EP4558390A1 - Verfahren für ein bereitstellen einer schiebehilfe bei einem fahrrad mit einer motorischen unterstützung - Google Patents

Verfahren für ein bereitstellen einer schiebehilfe bei einem fahrrad mit einer motorischen unterstützung

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Publication number
EP4558390A1
EP4558390A1 EP23744455.9A EP23744455A EP4558390A1 EP 4558390 A1 EP4558390 A1 EP 4558390A1 EP 23744455 A EP23744455 A EP 23744455A EP 4558390 A1 EP4558390 A1 EP 4558390A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bicycle
pushing
assistance
angle
request
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
EP23744455.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias WEINMANN
Christian REISIGE
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
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4558390A1 publication Critical patent/EP4558390A1/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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method for providing a pushing aid for a bicycle with motor support.
  • Electric bicycles are often used away from paved paths. This may result in obstacles having to be overcome where it is necessary to lift the front wheel and pull the handlebars towards you.
  • the method according to the invention for providing a pushing aid in a bicycle with motor support includes activating a pushing aid in response to the presence of a request to provide the pushing aid, wherein the pushing aid is only activated when an inclination angle of the bicycle is below a predetermined threshold value , and providing the pushing assistance by a motor of the bicycle after activating the pushing assistance as long as the request to provide it the pushing assistance is present, with the pushing assistance being provided by the motor even if the angle of inclination of the bicycle increases above the predetermined threshold value.
  • a device for providing a pushing assistance in a bicycle with motor support further comprises a control unit which is set up to activate a pushing assistance in response to the presence of a request to provide the pushing assistance, and the pushing assistance by a motor of the bicycle after activating the pushing assistance, as long as the request to provide the pushing assistance is present and regardless of the angle of inclination of the bicycle.
  • the method according to the invention makes it possible for the pushing aid to be provided even when the angle of inclination of the bicycle rises above the threshold value, which is particularly the case when the bicycle is tilted upside down.
  • This makes it possible for a driver of the bicycle to hold the bicycle on its handlebars so that it is driven by the rear wheel when the pushing aid is activated and provided and the front wheel of the bicycle rises until the bicycle is almost in a completely overhead position.
  • the rear wheel overtakes the front wheel until the rear wheel of the bicycle has moved under the front wheel to a forward position.
  • the bicycle can therefore be moved upside down by its driver, similar to a wheelbarrow, with only its rear wheel resting on the ground and being held by the driver on the handlebars.
  • the user can press its rear wheel against the wall and move upwards along the wall with the rear wheel first.
  • the side of the bike facing away from the wall is held by the rider. Once the upper edge of the wall has been reached, the rider can place the bicycle on the area limited by the wall and the rider can also climb up the wall without the bicycle.
  • the method according to the invention thus creates a climbing aid for a bicycle.
  • the pushing aid is a function of the bicycle in which the bicycle is propelled forward by the bicycle's motor, even if a driver does not exert any force on the bicycle's pedals.
  • a pushing aid is therefore suitable for supporting a driver when pushing the bicycle. This is preferably done when this is requested by the driver of the bicycle, i.e. when a request to provide the pushing aid is made.
  • the request to provide the pushing assistance can be triggered in different ways, for example by pressing a button or generally by the driver operating a control element. If the request to provide the pushing assistance is triggered by the driver, the pushing assistance is activated and subsequently provided continuously until the request to provide the pushing assistance is no longer present.
  • the pushing aid is initially only activated if the angle of inclination of the bicycle is below a predetermined threshold value. This means that the pushing aid is only activated if the bike is not tilted so far that it is upside down.
  • the specified threshold value defines the angle of inclination from which this occurs Bicycle is viewed as upside down.
  • the angle of inclination is in particular an angle between a horizontal and a longitudinal axis of the bicycle.
  • the pushing assistance If the pushing assistance has been activated, it will subsequently be provided continuously as long as there is a request to provide the pushing assistance, which is requested by the driver. If the angle of inclination of the bicycle increases above the specified threshold, the pushing assistance continues to be provided.
  • the checking of the angle of inclination with respect to the predetermined threshold value is therefore preferably only carried out once when the pushing aid is activated and is not checked again when the pushing aid is operated further. This preferably means that the pushing aid is only provided when the bicycle is upside down and has been tilted into this position with the pushing aid already activated.
