EP4551452A1 - Verfahren zur steuerung einer antriebseinheit eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur steuerung einer antriebseinheit eines fahrzeugs

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Publication number
EP4551452A1
EP4551452A1 EP23740977.6A EP23740977A EP4551452A1 EP 4551452 A1 EP4551452 A1 EP 4551452A1 EP 23740977 A EP23740977 A EP 23740977A EP 4551452 A1 EP4551452 A1 EP 4551452A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
drive unit
staircase
stairs
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23740977.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tim Dackermann
Daniel Baumgaertner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102023206365.4A external-priority patent/DE102023206365A1/de
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4551452A1 publication Critical patent/EP4551452A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor
    • B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B62J45/415—Inclination sensors
    • B62J45/4152—Inclination sensors for sensing longitudinal inclination of the cycle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B62J45/414—Acceleration sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a drive unit of a vehicle, in particular a single-track vehicle such as an eBike.
  • the invention further relates to a vehicle, in particular a single-track vehicle such as an eBike.
  • E-bikes In particular are very heavy due to the battery and drive unit, so carrying or pushing the e-bike requires considerable effort.
  • EBikes can have a push assist that can be used to make pushing an eBike up stairs easier.
  • a bicycle with an auxiliary drive has become known, in which a user can manually activate a pushing assistance in front of a staircase in order to be able to push the bicycle up the stairs more easily. Disclosure of the invention
  • the present invention provides a method for controlling a drive unit of a vehicle, in particular a single-track vehicle such as an eBike, comprising a drive unit and a sensor unit with at least one sensor element, comprising the steps:
  • Detecting a sensor signal by the at least one sensor element determining the stairs based on the detected sensor signal, in particular by the sensor unit, and
  • the vehicle particularly a single-track vehicle such as an eBike, can also be a multi-track vehicle.
  • the vehicle is equipped with three or four wheels.
  • the vehicle is a Pedelec, S-Pedelec or an electric bicycle.
  • the present invention provides a method for determining route information, wherein at least one route section has information that was determined by a method according to claim 16.
  • the present invention provides a drive unit for a vehicle, in particular a single-track vehicle such as an eBike, wherein the drive unit comprises a sensor unit with at least one sensor element and is designed to carry out the method according to the invention.
  • the present invention represents a vehicle, in particular a single-track vehicle such as an eBike, with an aforementioned drive unit.
  • the sensor unit can include a gyroscope, an inertial sensor and/or a camera.
  • the sensor unit can be a smartphone. Using the sensor unit, the geometry of the stairs can be recognized.
  • the sensor unit can be part of the drive unit. Alternatively or additionally, the sensor unit can have its own housing.
  • the sensor unit can be arranged inside the drive unit or arranged outside the drive unit be.
  • the drive unit in particular has a control unit.
  • the control unit is designed to control the drive unit.
  • the control unit includes in particular the sensor unit.
  • the control unit in particular includes an execution device which controls the drive unit based on the determined staircase.
  • a staircase is automatically recognized, which increases user-friendliness.
  • Another advantage is that one or more follow-up actions or actions can be carried out for the user.
  • the control of the drive unit can be carried out as a predeterminable, in particular vehicle-based, follow-up measure depending on the determined stairs, for example activating a pushing support arranged in the vehicle or adjusting a level of support.
  • a staircase is in particular an obstacle that comprises at least two steps and/or step-like elevations.
  • a level is in particular a height difference, from a first level to a second level, whereby the second level can be higher or lower than the first level.
  • a staircase has a regularity, in particular a regularity of the steps, which are repeated cyclically.
  • the sensor signal for detecting the stairs can in particular be measured by the sensor element, for example the sensor signal can correspond to a physical quantity.
  • a pushing assistance is defined in particular as a drive of the vehicle by a drive unit that is applied while the vehicle is being pushed by a user.
  • vehicle-based in relation to a subsequent action is to be understood in the broadest sense and refers, preferably in the description, to any action, implementation, procedure, sequence and/or instruction that involves a change in the condition of the vehicle, in particular the speed, the acceleration, the direction or the like. Further features, advantages and further embodiments of the invention are described below or become apparent thereby.
  • the stairs are determined based on a particularly wave-shaped and/or cyclic acceleration curve in the direction of a longitudinal axis of the vehicle.
  • the longitudinal axis of the vehicle is defined in particular as an axis approximately parallel to an axis through the centers of the front and rear wheels of the vehicle. If the vehicle is a tricycle, the longitudinal axis of the vehicle is parallel to the direction of travel when the handlebars are held straight.
  • the acceleration of the vehicle can be measured, for example, by at least one inertial sensor.
  • the vehicle is periodically moved up one step and then along the step to the next step. This creates a regular acceleration curve in the vehicle's longitudinal axis, which can be used to detect stairs.
  • One advantage is that a staircase can be reliably identified.
  • the stairs are determined based on a particularly wave-shaped and/or cyclic acceleration curve in the direction of a vehicle vertical axis.
  • An acceleration curve is defined as the change in acceleration in the direction of an axis over time.
  • the stairs raise the vehicle in a regular manner, so that the acceleration values in the direction of the vehicle's vertical axis - especially perpendicular to the ground - also fluctuate regularly. This can be used to detect the stairs.
  • the advantage of this is that the stairs can be reliably recognized.
  • the stairs are determined on the basis of a particularly wave-shaped and/or cyclic rotation rate curve in the direction of a pitch axis of the vehicle.
  • the pitch angle changes suddenly. It then remains constant until the vehicle reaches the next step. This creates a wave-shaped course of the pitch angle, which is an indicator This could result in the vehicle being pushed up a flight of stairs.
  • the pitch angle can be measured, for example, using a gyroscope. This allows a staircase to be reliably identified.
  • the stairs are determined based on a particularly wave-shaped and/or cyclic speed curve and/or a curve of one or more electrical drive parameters in the drive unit of the vehicle.
  • the electrical drive parameters can in particular be a current, a voltage, and/or an electrical power. Due to the cyclical course of the stairs, the torque required to push the vehicle up rises and falls regularly, so that an electrical drive parameter in the drive unit or a speed of the drive unit also has a cyclical course. This also makes it possible to reliably detect stairs.
  • the stairs are determined using an optical and/or acoustic detection device, in particular a camera.
  • the user's smartphone can be attached to the vehicle, which can recognize a staircase in front of the vehicle using a camera and an image recognition program.
