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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Bereitstellen einer motorischen Unterstützung bei einem Fahrrad.
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Bei elektrischen Fahrrädern, sogenannten eBikes, ist es bekannt, dass eine Schiebehilfe bereitgestellt wird. Solche wird insbesondere bei Geschwindigkeiten bis 6 km/h bereitgestellt und führt zu einer motorischen Unterstützung des Fahrers, auch wenn dieser nicht in die Pedale tritt. Aus Sicherheitsgründen wird diese Funktion jedoch gestoppt, wenn erkannt wird, dass sich das Fahrrad in einer Überkopfposition befindet. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn das Fahrrad für einen Reifenwechsel in der Werkstatt umgedreht wird.
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Elektrische Fahrräder werden oftmals auch abseits von befestigten Wegen verwendet. Dabei kann es dazu kommen, dass Hindernisse zu überwinden sind, bei denen es notwendig ist das Vorderrad anzuheben und den Lenker zu einem hin zu ziehen.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren für ein Bereitstellen einer motorischen Unterstützung bei einem Fahrrad umfasst ein Aktivieren einer Schiebehilfe in Reaktion auf ein Vorliegen einer Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe, wobei die Schiebehilfe nur dann aktiviert wird, wenn ein Neigungswinkel des Fahrrads unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt, und ein Bereitstellen der Schiebehilfe durch einen Motor des Fahrrades nach dem Aktivieren der Schiebehilfe solange die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe vorliegt, wobei das Bereitstellen der Schiebehilfe durch den Motor auch dann erfolgt, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades über den vorgegebenen Schwellenwert ansteigt.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung für ein Bereitstellen einer motorischen Unterstützung bei einem Fahrrad umfasst eine Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine Schiebehilfe in Reaktion auf ein Vorliegen einer Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe zu aktivieren, wobei die Schiebehilfe nur dann aktiviert wird, wenn ein Neigungswinkel des Fahrrades unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt, und die Schiebehilfe durch einen Motor des Fahrrades nach dem Aktivieren der Schiebehilfe bereitzustellen, solange die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe vorliegt, wobei das Bereitstellen der Schiebehilfe durch den Motor auch dann erfolgt, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades über den vorgegebenen Schwellenwert ansteigt.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es ermöglicht, dass die Schiebehilfe auch dann bereitgestellt wird, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades über den Schwellenwert ansteigt, was insbesondere dann der Fall ist, wenn das Fahrrad kopfüber gekippt wird. Somit wird es einem Fahrer des Fahrrades ermöglicht, dass dieser das Fahrrad an dessen Lenker festhält, sodass dieses bei aktivierter und bereitgestellter Schiebehilfe durch das Hinterrad angetrieben wird und das Vorderrad des Fahrrades ansteigt, bis das Fahrrad nahezu in einer vollständigen Überkopfposition ist. Das Hinterrad überholt dabei das Vorderrad, bis das Hinterrad des Fahrrades unter dem Vorderrad an eine vorderste Position gewandert ist. Das Fahrrad kann somit kopfüber ähnlich einer Schubkarre durch seinen Fahrer bewegt werden, wobei das Fahrrad lediglich mit seinem Hinterrad auf dem Boden aufsetzt und vom Fahrer am Lenker gehalten wird.
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Wird das Fahrrad mit dem Hinterrad gegen eine Wand bewegt, so kann dieses mit seinem Hinterrad durch den Anwender an die Wand gedrückt werden und bewegt sich mit dem Heck zuerst entlang der Wand nach oben. Die von der Wand abgewandte Seite des Fahrrades wird dabei von dem Fahrer gehalten. Ist ein oberer Rand der Wand erreicht, so kann das Fahrrad durch den Fahrer auf die durch die Wand begrenzte Fläche gelegt werden und der Fahrer kann ohne das Fahrrad ebenfalls die Wand emporklettern.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird somit eine Steighilfe für ein Fahrrad geschaffen.
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Die Schiebehilfe ist dabei eine Funktion des Fahrrades, bei der das Fahrrad durch den Motor des Fahrrades vorangetrieben wird, auch wenn durch einen Fahrer keine Kraft auf die Pedale des Fahrrades ausgeübt wird. Eine Schiebehilfe ist somit dazu geeignet, einen Fahrer bei einem Schieben des Fahrrades zu unterstützen. Dies erfolgt bevorzugt dann, wenn dies durch den Fahrer des Fahrrades angefordert wird, also dann, wenn eine Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe bereitgestellt wird. Die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe kann in unterschiedlicher Weise ausgelöst werden, beispielsweise durch ein Drücken eines Knopfes durch den Fahrer. Wird die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe durch den Fahrer ausgelöst, so wird die Schiebehilfe aktiviert und in der Folge kontinuierlich bereitgestellt, bis die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe nicht weiter vorliegt.
