EP4731503A1

EP4731503A1 - Verfahren zum komponentenschutz eines fahrrads

Info

Publication number: EP4731503A1
Application number: EP24735603.3A
Authority: EP
Inventors: Alexander Jungaberle; Uwe Schraff; Markus Wallner; Manfred Schenk; Thomas Riedisser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2023-06-26
Filing date: 2024-06-20
Publication date: 2026-04-29
Also published as: DE102023205971A1; WO2025002966A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Komponentenschutz sowie ein zugehöriges Computerprogrammprodukt, eine zugehörige Vorrichtung und ein zugehöriges Fahrrad gezeigt. Das Verfahren zum Komponentenschutz bei einem Fahrrad (10) umfasst die Schritte des Empfangen (S1) von Sensorinformation von einer Sensoreinrichtung, des Bestimmens (S2), basierend auf der Sensorinformation, ob sich das Fahrrad (10) derzeit in einer Flugphase befindet, und, falls sich das Fahrrad (10) derzeit in einer Flugphase befindet, des Unterbindens (S3b) eines Schaltvorgangs einer Schaltungseinrichtung des Fahrrads (10).

Description

ZF Friedrichshafen AG

Verfahren zum Komponentenschutz eines Fahrrads

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Komponentenschutz sowie ein zugehöriges Computerprogrammprodukt, eine zugehörige Vorrichtung und ein zugehöriges Fahrrad.

Stand der Technik

Fahrräder, insbesondere Fahrräder mit Motorunterstützung, wie Pedelecs, erfreuen sich weiterhin wachsender Beliebtheit. Neben reinen Fortbewegungsmitteln dienen sie insbesondere auch als sportliche E-Mountainbikes. Diese werden beispielsweise auch in Bikeparks oder Ähnlichen gefahren, um Hindernisse, wie etwa mit Sprüngen, zu überwinden.

Bei derartigen Sprüngen können enorme Belastungen auf die mechanischen Komponenten des Fahrrads wirken. Insbesondere bei flachen Landungen aus großer Höhe treten Lastspitzen im Bereich der Kontaktpunkte mit dem Fahrer, wie beispielsweise am Lenker und an der Tretkurbel, auf. Bei unsauberen Landungen auf einem Pedal und/oder in einem hohen Gang werden die Lastspitzen in den Pedalantrieb geleitet. Fällt ein Schaltvorgang in den Bereich der Lastspitzen, kann es zu einer Überbelastung an den an dem Gangwechsel beteiligten Bauteilen kommen. Insbesondere, wenn das Fahrrad einen Automatikmodus aufweist, muss jederzeit mit einem entsprechenden Schaltvorgang gerechnet werden.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung betrifft in einem Aspekt ein Verfahren zum Komponentenschutz bei einem Fahrrad. Unter einem Komponentenschutz ist hierbei die Reduzierung der Belastung zur Verhinderung eines Defekts einer Komponente zu verstehen. Eine Komponente kann hierbei beispielsweise eine an einem Schaltvorgang beteiligte Komponente, im Folgenden als Schaltungseinrichtung bezeichnet, sein. Bei dem Fahrrad kann es sich hierbei beispielsweise um ein Fahrrad mit Hilfsmotor zur Unterstützung des Vorankom- mens, wie beispielsweise ein Pedelec, handeln. Auch kann das Fahrrad eine Schaltungsautomatik oder/und auch eine elektronisch gesteuerte Schaltung aufweisen.

In einem ersten Schritt des Verfahrens wird zunächst Sensorinformation von einer Sensoreinrichtung empfangen. Eine Sensorinformation kann hierbei eine Ausgabe eines Sensors, wie beispielsweise ein Sensorsignal, sein. Unter einem Empfangen ist hierbei einerseits das Empfangen eines derartigen Signals, jedoch auch beispielsweise das Auslesen einer entsprechenden Sensorinformation aus einem Speicher zu verstehen. Ein entsprechendes Empfangen kann sowohl drahtgebunden als auch drahtlos erfolgen. Unter einer Sensoreinrichtung ist hierbei ein oder mehrere Sensoren zu verstehen, welche entweder am Fahrrad selbst, jedoch auch an einer hiervon entfernten Komponente, wie beispielsweise einem Benutzerendgerät des Benutzers, vorgesehen sein können. Eine Sensorinformation kann beispielsweise eine Beschleunigungsinformation eines Beschleunigungssensors sein. Alternativen hierzu werden nachfolgend genauer beschrieben.