  • a staircase can be recognized before the vehicle has reached the staircase.
  • the stairs can be recognized, for example, by a radar signal, an ultrasound signal or the like.
  • the stairs are determined based on position data of the vehicle and/or position data of the stairs.
  • the current position of the vehicle can be determined using a GPS signal.
  • comparing with a map and stairs marked on the map it can be determined whether the vehicle is in front of and/or on a staircase. This makes it easy to determine a staircase.
  • control of the drive unit includes an adjustment of a degree of support, in particular a degree of torque support, of the drive unit.
  • a degree of support in particular a degree of torque support
  • the control of the drive unit includes an adjustment of a degree of support, in particular a degree of torque support, of the drive unit.
  • the vehicle has a pushing support
  • the control of the drive unit includes an, in particular automatic, activation and/or adapting the pushing support based on the detected stairs.
  • the control of the drive unit includes adapting or changing, in particular adapting or changing, the sliding support, most particularly reducing, a torque of the drive unit, in particular adjusting the pushing support, changing, in particular reducing, a torque of the drive unit of the vehicle.
  • the speed of the vehicle is reduced. If the vehicle is traveling at high speed, there is a risk that the vehicle will move jerkily or even slip away from the user when it hits the stairs. By reducing the speed, the user has more control over the vehicle, improving the user experience.
  • cyclically reducing the torque of the drive unit is advantageous.
  • the length, height, gradient, start, end, step height and/or regularity of the step height of the staircase is determined.
  • the length of the staircase is in particular the length of the distance between the first and the last step
  • the height is in particular the difference in height between the first and the last step
  • the gradient is in particular the angle between an axis along the staircase and a horizontal
  • the beginning and end of the stairs are, in particular, the transition from one surface to the first Stair step or from a last step to the ground
  • the step height is in particular the difference in height between a single step and a previous and / or subsequent step
  • the regularity of the step height is in particular the relative difference in the step height of the individual steps, for example the standard deviation of the step height and /or the difference in height between successive steps can be used as a measure of regularity.
  • the geometry and shape of the stairs can in particular also be used to control the drive unit while the vehicle is driving on the stairs or while the vehicle is being pushed on the stairs.
  • the drive unit is additionally controlled taking into account a position and/or rotation of the vehicle in relation to the stairs, at least an acceleration of the vehicle, a stair step height and/or a regularity of the stair step height.
  • this advantageous development means changing the torque of the drive unit.
  • the advantage of this is that a user can push the vehicle up the stairs more easily and safely.
  • the torque of the drive unit and/or the speed can be reduced when the vehicle is pushed up a step and/or increased when the vehicle has overcome the step.
  • the torque and/or the speed at the beginning and/or in the middle of the stairs is reduced and/or increased when a front wheel of the vehicle has passed the stairs.
  • the torque and/or the speed is reduced if the steps are comparatively high and/or irregular.
  • changing the torque can be used in particular to increase the torque at the right time, in particular when climbing a subsequent stage.
  • control of the drive unit additionally includes the following further step: determining an alternative navigation path for bypassing the stairs.
  • determining an alternative navigation path for bypassing the stairs This means that an alternative route can be automatically suggested to a user with which the user can Can avoid stairs, so that no effort has to be exerted to overcome the stairs. Determining an alternative navigation path can be based, for example, on position data and/or map data.
  • the control of the drive unit is additionally based on a predicted impact event on a stair step.
  • a collision event refers to the first, in particular physical, contact of the vehicle with a new step. If the stairs are regular, it can be estimated when the next step will be reached. In order to cushion the impact on the vehicle, the speed of the vehicle can, for example, be reduced before the next step.
  • the control of the drive unit is additionally based on a user setting.
  • user preferences can be set by the user and/or learned automatically using machine learning.
  • the pushing support can, for example, be adjusted in order to be able to adapt the pushing of the vehicle to the needs of the user.
  • the pushing support can be designed for a desired number of steps to be climbed per minute. This makes it easier for the user to push the vehicle up the stairs. It is conceivable that a user can set whether he prefers to push the vehicle up stairs or prefers to avoid stairs.
  • the control of the drive unit additionally includes storing information about the determined stairs in a local and/or global database.
  • information about the stairs such as length, height, gradient, step height, or similar
  • the sliding support can be better coordinated with the geometry of the stairs when climbing the stairs again.
  • the information can be stored locally, i.e. only accessible for the vehicle itself, and/or globally, i.e. accessible for different vehicles.
  • the staircase can also be recognized by comparing the position of the staircase with the current position of the vehicle, for example by comparing the GPS signal. In order to prevent the vehicle from having to be pushed up the stairs, this information can also be used to define a route at an early stage in which one or more stairs are avoided.
  • the sensor signal is designed as information from an external device and/or the cloud and/or a server and/or is processed internally by the sensor unit.
  • the advantage of this is flexible processing of sensor signals.
  • Figure 1 shows steps of a method according to an embodiment of the present invention in schematic form
  • Figure 2 shows in schematic form a course of a speed of a drive unit according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 shows in schematic form a vehicle according to an embodiment of the present invention
  • Figure 1 shows in schematic form steps of a method according to an embodiment of the present invention.
  • the method for controlling a drive unit 8, in particular a single-track vehicle 2 such as an eBike, comprising a sensor unit 10 with at least one sensor element comprises the following steps.
  • a sensor signal is detected by the at least one sensor element of the sensor unit 10.
  • the stairs are determined based on the detected sensor signal, in particular by the sensor unit 10.
  • the detection of the stairs can be detected before reaching the stairs, for example by an optical recognition system and/or while the vehicle is being pushed up, for example by a cyclical acceleration of the vehicle.
  • the drive unit 8 is controlled based on the determined stairs.
  • the control may include adjusting a sliding support 9 or adjusting a level of support based on the determined stairs and/or determining an alternative path to bypass the stairs.
  • Figure 2 shows in schematic form a course of a speed of a drive unit 8 according to an embodiment of the present invention.
  • the course 1 of the position of a vehicle 2, here in the form of an eBike, on a staircase 3 is shown.
  • the course 1 'of a speed of a drive unit 8 (shown in Figure 3) of the vehicle 2 is shown.
  • the X-axis 4 shows the qualitative position on the stairs 3 and the Y-axis 5 shows the speed of the drive unit 8 in any unit.