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Die Schiebehilfe wird jedoch zunächst nur dann aktiviert, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt. Das bedeutet, dass die Schiebehilfe nur dann aktiviert wird, wenn das Fahrrad nicht so weit gekippt ist, dass dieses kopfüber ist. Durch den vorgegebenen Schwellenwert ist definiert, ab welchem Neigungswinkel das Fahrrad als kopfüber angesehen wird. Der Neigungswinkel ist dabei insbesondere ein Winkel zwischen einer Horizontalen und einer Längsachse des Fahrrades.
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Wurde die Schiebehilfe aktiviert, so wird diese im Folgenden kontinuierlich bereitgestellt, solang die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe vorliegt, welche durch den Fahrer angefordert wird. Steigt der Neigungswinkel des Fahrrades über den vorgegebenen Schwellenwert an, so wird die Schiebehilfe weiterhin bereitgestellt. Das Überprüfen des Neigungswinkels bezüglich des vorgegebenen Schwellenwertes wird somit bevorzugt nur einmalig beim Aktivieren der Schiebehilfe ausgeführt und wird bei dem weiteren Betreiben der Schiebehilfe nicht erneut geprüft. Das führt bevorzugt dazu, dass die Schiebehilfe nur dann bereitgestellt wird, wenn das Fahrrad Überkopf steht, wenn dieses mit bereits aktivierter Schiebehilfe in diese Position gekippt wurde. Dadurch wird es ermöglicht, dass die Schiebehilfe nicht in einer Werkstattsituation ungewollt aktiviert wird, da sich das Fahrrad dort typischerweise bei einem versehentlichen Aktivieren der Schiebehilfe bereits in einer Kopfüberposition befindet und somit der Neigungswinkel des Fahrrades oberhalb des vorgegebenen Schwellenwertes liegen würde. Gleichzeitig wird es ermöglicht, dass bei einem gewollten Aktivieren der Schiebehilfe diese auch dann weiterhin bereitgestellt wird, wenn das Fahrrad über den vorgegebenen Schwellenwert hinweg kippt. Somit kann eine motorische Unterstützung des Hinterrades auch in einer gekippten Positionierung des Fahrrades gewährleistet werden und das Hinterrad des Fahrrades durch ein Andrücken an eine Wand zum Ansteigen bewegt werden.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Bevorzugt erfolgt ein Unterbrechen des Bereitstellens der Schiebehilfe durch den Motor des Fahrrades in Reaktion darauf, dass die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe nicht weiter vorliegt. Bei ungewollten Situationen oder dann, wenn die Schiebehilfe nicht weiter benötigt wird, kann diese somit durch den Fahrer des Fahrrades gezielt unterbrochen werden.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn ein erneutes Aktivieren der Schiebehilfe nach dem Unterbrechen des Bereitstellens der Schiebehilfe erfolgt, wobei das erneute Aktivieren in Reaktion darauf erfolgt, dass die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe erneut vorliegt, wobei die Schiebehilfe auch dann erneut aktiviert wird, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades oberhalb des vorgegebenen Schwellenwertes liegt. So kann beispielsweise in einigen Situationen ein Umgreifen des Fahrers beim Halten des Fahrrades notwendig sein, wenn das Hinterrad des Fahrrades an einer Wand ansteigt. Ein solchem Umgreifen des Fahrers kann dazu führen, dass dieser die Anforderung für das Bereitstellen der Schiebehilfe nicht kontinuierlich auslösen kann, beispielsweise, weil dieser einen dafür vorgesehenen Knopf loslassen muss. Es ist es daher vorteilhaft, wenn ein erneutes Aktivieren der Schiebehilfe, also ein Aktivieren der Schiebehilfe nachdem diese zuvor bereits schon einmal aktiviert wurde, unabhängig von dem vorliegenden Neigungswinkel erfolgt. Das erneute Aktivieren der Schiebehilfe erfolgt dabei insbesondere dann unabhängig von dem vorliegenden Neigungswinkel, wenn die Schiebehilfe zuvor aktiviert wurde und seit dem letzten Aktivieren oder Deaktivieren der Schiebehilfe weniger als ein vordefinierter Zeitraum verstrichen ist. Alternativ oder zusätzlich erfolgt das erneute Aktivieren der Schiebehilfe dabei unabhängig von dem vorliegenden Neigungswinkel, wenn das Fahrrad bei dem vorangegangenen Aktivieren der Schiebehilfe einen Neigungswinkel aufgewiesen hat, der über den vorgegebenen Schwellenwert lag.