedergebbar sind. Als Anzeigeeinheit ist ferner ein Smartphone einsetzbar, welches mit der Steuerungseinheit drahtlos koppelbar ist. In diesem Zusammenhang ist auch eine Steuerung der Antriebseinheit und eine Bedienung der Einrichtungen der Sensoreinheit mit einem Smartphone denkbar, wobei die Rechenleistung des Smartphones ausgenutzt werden kann, um Informationen der Antriebseinheit und der Sensoreinheit auszuwerten und visuell, akustisch oder haptisch, insbesondere durch Vibrationen, wiederzugeben.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebssystems weist die Sensoreinheit ferner zumindest einen an dem Wasserfahrzeug befestigbaren Abstandssensor zur Erfassung einer Kollision des Wasserfahrzeugs auf, wobei die Steuerungseinheit derart konfiguriert ist, Signale des mindestens einen Abstandssensors bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit zu berücksichtigen. Eine Berücksichtigung der Signale des Abstandssensors ist so zu verstehen, dass die Signale des Abstandssensors den Steuerungsbefehlen, welche durch eine Bewegung des Vortriebsmittels hervorgerufen werden, übergeordnet werden, sodass eine Kollision durch Verringerung der Antriebsleistung oder durch eine Richtungsumkehr der Antriebsleistung vermieden werden kann. Dadurch können Kollisionen vermieden werden, ohne dass der Benutzer aktiv eingreifen muss, was das Manövrieren des Wasserfahrzeugs für den ungeübten Benutzer erleichtert.

Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebsunterstützung für ein mit Muskelkraft fortbewegbares Wasserfahrzeug gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird/werden eine Beschleunigung eines mit Muskelkraft bedienbaren Vortriebsmittels zur Fortbewegung eines Wasserfahrzeugs und/oder eine Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel erfasst und die erfasste Beschleunigung und/oder die erfasste Druckkrafteinwirkung an eine Steuerungseinheit zur Steuerung einer Antriebsleistung einer an dem Wasserfahrzeug befestigten Antriebseinheit übertragen, wobei die Antriebsleistung der Antriebseinheit in Abhängigkeit der Beschleunigung des Vortriebsmittels und/oder in Abhängigkeit der Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel gesteuert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Steuerung einer motorunterstützten Antriebseinheit, ohne dass ein Benutzer des Wasserfahrzeugs eine zusätzliche Bedieneinheit bedienen muss, da die Antriebsleistung in Abhängigkeit vom Muskelkrafteinsatz des Benutzers mit dem Vortriebsmittel gesteuert wird. Die Antriebsleistung ist umso größer, je mehr Kraft auf das Vortriebsmittel ausgeübt wird. Dabei kann es vorgesehen sein, dass zum Einschalten der Antriebseinheit ein Beschleunigungswert und/oder ein Druckkraftwert und zum Ausschalten der Antriebseinheit ebenfalls ein Beschleunigungswert und/oder ein Druckkraftwert zugeordnet werden. So kann die Antriebseinheit bei Überschreiten eines vorgebbaren Beschleunigungswertes und/oder bei Überschreiten eines vorgebbaren Druckkraftwertes eingeschaltet werden, wobei die Antriebseinheit bei Unterschreiten des vorgebbaren Beschleunigungswertes und/oder des vorgebbaren Druckkraftwertes ausgeschaltet wird. Durch die Festlegung eines Einschaltpunktes und eines Ausschaltpunktes kann Energie eingespart werden, da ein Dauerbetrieb der Antriebseinheit vermieden wird. Darüber hinaus kann der Benutzer selbst definieren, welcher Krafteinsatz eine Antriebsunterstützung mittels der Antriebseinheit auslöst. Dies ist von Vorteil, da bei langsamer Fahrt, beispielsweise zum Manövrieren des Wasserfahrzeugs mit dem Vortriebmittel eine Antriebsunterstützung ungünstig oder nicht erforderlich ist. Vorzugsweise kann die Antriebsleistung der Antriebseinheit unmittelbar an eine Änderung der Beschleunigung des Vortriebsmittels und/oder an eine Änderung der Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel angepasst werden, um den Vortrieb für den Benutzer beim Zug des Vortriebsmittels durch das Wasser spürbar zu unterstützen.

Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens basiert die Steuerung der Antriebsleistung auf einer Druckkraftänderung am Vortriebsmittel oder auf einer Beschleunigungsänderung des Vortriebsmittels. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die sensorischen Werte der Druckkraftänderung und der Beschleunigungsänderung für die Steuerung der Antriebsleistung zu kombinieren, wobei eine genauere Steuerung der Antriebsleistung, insbesondere beim Wechsel zwischen Vorwärtsantrieb und Rückwärtsantrieb, erreicht werden kann.

Es kann weiter vorgesehen werden, dass die Beschleunigung des Vortriebsmittels in Form von Raumrichtungsvektoren erfasst wird. Dadurch ist es möglich, die Beschleunigungsrichtung sowie den Beschleunigungsbeginn und das Beschleunigungsende präzise zu erfassen. Aufgrund der Erfassung der Beschleunigungsrichtungen kann zwischen einer vorwärts gerichteten oder einer rückwärts gerichteten Bewegung unterschieden werden, sodass die Antriebseinheit zur Antriebsunterstützung entsprechend gesteuert werden kann.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird/werden eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung des Wasserfahrzeugs erfasst, welche bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit berücksichtigt wird/werden. So kann es vorgesehen werden, dass die Antriebsleistung bei einer Überschreitung einer vorgebbaren Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs verringert wird, was insbesondere in Gewässern oder in Bereichen von Gewässern, in denen eine Geschwindigkeitsbegrenzung vorgegeben ist, vorteilhaft ist. Zudem besteht die Möglichkeit, die Antriebsleistung der Antriebseinheit bei Unterschreiten einer vorgebbaren Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs zu erhöhen, was von Vorteil sein kann, wenn die gewünschte Geschwindigkeit allein durch den Kraftaufwand eines Benutzers und der damit gekoppelten Steuerung der Antriebsleistung nicht erreicht werden kann.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Herzfrequenz eines Benutzers erfasst, welche bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit berücksichtigt wird. Dabei kann es vorgesehen werden, dass die Antriebsleistung der Antriebseinheit bei Unterschreiten einer vorgebbaren Herzfrequenzrate verringert wird, während die Antriebsleistung bei Überschreiten der vorgebbaren Herzfrequenzrate gesteigert wird. Damit wird beispielsweise ein Ausdauertraining eines Benutzers ermöglicht, wobei die Antriebsleistung an die Herzfrequenz angepasst wird, um eine gleichbleibende Belastung und Herzfrequenz zu gewährleisten.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, eine Wasserströmung unterhalb des Wasserfahrzeugs zu erfassen, welche bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit berücksichtigt wird. Die Berücksichtigung der Wasserströmung ermöglicht eine Anpassung der Antriebsleistung im Fall einer Gegenströmung, wobei eine gewünschte oder vorgegebene Geschwindigkeit beziehungsweise eine gewünschte oder vorgegebene Beschleunigung nicht erreicht werden kann. Weiterhin kann es vorgesehen werden, dass eine Position des Wasserfahrzeugs erfasst wird. Anhand der Positionsdaten können die Antriebsleistung der Antriebseinheit und eine Richtungsänderungseinrichtung der Antriebseinheit derart gesteuert werden, dass eine Position des Wasserfahrzeugs gehalten wird.

Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine räumliche Lage des Vortriebsmittels erfasst, welche bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit und einer Richtungsänderungseinrichtung berücksichtigt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zusätzlich eine Gestensteuerung zur Steuerung der Antriebsleistung und zur Steuerung einer Richtungsänderungseinrichtung aufweisen, wobei eine Abfolge von mindestens zwei Beschleunigungswerten einer Beschleunigung des Vortriebsmittels als Geste erkannt wird. Dabei wird ein der Geste zugeordneter Steuerungsbefehl zur Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit und/oder zur Steuerung der Richtungsänderungseinrichtung ausgeführt. So kann es vorgesehen sein, dass zwei aufeinanderfolgende Beschleunigungen des Vortriebsmittels in eine Z-Richtung als Geste erkannt werden, wobei die erkannte Geste einem Steuerungsbefehl für die Richtungsänderung zugeordnet ist, sodass eine Richtungsänderung der Fahrrichtung des Wasserfahrzeugs ausgelöst wird.