  • the vehicle 2 is moved at a high speed in the direction of the stairs 3.
  • the drive unit 8 thus has a high speed at a first position 6.
  • step S1 of Figure 1 the vehicle 2 is approached to the stairs 3.
  • the vehicle 2 In the second position 6 ', the vehicle 2 abuts the stairs 3. As a result, as the vehicle moves further, the front wheel 7 of the vehicle 2 is raised, so that the pitch angle 14 of the vehicle 2 increases. This increase is measured, for example, by a gyroscope (not shown) of the vehicle 2 and from this it is automatically determined that the vehicle is being moved over a staircase 3 according to step S2 of FIG. 1. It is also possible for the vehicle 2 to have an inertial sensor, which can detect the cyclic acceleration curves caused by the steps when driving through the stairs 3 and can therefore recognize the stairs 3. Furthermore, it is possible for a camera (not shown) to be arranged on the vehicle 2, with which the stairs 3 can be optically recognized.
  • the drive power required to push the vehicle 2 up when moving from one step to the next - i.e. when climbing a step - is higher than when pushing the vehicle 2 along the step to the next step.
  • the drive unit 8 has a cyclic speed, or a cyclic current intensity in the drive unit 8. The presence of the stairs 3 can also be determined from this.
  • the control of the drive unit is carried out as a subsequent action based on the determined staircase 3, for example a pushing support 9 of the vehicle 2 is activated or adjusted according to step S3 of Figure 1.
  • a pushing support 9 of the vehicle 2 is activated or adjusted according to step S3 of Figure 1.
  • the speed of the vehicle 2 is reduced, so that a user is enabled to handle the vehicle 2 better.
  • the drive unit 8 of the vehicle 2 has a low speed and therefore the speed of the vehicle 2 is also low.
  • the speed of the drive unit 8 is periodically increased and decreased again. This allows a user to push the vehicle 2 up the stairs 3 in a way that is more comfortable for him.
  • the speed of vehicle 2 is reduced to reduce the impact on vehicle 2.
  • the speed is then increased slightly so that the vehicle 2 can be pushed up the stairs 3 more quickly and easily until the front wheel 7 hits the next step.
  • the increase and/or reduction of the speed can depend on the height of the steps, so that, for example, on high steps the speed can be lower than on low steps.
  • the pushing support 9, in particular the torque of the pushing support 9, can be slowly increased. This means that the pushing assistance 9 is increased more slowly when a rear wheel hits a step than when a front wheel 7 hits a step. This prevents the vehicle 2 from losing its grip on the stairs 3.
  • the geometry of the stairs 3 can be determined by the measured accelerations and/or the rotation rates of the vehicle 2. This information can be saved so that when you drive through the stairs 3 again, this information can be used directly to adjust the pushing support 9.
  • Another possible exemplary control of the drive unit is to determine an alternative path to bypass the stairs 3. Thus, the user would not have to push the vehicle 2 up the stairs 3.
  • Figure 3 shows in schematic form a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • a vehicle 2 here in the form of an eBike, includes a drive unit 8 and a pushing support 9.
  • the pushing support 9 can be part of the drive unit be 8.
  • the vehicle 2 further comprises a sensor unit 10, designed for automatically detecting the stairs 3 by the vehicle 2.
  • the sensor unit 10 can comprise a gyroscope, an inertial sensor and/or a camera.
  • the sensor unit 10 can be a smartphone. With the help of the sensor unit 10, a geometry of the stairs 3 can be recognized.
  • the vehicle 2 has an execution device 11 for controlling the drive unit of the vehicle based on the determined staircase 3.
  • the control of the vehicle can, for example, be the adjustment of the pushing support 9 based on the determined stairs 3.
  • the drive unit 8 can include the execution device 11.
  • the execution device 11 and the sensor unit 10 can be parts of a control unit (not shown) of the drive unit 8. With the help of the execution device 11, for example, the pushing support 9 can be changed or adjusted so that the vehicle 2 can be pushed up the recognized stairs 3 in a manner suitable for a user.
  • the vehicle 2 can have a detection device 13. Using the determination device 13, an alternative route can be determined so that a previous route can be bypassed.
  • the determination device 13 can have a map and/or a position detection system.
  • the determination device 13 can be part of the execution device 11.
  • At least one embodiment of the present invention has at least one of the following features and/or provides at least one of the following advantages:
  • Push or drive the vehicle with less effort Controlling the vehicle based on a determined staircase.

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  • Transportation (AREA)
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeug, insbesondere ein einspuriges Fahrzeug wie ein eBike, umfassend eine Antriebseinheit und eine Sensoreinheit mit zumindest einem Sensorelement, umfassend die Schritte: - Erfassen eines Sensorsignals durch das zumindest eine Sensorelement, - Ermitteln der Treppe basierend auf dem erfassten Sensorsignal, insbesondere durch die Sensoreinheit, und - Steuerung der Antriebseinheit basierend auf der ermittelten Treppe.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs, insbesondere einem einspurigen Fahrzeug wie ein eBike.
Die Erfindung betrifft weiter ein Fahrzeug, insbesondere ein einspuriges Fahrzeug wie ein eBike.
Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein auf beliebige Fahrzeuge anwendbar ist, wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf einspurige Fahrzeuge in Form von eBikes beschrieben.
Stand der Technik
Zum Überwinden von Treppen müssen eBike-Fahrer ihr eBike entweder die Treppen hochtragen oder hochschieben. Insbesondere eBikes weisen durch die Batterie und die Antriebseinheit ein hohes Gewicht auf, sodass ein Tragen beziehungsweise Schieben des eBikes mit erheblicher Anstrengung verbunden ist.
EBikes können eine Schiebeunterstützung aufweisen, die genutzt werden kann, um ein eBike einfacher eine Treppe hochzuschieben. Aus der DE 198 02 937 A1 ist ein Fahrrad mit einem Hilfsantrieb bekannt geworden, bei dem ein Nutzer vor einer Treppe manuell eine Schiebeunterstützung aktivieren kann, um so das Fahrrad die Treppe leichter hinaufzuschieben zu können. Offenbarung der Erfindung
In einer Ausführungsform stellt die vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs,, insbesondere eines einspurigen Fahrzeugs wie ein eBike, umfassend eine Antriebseinheit und eine Sensoreinheit mit zumindest einem Sensorelement, bereit, umfassend die Schritte:
Erfassen eines Sensorsignals durch das zumindest eine Sensorelement, Ermitteln der Treppe basierend auf dem erfassten Sensorsignal, insbesondere durch die Sensoreinheit, und
Steuerung der Antriebseinheit basierend auf der ermittelten Treppe.