Sodann umfasst das Verfahren den Schritt des Bestimmens, ob sich das Fahrrad derzeit in einer Flugphase befindet, basierend auf der vorgenannten Sensorinformation. Unter einer Flugphase ist hierbei eine Phase zu verstehen, in welcher die Laufräder des Fahrrads den Untergrund nicht berühren und somit keine Verbindung zum Untergrund besteht. Ein derartiges Bestimmen kann beispielsweise basierend auf der vorgenannten Beschleunigungsinformation erfolgen. Hierzu kann beispielsweise die Beschleunigungsinformation eines Beschleunigungssensors mit einer vorgegebenen Frequenz abgetastet werden und einer Analyse mittels einer Fast-Fourier-Transformation unterzogen werden. Jedoch kann auch alternativ beispielsweise aus der Beschleunigungsinformation abgeleitete Information über Vibrationen verwendet werden, da im Allgemeinen derartige Vibrationen in einer Flugphase im Verhältnis zu einer Fahrphase deutlich reduziert sind. Auch eine Herleitung basierend auf einer Neigungsänderung, welche aus der Neigungsinformation eines Neigungssensors abgeleitet wird, ist möglich. Auch eine Kombination verschiedener derartiger Informationen, wie beispielsweise die Auswertung eines Zusammenhangs einer Drehmomentinformation an einer Kurbel des Fahrrads und einer Beschleunigungsinformation sind zur Auswertung und zur Bestimmung der Flugphase möglich. Falls im vorangegangenen Schritt bestimmt wird, dass sich das Fahrrad derzeit in einer Flugphase befindet, kann ein Unterbinden eines Schaltvorgangs einer Schaltungseinrichtung vorgenommen werden. Ein derartiges Unterbinden kann beispielsweise das Setzen eines entsprechenden Kennzeichens, wie beispielsweise eines entsprechenden Flags in einem Speicher, sein, wodurch eine Schaltungseinrichtung angewiesen wird, keinen Schaltvorgang zu erlauben. Es kann sich hierbei jedoch auch um das Nichtauslösen eines entsprechenden Schaltvorgangs trotz eines entsprechenden Schaltwunsches eines Benutzers oder trotz einer entsprechenden Anweisung einer Schaltautomatik handeln.

Somit erlaubt es das vorgenannte Verfahren, im Falle einer Flugphase des Fahrrads jegliche Schaltung zu unterbinden, und somit die Belastung der an dem Gangwechsel beteiligten Bauteile bzw. Komponenten drastisch zu reduzieren, was wiederum den Verschleiß der entsprechenden Komponenten reduziert.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren ferner den Schritt umfassen, dass, falls sich das Fahrrad derzeit nicht in einer Flugphase befindet, ein Aufheben des Unterbindens des Schaltvorgangs der Schaltvorrichtung des Fahrrads ausgeführt wird. Ein entsprechendes Aufheben kann hierbei ein Löschen des vorgenannten Kennzeichens beziehungsweise der vorgenannten Flag im Speicher sein. Jedoch kann auch ein anderes Flag entsprechend gesetzt werden, welches anzeigt, dass Gangwechsel ausgeführt werden dürfen. Alternativ ist es auch möglich, ein Aufheben dahingehend auszugestalten, dass im Falle des Empfangens eines Schaltwunsches ein entsprechender Gangwechsel ausgeführt wird.