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Verfahren ferner ein Erfassen eines Zeitintervalls ab dem Zeitpunkt umfasst, zu dem die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe nicht weiter vorliegt und ein erneutes Aktivieren der Schiebehilfe nach dem Unterbrechen des Bereitstellens der Schiebehilfe in Reaktion darauf umfasst, dass die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe erneut vorliegt, wobei das erneute Aktivieren der Schiebehilfe auch dann erfolgt, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades oberhalb des vorgegebenen Schwellenwertes liegt, wenn das Zeitintervall bis zum Vorliegen der Anforderungen zum Bereitstellen der Schiebehilfe kleiner oder gleich einem vordefinierten Zeitraum ist, und das erneute Aktivieren der Schiebehilfe nur dann erfolgt, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades unterhalb des vorgegebenen Schwellenwertes liegt, wenn das Zeitintervall bis zum Vorliegen der Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe größer als der vordefinierte Zeitraum ist. Das bedeutet, dass ein Erfassen eines Zeitintervalls beginnt, beispielsweise durch einen Timer, sobald die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe von dem Fahrer einmal unterbrochen wird. Ist das erfasste Zeitintervall vergleichsweise kurz, also dann, wenn dieses kleiner oder gleich dem vordefinierten Zeitraum ist, so wird vor dem erneuten Aktivieren der Schiebehilfe nicht erneut geprüft, ob der Neigungswinkel des Fahrrades oberhalb des vorgegebenen Schwellenwertes liegt. Ist das Zeitintervall vergleichsweise lang, also wenn dieses größer oder gleich dem vordefinierten Zeitraum ist, so wird vor dem erneuten Aktivieren der Schiebehilfe geprüft, ob der Neigungswinkel des Fahrrades unterhalb des vorgegebenen Schwellenwertes liegt und die Schiebehilfe wird nur dann aktiviert, wenn dies der Fall ist. Das bedeutet mit anderen Worten, dass bei einem kurzen Unterbrechen der Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe durch den Fahrer die Schiebehilfe auch bei einer Überkopfposition des Fahrrades wieder aktiviert werden kann. Wird die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe jedoch für längere Zeit unterbrochen, so wird davon ausgegangen, dass nicht bekannt ist, in welcher Situation das Fahrrad sich befindet und ob beispielsweise ein Steigvorgang noch durchgeführt wird. Daher wird erneut geprüft, ob das Fahrrad in einem Neigungswinkel ausgerichtet ist, der unterhalb des vorgegebenen Schwellenwertes liegt.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn ein Verhindern oder Abbremsen eines Rückwärtsrollen des Fahrrades durch Bereitstellen eines Drehmoments durch den Motor in Reaktion darauf erfolgt, dass die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe nicht weiter vorliegt. Das Verhindern oder Abbremsen des Rückwärtsrollens des Fahrrades ist insbesondere durch eine sogenannte Hill-Hold-Funktion gegeben. Wird die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe unterbrochen, so ist es vorteilhaft, sowohl dann wenn das Fahrrad in der Ebene oder geringfügig bergauf geschoben wird als auch dann wenn ein Steigvorgang durch das Fahrrad ausgeführt wird, die Schiebehilfe nicht durch ein Freilaufen des Rückrades abgewechselt wird, sondern dass gewährleistet bleibt, dass das Fahrrad nicht unerwartet auf den schiebenden Fahrer zurollt. Dies wird durch ein Verhindern oder Abbremsen des Rückwärtsrollens des Fahrrades erreicht. Dabei wird insbesondere durch den Motor des Fahrrades ein Drehmoment bereitgestellt, welches einem Hangabwärtsrollen des Fahrrades entgegenwirkt.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe dann vorliegt, wenn eine vordefinierte Anwenderaktion ausgeführt wird, insbesondere dann, wenn von einem Anwender eine Taste betätigt wird. Es sind jedoch unterschiedliche Anwenderaktionen denkbar, so könnte beispielsweise eine Schiebehilfe durch Auflegen der Hand auf einen Sensor vorteilhaft sein.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Neigungswinkel ein Winkel zwischen einer horizontalen und einer Längsachse des Fahrrades ist, wobei der Schwellenwert größer oder gleich 45 Grad ist. Weiter bevorzugt ist der Schwellenwert größer oder gleich 45 Grad. In jedem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Schwellenwert derart gewählt ist, dass kein reguläres Fahren des Fahrrades mehr möglich ist, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades oberhalb des Schwellenwertes liegt. Bevorzugt ist der Neigungswinkel ein Winkel, welcher bei einem Anheben des Vorderrades des Fahrrades ausgehend von 0 Grad ansteigt.
