WO2013056953A1 - Zweirad, insbesondere mit elektroantrieb, mit fahrdynamikassistenzsystem - Google Patents

Zweirad, insbesondere mit elektroantrieb, mit fahrdynamikassistenzsystem Download PDF

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WO2013056953A1
WO2013056953A1 PCT/EP2012/068943 EP2012068943W WO2013056953A1 WO 2013056953 A1 WO2013056953 A1 WO 2013056953A1 EP 2012068943 W EP2012068943 W EP 2012068943W WO 2013056953 A1 WO2013056953 A1 WO 2013056953A1
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WO
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brake
axis
control unit
accident prevention
prevention control
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PCT/EP2012/068943
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Inventor
Gregor Dasbach
Juergen Wrede
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
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    • B60T8/1706—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for single-track vehicles, e.g. motorcycles
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    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • B60T8/17554—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve specially adapted for enhancing stability around the vehicles longitudinal axle, i.e. roll-over prevention
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2240/00—Monitoring, detecting wheel/tire behaviour; counteracting thereof
    • B60T2240/06—Wheel load; Wheel lift

Definitions

  • the present invention relates to a bicycle, in particular with electric drive, with a vehicle dynamics assistance system for preventing accidents, in particular the blocking of the front wheel or an undesired rollover of the driver via the handlebar. Furthermore, the present invention relates
  • Invention an accident prevention control unit and a method for controlling a brake of a two-wheeler.
  • Bikes especially bicycles
  • bicycles are known from the prior art in different configurations. Recently, more electric motor-assisted bicycles are offered.
  • One problem with bicycles is the risk of accidents when the front wheel locks. Here there is often a great risk of falling or a risk that the driver makes a rollover over the handlebar of the bicycle.
  • ABS systems have been introduced in the technical field of motorcycles. Here, a speed of the rear wheel is detected and an impending rollover detected by a wheel speed sensor on the rear wheel and tries to prevent.
  • Safety system for bicycles in which a speed sensor is provided on the front wheel and a rotation rate sensor for only one, transverse to a longitudinal axis of the bicycle extending Y-axis is provided.
  • a speed sensor is provided on the front wheel and a rotation rate sensor for only one, transverse to a longitudinal axis of the bicycle extending Y-axis is provided.
  • the bicycle according to the invention in particular bicycle, with the features of claim 1 has the advantage over that a very fast and reliable detection of an accident hazard is possible and a rollover
  • the bicycle has a front brake and a motion sensor for detecting a pitch rate by a respective first, second and third axis and for detecting an acceleration and / or deceleration respectively in the direction of the first, second and third axis.
  • the three axes are each perpendicular to each other and form a three-dimensional
  • the bicycle includes an accident prevention control unit.
  • the accident prevention control unit is with the
  • Motion sensor and the brake on the front wheel connected and set up to control the brake, based on signals from the motion sensor.
  • the brake on the front wheel is controlled so that in particular a rollover of the driver over the handlebar of the bicycle can be avoided.
  • the driving dynamics assistance system according to the invention can in particular prevent a blocking of the front wheel at a low coefficient of friction and a blocking of the front wheel at a high coefficient of friction, which can lead to unwanted overturning.
  • the Accident Prevention Control Unit thus enables detection of the pitch rate about each of the three axes and the detection of acceleration values and / or deceleration values in
  • the bicycle further comprises a speed sensor on the front wheel.
  • the accident prevention control unit is configured to control the brake based on the values detected by the motion sensor system and the speed sensor.
  • a blocking of the front wheel can be detected directly in a particularly simple manner.
  • the bicycle comprises an electric drive unit with an electric motor and a drive control for at least temporary electric driving of the two-wheeler.
  • electrically driven two-wheeled makes the accident prevention control unit of the invention sense, since such two-wheelers can reach relatively high speeds.
  • the bicycle comprises a brake detection device which is adapted to detect a braking operation of the bicycle, in particular a braking with the front brake.
  • the brake detection device may for example be a sensor on the brake lever.
  • the accident prevention control unit is set up to prevent the front wheel from locking in every driving state.
  • the motion sensor in the electrical
  • the accident prevention control unit is integrated into the drive control of the electric drive unit.
  • the accident prevention control unit is integrated into the drive control of the electric drive unit.
  • Drive unit can be integrated, so that a very compact arrangement can be provided. Furthermore, additionally or alternatively, a unit for implementing the commands of the accident prevention control unit is integrated on the brake in the drive control.
  • the unit may, for example, a
  • Hydraulic unit when the bicycle has a hydraulic brake.