Eine Wiedergabe von Informationen der Antriebsleistung, einer Fahrtrichtung oder Navigationensinformationen an den Benutzer kann haptisch mittels Vibration, optisch mittels einer Anzeigeeinheit oder akustisch mit einer Lautsprechereinheit erfolgen. Bevorzugt können solche Informationen durch eine Vibration des Vortriebsmittels an einen Benutzer übertragen werden, um die Informationsübermittlung einfach zu gestalten und die Ablenkung des Benutzers möglichst gering zu halten. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Es zeigen

Figuren 1 a - 1 c: eine schematische Darstellung eines Antriebssystems zur

Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs,

Figur 2: eine schematische Detaildarstellung eines Vortriebsmittels des erfindungsgemäßen Antriebssystems und

Figur 3: ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung des

Antriebssystems zur Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs.

Die Figur 1a zeigt eine schematische Darstellung eines Systems zur Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs 1 in einer Seitenansicht, wobei es sich im vorliegenden Beispiel um ein Kajak handelt. Das Antriebssystem weist eine Antriebseinheit 2 auf, welche unterhalb eines Sitzes 3 im Rumpf des Wasserfahrzeugs 1 angeordnet ist. In Figur 1b ist eine vergrößerte Darstellung der Antriebseinheit 2 aus Figur 1 a gezeigt, welche einen Elektromotor 5, einen von dem Elektromotor 5 angetriebenen Impeller 6 und einen Strömungskanal 7 aufweist. Der Impeller 6 und der Strömungskanal 7 bilden zusammen einen Jetantrieb aus, welcher einen Wasserpflanzen schonenden Vortrieb des Wasserfahrzeugs 1 ermöglicht. Aus Figur 1c geht des Wasserfahrzeug 1 in einer Ansicht von oben hervor.

Das Antriebssystem weist eine Energiequelle in Form einer Batterie 8 zur Bereitstellung von elektrischer Energie an die Antriebseinheit 2 auf. Ein in der Form eines Paddels ausgebildetes Vortriebsmittel 9 dient zum Vortrieb des Wasserfahrzeugs 1 mittels Muskelkraft. In dem Paddel 9 ist eine Sensoreinheit integriert, welche zumindest eine Beschleunigungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Beschleunigung des Paddels 9 und/oder mindestens eine Druckkrafterfassungseinrichtung zur Erfassung einer Druckkraft an dem Paddel 9 aufweist. Eine Steuerungseinheit 10 zur Steuerung einer Antriebsleistung der Antriebseinheit ist im hinteren Bereich des Wasserfahrzeugs 1 angeordnet. Die Steuerungseinheit 10 ist zum Empfangen von Signalen der Sensoreinheit 14 konfiguriert, sodass die Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 in Abhängigkeit von der erfassten Beschleunigung des Paddels 9 und/oder der erfassten Druckkraft an dem Paddel 9 steuerbar ist. Zwischen der im Paddel 9 integrierten Sensoreinheit 14 und der Steuerungseinheit 10 werden Signale in Form von Funksignalen 11 drahtlos übertragen. Zu diesem Zweck weist das Antriebssystem eine Drahtloskommunikationseinheit auf.

Am Bug des Wasserfahrzeugs 1 ist ein Abstandssensor 26 angeordnet, welcher einen Abstand zwischen dem Wasserfahrzeug 1 und einem Flindernis in der Umgebung des Wasserfahrzeugs 1 erfasst. Zusammen mit der Steuerungseinheit 10 bildet der Abstandssensor 26 eine Kollisionserfassungseinrichtung. Die Kollisionserfassungseinrichtung berücksichtigt eine Geschwindigkeit des Wasserfahrzeugs 1 und eine Abstandsänderung, welche mit dem Abstandssensor 26 erfasst wird, um eine Kollision des Wasserfahrzeugs 1 mit einem Hindernis in der Umgebung zu bestimmen. Dabei ist die Steuerungseinheit 10 eingerichtet, im Fall einer Kollision, Gegenmaßnahmen einzuleiten, in dem die Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 verringert oder die Antriebsleistung in eine andere Richtung gelenkt wird.