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Bevorzugt wird bei aktivierter Schiebehilfe durch den Motor ein kontinuierlicher Vortrieb des Hinterrades des Fahrrades verursacht. Bei der Verwendung des Hinterrades des Fahrrades als Steighilfe durch ein Anpressen des Hinterrades an eine Oberfläche wird das Hinterrad des Fahrrades damit kontinuierlich entlang der Oberfläche angehoben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung ausgeführt.
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Weiter vorteilhaft ist ein Fahrrad, welches die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst. Ein solches Fahrrad weist alle Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf. Dabei ist das Fahrrad bevorzugt derart ausgeführt, dass bei einer Unterteilung des Hinterrades des Fahrrades in einen Umfangswinkel von 360 Grad um eine Hinterachse des Fahrrades, wobei bei 0 Grad ein Berührungspunkt des Hinterrades mit einer Fahrbahnoberfläche ist und wobei bei 90 Grad ein hinterster Punkt des Hinterrades ist, in einem Winkelbereich des Umfangswinkels von 0 Grad bis 135 Grad keine baulichen Elemente des Fahrrades außerhalb des Umfangs des Hinterrades angeordnet sind. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass das Fahrrad kein Schutzblech und/oder keinen Gepäckträger aufweist oder diese baulichen Elemente in ihren Ausmaßen entsprechend beschränkt sind. Es wird auf diese Weise erreicht, dass das Fahrrad um seine Hinterachse von dem Fahrer gekippt werden kann und es dabei zu keiner Kollision zwischen einem baulichen Element des Fahrrades und der Fahrbahnoberfläche kommt, solange das Fahrrad entlang der horizontalen Oberfläche oder entlang einer ansteigenden Fläche bewegt wird. Es wird somit verhindert, dass beispielsweise ein Schutzblech des Fahrrades auf den Boden stößt, wenn das Fahrrad gekippt wird und somit der Funktionsumfang der Steighilfe begrenzt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrrades mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bereitstellen einer motorischen Unterstützung,
- 2 eine schematische Darstellung einer Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für das Bereitstellen der motorischen Unterstützung als Steighilfe und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens für ein Bereitstellen einer motorischen Unterstützung bei einem Fahrrad.
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1 zeigt ein elektrisches Fahrrad 1, an welchem eine Vorrichtung für ein Bereitstellen einer motorischen Unterstützung des Fahrrades 1 angeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst eine Steuereinheit 2, durch welche das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird.
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An dem Fahrrad 1 ist ein Motor 3 angeordnet, durch welchen ein Hinterrad 7 des Fahrrades 1 angetrieben wird. An dem Fahrrad 1 ist ferner ein Taster 4 angeordnet, durch welchen von einem Fahrer des Fahrrades 1 eine Anforderung zum Bereitstellen einer Schiebehilfe ausgelöst werden kann, wobei die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe vorliegt, solange der Taster 4 von dem Fahrer betätigt wird.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird eine Steighilfe für das Fahrrad 1 bereitgestellt. So wird es insbesondere ermöglicht, dass die Schiebehilfe auch dann bereitgestellt wird, wenn das Fahrrad 1 so weit gekippt wird, dass dieses einen Neigungswinkel aufweist, der einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Das Fahrrad 1 kann somit sehr weit über seine Hinterachse 6 gekippt werden, ohne dass die Schiebehilfe deaktiviert wird. Dies erlaubt das in 2 gezeigte Handling des Fahrrades 1.