  • the pushing aid makes it possible for the pushing aid not to be activated unintentionally, for example in a workshop situation, since the bicycle is typically already in a head-first position if the pushing aid is accidentally activated and the angle of inclination of the bicycle would therefore be above the specified threshold value.
  • the pushing assistance it is made possible for the pushing assistance to continue to be provided when the pushing assistance is intentionally activated even if the bicycle tips over the predetermined threshold value. This means that motor support for the rear wheel can be guaranteed even when the bicycle is tilted and the rear wheel of the bicycle can be moved to rise by pressing against a wall.
  • the method according to the invention also provides a pushing aid which works independently of the angle of inclination of the bicycle. This is done by activating a pushing assistance in response to a request to provide the pushing assistance and by providing the pushing assistance by the motor of the bicycle after activating the pushing assistance, as long as the request to provide the pushing assistance is present and regardless of an inclination angle of the bicycle.
  • This design enables versatile applications of the pushing aid and supports the driver in a variety of situations.
  • the method for providing the pushing aid also provides, in particular, a pushing aid which supports the user when the angle of inclination of the bicycle is greater than the angle of inclination of a surface. The pushing assistance is provided by the motor even if the angle of inclination of the bicycle is greater than the angle of inclination of the ground.
  • the method for providing the pushing aid therefore also provides, in particular, a pushing aid which supports the user when the angle of inclination of the bicycle is so large that the bicycle only touches the ground with its rear wheel and is held by the driver on the handlebars.
  • the pushing assistance is provided by the motor even if the angle of inclination of the bicycle is so large that the bicycle only touches the ground with its rear wheel and is held by the driver on the handlebars.
  • the provision of the pushing assistance by the motor of the bicycle is interrupted in response to the fact that the request to provide the pushing assistance is no longer present. In unwanted situations or when the pushing aid is no longer needed, it can be specifically interrupted by the driver of the bicycle.
  • the pushing assistance is activated again after the provision of the pushing assistance has been interrupted, the reactivation taking place in response to the fact that the request to provide the pushing assistance is present again, the pushing assistance being activated again even if the The angle of inclination of the bike is above the specified threshold. For example, in some situations it may be necessary for the rider to reach around when holding the bike if the rear wheel of the bike is climbing up against a wall. If the driver reaches around in this way, he may not be able to continuously trigger the request for the pushing assistance to be provided, for example because he has to release a button provided for this purpose. It is therefore advantageous if the pushing aid is activated again, i.e.
  • the pushing aid is activated after it has already been activated once, regardless of the existing angle of inclination.
  • the reactivation of the pushing assistance takes place in particular regardless of the existing angle of inclination if the pushing assistance was activated before and since the last time Activate or deactivate the pushing assistance less than a predefined period of time has elapsed.
  • the pushing aid is activated again regardless of the existing angle of inclination if the bicycle had an angle of inclination that was above the predetermined threshold value when the pushing aid was previously activated.
  • the method further comprises detecting a time interval from the time at which the request to provide the pushing assistance is no longer present and reactivating the pushing assistance after interrupting the provision of the pushing assistance in response to the request for providing the pushing assistance is present again, the reactivation of the pushing assistance also taking place if the angle of inclination of the bicycle is above the predetermined threshold value, if the time interval until the requirements for providing the pushing assistance are met is less than or equal to a predefined period of time, and that Reactivation of the pushing assistance only takes place if the angle of inclination of the bicycle is below the specified threshold value, if the time interval until the request to provide the pushing assistance is greater than the predefined period of time.
  • recording of a time interval begins, for example by a timer, as soon as the request to provide the pushing assistance is interrupted by the driver. If the recorded time interval is comparatively short, i.e. if it is less than or equal to the predefined period of time, it is not checked again before the pushing aid is activated again whether the angle of inclination of the bicycle is above the predetermined threshold value. If the time interval is comparatively long, i.e. if it is greater than or equal to the predefined period of time, before the pushing assistance is activated again, a check is made to see whether the angle of inclination of the bicycle is below the specified threshold and the pushing assistance is only activated if this is the case .
