WO2022033901A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines antriebs eines zweirads im notbetrieb sowie ein entsprechendes zweirad - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines antriebs eines zweirads im notbetrieb sowie ein entsprechendes zweirad Download PDF

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WO2022033901A1
WO2022033901A1 PCT/EP2021/071454 EP2021071454W WO2022033901A1 WO 2022033901 A1 WO2022033901 A1 WO 2022033901A1 EP 2021071454 W EP2021071454 W EP 2021071454W WO 2022033901 A1 WO2022033901 A1 WO 2022033901A1
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WO
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drive
control unit
wheeler
drive system
fault
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PCT/EP2021/071454
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Inventor
Markus Schleszies
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor
    • B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K2202/00—Motorised scooters

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for setting up emergency operation of the drive of a two-wheeler, in particular an electric bicycle, and a corresponding two-wheeler.
  • Electric bicycles usually have a drive system which, in addition to the drive and the energy store, contains other components that control operation. Both sensors are used here, which monitor the pedaling activity of the driver on the pedal crank, as well as control elements that enable the desired support levels to be set by the drive. Thanks to the energy store on the electric bicycle, other components can also be used and connected to the drive system to support the drive and/or use. For example, locks can be integrated into the drive system, which serve as an immobilizer by directly blocking the drive. Brake systems or circuits can also be integrated both for normal ferry operation in coordination with the desired propulsion and as protection against theft.
  • All components that can be connected to the drive system can typically be addressed unidirectionally or bidirectionally via electrical lines, communication lines or wireless connections. All directly or indirectly connected components and their connections can be regularly checked for their functionality, for example via a CAN bus. If a component, a line or a connection fails, it can happen that the drive is no longer correct is controlled so that the further electric drive is no longer available to the driver in case of doubt. This is particularly unfavorable for the driver when he moves with his electric bike away from road traffic and the usual civilization in mountainous areas.
  • the present invention is intended to remedy this by enabling emergency operation of the drive according to certain criteria, so that the driver of the electric bicycle receives sufficient support up to the next support point where he can be helped.
  • a method for operating an electric drive of an at least partially electrically drivable two-wheeler in emergency operation and a device that executes such a method is claimed.
  • a two-wheeler, in particular an electric bicycle, which carries out such a method or has a corresponding device should also be claimed.
  • the drive and an energy store that supplies the drive with electrical energy represent the essential part of a drive system of the two-wheeler.
  • the method according to the invention or a control unit that executes this method first checks the functionality of the drive system or its components. If an error of the first type is detected during this testing process, the drive is operated in an emergency mode. This emergency operation can consist in the fact that only individual functions are enabled while other functions are blocked. However, it is also possible to limit the speed, the torque, the power output and/or generally the generated propulsion of the two-wheeler in emergency operation compared to normal operation. Alternatively or additionally, it can also be provided that the energy output of the energy store is limited in emergency operation. Thus, both the restriction of the drive and the restriction of the energy output can take place to one or more specified values and/or be made for a specified time. Optionally, after the specified time, the drive can be blocked and/or the activation or the energy output can be prevented.
  • the advantage of this configuration according to the invention is that the driver or user of the two-wheeler is still provided with a minimum power by the drive after the failure of a component or part of the drive system. This minimum power in the drive enables him to get to a place where he can be helped after an accident, for example.
  • Possible components or parts of the drive system that are tested with regard to their functionality are, for example, at least the drive, the energy store, an electrical line, a wired or wireless communication link, a control unit, an operating unit and/or a display unit.
  • a functional error can be detected if the operation of the drive and/or the energy store is impaired.
  • a complete error in a component can also be used as an opportunity to activate emergency operation. For example, if a defect in the display and/or operating element is detected, a trip home could still be ensured after a fall.
  • a second fault or a fault of the second type can be detected in the components of the drive system, in which case operation of the drive and/or or the energy store must be prevented by the method for safety reasons. These include, for example, errors in the electrical cells of the energy store or errors in the drive that would permanently damage the drive.