  • the brake of the two-wheeler is preferably a hydraulic brake or alternatively an electric brake, in which a braking operation is initiated by means of an electric motor.
  • the bicycle comprises a combined display input unit as an interface to the chassis (so-called HMI unit - Human Machine Interface), which with the electric drive control and the
  • Accident prevention control unit is connected.
  • various data can be displayed on the display of the display input unit or acoustically in front of a rollover or another
  • the accident prevention control unit is also with the
  • the drive controller and / or the accident prevention control unit and / or the display input unit are connected via a data bus, e.g. CAN, connected to each other and are further preferably arranged such that a data exchange with each other is possible.
  • a data bus e.g. CAN
  • the speed sensor on the front axle is integrated in this data exchange.
  • the present invention relates to an accident prevention control unit, in particular for an electrically driven two-wheeler, which a
  • Motion sensor for detecting a pitch rate and an acceleration and / or deceleration around each of a first, second and third axis, which construct a three-dimensional coordinate system detected.
  • the accident prevention control unit is set up to additionally control the brake based on a rotational speed of the front wheel. More preferably, the accident prevention control unit is integrated in an electric drive control, which is configured to control an electric motor for driving the two-wheeler. Furthermore, the present invention relates to a method for controlling a brake on a front wheel of a two-wheeler, wherein an accident prevention control unit controls the brake based on values detected by a movement sensor, the movement sensor system having a pitch rate
  • the brake is also additionally controlled, based on a rotational speed of the front wheel.
  • the present invention is preferably used in electrically powered bicycles.
  • Figure 1 is a schematic representation of an electrically driven
  • Figure 2 is a schematic representation of the electrical
  • FIG. 3 is a schematic detail of an accident prevention control unit with hydraulic unit of the invention.
  • FIGS 1 to 3 show an electrically driven two-wheeler, which in addition to operable by muscle power drive an electric
  • the electric drive unit 4 comprises an electric motor 40 with preferably integrated gear and an electric drive control 41 for controlling the electric motor. Furthermore, this includes Two-wheeled 1, a power supply 5 in the form of a rechargeable battery. Furthermore, a motion sensor 6 is provided, which in this
  • Embodiment is integrated into the electric drive unit 4 and is connected to the drive control 41.
  • the motion sensor 6 detects a pitch rate around a respective first axis (X-axis), a second axis (Y-axis) and a third axis (Z-axis), which are each perpendicular to each other.
  • the motion sensor system 6 comprises an acceleration and / or deceleration respectively in the direction of the three axes X, Y, Z.
  • the two-wheeler 1 comprises hydraulic brakes. More specifically, the two-wheeler includes one
  • a hydraulic unit 10 is connected to the hydraulic front wheel brake 2 between the brake unit arranged on the front wheel 11 and the brake lever 20
  • the reference numerals 21, 22 and 23 respectively denote the hydraulic lines to the front wheel 11 and rear wheel 12.
  • a speed sensor 7 for detecting the rotational speed of the front wheel is arranged on the front wheel 1 1.
  • the speed sensor 7 is provided with a
  • Embodiment forms a structural unit with the hydraulic unit 10 (s.
  • the accident prevention control unit 8 is further with the
  • Motion sensor 6 is connected and set up, the hydraulic
  • Front brake 2 based on signals of the speed sensor 7 and the motion sensor 6, to control.
  • Front brake is carried out such that during a braking operation
  • Blocking the front wheel 1 1 is avoided, in particular a
  • FIG. 1 The schematic structure of the controller is shown in FIG.
  • a combined display input unit 9 HMI
  • the drive controller 41 is connected via a connecting line 13 to the accident prevention control unit 8, in particular to signals with respect to the of
  • Motion sensor 6 detected values to the accident prevention control unit 8 to send. Furthermore, the accident prevention control unit 8 is connected via a connecting line 15 with the speed sensor 7 and connected via a line 17 to the power supply 5.
  • the power supply 5 also provides electricity to the drive controller 41 via a line 14 and via the connection line 18 also to the combined display input unit 9.
  • connectors 50, 91 for the power supply 5 and the display input unit 9 are shown so that these components are removable from the bicycle and can be secured against theft or can be recharged.
  • the drive controller 41 is connected to a front light 31 and a rear light 32.
  • the hydraulic unit 10 includes (see Figure 3) in addition to a driven by a motor M pump 60, a pressure sensor 61, an inlet valve 62 and an exhaust valve 63. Further, a bypass 64 is provided around the inlet valve 62, in which a check valve 65 is arranged. Reference numeral 66 denotes a fluid reservoir.