Das Fahrzeug, insbesondere ein einspuriges Fahrzeug wie ein eBike, kann auch ein mehrspuriges Fahrzeug sein. Beispielsweise ist das Fahrzeug mit drei oder vier Rädern ausgestattet. Insbesondere ist das Fahrzeug ein Pedelec, S-Pedelec oder ein Elektrofahrrad.
In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung einer Routeninformation bereit, wobei zumindest ein Streckenabschnitt eine Information aufweist, die durch ein Verfahren nach Anspruch 16 ermittelt wurde.
In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine Antriebseinheit für ein Fahrzeug, insbesondere ein einspuriges Fahrzeug wie ein eBike, bereit, wobei die Antriebseinheit eine Sensoreinheit mit zumindest einem Sensorelement umfasst und dazu ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein einspuriges Fahrzeug wie ein eBike mit einer zuvor genannten Antriebseinheit dar.
Die Sensoreinheit kann ein Gyroskop, einen Inertialsensor und/oder eine Kamera umfassen. Insbesondere kann die Sensoreinheit ein Smartphone sein. Mithilfe der Sensoreinheit kann eine Geometrie der Treppe erkannt werden. Die Sensoreinheit kann Bestandteil der Antriebseinheit sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinheit ein eigenes Gehäuse aufweisen. Die Sensoreinheit kann innerhalb der Antriebseinheit angeordnet sein oder außerhalb der Antriebseinheit angeordnet sein. Zur Durchführung des Verfahrens weist die Antriebseinheit insbesondere eine Steuereinheit auf. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, die Antriebseinheit zu steuern. Die Steuereinheit umfasst insbesondere die Sensoreinheit. Die Steuereinheit umfasst insbesondere eine Ausführungseinrichtung, welche die Antriebseinheit steuert basierend auf der ermittelten Treppe.
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass eine Treppe automatisch erkannt wird, was die Nutzerfreundlichkeit erhöht. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine oder mehrere Folgemaßnahmen oder -handlungen für den Nutzer durchgeführt werden können. Darüber hinaus ist ein Vorteil, dass die Steuerung der Antriebseinheit als vorgebbare, insbesondere fahrzeugbasierte Folgemaßnahme abhängig von der ermittelten Treppe ausgeführt werden kann, beispielsweise das Aktivieren einer in dem Fahrzeug angeordneten Schiebeunterstützung oder die Anpassung eines Unterstützungsgrads.
Eine Treppe ist insbesondere ein Hindernis, das zumindest zwei Stufen und/oder stufenartige Erhebungen umfasst. Eine Stufe ist insbesondere eine Höhendifferenz, von einem ersten Niveau zu einem zweiten Niveau, wobei das zweite Niveau gegenüber dem ersten Niveau höher oder tiefer gelegen sein kann. Eine Treppe weist dabei eine Regelmäßigkeit auf, insbesondere eine Regelmäßigkeit der Stufen, die sich zyklisch wiederholeln.
Das Sensorsignal zum Detektieren der Treppe kann insbesondere von dem Sensorelement gemessen werden, beispielsweise kann das Sensorsignal einer physikalischen Größe entsprechen.
Eine Schiebeunterstützung ist insbesondere definiert als ein Antrieb des Fahrzeugs durch eine Antriebseinheit, die anliegt, während das Fahrzeug von einem Nutzer geschoben wird.
Der Begriff „fahrzeugbasiert“ in Bezug auf eine Folgehandlung ist im weitesten Sinne zu verstehen und bezieht sich, vorzugsweise in der Beschreibung auf jedwede Handlung, Durchführung, Prozedur, Ablauf und/oder Anweisung, die eine Änderung des Zustands des Fahrzeugs, insbesondere der Geschwindigkeit, der Beschleunigung, der Richtung oder dergleichen, bereitstellt. Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Treppe anhand eines insbesondere wellenförmigen und/oder zyklischen Beschleunigungsverlaufs in Richtung einer Fahrzeuglängsachse des Fahrzeugs ermittelt Die Fahrzeuglängsachse ist insbesondere definiert als eine Achse annähernd parallel zu einer Achse durch die Mittelpunkte von Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs. Wenn das Fahrzeug ein Dreirad ist, ist die Fahrzeuglängsachse parallel zur Fahrtrichtung bei einem gerade gehaltenen Lenker. Die Beschleunigung des Fahrzeugs kann beispielsweise durch zumindest einen Inertialsensor gemessen werden. Wenn ein Fahrzeug die Treppe hochgeschoben wird, wird das Fahrzeug periodisch eine Treppenstufe hoch und anschließend die Treppenstufe entlang bis zur nächsten Treppenstufe bewegt. Hierdurch entsteht ein regelmäßiger Beschleunigungsverlauf in der Fahrzeuglängsachse, der zur Detektion von Treppen genutzt werden kann. Ein Vorteil dabei ist, dass eine Treppe zuverlässig erkannt werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Treppe anhand eines insbesondere wellenförmigen und/oder zyklischen Beschleunigungsverlaufs in Richtung einer Fahrzeughochachse ermittelt. Ein Beschleunigungsverlauf ist definiert als die Veränderung der Beschleunigung in Richtung einer Achse über die Zeit hinweg. Durch die Treppenstufen wird das Fahrzeug in regelmäßiger Weise angehoben, sodass die Werte der Beschleunigung in Richtung der Fahrzeughochachse - insbesondere senkrecht zum Boden - ebenfalls regelmäßig schwanken. Dies kann zur Detektion der Treppe genutzt werden. Der Vorteil hiervon ist, ebenfalls, dass die Treppe zuverlässig erkannt werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Treppe anhand eines insbesondere wellenförmigen und/oder zyklischen Drehratenverlaufs in Richtung einer Nickachse des Fahrzeugs ermittelt. Während das Fahrzeug eine Treppenstufe hochgeschoben wird, verändert sich der Nickwinkel sprunghaft. Anschließend bleibt er konstant bis das Fahrzeug die nächste Treppenstufe erreicht. Hierdurch entsteht ein wellenförmiger Verlauf des Nickwinkels, der ein Indikator dafür sein kann, dass das Fahrzeug eine Treppe hochgeschoben wird. Der Nickwinkel kann beispielsweise mittels eines Gyroskops