  • the request to provide the pushing assistance occurs when a predefined user action is carried out, in particular when a button is pressed by a user.
  • a pushing aid by placing the hand on a sensor could be advantageous.
  • the angle of inclination is an angle between a horizontal and a longitudinal axis of the bicycle, the threshold value being greater than or equal to 45 degrees. More preferably, the threshold value is greater than or equal to 45 degrees. In any case, it is advantageous if the threshold value is selected such that regular cycling of the bicycle is no longer possible if the angle of inclination of the bicycle is above the threshold value.
  • the angle of inclination is preferably an angle which increases from 0 degrees when the front wheel of the bicycle is raised.
  • the motor When the pushing aid is activated, the motor preferably causes the rear wheel of the bicycle to advance continuously.
  • the rear wheel of the bicycle When using the rear wheel of the bicycle as a climbing aid, press the rear wheel a surface, the rear wheel of the bicycle is thus continuously raised along the surface.
  • the method according to the invention is preferably carried out by a device according to the invention.
  • a bicycle which includes the device according to the invention is also advantageous.
  • Such a bicycle has all the advantages of the device according to the invention.
  • the bicycle is preferably designed in such a way that when the rear wheel of the bicycle is divided into a circumferential angle of 360 degrees around a rear axle of the bicycle, with 0 degrees being a point of contact of the rear wheel with a road surface and with 90 degrees being a rearmost point of the rear wheel is, in an angular range of the circumferential angle from 0 degrees to 135 degrees, no structural elements of the bicycle are arranged outside the circumference of the rear wheel. This is achieved in particular by the fact that the bicycle does not have a mudguard and/or a luggage rack or that these structural elements are limited in size accordingly.
  • the bicycle can be tilted about its rear axle by the driver and there is no collision between a structural element of the bicycle and the road surface as long as the bicycle is moved along the horizontal surface or along a rising surface .
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a bicycle with a device according to the invention for providing motor support
  • Figure 2 shows a schematic representation of a use of the device according to the invention for providing motor support as a climbing aid
  • Figure 3 shows a flow chart of a method according to the invention for providing motor support on a bicycle.
  • Figure 1 shows an electric bicycle 1, on which a device for providing motor support to the bicycle 1 is arranged.
  • the device comprises a control unit 2, through which the method according to the invention is carried out.
  • a motor 3 is arranged on the bicycle 1, through which a rear wheel 7 of the bicycle 1 is driven.
  • a button 4 is also arranged on the bicycle 1, through which a driver of the bicycle 1 can trigger a request to provide a pushing assistance, the request for providing the pushing assistance being present as long as the button 4 is actuated by the driver.
  • the device according to the invention provides a climbing aid for the bicycle 1. This makes it possible, in particular, for the pushing assistance to be provided even when the bicycle 1 is tilted to such an extent that it has an angle of inclination that exceeds a predetermined threshold value.
  • the bicycle 1 can thus be tilted very far over its rear axle 6 without the pushing aid being deactivated. This allows the handling of the bicycle 1 shown in Figure 2.
  • the driver 30 gets off the bicycle 1 when a higher plateau behind a wall 31 can be reached, the wall 31 being too high for the bicycle 1 to drive over regularly.
  • the bicycle 1 is held on the handlebars by the driver 30 and the button 4 is pressed.
  • the pushing aid provides continuous propulsion of the rear wheel 7 and the bicycle 1 can tilt over the handlebars in such a way that the rear wheel 7 acts as the wheel in front of the bicycle 1. This is shown in Figure 2. If the rear wheel 7 is brought into contact with the wall 31, with the rear wheel 7 preferably being pressed against the wall 31 by the user 30, this begins Rear wheel 7 to climb along the wall 31. This process can last until the rear wheel of the bicycle 1 has reached the higher plateau and drives onto it.
  • the method according to the invention is used, which is shown in FIG. 3 according to an advantageous flow diagram.
  • the method according to the invention takes safety-relevant parameters into account and also enables a comfortable use of a pushing aid as a climbing aid.
  • the control unit 2 is brought into a first operating state 11 in which the pushing aid is not active , but can be activated by an input from the user 30, more precisely when there is a request to provide the pushing assistance.