An einer Unterseite des Wasserfahrzeugs 1 ist im Wasser eine Strömungserfassungseinrichtung 4 angeordnet. Die

Strömungserfassungseinrichtung 4 ist ein Bestandteil der Sensoreinheit 14, wobei ein Datenaustausch zwischen der Strömungserfassungseinrichtung 4 und der Sensoreinheit 14 drahtlos erfolgt. Da die Sensoreinheit 14 mit der Steuerungseinheit 10 in Kontakt steht, können Daten der Strömungserfassungseinrichtung 4 an die Steuerungseinheit 10 übertragen werden, sodass die Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 in Abhängigkeit von einer Gewässerströmung, welche mit der Strömungserfassungseinrichtung 4 erfasst wird, gesteuert werden kann. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Daten der Strömungserfassungseinrichtung 4 direkt an die Steuerungseinheit 10 übertragen werden, um die Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 auf Basis der Daten der Strömungserfassungseinrichtung 4 zu steuern.

Die Figur 2 zeigt eine schematische Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Vortriebsmittels 9 des Antriebssystems. Bei dem Vortriebsmittel 9 handelt es sich um ein Doppelpaddel mit einem Schaft 12 und zwei Paddelblättern 13. Eine Sensoreinheit 14, welche eine Druckkrafterfassungseinrichtung in Form von Dehnungsmessstreifen 15, welche in den Paddelblättern 13 integriert sind, und eine Beschleunigungserfassungseinrichtung 16, welche einen

Beschleunigungssensor und einen Lagesensor aufweist, ist in dem Paddel 9 integriert. Im Schaft 12 des Paddels 9 ist eine Batterie 8 angeordnet, welche über eine Schnittstelle 17 zum induktiven Laden oder über eine USB- Schnittstelle 18 geladen werden kann. Die Batterie 8 dient zur Versorgung elektrischer Verbraucher der Sensoreinheit 14. Eine Bluetooth-Schnittstelle 19 kann zur Drahtloskommunikation mit der Steuereinheit 10 eingesetzt werden. Ferner besteht mittels der Bluetooth-Schnittstelle 19 die Möglichkeit zur Kopplung eines Smartphones mit der Sensoreinheit 14. In diesem Fall können Aufgaben der Sensoreinheit 14 und der Steuerungseinheit 10 mittels einer Software auf dem Smartphone verarbeitet werden. Insbesondere kann eine Navigationseinrichtung des Smartphones dazu eingesetzt werden, um eine Position zu bestimmen, wobei die Steuerungseinheit 10 eingerichtet ist, um Daten der Navigationseinrichtung des Smartphones bei der Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 zu berücksichtigen.

Im Bereich einer linken Grifffläche des Paddels 9 ist im Paddelschaft 12 eine Bedieneinheit 20 integriert, welche Bedienelemente 21 , 22 und 23 aufweist. Die Bedieneinheit 20 ist vorgesehen, Eingaben zur Steuerung von Bestandteilen des Antriebssystems vornehmen zu können. Die Bedienelemente 21 , 22 und 23 sind derart angeordnet, mit dem linken Daumen eines Benutzers erreichbar zu sein.

Im Griffbereich des Paddels 9 können im Paddelschaft 12 beidseitig Vibrationsmotoren 24 angeordnet sein, welche mit der Steuerungseinheit 9 gekoppelt sind. Die Vibrationsmotoren 24 dienen zur haptischen Informationswiedergabe der Steuerungseinheit 10, der Antriebseinheit 2 oder der Sensoreinheit 14.

Eine LED-Anzeigeeinheit 25 ist zur Darstellung von visuellen Informationen der Steuerungseinheit 10, der Antriebseinheit 2 oder der Sensoreinheit 14 eingerichtet.