gemessen werden. Hierdurch kann eine Treppe zuverlässig erkannt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Treppe anhand eines insbesondere wellenförmigen und/oder zyklischen Drehzahlverlaufs und/oder eines Verlaufs einer oder mehrerer elektrischer Antriebskenngrößen in der Antriebseinheit des Fahrzeugs ermittelt. Die elektrischen Antriebskenngrößen können insbesondere eine Stromstärke, eine Spannung, und/oder eine elektrische Leistung sein. Durch den zyklischen Verlauf der Treppe steigt und sinkt das benötigte Drehmoment zum Hochschieben des Fahrzeugs regelmäßig, sodass auch eine elektrische Antriebskenngröße in der Antriebseinheit beziehungsweise eine Drehzahl der Antriebseinheit einen zyklischen Verlauf aufweist. Hierdurch kann ebenfalls eine Treppe zuverlässig erkannt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Treppe anhand von einer optischen und/oder akustischen Erkennungseinrichtung, insbesondere einer Kamera, ermittelt. Beispielsweise kann ein Smartphone des Nutzers an dem Fahrzeug angebracht sein, das mittels einer Kamera und einem Bilderkennungsprogramm eine vor dem Fahrzeug befindliche Treppe erkennen kann. Ein Vorteil hiervon ist, dass eine Treppe bereits erkannt werden kann, bevor das Fahrzeug die Treppe erreicht hat. Ferner lässt sich die Treppe beispielsweise durch ein Radarsignal, ein Ultraschallsignal oder dergleichen erkennen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Treppe anhand von Positionsdaten des Fahrzeugs und/oder Positionsdaten der Treppe ermittelt. Beispielsweise kann mittels eines GPS-Signals die aktuelle Position des Fahrzeugs ermittelt werden. Durch Vergleich mit einer Karte und in der Karte markierten Treppen kann bestimmt werden, ob sich das Fahrzeug vor und/oder auf einer Treppe befindet. Hierdurch kann auf einfache Weise eine Treppe ermittelt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Steuerung der Antriebseinheit eine Anpassung eines Unterstützungsgrads, insbesondere eines Drehmomentunterstützungsgrads der Antriebseinheit. Vorteil hiervon ist, dass bei ermittelter Treppe der Zustand des Antriebs an die Treppe angepasst werden kann. Insbesondere kanneine geeignete Positionsänderung des Fahrzeugs einem Nutzer vorgeschlagen werden kann. Eine geeignete Positionsänderung kann zum Beispiel eine Navigationsanweisung sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Fahrzeug eine Schiebeunterstützung auf, und wobei die Steuerung der Antriebseinheit ein, insbesondere automatisches, Aktivieren und/oder Anpassen der Schiebeunterstützung basierend auf der detektierten Treppe umfasst. Ein Vorteil hiervon ist, dass ein Nutzer das Fahrzeug angenehmer und mit weniger Kraftaufwand die Treppe hochschieben kann, da die Schiebeunterstützung basierend auf der Treppe, insbesondere der Treppeneigenschaften, angepasst werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Steuerung der Antriebseinheit, ein Anpassen oder Verändern, insbesondere ein Anpassen oder Verändern der Schiebeunterstützung, ganz insbesondere ein Reduzieren, eines Drehmoments der Antriebseinheit, insbesondere npassen der Schiebeunterstützung ein Verändern, insbesondere ein Reduzieren, eines Drehmoments der Antriebseinheit des Fahrzeugs. Dabei ist es denkbar, dass alternativ oder zusätzlich eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringert wird. Bei einer hohen Geschwindigkeit des Fahrzeugs besteht die Gefahr, dass sich das Fahrzeug beim Auftreffen auf die Treppe ruckartig bewegt oder sogar dem Nutzer entgleitet. Durch eine Reduzierung der Geschwindigkeit hat der Nutzer mehr Kontrolle über das Fahrzeug, was die Nutzererfahrung verbessert. Insbesondere ist ein zyklisches Reduzieren des Drehmoments der Antriebseinheit von Vorteil.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Länge, Höhe, Steigung, Anfang, Ende, Treppenstufehöhe und/oder Regelmäßigkeit der Treppenstufehöhe der Treppe bestimmt. Indem eine Geometrie und eine Form der Treppe bestimmt wird, kann insbesondere die Schiebeunterstützung besser auf die aktuell zu überwindende Treppe angepasst werden. Die Länge der Treppe ist dabei insbesondere die Länge der Strecke zwischen der ersten und der letzten Treppenstufe, die Höhe ist insbesondere der Höhenmeterunterschied zwischen der ersten und der letzten Treppenstufe, die Steigung ist insbesondere der Winkel zwischen einer Achse entlang der Treppe und einer Horizontalen, der Anfang und das Ende der Treppe sind insbesondere der Übergang von einem Untergrund zur ersten Treppenstufe beziehungsweise von einer letzten Treppenstufe zum Untergrund, die Treppenstufehöhe ist insbesondere der Höhenmeterunterschied zwischen einer einzelnen Treppenstufe und einer vorherigen und/oder nachfolgenden Treppenstufe und die Regelmäßigkeit der Treppenstufenhöhe ist insbesondere der relative Unterschied der Treppenstufenhöhe der einzelnen Treppenstufen, wobei beispielsweise die Standardabweichung der Treppenstufenhöhe und/oder der Treppenstufenhöhenunterschied aufeinanderfolgender Treppenstufen als Maß für die Regelmäßigkeit genutzt werden kann. Die Geometrie und die Form der Treppe kann insbesondere auch für die Steuerung der Antriebseinheit benutzt werden, während Fahrzeug die Treppe befahren oder während das Fahrzeug die Treppe auf der Treppe geschoben wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Steuerung der Antriebseinheit zusätzlich unter Berücksichtigung einer Position und/oder Rotation des Fahrzeugs in Bezug auf die Treppe, zumindest einer Beschleunigung des Fahrzeugs, einer Treppenstufenhöhe und/oder einer Regelmäßigkeit der Treppenstufehöhe. Insbesondere ist bei dieser vorteilhaften Weiterbildung das Verändern des Drehmoments der Antriebseinheit gemeint. Vorteil hiervon