  • emergency operation is not started automatically when a first type of error is detected, but only after one confirmation by the driver.
  • the driver can be informed about an intended emergency operation, so that he can confirm this. This can be done, for example, by simply making an entry on the display and/or operating element, possibly also by means of a code if these elements are still available to the drive system.
  • a button on the energy store is used for this purpose, which has to be pressed in a specific sequence.
  • the sensor on the pedal crank can also be used to switch to emergency operation by means of a predetermined type of actuation of the pedals. Multiple input options can also be provided to safeguard against the fact that one or more of the input options have failed.
  • a special form of emergency operation consists in enabling at least a pushing aid, so that the driver can still push the two-wheeler home and receive support in the process.
  • sensor or measured variables are recorded that characterize the operation, the state or the driving behavior of the two-wheeler and in particular its driver. From this it can be derived whether an accident or other conspicuous situation that led to this error occurred before the error was detected. A further condition can then be used with the sensor or measurement variables recorded in this way, or generally operating variables, in order to activate emergency operation.
  • a plausibility check can be carried out by the faulty component being detected.
  • a distinction can be made between an unauthorized removal of the two-wheeler with, for example, a missing display or operating element and a failure of the corresponding components caused by an accident.
  • FIG. 1 shows a possible exemplary embodiment of the invention in the form of a control unit.
  • the flowchart in FIG. 2 shows a possible method according to the invention.
  • FIG. 1 uses a block diagram to show a possible embodiment of the invention within the framework of a control unit 100 in which a method according to the invention can be processed.
  • the control unit 100 optionally has a memory 105 in which both sensor and measured variables and a database can be stored, which the method can access.
  • the control unit 100 checks the functionality of the drive system by detecting various sensors or states of the components.
  • the functionality or the state of the drive 110, the energy store 115, the operating element 120 and/or a sensor 125 in the area of the pedal crank for detecting the pedaling activity of the driver can be detected.
  • other sensors 130 can be used to detect operating variables that represent the operation, the state or the driving behavior of the two-wheeler.
  • the control unit 100 can decide whether the drive 140 is operated in normal operation or in emergency operation. If a safety-critical state is detected or the function of the drive can no longer be ensured, the control unit 100 can also prevent the actuation of the drive 140. As an alternative or in addition, the control unit 100 can also limit the energy output of the energy store 145 or prevent an output based on the knowledge of the functionality. Provision is also made for the driver of the two-wheeler to be informed about operation in emergency mode via a corresponding optical or acoustic display 150 .
  • the corresponding display 150 can be provided with the possibility of receiving an input from the driver in order to forward it to the control unit 100 as confirmation.
  • other devices can also be provided in order to receive a corresponding confirmation from the driver and forward it to the control unit 100 .
  • this information can be sent to an external server, preferably wirelessly, after a malfunction or restriction of functionality has been identified. The driver can thus confirm the release of emergency operation by accessing this server.
  • the release can also take place automatically by the server if the corresponding boundary conditions are present.
  • a possible method for carrying out emergency operation on the drive system of a two-wheeler is shown in the flowchart in FIG.
  • the functionality of the drive system is recorded in a step 210 . Every component that is connected to or relevant to the drive system can be recorded here.
  • the energy release of the energy store can also be suppressed.
  • the process can then be terminated or restarted.
  • it can be decided in which form emergency operation can be carried out based on the measured variables, sensor variables or other information about the functionality or the previous driving behavior of the two-wheeler. So it is conceivable to limit the propulsion of the two-wheeler by the drive, for example by reducing or limiting the speed, the torque or the power output of the drive.
  • the energy output of the energy store can also be restricted. Both the limitation of the drive and the limitation of the energy storage can be limited in time for a predetermined time before the drive is completely stopped.
  • the driving behavior of the two-wheeler can be recorded parallel to the above method or in a further step 200 .
  • operating variables, state variables and environmental variables of the two-wheeler can be recorded over time.
  • the driving behavior or the detected operating variables, the state variables and the environmental variables can be added to assess the defective component. If it is recognized that the defect in the component can be traced back to an accident or a fall, the check in step 240 can be continued.