Die Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer Antriebsunterstützung eines mit Muskelkraft fortbewegbaren Wasserfahrzeugs 1. Die Antriebsunterstützung erfolgt durch eine variable Anpassung einer Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 anhand von Daten, welche von der Sensoreinheit 14 des Vortriebsmittels 9 an die Steuerungseinheit 10 übertragen werden. Dabei wird schrittweise derart vorgegangen, dass in einem ersten Schritt 27 eine Beschleunigung des Vortriebsmittels 9 und eine

Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel 9 erfasst werden. Eine Druckkrafteinwirkung an dem Vortriebsmittel 9 kann erfasst werden, wenn ein Benutzer das Vortriebsmittel 9 mit Muskelkraft durch das Wasser bewegt, um das Wasserfahrzeug 1 auf dem Wasser voranzutreiben. Der dabei erfasste Druckkraftwert ist umso größer, je mehr Kraft der Benutzer auf das

Vortriebsmittel ausübt. Gleichzeitig wird in Schritt 27 eine Beschleunigung des Vortriebsmittels 9 erfasst, woraus eine Beschleunigungsrichtung des

Vortriebsmittels 9 ableitbar ist. Die in Schritt 27 erfassten Werte Druckkraft und Beschleunigung werden von der Sensoreinheit 14 an die Steuerungseinheit 10 übertragen, wobei die Steuerungseinheit 10 im zweiten Schritt 28 die erfassten Werte Druckkraft und Beschleunigung auswertet. Aus den Werten

Beschleunigung und Druckkraft errechnet die Steuerungseinheit 10 eine gewünschte Antriebsunterstützung, in dem den errechneten Werten aus der Beschleunigung und der Druckkraft Steuerungsbefehle zur Steuerung der Antriebseinheit 2 zugeordnet werden. Dabei kann es vorgesehen werden, dass einem errechneten Wert aus den Werten Beschleunigung und Druckkraft einem Schaltpunkt zum Einschalten und/oder Ausschalten der Antriebseinheit 2 zugeordnet wird, sodass die Antriebseinheit 2 bei Überschreiten des vorgebbaren Einschaltpunktes eingeschaltet wird, wobei die Antriebseinheit 2 bei Unterschreiten des vorgebbaren Ausschaltpunktes ausgeschaltet wird. Dadurch bleibt die Antriebseinheit 2 bei geringfügigen Bewegungen des Vortriebsmittels 9, welche keinen Vortrieb auslösen sollen, vorteilhafterweise ausgeschaltet. Die zugeordneten Steuerungsbefehle dienen zur Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit 2. Im dritten Schritt 29 wird der auf den Werten Beschleunigung und Druckkraft basierende Steuerungsbefehl zur Steuerung der Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 ausgeführt, wobei die Antriebsleistung umso größer ist, je mehr Kraft der Benutzer auf das Vortriebsmittel 9 ausübt, um das Wasserfahrzeug 1 voranzutreiben. Die Antriebsleistung ist von der Motordrehzahl der Antriebseinheit abhängig, sodass eine Steigerung der Antriebsleistung mit einer Steigerung der Motordrehzahl der Antriebseinheit 2 einhergeht.

Die Erfassung der Werte Druckkraft und Beschleunigung an dem Vortriebsmittel 9 erfolgt kontinuierlich. Dadurch ist es möglich, eine Druckkraftänderung und eine Beschleunigungsänderung während einer Vortriebsbewegung des Vortriebsmittels 9 zu erfassen. Vorteilhafterweise wird die Antriebsleistung der Antriebseinheit 2 unmittelbar an eine Änderung der Werte Druckkraft und Beschleunigung angepasst, sodass eine Antriebsunterstützung der Antriebseinheit 2 für den Benutzer unmittelbar spürbar ist. Bezugszeichenliste

1 Wasserfahrzeug

Antriebseinheit

3 Sitz

Strömungserfassungseinrichtung

5 Elektromotor

Impeller

7 Strömungskanal

8 Batterie, Energiequelle

9 Vortriebsmittel / Paddel

10 Steuerungseinheit

11 Funksignale

12 Paddelschaft

13 Paddelblätter

14 Sensoreinheit

15 Dehnungsmessstreifen, Druckkrafterfassungseinrichtung

16 Beschleunigungserfassungseinrichtung

17 Schnittstelle zum induktiven Laden

18 USB-Schnittstelle

19 Bluetooth-Schnittstelle

20 Bedieneinheit

21 Bedienelement

22 Bedienelement

23 Bedienelement

24 Vibrationsmotoren

25 LED-Anzeigeeinheit Abstandssensor erster Schritt zweiter Schritt dritter Schritt