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So steigt der Fahrer 30 beispielsweise von dem Fahrrad 1 ab, wenn ein höher gelegenes Plateau hinter einer Mauer 31 zu erreichen ist, wobei die Mauer 31 zu hoch ist, um diese mit dem Fahrrad 1 regulär zu überfahren. Das Fahrrad 1 wird von dem Fahrer 30 am Lenker gehalten und der Taster 4 wird gedrückt. Durch die Schiebehilfe wird ein kontinuierlicher Vortrieb des Hinterrades 7 bereitgestellt und das Fahrrad 1 kann derart über den Lenker kippen, dass das Hinterrad 7 als vorausfahrendes Rad des Fahrrades 1 auftritt. Dies ist in 2 dargestellt. Wird das Hinterrad 7 mit der Wand 31 in Kontakt gebracht, wobei das Hinterrad 7 bevorzugt von dem Anwender 30 an die Wand 31 gedrückt wird, so beginnt das Hinterrad 7 entlang der Wand 31 zu steigen. Dieser Vorgang kann so lange andauern, bis das Hinterrad des Fahrrades 1 das höher gelegene Plateau erreicht hat und auf dieses auffährt. Nun kann auch das Vorderrad des Fahrrades 1 mit dem Lenker von dem Fahrer 30 auf dem höher gelegenen Plateau abgelegt werden. Der Fahrer 30 kann nun ohne das Fahrrad 1 auf das Plateau steigen und somit die Mauer 31 überwinden. In der Folge kann eine reguläre Fahrt mit dem Fahrrad 1 fortgesetzt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die in 2 dargestellte Situation lediglich als beispielhaft zu sehen ist.
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Um eine Steighilfe zu ermöglichen, wird das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt, welches gemäß einem vorteilhaften Ablaufdiagramm in 3 dargestellt ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden sowohl sicherheitsrelevante Parameter berücksichtigt als auch eine komfortable Anwendung einer Schiebehilfe als Steighilfe erreicht.
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Wird eine reguläre Fahrt des Fahrers 30 mit dem Fahrrad 1 beendet indem der Fahrer von dem Fahrrad 1 absteigt, was im Falle der ersten Übergangsbedingung 21 gegeben ist, so wird die Steuereinheit 2 in einen ersten Betriebszustand 11 gebracht, in dem die Schiebehilfe nicht aktiv ist, jedoch durch eine Eingabe des Anwenders 30 aktiviert werden kann, genauer gesagt dann, wenn eine Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe vorliegt.
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In einem zweiten Betriebszustand 12 ist die Schiebehilfe aktiv und wird durch den Motor 3 des Fahrrades 3 bereitgestellt. Um in den zweiten Betriebszustand 12 zu gelangen, muss die zweite Übergangsbedingung 22 erfüllt sein.
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Die zweite Übergangsbedingung 22 ist dann gegeben, wenn durch den Fahrer 30 der Taster 4 betätigt wird und somit eine Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe ausgelöst wird. Gleichzeitig wird mittels eines Neigungssensors geprüft, welchen Wert ein Neigungswinkel α des Fahrrades 1 aufweist. Der Neigungswinkel a ist dabei ein Winkel zwischen einer Horizontalen und einer Längsachse des Fahrrades 1. Der zweite Betriebszustand 12 wird nur dann angenommen und somit die Schiebehilfe aktiviert, wenn der gemessene Neigungswinkel α des Fahrrades 1 unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt. Der Schwellenwert ist beispielsweise zu 45° oder zu 90° gegeben. Liegt der detektierte Neigungswinkel oberhalb des vorgegebenen Schwellenwertes so verbleibt das System in dem ersten Betriebszustand 11, in dem die Schiebehilfe nicht aktiv ist, da die zweite Übergangsbedingung 22 nicht erfüllt ist. Dies ist der Fall, da bei einem solchen Neigungswinkel des Fahrrades 1 davon ausgegangen werden kann, dass dieses möglicherweise für eine Reparaturarbeit auf den Kopf gestellt wurde. Liegt der gemessene Neigungswinkel α des Fahrrades 1 unterhalb des vorgegebenen Schwellenwertes so kann darauf geschlossen werden, dass das Fahrrad 1 sich in einem regulären Betriebszustand befindet. In diesem Falle wird die Schiebehilfe in Reaktion auf das Vorliegen der Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe aktiviert.