ist, dass ein Nutzer das Fahrzeug einfacher und sicherer die Treppe hochschieben kann. Beispielsweise kann das Drehmoment der Antriebseinheit und/oder die Geschwindigkeit reduziert werden, wenn das Fahrzeug eine Treppenstufe hochgeschoben wird und/oder erhöht werden, wenn das Fahrzeug die Treppenstufe überwunden hat. Weiterhin ist es denkbar, dass das Drehmoment und/oder die Geschwindigkeit zu Beginn und/oder in der Mitte der Treppe reduziert wird und/oder erhöht wird, wenn ein Vorderrad des Fahrzeugs die Treppe passiert hat. Es ist ebenfalls denkbar, dass das Drehmoment und/oder die Geschwindigkeit verringert wird, wenn die Treppenstufen vergleichsweise hoch und/oder unregelmäßig ausgebildet sind. Mit anderen Worten kann insbesondere das Verändern des Drehmoments verwendet werden, um in einem richtigen Zeitpunkt, insbesondere bei einem Erklimmen einer Folgestufe das Drehmoment zu erhöhen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Steuerung der Antriebseinheit zusätzlich den folgenden weiteren Schritt: Ermitteln eines alternativen Navigationswegs zum Umgehen der Treppe. Dadurch kann einem Nutzer automatisch eine alternative Strecke vorgeschlagen werden, mit der der Nutzer die Treppe umgehen kann, sodass kein Kraftaufwand zum Überwinden der Treppe aufgebracht werden muss. Das Ermitteln eines alternativen Navigationswegs kann beispielsweise auf Positionsdaten und/oder Kartendaten basieren.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung basiert die Steuerung der Antriebseinheit zusätzlich auf einem vorhergesagten Anstoßereignis an eine Treppenstufe. Ein Anstoßereignis bezeichnet dabei den erstmaligen, insbesondere physischen Kontakt des Fahrzeugs mit einer neuen Treppenstufe. Wenn die Treppe regelmäßig ausgebildet ist, kann abgeschätzt werden, wann die nächste Treppenstufe erreicht wird. Um den Stoß auf das Fahrzeug abzufedern, kann beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeug vor der nächsten T reppenstufe verringert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung basiert die Steuerung der Antriebseinheit zusätzlich auf einer Einstellung des Nutzers. Präferenzen des Nutzers können beispielsweise von dem Nutzer eingestellt werden und/oder automatisch mittels Maschinenlernen erlernt werden. Abhängig von diesen Einstellungen kann beispielsweise die Schiebeunterstützung angepasst werden, um das Hochschieben des Fahrzeugs auf die Bedürfnisse des Nutzers abstimmen zu können. Beispielsweise kann die Schiebeunterstützung auf eine gewünschte Anzahl an zu erklimmenden Treppenstufen pro Minute ausgelegt werden. Hierdurch kann das Fahrzeug einfacher von dem Nutzer die Treppe hochgeschoben werden. Es ist denkbar, dass ein Nutzer einstellen kann, ob er bevorzugt das Fahrzeug Treppen hochschieben möchte, oder bevorzugt Treppen umgehen möchte.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Steuerung der Antriebseinheit zusätzlich ein Speichern von Informationen über die ermittelte Treppe in einer lokalen und/oder globalen Datenbank. Indem Informationen über die Treppe, beispielsweise Länge, Höhe, Steigung, Treppenstufenhöhe, oder Ähnliches gespeichert werden, kann die Schiebeunterstützung bei einem erneuten Überwinden der Treppe besser auf die Geometrie der Treppe abgestimmt werden. Die Informationen können dabei lokal, das heißt nur für das Fahrzeug selbst abrufbar, und/oder global, das heißt für verschiedene Fahrzeuge abrufbar, gespeichert werden. Wenn Informationen über eine Treppe aus einer Datenbank abrufbar sind, kann die Treppe auch durch einen Vergleich der Position der Treppe mit der aktuellen Position des Fahrzeugs erkannt werden, beispielsweise durch einen Vergleich des GPS-Signals. Um zu verhindern, dass das Fahrzeug die Treppe hochgeschoben werden muss, können diese Informationen auch genutzt werden, um bereits frühzeitig eine Route zu definieren, in der eine oder mehrere Treppen umfahren werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Sensorsignal als eine Information einer externen Vorrichtung und/oder der Cloud und/oder einem Server ausgebildet und/oder wird intern durch die Sensoreinheit verarbeitet. Vorteil hiervon ist eine flexible Verarbeitung von Sensorsignalen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der dazugehörigen Figurenbeschreibung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Dabei zeigt
Figur 1 in schematischer Form Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 in schematischer Form einen Verlauf einer Drehzahl einer Antriebseinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und Figur 3 in schematischer Form ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 1 zeigt in schematischer Form Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit 8, insbesondere eines einspurigen Fahrzeugs 2 wie ein eBike, umfassend eine Sensoreinheit 10 mit zumindest einem Sensorelement umfasst die folgenden Schritte.
In einem ersten Schritt S1 wird ein Sensorsignal durch das zumindest eine Sensorelement der Sensoreinheit 10 erfasst.
In einem zweiten Schritt S2 wird die Treppe basierend auf dem erfassten Sensorsignal, insbesondere durch die Sensoreinheit 10 ermittelt. Die Detektion der Treppe kann dabei vor Erreichen der Treppe beispielsweise durch ein optisches Erkennungssystem und/oder während des Hochschiebens des Fahrzeugs erkannt werden, beispielsweise durch eine zyklische Beschleunigung des Fahrzeugs.
In einem dritten Schritt S3 wird die Antriebseinheit 8 basierend auf der ermittelten Treppe gesteuert. Beispielsweise kann die Steuerung ein Anpassen einer Schiebeunterstützung 9 oder die Anpassung eines Unterstützungsgrads basierend auf der ermittelten Treppe und/oder das Ermitteln eines alternativen Wegs zum Umgehen der Treppe umfassen.