  • the accident prevention control unit 8 controls the pump 60 and the inlet valve 62 and the outlet valve 63.
  • the accident prevention control unit 8 comprises a microcontroller 80, an electronic circuit 81 and a first and second power stage 82, 83 for controlling the motor M or the intake valve 62 and the exhaust valve 63.
  • the signals of the rotational speed sensor 7 of the front wheel 11 and the motion sensor 6, which provides a pitch rate and a longitudinal acceleration or deceleration in the three axes X, Y, Z, can be used. It uses the
  • Accident prevention control unit 8 the built-in in the drive control 41 of the electric drive unit 4 motion sensor 6.
  • the invention can be dispensed detection of a rotational speed of a rear wheel 12, which is relatively expensive in electrically powered two-wheeled vehicles. By detecting the speed at the front wheel can thus be a simply constructed prevention of accidents, especially rollovers, to be provided.
  • the invention is suitable
  • the data exchange takes place in the described embodiment via a data bus, but can alternatively be done wirelessly.
  • the data of the sensors are detected and exchanged within a period of 5 to 10 ms, so that countermeasures can be initiated by the accident prevention control unit 8 when a critical situation of the two-wheeler occurs.
  • the present invention is preferably used in electric bicycles, but may be applied to electric powered scooters, motorcycles and the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zweirad mit einem Vorderrad (11) und einem Hinterrad (12), umfassend eine Bremse (2) am Vorderrad (11), eine Bewegungssensorik (6) zur Erfassung einer Nickrate um jeweils eine erste Achse (X), eine zweite Achse (Y) und eine dritte Achse (Z) und zur Erfassung einer Beschleunigung und/oder Verzögerung jeweils in Richtung der ersten Achse (X), zweiten Achse (Y) und dritten Achse (Z), und eine Unfallverhinderungs-Steuereinheit (8), welche mit der Bewegungssensorik (6) und der Bremse (2) verbunden ist, wobei die Unfallverhinderungs-Steuereinheit (8) eingerichtet ist, die Bremse (2), basierend auf den von der Bewegungssensorik (6) erfassten Werten zu steuern.

Description

Beschreibung
Titel
Zweirad, insbesondere mit Elektroantrieb, mit Fahrdynamikassistenzsvstem Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zweirad, insbesondere mit Elektroantrieb, mit einem Fahrdynamikassistenzsystem zur Verhinderung von Unfällen, insbesondere dem Blockieren des Vorderrads bzw. einem unerwünschten Überschlag des Fahrers über den Lenker. Ferner betrifft die vorliegende
Erfindung eine Unfallverhinderungssteuereinheit sowie ein Verfahren zum Steuern einer Bremse eines Zweirads.
Zweiräder, insbesondere Fahrräder, sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. In jüngster Zeit werden verstärkt elektromotorisch unterstützte Fahrräder angeboten. Ein Problemkreis bei Fahrrädern ist eine Unfallgefahr bei einem Blockieren des Vorderrades. Hier besteht häufig eine große Sturzgefahr bzw. eine Gefahr, dass der Fahrer einen Überschlag über den Lenker des Zweirades macht. Zur Unfallreduzierung wurden beispielsweise im technischen Gebiet von Motorrädern ABS-Systeme eingeführt. Hierbei wird eine Drehzahl des Hinterrades erfasst und ein drohender Überschlag durch einen Raddrehzahlsensor am Hinterrad erkannt und zu verhindern versucht. Ferner ist aus der DE 10 2008 019 469 A1 ein
Sicherheitssystem für Fahrräder bekannt, bei dem ein Drehzahlsensor am Vorderrad vorgesehen ist und ein Drehratensensor für lediglich eine, quer zu einer Längsachse des Fahrrads verlaufenden Y-Achse vorgesehen ist. Es wäre jedoch wünschenswert, ein verbessertes System zur möglichst frühen Erkennung eines Überschlags bzw. eines blockierenden Vorderrades für ein elektrisch antreibbares Zweirad zu haben.