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Durch die aktivierte Schiebehilfe in dem zweiten Betriebszustand 12 wird erreicht, dass durch den Motor 3 ein kontinuierlicher Vortrieb des Hinterrades 7 des Fahrrades 1 verursacht wird. Die Schiebehilfe wird durch den Motor 3 so lange bereitgestellt, wie die Taste 4 durch den Fahrer 30 betätigt wird und wird somit so lange bereitgestellt, wie auch die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe vorliegt. Es wird nicht erneut geprüft, ob der Neigungswinkel des Fahrrades 1 oberhalb oder unterhalb des vorgegebenen Schwellenwertes liegt. Das bedeutet, dass in dem zweiten Betriebszustand 12 die Schiebehilfe auch dann bereitgestellt wird, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades 1 über den vorgegebenen Schwellenwert ansteigt.
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In einem dritten Betriebszustand 13 wird der Motor 3 derart angesteuert, dass ein Rückwärtsrollen des Fahrrades 1 durch ein Bereitstellen eines Drehmomentes durch den Motor 3 verhindert oder zumindest verringert, also abgebremst, wird. Dieses Ansteuern des Motors 3 zum Verhindern oder Abbremsen eines Rückwärtsrollens wird auch als sogenanntes Hill-Holding bezeichnet.
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Der dritte Betriebszustand 13 wird ausgehend von dem zweiten Betriebszustand 12 erreicht, wenn eine dritte Übergangsbedingung 23 erfüllt ist. Dies ist dann der Fall, wenn die Taste 4 von dem Fahrer 30 losgelassen wird, und somit die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe nicht weiter vorliegt. Dies ist daher vorteilhaft, da in dem zweiten Betriebszustand 12 nicht weiter geprüft wird, wie der aktuelle Neigungswinkel des Fahrrades 1 ist. Durch das Verhindern oder Abbremsen eines Rückwärtsrollens wird verhindert, dass das Fahrrad 1 in unkontrollierter Weise dem Fahrer 30 entgegenrollt. So könnte beispielsweise die in 2 gezeigte Situation auftreten und bei einem versehentlichen Loslassen des Tasters 4 würde das Hinterrad 7 dem Fahrer 30 entgegenrollen. Dies wird durch das Abbremsen oder Verhindern des Rückwärtsrollens durch den Motor 3 verhindert. Optional wird das Rückwärtsrollen dabei zunächst gänzlich verhindert und im Folgenden durch ein Verringern des Drehmoments durch den Motor 3 zunehmend zugelassen, sodass das Fahrrad 1 kontrolliert unter Kontrolle gebracht werden kann.
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Das Verhindern oder Abbremsen des Rückwärtsrollens durch den Motor 3 in dem dritten Betriebszustand 13 wird jedoch nur über eine begrenzte Zeit hinweg bereitgestellt, u. a., um ein Überhitzen des Motors 3 zu verhindern. Wird das Verhindern oder Abbremsen des Rückwärtsrollens in dem dritten Betriebszustand 13 automatisch beendet, was der Fall ist, wenn eine fünfte Übergangsbedingung 25 erfüllt ist, so wird die Steuereinheit 2 in einen vierten Betriebszustand 14 gebracht. Die fünfte eine fünfte Übergangsbedingung 25 ist beispielsweise gegeben, wenn der dritten Betriebszustand 13 über ein vordefiniertes Zeitintervall hinweg aktiv ist.
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In dem vierten Betriebszustand 14 wird weder die Schiebehilfe bereitgestellt, noch wird ein Abbremsen oder Verhindern eines Rückwärtsrollens des Fahrrades 1 durch ein entsprechendes Ansteuern des Motors 3 verhindert.
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Sowohl in dem dritten Betriebszustand 13 als auch in dem vierten Betriebszustand 14 kann eine Situation eintreten, in welcher von dem Fahrer 30 erneut die Unterstützung der Schiebehilfe benötigt wird, beispielsweise, weil das Fahrrad 1 die zu bewältigende Wand 31 noch nicht vollständig erklommen hat. In diesem Falle wird von dem Fahrer 30 der Taster 4 erneut betätigt, wodurch eine sechste Übergangsbedingung 26 oder eine vierte Übergangsbedingung 24 erfüllt ist. Ist die sechste Übergangsbedingung 26 oder die vierte Übergangsbedingung 24 erfüllt, so wechselt die Steuereinheit 2 ausgehend von dem dritten Betriebszustand 13 oder dem vierten Betriebszustand 14 zurück in den zweiten Betriebszustand 12. Dadurch wird die Schiebehilfe durch den Motor 3 wieder bereitgestellt. Dies erfolgt ohne ein erneutes Überprüfen des vorliegenden Neigungswinkels des Fahrrades 1. Das bedeutet, dass die Schiebehilfe in dem zweiten Betriebszustand 12 erneut bereitgestellt wird, unabhängig davon, ob der Neigungswinkel des Fahrrades 1 unterhalb oder oberhalb des vorgegebenen Schwellenwertes liegt.