  • the pushing aid In a second operating state 12, the pushing aid is active and is provided by the motor 3 of the bicycle 3. In order to reach the second operating state 12, the second transition condition 22 must be fulfilled.
  • the second transition condition 22 occurs when the driver 30 presses the button 4 and thus triggers a request to provide the pushing assistance.
  • an inclination sensor is used to check what value an inclination angle a of the bicycle 1 has.
  • the angle of inclination a is an angle between a horizontal and a longitudinal axis of the bicycle 1.
  • the second operating state 12 is only assumed and the pushing aid is therefore activated if the measured angle of inclination a of the bicycle 1 is below a predetermined threshold value.
  • the threshold value is, for example, 45° or 90°. If the detected angle of inclination is above the specified one Threshold value, the system remains in the first operating state 11 in which the pushing assistance is not active because the second transition condition 22 is not met.
  • the pushing assistance is activated in response to the existence of the request to provide the pushing assistance.
  • the activated pushing aid in the second operating state 12 ensures that the motor 3 causes the rear wheel 7 of the bicycle 1 to advance continuously.
  • the pushing assistance is provided by the motor 3 as long as the button 4 is pressed by the driver 30 and is therefore provided as long as the request to provide the pushing assistance is present. It is not checked again whether the angle of inclination of the bicycle 1 is above or below the specified threshold value. This means that in the second operating state 12 the pushing assistance is also provided when the angle of inclination of the bicycle 1 increases above the predetermined threshold value.
  • a third operating state 13 the motor 3 is controlled in such a way that backward rolling of the bicycle 1 is prevented or at least reduced, i.e. braked, by providing a torque by the motor 3.
  • This actuation of the motor 3 to prevent or brake backward rolling is also referred to as so-called hill holding.
  • the third operating state 13 is reached starting from the second operating state 12 when a third transition condition 23 is fulfilled. This is the case when the button 4 is released by the driver 30 and the request to provide the pushing assistance is no longer present. This is therefore advantageous because in the second operating state 12 it is not further checked what the current angle of inclination of the bicycle 1 is. Preventing or braking backward rolling prevents the bicycle 1 from rolling towards the driver 30 in an uncontrolled manner. For example, the situation shown in Figure 2 could occur if you accidentally let go of the button 4, the rear wheel 7 would roll towards the driver 30. This is prevented by braking or preventing backward rolling by the motor 3. Optionally, rolling backwards is initially completely prevented and then increasingly permitted by reducing the torque through the motor 3, so that the bicycle 1 can be brought under control.
  • the prevention or braking of backward rolling by the motor 3 in the third operating state 13 is only provided for a limited time, among other things, to prevent the motor 3 from overheating. If the prevention or braking of backward rolling is automatically ended in the third operating state 13, which is the case when a fifth transition condition 25 is met, the control unit 2 is brought into a fourth operating state 14.
  • the fifth transition condition 25 is present, for example, when the third operating state 13 is active over a predefined time interval.
  • the seventh transition condition 27 is fulfilled when a predefined period of time has elapsed since the user 30 released the button 4 with the third transition condition 23.
  • a time interval is measured starting with the release of the button 4 by the user 30 and thus with the existence of the third transition condition 23. If this time interval is less than a predefined period of time, for example less than ten seconds, the control unit 2 remains in the respective third or fourth operating state 13, 14. If the measured time interval is greater than the predefined period of time, the seventh transition condition 27 is fulfilled and the control unit 2 changes from the fourth operating state 14 to the first operating state 11.
  • the seventh transition condition 27 brings the control system 2 from the fourth operating state 14 back to the first operating state 11. This means that after the user 30 releases the button 4, when the button 4 is pressed again, it is checked again whether the angle of inclination of the bicycle 1 is below the specified threshold and the pushing assistance is only provided in this case. This ensures that, particularly if the driver 30 releases the button 4 for a longer period of time, the pushing aid is not activated without ensuring that the angle of inclination of the bicycle is below the predetermined threshold value. For example, a situation could arise in which the bicycle 1 lies on the level behind the wall 31 to be overcome. For example, it should be avoided that the pushing aid is unintentionally activated by the driver 30 when he is also climbing the wall 31 to get to the bicycle 1.