Offenbarung der Erfindung Das erfindungsgemäße Zweirad, insbesondere Fahrrad, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine sehr schnelle und sichere Erkennung einer Unfallgefahr möglich ist und ein Überschlag
wirkungsvoll verhindert werden kann. Insbesondere kann ein einfacher und kostengünstiger Aufbau erreicht werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Zweirad eine Vorderradbremse und eine Bewegungssensorik zur Erfassung einer Nickrate um jeweils eine erste, zweite und dritte Achse und zur Erfassung einer Beschleunigung und/oder Verzögerung jeweils in Richtung der ersten, zweiten und dritten Achse aufweist. Die drei Achsen stehen dabei jeweils senkrecht zueinander und bilden ein dreidimensionales
Koordinatensystem. Weiterhin umfasst das Zweirad eine Unfallverhinderungssteuereinheit. Die Unfallverhinderungs-Steuereinheit ist mit der
Bewegungssensorik und der Bremse am Vorderrad verbunden und eingerichtet, um die Bremse, basierend auf Signalen der Bewegungssensorik, zu steuern.
Insbesondere bei einem drohenden Blockieren des Vorderrads und/oder einem drohenden Abheben des Hinterrads vom Untergrund und der Gefahr eines Überschlags, wird die Bremse am Vorderrad derart geregelt, dass insbesondere ein Überschlag des Fahrers über den Lenker des Zweirads vermieden werden kann. Hierbei kann das erfindungsgemäße Fahrdynamikassistenzsystem insbesondere ein Blockieren des Vorderrads bei einem niedrigen Reibwert und ein Blockieren des Vorderrads bei einem hohen Reibwert, was zum ungewollten Überschlag führen kann, verhindern. Die Unfallverhinderungs-Steuereinheit ermöglicht somit durch die Erkennung der Nickrate um jede der drei Achsen und die Erkennung von Beschleunigungswerten und/oder Verzögerungswerten in
Richtung jeder der drei Achsen die Gefahrensituation und kann ein entsprechend dosiertes Bremsen der Bremse am Vorderrad ohne Blockieren einleiten.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Bevorzugt umfasst das Zweirad ferner einen Drehzahlsensor am Vorderrad. Dabei ist die Unfallverhinderungs-Steuereinheit eingerichtet, die Bremse, basierend auf den von der Bewegungssensorik und den Drehzahlsensor erfassten Werten zu steuern. Hierdurch kann auf besonders einfache Weise ein Blockieren des Vorderrads direkt erfasst werden. Weiter bevorzugt umfasst das Zweirad eine elektrische Antriebseinheit mit einem Elektromotor und einer Antriebssteuerung zum zumindest zeitweiligen elektrischen Antreiben des Zweirads. Insbesondere mit elektrisch antreibbaren Zweirädern macht die erfindungsgemäße Unfallverhinderungs-Steuereinheit Sinn, da derartige Zweiräder relativ hohe Geschwindigkeiten erreichen können.
Weiter bevorzugt umfasst das Zweirad eine Bremserfassungseinrichtung, welche eingerichtet ist, einen Bremsvorgang des Zweirads, insbesondere ein Bremsen mit der Vorderbremse, zu erfassen. Die Bremserfassungseinrichtung kann beispielsweise ein Sensor am Bremshebel sein.
Um eine besonders hohe Sicherheit bereitzustellen, ist die Unfallverhinderungssteuereinheit eingerichtet, in jedem Fahrzustand ein Blockieren des Vorderrads zu verhindern.
Besonders bevorzugt ist die Bewegungssensorik in der elektrischen
Antriebseinheit integriert. Somit können die Signale der Bewegungssensorik (Nickrate und Beschleunigung/Verzögerung jeweils in den drei Achsen) sowohl in der Antriebssteuerung der elektrischen Antriebseinheit als auch der
Unfallverhinderungs-Steuereinheit verwendet werden. Um das
Fahrdynamikassistenzsystem besonders kompakt und platzsparend vorzusehen, ist vorzugsweise die Unfallverhinderungs-Steuereinheit in die Antriebssteuerung der elektrischen Antriebseinheit integriert. Hierdurch sind keine aufwendigen Verkabelungen oder andere Arten von Übertragungsmöglichkeiten zwischen der Unfallverhinderungs-Steuereinheit und der Antriebssteuerung notwendig. Ferner können alle Bauteile in ein gemeinsames Gehäuse der elektrischen
Antriebseinheit integriert werden, so dass eine sehr kompakte Anordnung bereitgestellt werden kann. Ferner ist zusätzlich oder alternativ noch eine Einheit zur Umsetzung der Befehle der Unfallverhinderungs-Steuereinheit auf die Bremse in die Antriebssteuerung integriert. Die Einheit kann beispielsweise eine
Hydraulikeinheit sein, wenn das Zweirad eine hydraulische Bremse aufweist.