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Befindet sich die Steuereinheit 2 in dem vierten Betriebszustand 13, so wechselt diese zurück in den ersten Betriebszustand 11, wenn eine siebte Übergangsbedingung 27 erfüllt ist.
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Die siebte Übergangsbedingung 27 ist erfüllt, wenn ein vordefinierter Zeitraum seit dem Loslassen des Tasters 4 durch den Anwender 30 mit der dritten Übergangsbedingung 23 verstrichen ist. So wird beginnend mit dem Loslassen des Tasters 4 durch den Anwender 30 und somit mit dem Vorliegen der dritten Übergangsbedingung 23 ein Zeitintervall gemessen. Ist dieses Zeitintervall geringer als ein vordefinierter Zeitraum, beispielsweise geringer als zehn Sekunden, so verbleibt die Steuereinheit 2 in dem jeweils vorliegenden dritten oder vierten Betriebszustand 13, 14. Ist das gemessene Zeitintervall größer als der vordefinierte Zeitraum, so ist die siebte Übergangsbedingung 27 erfüllt und die Steuereinheit 2 wechselt von dem vierten Betriebszustand 14 in den ersten Betriebszustand 11.
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Ist das erfasste Zeitintervall seit dem Loslassen des Tasters 4 durch den Anwender 30 größer als der vordefinierte Zeitraum, so kann davon ausgegangen werden, dass die Steuereinheit 2 bereits von dem dritten Betriebszustand 13 in den vierten Betriebszustand 14 übergegangen ist.
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Durch die siebte Übergangsbedingung 27 wird das Steuersystem 2 von dem vierten Betriebszustand 14 zurück in den ersten Betriebszustand 11 gebracht. Das bedeutet, dass nach einem Loslassen des Tasters 4 durch den Anwender 30 bei einem erneuten Betätigen des Tasters 4 erneut geprüft wird, ob der Neigungswinkel des Fahrrades 1 unterhalb des vorgegebenen Schwellenwertes liegt und die Schiebehilfe nur in diesem Fall bereitgestellt wird. Damit wird erreicht, dass insbesondere bei einem längeren Loslassen des Tasters 4 durch den Fahrer 30 die Schiebehilfe nicht aktiviert wird, ohne dass sichergestellt ist, dass der Neigungswinkel des Fahrrades unterhalb des vorgegebenen Schwellenwertes liegt. So könnte beispielsweise eine Situation auftreten, in der das Fahrrad 1 auf der Ebene hinter der zu bewältigenden Wand 31 liegt. Es soll beispielsweise vermieden werden, dass die Schiebehilfe ungewollt von dem Fahrer 30 betätigt wird, wenn dieser ebenfalls die Mauer 31 erklimmt, um zu dem Fahrrad 1 zu gelangen.
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Für eine optimale Nutzung der erfindungsgemäßen Steighilfe und somit des erfindungsgemäßen Verfahrens 10 ist es vorteilhaft, wenn das Fahrrad 1 baulich derart gestaltet ist, dass dieses auch in die in 2 beschriebene Position gebracht werden kann. So ist es typischerweise vorteilhaft, wenn das Fahrrad 1 kein Schutzblech und keinen Gepäckträger aufweist, da diese oftmals mit dem Fahrbahnuntergrund kollidieren könnten, wenn das Fahrrad 1 über den vorgegebenen Schwellenwert geneigt wird. Grundsätzlich sind aber auch Schutzbleche und Gepäckträger möglich, so diese entsprechend angeordnet sind. Jedoch ist es vorteilhaft, wenn gerade ein hinterer Bereich des Hinterrades 7 des Fahrrades 1 baulich nicht eingeschränkt wird. So ist das Hinterrad 7 des Fahrrades 1 beispielsweise so zu betrachten, dass dieses einen Umfangswinkel von 360° um eine Hinterachse 6 des Fahrrades 1 aufweist. Der Umfangswinkel ist dabei lediglich eine hier genutzte Beschreibung und ist kein bauliches Element. Der Umfangswinkel ist dabei so definiert, dass dieser bei einem horizontalen Stehen des Fahrrades 1 an dem Berührungspunkt 5 des Hinterrades 7 mit der Fahrbahnoberfläche 0 Grad aufweist. An einem hintersten Punkt des Hinterrades 7, also an einem hintersten Punkt des Hinterrades 7 entlang der Längsachse des Fahrrades 1, weist der Umfangswinkel einen Wert von 90° auf. In 1 ist der Umfangswinkel grafisch dargestellt und bewegt sich bei einer linksseitigen Betrachtung des Fahrrades 1 gegen den Uhrzeigersinn um die Hinterachse 6 des Fahrrades 1. Es ist besonders vorteilhaft, wenn in einem Winkelbereich β des Umfangswinkels zwischen 0 Grad und 135 Grad keine baulichen Elemente des Fahrrades 1 außerhalb eines Umfangs des Hinterrades 7 angeordnet sind. Innerhalb des Umfangs des Hinterrades 7 kann beispielsweise Fahrradständer oder ähnliches angeordnet sein.