  • the approval or confirmation of the driver or a server 160 can be queried in a step 270 to carry out the emergency operation in steps 240 and 260 if possible. If the driver does not give this approval or confirmation in step 270 or if it is not available after a query on server 160, the method can be terminated.

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Abstract

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebs eines wenigstens teilweise elektrisch antreibbaren Zweirads in einem Notbetrieb sowie eine Vorrichtung beansprucht, die ein derartiges Verfahren ausführt. Darüber hinaus soll auch ein Zweirad, insbesondere ein Elektrofahrrad, welches ein derartiges Verfahren ausführt oder eine entsprechende Vorrichtung aufweist beansprucht werden. Der Antrieb sowie ein Energiespeicher, der den Antrieb mit elektrischer Energie versorgt stellen den wesentlichen Teil eines Antriebssystems des Zweirads dar. Das erfindungsgemäße Verfahren beziehungsweise eine Steuereinheit, die dieses Verfahren ausführt, prüft zunächst die Funktionsfähigkeit des Antriebssystems beziehungsweise deren Komponenten. Wird bei diesem Prüfvorgang ein Fehlerfall erster Art festgestellt, wird der Antrieb in einem Notbetrieb betrieben. Dieser Notbetrieb kann dabei darin bestehen, dass nur einzelne Funktionen freigeschalten werden, während andere Funktionen gesperrt werden. Es ist jedoch auch möglich, im Notbetrieb eine Einschränkung der Drehzahl, des Drehmoments, der abgegebenen Leistung und/oder allgemein des erzeugten Vortriebs des Zweirads gegenüber dem Normalbetrieb vorzusehen. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, die Energieabgabe des Energiespeichers im Notbetrieb zu beschränken. So kann sowohl die Einschränkung des Antriebs als auch die Beschränkung der Energieabgabe auf einen oder mehrere vorgegebene Werte erfolgen und/oder für eine vorgegebene Zeit vorgenommen werden. Optional kann nach der vorgegebenen Zeit der Antrieb gesperrt und/oder die Ansteuerung oder die Energieabgabe unterbunden werden.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebs eines Zweirads im Notbetrieb sowie ein entsprechendes Zweirad
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einrichtung eines Notbetriebs des Antriebs eines Zweirads, insbesondere eines Elektrofahrrads, sowie ein entsprechendes Zweirad.
Stand der Technik
Elektrofahrräder weisen üblicherweise ein Antriebssystem auf, welches neben dem Antrieb und dem Energiespeicher weitere Komponenten enthalten, die die den Betrieb steuern. Hierbei kommen sowohl Sensoren zum Einsatz, die die Trettätigkeit des Fahrers auf die Tretkurbel als auch Bedienelemente, die die Einstellung von gewünschten Unterstützungsstufen durch den Antrieb ermöglichen. Durch den am Elektrofahrrad vorhandenen Energiespeicher können darüber hinaus weitere Komponenten eingesetzt und mit dem Antriebssystem verbunden werden, die den Antrieb und/oder die Nutzung unterstützen. So können beispielsweise Schlösser in das Antriebssystem integriert werden, die durch eine direkte Blockierung des Antriebs als Wegfahrsperre dienen. Ebenso können Bremsanlagen oder auch Schaltungen sowohl für den normalen Fährbetrieb in Abstimmung mit dem gewünschten Vortrieb als auch als Diebstahlschutz eingebunden werden.
Alle Komponenten, die mit dem Antriebsystem verbunden werden können, sind typischerweise über elektrische Leitungen, Kommunikationsleitung oder drahtlose Verbindungen uni- oder bidirektional ansprechbar. Alle direkt oder indirekt angeschlossenen Komponenten sowie deren Verbindungen können beispielsweise über einen CAN-Bus regelmäßig auf deren Funktionalität hin geprüft werden. Bei Ausfall einer Komponenten, einer Leitung oder einer Verbindung kann der Fall auftreten, dass der Antrieb nicht mehr korrekt angesteuert wird, so dass der weitere elektrische Antrieb für den Fahrer im Zweifelsfall nicht mehr zur Verfügung steht. Dies ist besonders ungünstig für den Fahrer, wenn er sich mit seinem Elektrofahrrad abseits des Straßenverkehrs und der üblichen Zivilisation in bergigen Gegenden bewegt.