Die Bremse des Zweirads ist vorzugsweise eine hydraulische Bremse oder alternativ eine elektrische Bremse, bei der ein Bremsvorgang mittels eines Elektromotors eingeleitet wird. Weiter bevorzugt umfasst das Zweirad eine kombinierte Anzeige-Eingabeeinheit als Schnittstelle zum Fahrwerk (sogenannte HMI-Einheit - Human Machine Interface), welche mit der elektrischen Antriebssteuerung und der
Unfallverhinderungs-Steuereinheit verbunden ist. Hierbei können beispielsweise auf der Anzeige der Anzeige-Eingabeeinheit verschiedene Daten angezeigt werden oder auch akustisch vor einem Überschlag oder einer anderen
Gefahrensituation gewarnt werden.
Weiter bevorzugt wird ein Datenaustausch zwischen der elektrischen
Antriebssteuerung und der Unfallverhinderungs-Steuereinheit innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums, vorzugsweise von kleiner oder gleich 10 ms, vorzugsweise kleiner oder gleich 5 ms, ausgeführt.
Bevorzugt ist die Unfallverhinderungs-Steuereinheit auch mit der
Stromversorgung der elektrischen Antriebseinheit verbunden, so dass keine separate Stromversorgung notwendig ist.
Weiter bevorzugt sind die Antriebssteuerung und/oder die Unfallverhinderungssteuereinheit und/oder die Anzeige-Eingabeeinheit (HMI) über einen Datenbus, z.B. CAN, miteinander verbunden und sind ferner vorzugsweise derart eingerichtet, dass ein Datenaustausch untereinander möglich ist. Vorzugsweise ist auch der Drehzahlsensor an der Vorderachse in diesen Datenaustausch integriert.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Unfallverhinderungs-Steuereinheit, insbesondere für ein elektrisch antreibbares Zweirad, welche eine
Bewegungssensorik zur Erfassung einer Nickrate sowie einer Beschleunigung und/oder Verzögerung um jeweils eine erste, zweite und dritte Achse, welche ein dreidimensionales Koordinatensystem aufbauen, erfasst. Die
Unfallverhinderungs-Steuereinheit ist dabei eingerichtet, eine Bremse am
Vorderrad, basierend auf den von der Bewegungssensorik erfassten Werten zu steuern. Bevorzugt ist die Unfallverhinderungs-Steuereinheit eingerichtet, die Bremse zusätzlich noch basierend auf einer Drehzahl des Vorderrads zu steuern. Weiter bevorzugt ist die Unfallverhinderungs-Steuereinheit in eine elektrische Antriebssteuerung integriert, welche eingerichtet ist, einen Elektromotor zum Antreiben des Zweirads zu steuern. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern einer Bremse an einem Vorderrad eines Zweirads, wobei eine Unfallverhinderungssteuereinheit die Bremse, basierend auf von einer Bewegungssensorik erfassten Werten, steuert, wobei die Bewegungssensorik eine Nickrate, eine
Beschleunigung und/oder eine Verzögerung jeweils um eine erste, zweite und dritte Achse, welche ein dreidimensionales Koordinatensystem aufspannen, erfasst. Bevorzugt wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die Bremse auch zusätzlich noch, basierend auf einer Drehzahl des Vorderrads, gesteuert.
Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise bei Fahrrädern mit elektrischem Hilfsantrieb verwendet.
Zeichnung
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines elektrisch antreibbaren
Zweirads gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 eine schematische Darstellung der elektrischen und
informationstechnischen Verbindung zwischen einzelnen Elementen des Zweirads, und
Figur 3 eine schematische Detaildarstellung einer Unfallverhinderungssteuereinheit mit Hydraulikeinheit der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein elektrisch antreibbares Zweirad, welches zusätzlich zum über Muskelkraft betreibbaren Antrieb eine elektrische
Antriebseinheit 4 aufweist. Die elektrische Antriebseinheit 4 umfasst einen Elektromotor 40 mit vorzugsweise integriertem Getriebe und eine elektrische Antriebssteuerung 41 zur Steuerung des Elektromotors. Ferner umfasst das Zweirad 1 eine Stromversorgung 5 in Form eines wiederaufladbaren Akkus. Weiterhin ist eine Bewegungssensorik 6 vorgesehen, welche in diesem
Ausführungsbeispiel in die elektrische Antriebseinheit 4 integriert ist und mit der Antriebssteuerung 41 verbunden ist. Die Bewegungssensorik 6 erfasst eine Nickrate um jeweils eine erste Achse (X-Achse), eine zweite Achse (Y-Achse) und eine dritte Achse (Z-Achse), welche jeweils senkrecht untereinander stehen. Ferner umfasst die Bewegungssensorik 6 eine Beschleunigung und/oder Verzögerung jeweils in Richtung der drei Achsen X, Y, Z. Weiterhin umfasst das Zweirad 1 hydraulische Bremsen. Genauer umfasst das Zweirad eine
hydraulische Vorderradbremse 2 und eine hydraulische Hinterradbremse 3, welche jeweils über Bremshebel 20, 30 betätigbar sind. Hierbei ist an der hydraulischen Vorderradbremse 2 zwischen der am Vorderrad 11 angeordneten Bremseinheit und dem Bremshebel 20 eine Hydraulikeinheit 10
dazwischengeschaltet. Die Bezugszeichen 21 , 22 und 23 bezeichnen jeweils die Hydraulikleitungen zum Vorderrad 11 und Hinterrad 12.