  • the bicycle 1 is structurally designed in such a way that it can also be brought into the position described in FIG. It is typically advantageous if the bicycle 1 has no mudguard and no luggage rack, since these could often collide with the road surface if the bicycle 1 is tilted above the predetermined threshold. In principle, mudguards and luggage racks are also possible, provided they are arranged accordingly. However, it is advantageous if a rear area of the rear wheel 7 of the bicycle 1 is not structurally restricted. For example, the rear wheel 7 of the bicycle 1 should be viewed as having a circumferential angle of 360° around a rear axle 6 of the bicycle 1.
  • the circumferential angle is merely a description used here and is not a structural element.
  • the circumferential angle is defined so that it has 0 degrees when the bicycle 1 is standing horizontally at the point of contact 5 of the rear wheel 7 with the road surface.
  • the circumferential angle has a value of 90°. 1, the circumferential angle is shown graphically and moves counterclockwise around the rear axle 6 of the bicycle 1 when the bicycle 1 is viewed from the left side.
  • the method according to the invention therefore only checks whether the eBike is “not upside down” when the pushing aid is activated. As long as the driver continues to perform the “conscious and sustained action” required by EN 15194, e.g. pressing button 4, the “overhead” detection is not used to deactivate the pushing assistance.
  • the “overhead” information is used to activate an existing “hill hold” function when button 4 is released, which regulates the engine speed with, if necessary, slowly decreasing torque to zero speed. This then further increases safety if the driver accidentally releases button 4.
  • the bicycle 1 just stands still and then slowly comes towards the driver due to the decreasing permitted torque for the speed control to zero rpm. If the driver 30 presses the button 4 again while Hill Hold is active or after an applicable time, then the overhead information will continue to be ignored during this time (e.g. 10s) and the pushing assistance will continue immediately.
  • Rider 30 lets the front wheel rise, e.g. stands behind bike 1 and tilts the handlebars towards him

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren (10) für ein Bereitstellen einer motorischen Unterstützung bei einem Fahrrad, umfassend: Aktivieren (22) einer Schiebehilfe in Reaktion auf ein Vorliegen einer Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe, wobei die Schiebehilfe nur dann aktiviert wird, wenn ein Neigungswinkel des Fahrrades unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt, Bereitstellen (12) der Schiebehilfe durch einen Motor (3) des Fahrrades (1) 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.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren für ein Bereitstellen einer Schiebehilfe bei einem Fahrrad mit einer motorischen Unterstützung
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Bereitstellen einer Schiebehilfe bei einem Fahrrad mit einer motorischen Unterstützung.
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.
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.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren für ein Bereitstellen einer Schiebehilfe bei einem Fahrrad mit einer motorischen Unterstützung 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.
Das erfindungsgemäße Verfahren für ein Bereitstellen einer Schiebehilfe bei einem Fahrrad mit einer motorischen Unterstützung, umfasst ferner ein Aktivieren einer Schiebehilfe in Reaktion auf ein Vorliegen einer Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe, und ein Bereitstellen der Schiebehilfe durch einen Motor des Fahrrades nach dem Aktivieren der Schiebehilfe, solange die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe vorliegt und unabhängig von einem Neigungswinkel des Fahrrades.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung für ein Bereitstellen einer Schiebehilfe bei einem Fahrrad mit einer motorischen Unterstützung 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.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung für ein Bereitstellen einer Schiebehilfe bei einem Fahrrad mit einer motorischen Unterstützung, umfasst ferner eine Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine Schiebehilfe in Reaktion auf ein Vorliegen einer Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe zu aktivieren, und die Schiebehilfe durch einen Motor des Fahrrades nach dem Aktivieren der Schiebehilfe bereitzustellen, solange die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe vorliegt und unabhängig von einem Neigungswinkel des Fahrrades.
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.
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.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird somit eine Steighilfe für ein Fahrrad geschaffen.
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 oder allgemein durch Betätigen eines Bedienelementes 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.
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.