Figur 2 zeigt in schematischer Form einen Verlauf einer Drehzahl einer Antriebseinheit 8 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Im oberen Bereich der Zeichnung ist der Verlauf 1 der Position eines Fahrzeugs 2, hier in Form eines eBikes, auf einer Treppe 3 gezeigt. Im unteren Bereich ist der Verlauf 1 ' einer Drehzahl einer Antriebseinheit 8 (in Figur 3 dargestellt) des Fahrzeugs 2 gezeigt. Die X-Achse 4 zeigt die qualitative Position auf der Treppe 3 und die Y-Achse 5 zeigt die Drehzahl der Antriebseinheit 8 jeweils in beliebiger Einheit. Zunächst wird das Fahrzeug 2 mit einer hohen Geschwindigkeit in Richtung der Treppe 3 bewegt Die Antriebseinheit 8 weist somit bei einer ersten Position 6 eine hohe Drehzahl auf. Gemäß Schritt S1 der Figur 1 wird das Fahrzeug 2 an die Treppe 3 angenähert.
In der zweiten Position 6' stößt das Fahrzeug 2 an der Treppe 3 an. Hierdurch wird bei weiterer Fahrzeugbewegung dann das Vorderrad 7 des Fahrzeugs 2 angehoben, sodass sich der Nickwinkel 14 des Fahrzeugs 2 erhöht. Diese Erhöhung wird beispielsweise durch ein Gyroskop (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 2 gemessen und daraus automatisch ermittelt, dass das Fahrzeug über eine Treppe 3 bewegt wird gemäß Schritt S2 der Figur 1. Es ist ebenfalls möglich, dass das Fahrzeug 2 einen Inertialsensor aufweist, der die beim Durchfahren der Treppe 3 auf Grund der Treppenstufen hervorgerufenen zyklischen Beschleunigungsverläufe erfassen kann und somit die Treppe 3 erkennen kann. Weiterhin ist es möglich, dass an dem Fahrzeug 2 eine Kamera (nicht gezeigt) angeordnet ist, mit der die Treppe 3 optisch erkannt werden kann. Darüber hinaus ist die benötigte Antriebsleistung zum Hochschieben des Fahrzeugs 2 beim Wechsel von einer Treppenstufe zur nächsten - also beim Erklimmen einer Treppenstufe - höher, als beim Schieben des Fahrzeugs 2 entlang der Treppenstufe bis zur nächsten Treppenstufe. Hierdurch weist die Antriebseinheit 8 eine zyklische Drehzahl auf, beziehungsweise eine zyklische Stromstärke in der Antriebseinheit 8. Hieraus kann ebenfalls das Vorhandensein der Treppe 3 ermittelt werden.
Sobald die Treppe 3 erkannt ist, wird als Folgehandlung die Steuerung der Antriebseinheit basierend auf der ermittelten Treppe 3 ausgeführt, beispielsweise wird eine Schiebeunterstützung 9 des Fahrzeugs 2 aktiviert beziehungsweise angepasst gemäß Schritt S3 der Figur 1. Zunächst wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 reduziert, sodass einem Nutzer eine bessere Handhabung des Fahrzeugs 2 ermöglicht wird. Bei Position 6” weist die Antriebseinheit 8 des Fahrzeugs 2 eine geringe Drehzahl auf und somit ist auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 gering.
Ab Position 6” wird die Drehzahl der Antriebseinheit 8 periodisch erhöht und wieder verringert. Hierdurch kann ein Nutzer das Fahrzeug 2 in für ihn angenehmerer Weise die Treppe 3 hinaufschieben. Bevor das Vorderrad 7 auf eine Stufe der Treppe 3 trifft, wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 verringert, um den Stoß auf das Fahrzeug 2 zu verringern. Danach wird die Geschwindigkeit leicht erhöht, damit das Fahrzeug 2 schneller und einfacher die Treppe 3 hochgeschoben werden kann, bis das Vorderrad 7 auf die nächste Stufe trifft. Die Erhöhung und/oder Reduzierung der Geschwindigkeit kann dabei abhängig von der Höhe der Treppenstufen sein, sodass beispielsweise bei hohen Treppenstufen die Geschwindigkeit geringer sein kann, als bei niedrigen Treppenstufen.
Um zu verhindern, dass ein Rad des Fahrzeugs 2 beim Hochschieben durchrutscht, insbesondere wenn ein Hinterrad des Fahrzeugs 2 eine Treppenstufe erreicht, kann die Schiebeunterstützung 9, insbesondere das Drehmoment der Schiebeunterstützung 9, langsam erhöht werden. Das heißt, dass die Schiebeunterstützung 9 langsamer erhöht wird, wenn ein Hinterrad auf eine Treppenstufe stößt, als wenn ein Vorderrad 7 auf eine Treppenstufe stößt. Hierdurch wird verhindert, dass das Fahrzeug 2 den Halt auf der Treppe 3 verliert.
Durch die gemessenen Beschleunigungen und/oder die Drehraten des Fahrzeugs 2 kann die Geometrie der Treppe 3 ermittelt werden. Diese Informationen können gespeichert werden, sodass bei einem erneuten Durchfahren der Treppe 3 diese Informationen direkt zur Anpassung der Schiebeunterstützung 9 genutzt werden können.
Bei Position 6'” hat das Vorderrad 7 nun das Ende der Treppe 3 erreicht, sodass die Drehzahl der Antriebseinheit 8 und somit die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 wieder erhöht werden kann.
Eine weitere mögliche beispielhafteSteuerung der Antriebseinheit ist das Ermitteln eines alternativen Wegs zum Umgehen der Treppe 3. Somit müsste der Nutzer das Fahrzeug 2 nicht die Treppe 3 hochschieben.
Figur 3 zeigt in schematischer Form ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein Fahrzeug 2, hier in Form eines eBikes, umfasst eine Antriebseinheit 8 und eine Schiebeunterstützung 9. Die Schiebeunterstützung 9 kann Teil der Antriebseinheit 8 sein. Weiter umfasst das Fahrzeug 2 eine Sensoreinheit 10, ausgebildet zum automatischen Detektieren der Treppe 3 durch das Fahrzeug 2. Die Sensoreinheit 10 kann ein Gyroskop, einen Inertialsensor und/oder eine Kamera umfassen. Insbesondere kann die Sensoreinheit 10 ein Smartphone sein. Mithilfe der Sensoreinheit 10 kann eine Geometrie der Treppe 3 erkannt werden.