Weiterhin ist am Vorderrad 1 1 ein Drehzahlsensor 7 zur Erfassung der Drehzahl des Vorderrads angeordnet. Der Drehzahlsensor 7 ist mit einer
Unfallverhinderungs-Steuereinheit 8 verbunden, welche in diesem
Ausführungsbeispiel eine bauliche Einheit mit der Hydraulikeinheit 10 bildet (s.
Figur 3). Die Unfallverhinderungs-Steuereinheit 8 ist ferner mit der
Bewegungssensorik 6 verbunden und ist eingerichtet, die hydraulische
Vorderradbremse 2, basierend auf Signalen des Drehzahlsensors 7 und der Bewegungssensorik 6, zu steuern. Die Steuerung der hydraulischen
Vorderradbremse erfolgt dabei derart, dass bei einem Bremsvorgang ein
Blockieren des Vorderrads 1 1 vermieden wird, um insbesondere einen
Überschlag eines Fahrers über einen Lenker des Zweirads zu verhindern.
Der schematische Aufbau der Steuerung ist in Figur 2 dargestellt. Hierbei ist zusätzlich noch eine kombinierte Anzeige-Eingabeeinheit 9 (HMI) vorgesehen, welche mit der Antriebssteuerung 41 und der Unfallverhinderungs-Steuereinheit 8 verbunden ist. In Figur 2 sind die entsprechenden Verbindungsleitungen mit den Bezugszeichen 16 bzw. 18 bezeichnet. Weiterhin ist die Antriebssteuerung 41 über eine Verbindungsleitung 13 mit der Unfallverhinderungs-Steuereinheit 8 verbunden, insbesondere, um Signale hinsichtlich der von der
Bewegungssensorik 6 erfassten Werte zur Unfallverhinderungs-Steuereinheit 8 zu senden. Weiterhin ist die Unfallverhinderungs-Steuereinheit 8 über eine Verbindungsleitung 15 mit dem Drehzahlsensor 7 verbunden und über eine Leitung 17 mit der Stromversorgung 5 verbunden. Die Stromversorgung 5 stellt ebenfalls Elektrizität für die Antriebssteuerung 41 über eine Leitung 14 und über die Verbindungsleitung 18 auch für die kombinierte Anzeige-Eingabeeinheit 9 bereit. In Figur 2 sind Steckverbindungen 50, 91 für die Stromversorgung 5 bzw. die Anzeige-Eingabeeinheit 9 dargestellt, so dass diese Bauteile vom Zweirad entnehmbar sind und so gegen Diebstahl gesichert werden können bzw. wieder aufgeladen werden können. Weiterhin ist die Antriebssteuerung 41 mit einem Vorderlicht 31 und einem Rücklicht 32 verbunden.
Die Hydraulikeinheit 10 umfasst (vgl. Figur 3) neben einer mittels eines Motors M antreibbaren Pumpe 60 einen Drucksensor 61 , ein Einlassventil 62 und ein Auslassventil 63. Ferner ist ein Bypass 64 um das Einlassventil 62 vorgesehen, in welchem ein Rückschlagventil 65 angeordnet ist. Das Bezugszeichen 66 bezeichnet einen Fluidspeicher. Die Unfallverhinderungs-Steuereinheit 8 steuert dabei die Pumpe 60 sowie das Einlassventil 62 und das Auslassventil 63. Hierzu umfasst die Unfallverhinderungs-Steuereinheit 8 einen Mikrocontroller 80, eine elektronische Schaltung 81 und eine erste und zweite Leistungsstufe 82, 83 zur Steuerung des Motors M bzw. des Einlassventils 62 und des Auslassventils 63.