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Es wird durch das erfindungsgemäße Verfahren somit nur noch bei Aktivierung der Schiebehilfe geprüft, ob sich das eBike „Nicht-Über-Kopf“ befindet. Solange der Fahrer den laut EN 15194 geforderte „bewusste und andauernde Handlung“, z.B. den Tastendruck auf den Taster 4 weiter ausübt, wird auch das „Über-Kopf“ Erkennen nicht zur Deaktivierung der Schiebehilfe verwendet.
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Dadurch ist es möglich, hinter dem Fahrrad 1 zu gehen und den Lenker und Vorderrad zum Fahrer 30 hin zu neigen (ähnlich Schubkarre befindet sich das antreibende Hinterrad ganz vorne). Dies erleichtert z.B. das Überwinden einer Treppe, da das Vorderrad in der Luft ist und etwas mehr Druck auf dem Hinterrad ist, was zu einer besseren Traktion führt.
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Durch leichtes Drücken des sich drehenden Hinterrads 7 gegen einen Fels oder eine Wand 31 kann man so auch eine > 1,5m hohe Felswand ohne große Anstrengung mit Hilfe der Schiebehilfe hoch fahren, das Bike oben ablegen und selbst hinterher klettern.
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Dies wird auch als „Climb Assist“ bezeichnet. Andernfalls müsste das schwere eBike aus eigener Kraft hochgetragen werden.
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Des Weiteren wird die „Über-Kopf“-Information dazu genutzt, um beim Loslassen der Taste 4 eine vorhandene „Hill-Hold“ Funktion zu aktivieren, die die Motordrehzahl mit ggf. langsam abnehmenden Drehmoment auf Drehzahl Null regelt. Dies erhöht dann zusätzlich die Sicherheit beim versehentlichen Loslassen der Taste 4 durch den Fahrer.
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Das Fahrrad 1 bleibt also nur stehen und kommt dann durch das abnehmende erlaubte Drehmoment für die Drehzahlregelung auf Null rpm dem Fahrer langsam entgegen. Drückt der Fahrer 30 die Taste 4 erneut während HillHold aktiv oder nach einer applizierbaren Zeit, dann wird die ÜberKopf-Information in dieser Zeit (z.B. 10s) weiter ignoriert, und die Schiebehilfe wird sofort fortgesetzt.
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Ein beispielhafter Ablauf des Verfahrens lässt sich wie folgt zusammenfassen:
- - Fahrer 30 aktiviert die Schiebehilfe im Zustand „NICHT-Über-Kopf“
- - Fahrer 30 lässt das Vorderrad steigen, stellt sich z.B. hinter das Fahrrad 1 und neigt den Lenker zu sich
- - Fahrrad 1 ist nun „ÜberKopf“, dennoch keine Abschaltung, solange der Fahrer 30 die Taste 4 gedrückt hält
- - bei Loslassen der Taste 4 (je nach Steigung und auf jeden Fall „ÜberKopf“) wird der HillHold aktiv
- - erneutes Drücken der Taste 4 innerhalb applizierbarer Zeit oder während HillHold führt dazu, dass die „Über-Kopf“-Information ignoriert wird.
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Neben der obigen schriftlichen Offenbarung wird explizit auf die Offenbarung der 1 bis 3 verwiesen.