Entsprechend umfasst ein Verfahren nach einer weiteren Ausführungsform zunächst das Empfangen eines Schaltwunsches von einer Schaltsteuereinrichtung. Eine derartige Schaltsteuereinrichtung kann beispielsweise eine Einheit sein, welche einen entsprechenden Schaltvorgang steuert. Jedoch kann es sich hierbei auch um eine Schaltautomatik des Fahrrads oder auch um eine vom Benutzer mittels einer Betätigungseinrichtung, wie beispielsweise einem Schalthebel oder ähnlichen, ansteuerbare Einrichtung, handeln. Wird von dieser Schaltsteuereinrichtung ein entsprechendes Schalt- wunschsignal empfangen, so wird im Schritt des Unterbindens kein Schaltsignal basierend auf dem Schaltwunschsignal ausgegeben, wohingegen im Schritt des Aufhebens ein Schaltsignal zum Ansteuern der Schaltungseinrichtung basierend auf dem Schaltwunschsignal ausgegeben wird. In einer Ausführungsform umfasst dies auch das Auslesen des entsprechenden Kennzeichens beziehungsweise des entsprechenden Flags, wie vorausgehend beschrieben, aus dem Speicher und ein hierauf basierendes Ausgeben oder Nichtausgeben eines Schaltsignals an die Schaltungseinrichtung.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Schaltwunschsignal, wie vorgehend bereits beschrieben, entweder von einer Schaltautomatik oder von einer Benutzerbetätigungseinrichtung empfangen werden.

In einem weiteren Aspekt kann die Sensorinformation entweder eine Beschleunigungsinformation, eine Neigungsinformation, eine Winkelgeschwindigkeitsinformation, eine Drehmomentinformation, eine Drehzahlinformation oder auch eine Positionsinformation sein, welche von einem entsprechenden Sensor ausgegeben wird. Auch eine Kombination der vorgenannten Sensorinformationen zur Bestimmung der Flugphase ist hierbei möglich. Für mögliche Ausgestaltungen der Erkennung wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ferner ein Computerprogrammprodukt, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Prozessor diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte auszuführen.

Auch ist nach einem weiteren Aspekt eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorgenannten Aspekte vorgesehen. Eine entsprechende Vorrichtung kann beispielsweise eine Steuervorrichtung des Fahrrads sein.

Entsprechend umfasst ein zugehöriges Fahrrad die Vorrichtung, wie soeben beschrieben, sowie eine Schaltungseinrichtung. Das Fahrrad kann ebenfalls einen Motor zum Unterstützen des Vorankommens, wie beispielsweise einen E-Motor, sowie eine elektronische Schaltung oder/und auch eine Automatikschalteinrichtung aufweisen. Ferner kann nach einem Aspekt das Fahrrad ferner die oben genannte Sensoreinrichtung umfassen, welche wiederum einen oder mehrere Sensoren umfasst.

In einer Ausführungsform können die Sensoren jedoch auch Sensoren eines Benutzerendgeräts, wie beispielsweise eines Smartphones, sein, welche sodann in dem oben beschriebenen Verfahren genutzt werden. Hierzu weist das Fahrrad hierbei eine Empfangseinrichtung zum Empfangen der Sensorinformation von dem genannten Benutzerendgerät auf.

Kurze Beschreibung der Figuren

Figur 1 zeigt eine Darstellung einer Flugphase eines Fahrrads.

Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen

In Figur 1 ist ein Fahrrad 10 gezeigt, welches sich sowohl fahrend als auch in einer Flugphase fortbewegt.

Zwischen dem Punkt A1 und dem Punkt A2 befindet sich das Fahrrad nicht in einer Flugphase, sondern bewegt sich entsprechend auf dem Untergrund fort. Im Abschnitt zwischen Punkt A2 und Punkt A3 liegt die Flugphase vor, wobei die entsprechende Flugkurve mit dem Bezugszeichen 11 gekennzeichnet ist. Im Punkt A3 landet das Fahrrad wiederum auf dem Untergrund und bewegt sich auf diesem bis zum Punkt A4 fort.