Eine Verbindung zwischen dem Mikrocontroller 80 und der elektronischen Schaltung 81 sowie dem Drehzahlsensor 7 und der Bewegungssensorik 6 erfolgt über einen CAN-Bus 84. Durch die Integration der Unfallverhinderungssteuereinheit 8 in eine Baueinheit mit der Hydraulikeinheit 10 kann ein besonders platzsparender Aufbau erreicht werden.
Somit kann erfindungsgemäß zur Überschlagserkennung die Signale des Drehzahlsensors 7 des Vorderrads 11 und der Bewegungssensorik 6, welche eine Nickrate und eine Längsbeschleunigung bzw. Verzögerung in den drei Achsen X, Y, Z bereitstellt, verwendet werden. Dabei nutzt die
Unfallverhinderungs-Steuereinheit 8 die in der Antriebssteuerung 41 der elektrischen Antriebseinheit 4 eingebaute Bewegungssensorik 6. Insbesondere kann erfindungsgemäß auf eine Erfassung einer Drehzahl eines Hinterrades 12 verzichtet werden, welche bei elektrisch angetriebenen Zweirädern relativ aufwendig ist. Durch die Erfassung der Drehzahl am Vorderrad kann somit eine einfach aufgebaute Verhinderung von Unfällen, insbesondere Überschlägen, bereitgestellt werden. Insbesondere eignet sich die erfindungsgemäße
Unfallverhinderungs-Steuereinheit 8 auch zur Nachrüstung bei schon
bestehenden elektrischen Antriebseinheiten bzw. macht eine Änderung elektrischer Antriebseinheiten nicht notwendig.
Der Datenaustausch erfolgt im beschriebenen Ausführungsbeispiel über einen Datenbus, kann alternativ jedoch auch drahtlos erfolgen. Üblicherweise werden die Daten der Sensoren innerhalb eines Zeitraums von 5 bis 10 ms erfasst und ausgetauscht, so dass bei Eintreten einer kritischen Situation des Zweirads sofort Gegenmaßnahmen durch die Unfallverhinderungs-Steuereinheit 8 eingeleitet werden können.
Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise bei elektrischen Fahrrädern verwendet, kann jedoch auch bei elektrisch angetriebenen Rollern, Motorrädern und dgl. angewandt werden.

Claims

Zweirad mit einem Vorderrad (11) und einem Hinterrad (12), umfassend: eine Bremse (2) am Vorderrad (1 1),
eine Bewegungssensorik (6) zur Erfassung einer Nickrate um jeweils eine erste Achse (X), eine zweite Achse (Y) und eine dritte Achse (Z) und zur Erfassung einer Beschleunigung und/oder Verzögerung jeweils in Richtung der ersten Achse (X), zweiten Achse (Y) und dritten Achse (Z), und
eine Unfallverhinderungs-Steuereinheit (8), welche mit der
Bewegungssensorik (6) und der Bremse (2) verbunden ist, wobei die Unfallverhinderungs-Steuereinheit (8) eingerichtet ist, die Bremse (2), basierend auf den von der Bewegungssensorik (6) erfassten Werten zu steuern.
Zweirad nach Anspruch 1 , ferner umfassend einen Drehzahlsensor (7) am Vorderrad (1 1), wobei die Unfallverhinderungs-Steuereinheit (8) eingerichtet ist, die Bremsen (2), basierend auf den von der
Bewegungssensorik (6) und einem Drehzahlsensor (7) erfassten Werten, zu steuern.
Zweirad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine elektrische Antriebseinheit (4) mit einem Elektromotor (40) und einer Antriebssteuerung (41) zum Antreiben des Zweirads.
Zweirad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Bremserfassungseinrichtung, welche eingerichtet ist, einen
Bremsvorgang des Zweirads zu erfassen.
Zweirad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Unfallverhinderungs-Steuereinheit (8) eingerichtet ist, in jedem Fahrzustand des Zweirads ein Blockieren des Vorderrads (11) zu verhindern.
Zweirad nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungssensorik (6) in die elektrische Antriebseinheit (4) integriert ist.
Zweirad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Bremse (2) eine hydraulische Bremse oder eine elektrische Bremse ist.
Zweirad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Unfallverhinderungs-Steuereinheit (8) und eine Einheit (10) zur Umsetzung der Befehle der Unfallverhinderungssteuereinheit (8) auf die Bremse (2) in einem gemeinsamen Bauteil integriert sind.
Zweirad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine kombinierte Anzeige-Eingabeeinheit (9), welche mit der
Antriebssteuerung (41) und der Unfallverhinderungs-Steuereinheit (8) verbunden ist.