Darüber hinaus weist das Fahrzeug 2 eine Ausführungseinrichtung 11 , zur Steuerung der Antriebseinheit des Fahrzeugs, basierend auf der ermittelten Treppe 3, auf. Die Steuerung des Fahrzeugs kann beispielsweise das Anpassen der Schiebeunterstützung 9, basierend auf der ermittelten Treppe 3 sein. Die Antriebseinheit 8 kann die Ausführungseinrichtung 11 umfassen. Die Ausführungseinrichtung 11 und die Sensoreinheit 10 können Teile einer (nicht dargestellten) Steuereinheit der Antriebseinheit 8 sein. Mithilfe der Ausführungseinrichtung 11 kann beispielsweise die Schiebeunterstützung 9 verändert oder angepasst werden, so dass das Fahrzeug 2 in für einen Nutzer geeigneter Weise die erkannte Treppe 3 hochgeschoben werden kann.
Weiter kann das Fahrzeug 2 eine Ermittlungseinrichtung 13 aufweisen. Mithilfe der Ermittlungseinrichtung 13 kann eine alternative Route ermittelt werden, sodass eine bisherige Route umgangen werden kann. Hierzu kann die Ermittlungseinrichtung 13 eine Karte und/oder ein Positionserfassungssystem aufweisen. Die Ermittlungseinrichtung 13 kann Teil der Ausführungseinrichtung 11 sein.
Zusammenfassend weist zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zumindest eines der folgenden Merkmale auf und/oder stellt zumindest einen der folgenden Vorteile bereit:
Erhöhen der Nutzerfreundlichkeit der Schiebeunterstützung.
Angenehmeres Hochschieben oder ein ermöglichtes Befahren der Treppe mittels des Fahrzeugs.
Schieben oder Fahren des Fahrzeugs mit geringerem Kraftaufwand. Steuerung des Fahrzeugs basierend auf einer ermittelten Treppe.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit (8)eines Fahrzeugs (2), insbesondere eines einspurigen Fahrzeugs (2) wie ein eBike, umfassend eine Antriebseinheit (8) und eine Sensoreinheit (10) mit zumindest einem Sensorelement, umfassend die Schritte:
Erfassen (S1) eines Sensorsignals durch das zumindest eine Sensorelement der Sensoreinheit (10),
Ermitteln (S2) einer T reppe (3) basierend auf dem erfassten Sensorsignal, insbesondere durch die Sensoreinheit (10), und
Steuerung (S3) der Antriebseinheit (8) basierend auf der ermittelten Treppe (3).
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei die Treppe (3) anhand von insbesondere wellenförmigen und/oder zyklischen Beschleunigungsverläufen in Richtung einer Fahrzeuglängsachse des Fahrzeugs (2) ermittelt wird.
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -2, wobei die Treppe (3) anhand eines insbesondere wellenförmigen und/oder zyklischen Beschleunigungsverlaufs in Richtung einer Fahrzeughochachse ermittelt wird.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -3, wobei die Treppe (3) anhand eines insbesondere wellenförmigen und/oder zyklischen Drehratenverlaufs in Richtung einer Nickachse des Fahrzeugs (2) ermittelt wird.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -4, wobei die Treppe (3) anhand eines insbesondere wellenförmigen und/oder zyklischen Drehzahlverlaufs und/oder eines Verlaufs einer oder mehrerer elektrischer Antriebskenngrößen in der Antriebseinheit (8) des Fahrzeugs (2) ermittelt wird.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -5, wobei die Treppe (3) anhand von einer optischen und/oder akustischen Erkennungseinrichtung (10), insbesondere einer Kamera, ermittelt wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -6, wobei die Treppe (3) anhand von Positionsdaten des Fahrzeugs (2) und/oder Positionsdaten der Treppe (3) ermittelt wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -7, wobei die Steuerung (S3) der Antriebseinheit (8), eine Anpassung eines Unterstützungsgrads, insbesondere eines Drehmomentunterstützungsgrads der Antriebseinheit (8)umfasst. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -8, wobei die Antriebseinheit (8) eine Schiebeunterstützung (9) aufweist und wobei die Steuerung (S3) der Antriebseinheit (8) ein, insbesondere automatisches, Aktivieren und/oder Anpassen der Schiebeunterstützung (9) umfasst. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -9, wobei die Steuerung (S3) der Antriebseinheit (8), ein Anpassen oder Verändern, insbesondere ein Anpassen oder Verändern der Schiebeunterstützung (9), ganz insbesondere ein Reduzieren, eines Drehmoments der Antriebseinheit (8) des Fahrzeugs (2) umfasst. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -10, wobei die Steuerung (S3) der Antriebseinheit (8) zusätzlich unter Berücksichtigung einer Länge, Höhe, Steigung, Anfang, Ende, Treppenstufenhöhe und/oder Regelmäßigkeit einer Treppenstufenhöhe der Treppe (3) erfolgt. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -11 , wobei die Steuerung (S3) der Antriebseinheit (8) zusätzlich unter Berücksichtigung einer Position und/oder Rotation des Fahrzeugs (2) in Bezug auf die Treppe (3), zumindest einer Beschleunigung des Fahrzeugs (2), einer Treppenstufenhöhe und/oder einer Regelmäßigkeit der Treppenstufenhöhe basiert. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -12, wobei die Steuerung (S3) der Antriebseinheit (8), zusätzlich den folgenden Schritt umfasst: Ermitteln eines alternativen Navigationswegs zum Umgehen der Treppe (3). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -13, wobei die Steuerung (S3) der Antriebseinheit (8) zusätzlich auf einem vorhergesagten Anstoßereignis an eine Treppenstufe basiert. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -14, wobei die Steuerung (S3) der Antriebseinheit (8) zusätzlich auf auf einer Einstellung des Nutzers basiert. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -15, wobei die Steuerung (S3) der Antriebseinheit (8) zusätzlich ein Speichern von Informationen über die ermittelte Treppe (3) in einer lokalen und/oder globalen Datenbank umfasst. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -16, wobei das Sensorsignal als eine Information einer externen Vorrichtung und/oder der Cloud und/oder einem Server ausgebildet ist und/oder intern durch die Sensoreinheit verarbeitet wird. Verfahren zur Ermittlung einer Routeninformation, wobei zumindest ein Streckenabschnitt eine Information aufweist, die durch ein Verfahren nach Anspruch 16 ermittelt wurde. Antriebseinheit, insbesondere für ein einspuriges Fahrzeug (2) wie ein eBike, umfassend eine Sensoreinheit mit zumindest einem Sensorelement, wobei die Antriebseinheit dazu ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -18 durchzuführen. Fahrzeug, insbesondere ein einspuriges Fahrzeug (2) wie ein eBike, umfassend eine Antriebseinheit gemäß Anspruch 19.
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