In der Fig. 2 ist das Verfahren zum Komponentenschutz bei einem Fahrrad gezeigt. Hierbei wird zunächst im Schritt S1 Sensorinformation von einer Sensoreinrichtung empfangen. Sodann wird in Schritt S2 eine Bestimmung ausgeführt, ob sich das Fahrrad derzeit in einer Flugphase befindet. Diese wird basierend auf der in Schritt S1 empfangenen Sensorinformation ausgeführt. Wird der Schritt S2 in der Phase zwischen Punkt A1 und Punkt A2 beziehungsweise zwischen Punkt A3 und Punkt A4 in Figur 1 ausgeführt, so wird keine Flugphase erkannt. In diesem Fall wird das Aufheben des Unterbindens des Schaltvorgangs der Schaltungseinrichtung des Fahrrads in Schritt S3a ausgeführt. Hierzu wird in Schritt S3a ein entsprechendes Flag, beziehungsweise ein entsprechendes Kennzeichen, in einem Speicher gesetzt, welches einer Schaltungseinrichtung des Fahrrads anzeigt, dass ein Schaltvorgang ausgeführt werden kann, falls dieser von einer Schaltautomatik oder dem Benutzer angefordert wird. Wird der Schritt S2 jedoch im Bereich zwischen den Punkten A2 und A3 ausgeführt, so wird eine Flugphase erkannt und sodann in Schritt S3b ein Unterbinden eines Schaltvorgangs einer Schaltungseinrichtung des Fahrrads ausgeführt. Hierzu wird wiederum ein entsprechendes Flag, beziehungsweise ein entsprechendes Kennzeichen, im Speicher gesetzt. Dieses Kennzeichen zeigt einer Schaltungseinrichtung an, dass, auch wenn eine Schaltautomatik oder der Benutzer den Schaltvorgang anfordert, keine Ansteuerung der Schaltungseinrichtung zur Durchführung eines Gangwechsels ausgeführt werden darf.

Bezugszeichen

10 Fahrrad

11 Flugkurve

A1 , A2, A3, A4 Punkte der Fortbewegungskurve

51 Empfangen von Sensorinformation

52 Bestimmen einer Flugphase

S3a Aufheben eines Unterbindens

S3b Unterbinden eines Schaltvorgangs

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Komponentenschutz bei einem Fahrrad (10), die Schritte umfassend:

Empfangen (S1 ) von Sensorinformation von einer Sensoreinrichtung;

Bestimmen (S2), basierend auf der Sensorinformation, ob sich das Fahrrad (10) derzeit in einer Flugphase befindet; und falls sich das Fahrrad (10) derzeit in einer Flugphase befindet, Unterbinden (S3b) eines Schaltvorgangs einer Schaltungseinrichtung des Fahrrads (10).

2. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner den Schritt umfassend: falls sich das Fahrrad (10) derzeit nicht in einer Flugphase befindet, Aufheben (S3a) des Unterbindens des Schaltvorgangs der Schaltungseinrichtung des Fahrrads (10).

3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend:

Empfangen eines Schaltwunschsignals von einer Schaltsteuereinrichtung; wobei im Schritt des Unterbindens (S3b) kein Schaltsignal basierend auf dem Schaltwunschsignal ausgegeben wird, und wobei im Schritt des Aufhebens (S3a) ein Schaltsignal zum Ansteuern der Schaltungseinrichtung basierend auf dem Schaltwunschsignal ausgegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Schaltwunschsignal entweder von einer Schaltautomatik oder von einer Benutzerbetätigungseinrichtung empfangen wird.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Sensorinformation eines oder mehrere umfasst von:

- einer Beschleunigungsinformation eines Beschleunigungssensors;

- einer Neigungsinformation eines Neigungssensors;

- einer Winkelgeschwindigkeitsinformation eines Gyroskops;

- einer Drehmomentinformation eines Drehmomentsensors;

- einer Drehzahlinformation eines Drehzahlsensors; und/oder

- einer Positionsinformation eines Positionssensors.

6. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Prozessor diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche auszuführen.

7. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche.

8. Fahrrad (10), umfassend:

- die Vorrichtung nach Anspruch 7; und

- die Schaltungseinrichtung.

9. Fahrrad (10) nach Anspruch 8, wobei das Fahrrad (10) ferner die Sensoreinrichtung umfassend einen oder mehrere Sensoren umfasst.

10. Fahrrad (10) nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Fahrrad (10) ferner eine Empfangseinrichtung zum Empfangen der Sensorinformationen von einem Benutzerendgerät umfasst.