Unfallverhinderungs-Steuereinheit für ein Zweirad, insbesondere ein elektrisch antreibbares Zweirad, umfassend eine Bewegungssensorik (6) zur Erfassung einer Nickrate um jeweils eine erste Achse (X), eine zweite Achse (Y) und eine dritte Achse (Z) und zur Erfassung einer
Beschleunigung und/oder Verzögerung jeweils in Richtung der ersten Achse (X), der zweiten Achse (Y) und der dritten Achse (Z), wobei die Unfallverhinderungs-Steuereinheit eingerichtet ist, eine Bremse (2) am Vorderrad, basierend auf den von der Bewegungssensorik (6) erfassten Werten, zu steuern.
Unfallverhinderungs-Steuereinheit nach Anspruch 10, welche ferner eingerichtet ist, die Bremse (2), basierend auf einer Drehzahl des
Vorderrads zu steuern. Unfallverhinderungs-Steuereinheit nach Anspruch 10 oder 1 1 , umfassend eine Antriebssteuerung (41), welche eingerichtet ist, einen Elektromotor (40) zum Antreiben des Zweirads zu steuern, wobei die
Unfallverhinderungs-Steuereinheit in die Antriebssteuerung (41) integriert ist.
Verfahren zum Steuern einer Bremse an einem Vorderrad eines Zweirads, insbesondere eines elektrisch antreibbaren Zweirads, wobei eine
Unfallverhinderungs-Steuereinheit (8) die Bremse (2), basierend auf von einer Bewegungssensorik (6) erfassten Werten steuert, wobei die
Bewegungssensorik (6) eine Nickrate, eine Beschleunigung und/oder eine Verzögerung jeweils um eine erste Achse (X), eine zweite Achse (Y) und eine dritte Achse (Z) erfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Unfallverhinderungs-Steuereinheit (8) die Bremse (2) zusätzlich, basierend auf einer Drehzahl am Vorderrad, steuert.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019081521A (ja) * 2017-10-31 2019-05-30 株式会社シマノ 制御装置およびブレーキシステム

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6420199B2 (ja) 2015-04-28 2018-11-07 株式会社シマノ 自転車用装置
US9718465B2 (en) * 2015-07-23 2017-08-01 Ford Global Technologies, Llc Bicycle stability control methods and systems
DE102015216578A1 (de) 2015-08-31 2017-03-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Bremssystem, insbesondere für Fahrräder
IT201600111289A1 (it) * 2016-11-04 2018-05-04 Blubrake S R L Sistema per l’assistenza alla frenata da parte di un ciclista su una bicicletta
JP2019137295A (ja) * 2018-02-14 2019-08-22 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ 液圧制御ユニット、ブレーキシステム、及び、自転車
JP7015210B2 (ja) * 2018-05-23 2022-02-15 株式会社シマノ ブレーキ操作装置およびブレーキシステム
JP7440305B2 (ja) 2020-03-09 2024-02-28 株式会社シマノ 人力駆動車用の制御装置
DE102020205402A1 (de) 2020-04-29 2021-11-04 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung eines Bremssystems mit Antiblockierfunktion für ein Zweirad, Bremssystem und Zweirad
JP7068414B2 (ja) * 2020-10-20 2022-05-16 株式会社シマノ 自転車用装置
DE102022100826A1 (de) 2022-01-14 2023-07-20 Dirk Pylarski Fahrradbremssystem und Fahrrad mit einem Fahrradbremssystem

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002001151A1 (en) * 2000-06-28 2002-01-03 Nira Dynamics Ab Methods for estimating the roll angle and pitch angle of a two-wheeled vehicle, system and a computer program to perform the methods
US20040098185A1 (en) * 2002-11-18 2004-05-20 Wang Everett X. Computerized automated dynamic control system for single-track vehicles
DE102008019469A1 (de) 2008-04-18 2009-10-22 Wrede, Jürgen, Prof. Überschlagschutzsystem für Zweiräder

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002001151A1 (en) * 2000-06-28 2002-01-03 Nira Dynamics Ab Methods for estimating the roll angle and pitch angle of a two-wheeled vehicle, system and a computer program to perform the methods
US20040098185A1 (en) * 2002-11-18 2004-05-20 Wang Everett X. Computerized automated dynamic control system for single-track vehicles
DE102008019469A1 (de) 2008-04-18 2009-10-22 Wrede, Jürgen, Prof. Überschlagschutzsystem für Zweiräder

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019081521A (ja) * 2017-10-31 2019-05-30 株式会社シマノ 制御装置およびブレーキシステム

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