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, zum Beispiel in einer Werkstattsituation, nicht 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.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt davon abgesehen auch eine Schiebehilfe bereit, welche unabhängig von einem Neigungswinkel des Fahrrades funktioniert. Dies geschieht durch Aktivieren einer Schiebehilfe in Reaktion auf ein Vorliegen einer Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe sowie ein Bereitstellen der Schiebehilfe durch den Motor des Fahrrades nach dem Aktivieren der Schiebehilfe, solange die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe vorliegt und unabhängig von einem Neigungswinkel des Fahrrades. Diese Ausgestaltung ermöglicht vielseitige Anwendungen der Schiebehilfe und unterstützt den Fahrer in vielfältigen Situationen. Das Verfahren für das Bereitstellen der Schiebehilfe stellt insbesondere auch eine Schiebehilfe bereit, welche den Anwender unterstützt, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades größer ist als der Neigungswinkel eines Untergrundes. Dabei erfolgt das Bereitstellen der Schiebehilfe durch den Motor auch dann, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades größer ist als der Neigungswinkel des Untergrundes.
Das Verfahren für das Bereitstellen der Schiebehilfe stellt damit insbesondere auch eine Schiebehilfe bereit, welche den Anwender unterstützt, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades so groß ist, dass das Fahrrad lediglich mit seinem Hinterrad auf dem Boden aufsetzt und vom Fahrer am Lenker gehalten wird. Dabei erfolgt das Bereitstellen der Schiebehilfe durch den Motor auch dann, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades so groß ist, dass das Fahrrad lediglich mit seinem Hinterrad auf dem Boden aufsetzt und vom Fahrer am Lenker gehalten wird.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung ausgeführt.
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.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Fahrrades mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bereitstellen einer motorischen Unterstützung, Figur 2 eine schematische Darstellung einer Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für das Bereitstellen der motorischen Unterstützung als Steighilfe und
Figur 3 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens für ein Bereitstellen einer motorischen Unterstützung bei einem Fahrrad.
Figur 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.
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.
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 Figur 2 gezeigte Handling des Fahrrades 1.
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 Figur 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 Figur 2 dargestellte Situation lediglich als beispielhaft zu sehen ist.
Um eine Steighilfe zu ermöglichen, wird das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt, welches gemäß einem vorteilhaften Ablaufdiagramm in Figur 3 dargestellt ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden sowohl sicherheitsrelevante Parameter berücksichtigt als auch eine komfortable Anwendung einer Schiebehilfe als Steighilfe erreicht.
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.
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.
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 a 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 a 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 a 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.
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.
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.
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 Figur 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.
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.
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.
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. 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
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 .
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.
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. 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 Figur 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 Figur 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 ß 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.
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.
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.
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. Dies wird auch als „Climb Assist“ bezeichnet. Andernfalls müsste das schwere eBike aus eigener Kraft hochgetragen werden.
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.
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 Hill Hold aktiv oder nach einer applizierbaren Zeit, dann wird die ÜberKopf-lnformation in dieser Zeit (z.B. 10s) weiter ignoriert, und die Schiebehilfe wird sofort fortgesetzt.
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 Oe 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.
Neben der obigen schriftlichen Offenbarung wird explizit auf die Offenbarung der Figuren 1 bis 3 verwiesen.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren (10) für ein Bereitstellen einer Schiebehilfe bei einem Fahrrad mit einer motorischen Unterstützung, umfassend:
Aktivieren (22) einer Schiebehilfe in Reaktion auf ein Vorliegen einer Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe, wobei die Schiebehilfe nur dann aktiviert wird, wenn ein Neigungswinkel des Fahrrades unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt,
Bereitstellen (12) der Schiebehilfe durch einen Motor (3) des Fahrrades (1) 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.
2. Verfahren (10) für ein Bereitstellen einer Schiebehilfe bei einem Fahrrad mit einer motorischen Unterstützung, umfassend:
Aktivieren (22) einer Schiebehilfe in Reaktion auf ein Vorliegen einer Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe,
Bereitstellen (12) der Schiebehilfe durch einen Motor (3) des Fahrrades (1) nach dem Aktivieren der Schiebehilfe, solange die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe vorliegt und unabhängig von einem Neigungswinkel des Fahrrades (1).
3. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, ferner umfassend:
Unterbrechen (23) des Bereitstellens der Schiebehilfe durch den Motor (3) des Fahrrades (1) in Reaktion darauf, dass die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe nicht weiter vorliegt.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, ferner umfassend:
Erneutes Aktivieren (24) der Schiebehilfe nach dem Unterbrechen (23) des Bereitstellens der Schiebehilfe, 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.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, ferner umfassend: Erfassen (14) eines Zeitintervalls ab dem Zeitpunkt, zu dem die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe nicht weiter vorliegt, und Erneutes Aktivieren (26) der Schiebehilfe nach dem Unterbrechen des Bereitstellens der Schiebehilfe in Reaktion darauf, dass die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe erneut vorliegt, wobei:
• das erneute Aktivieren (26) der Schiebehilfe auch dann erfolgt, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades oberhalb des vorgegebenen Schwellenwertes liegt, wenn das Zeitintervall bis zu dem Vorliegen der Anforderung 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 zu dem Vorliegen der Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe größer als der vordefinierte Zeitraum ist.
6. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, ferner umfassend:
Verhindern oder Abbremsen eines Rückwärtsrollen (13) des Fahrrades (1) durch Bereitstellen eines Drehmoments durch den Motor (3) in Reaktion darauf, dass die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe nicht weiter vorliegt.
7. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe dann vorliegt, wenn eine vordefinierte Anwenderaktion ausgeführt wird, insbesondere dann, wenn von einem Anwender ein Bedienelement (4), insbesondere eine Taste, betätigt wird.
8. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Neigungswinkel ein Winkel zwischen einer Horizontalen und einer Längsachse des Fahrrades ist, wobei der Schwellenwert bevorzugt größer oder gleich 45 Grad ist. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei bei aktivierter Schiebehilfe durch den Motor (3) ein kontinuierlicher Vortrieb des Hinterrades des Fahrrades (1) verursacht wird. Verfahren (10) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Bereitstellen der Schiebehilfe durch den Motor (3) auch dann erfolgt, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades (1) größer ist als der Neigungswinkel eines Untergrundes. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Bereitstellen der Schiebehilfe durch den Motor (3) auch dann erfolgt, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades (1) so groß ist, dass das Fahrrad (1) lediglich mit seinem Hinterrad (7) auf dem Boden aufsetzt und vom Fahrer am Lenker gehalten wird. Vorrichtung für ein Bereitstellen einer Schiebehilfe bei einem Fahrrad (1) mit einer motorischen Unterstützung, umfassend eine Steuereinheit (2), 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, die Schiebehilfe durch einen Motor (3) des Fahrrades nach dem Aktivieren der Schiebehilfe bereitzustellen, solange die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe vorliegt, wobei das Bereitstellen der Schiebehilfe durch den Motor (3) auch dann erfolgt, wenn der Neigungswinkel des Fahrrades (1) über den vorgegebenen Schwellenwert ansteigt. Vorrichtung für ein Bereitstellen einer Schiebehilfe bei einem Fahrrad (1) mit einer motorischen Unterstützung, umfassend eine Steuereinheit (2), welche dazu eingerichtet ist: eine Schiebehilfe in Reaktion auf ein Vorliegen einer Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe zu aktivieren, die Schiebehilfe durch einen Motor (3) des Fahrrades nach dem Aktivieren der Schiebehilfe bereitzustellen, solange die Anforderung zum Bereitstellen der Schiebehilfe vorliegt und unabhängig von einem Neigungswinkel des Fahrrades (1). Fahrrad (1), umfassend eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei das Fahrrad bevorzugt derart ausgeführt ist, dass bei einer Unterteilung des Hinterrades (7) des Fahrrades (1) in einen Umfangswinkel von 360 Grad um eine Hinterachse des Fahrrads (1), wobei bei 0 Grad ein Berührungspunkt (5) des Hinterrades mit einer Fahrbahnoberfläche ist und bei 90 Grad ein hinterster Punkt des Hinterrades (7) ist, in einem Winkelbereich (ß) des Umfangswinkels von 0 Grad bis 135 Grad keine baulichen Elemente des Fahrrads außerhalb eines Umfangs des Hinterrades (7) angeordnet sind.
EP23744455.9A 2022-07-18 2023-07-18 Verfahren für ein bereitstellen einer schiebehilfe bei einem fahrrad mit einer motorischen unterstützung Pending EP4558390A1 (de)

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