Die vorliegende Erfindung soll hierfür eine Abhilfe schaffe, indem nach bestimmten Kriterien ein Notbetrieb des Antriebs ermöglicht wird, so dass der Fahrer des Elektrofahrrads eine ausreichende Unterstützung bis zum nächsten Stützpunkt erhält, an dem ihm geholfen werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebs eines wenigstens teilweise elektrisch antreibbaren Zweirads in einem Notbetrieb sowie eine Vorrichtung beansprucht, die ein derartiges Verfahren ausführt. Darüber hinaus soll auch ein Zweirad, insbesondere ein Elektrofahrrad, welches ein derartiges Verfahren ausführt oder eine entsprechende Vorrichtung aufweist beansprucht werden.
Der Antrieb sowie ein Energiespeicher, der den Antrieb mit elektrischer Energie versorgt stellen den wesentlichen Teil eines Antriebssystems des Zweirads dar. Das erfindungsgemäße Verfahren beziehungsweise eine Steuereinheit, die dieses Verfahren ausführt, prüft zunächst die Funktionsfähigkeit des Antriebssystems beziehungsweise deren Komponenten. Wird bei diesem Prüfvorgang ein Fehlerfall erster Art festgestellt, wird der Antrieb in einem Notbetrieb betrieben. Dieser Notbetrieb kann dabei darin bestehen, dass nur einzelne Funktionen freigeschalten werden, während andere Funktionen gesperrt werden. Es ist jedoch auch möglich, im Notbetrieb eine Einschränkung der Drehzahl, des Drehmoments, der abgegebenen Leistung und/oder allgemein des erzeugten Vortriebs des Zweirads gegenüber dem Normalbetrieb vorzusehen. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, die Energieabgabe des Energiespeichers im Notbetrieb zu beschränken. So kann sowohl die Einschränkung des Antriebs als auch die Beschränkung der Energieabgabe auf einen oder mehrere vorgegebene Werte erfolgen und/oder für eine vorgegebene Zeit vorgenommen werden. Optional kann nach der vorgegebenen Zeit der Antrieb gesperrt und/oder die Ansteuerung oder die Energieabgabe unterbunden werden.
Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung liegt darin, dass der Fahrer beziehungsweise Nutzer des Zweirads noch nach dem Ausfall einer Komponenten oder eines Teils des Antriebssystems eine Mindestleistung durch den Antrieb zur Verfügung gestellt bekommt. Durch diese Mindestleistung im Antrieb wird ihm ermöglicht, zu einem Ort zu kommen, an dem ihm zum Beispiel nach einem Unfall, weitergeholfen werden kann.
Mögliche Komponenten oder Teile des Antriebssystems, die hinsichtlich ihrer Funktionalität geprüft werden, sind beispielweise wenigstens der Antrieb, der Energiespeicher, eine elektrische Leitung, eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindung, eine Steuereinheit, eine Bedieneinheit und/oder eine Anzeigeeinheit zu prüfen. Hierbei kann ein Fehler in der Funktionalität erkannt werden, wenn der Betrieb des Antriebs und/oder des Energiespeichers beeinträchtigt wird. Neben einem Fehler in der Funktionalität zum Beispiel durch Kabelbruch kann auch das vollständige Fehler einer Komponente zum Anlass genommen werden, den Notbetrieb zu aktivieren. So könnte beispielsweise bei einem erkannten Defekt des Anzeige- und/oder Bedienelement nach einem Sturz trotzdem noch eine Heimfahrt sichergestellt sein.
Während ein erster erkannter Fehlerfall beziehungsweise ein Fehler erste Art noch nicht zu einem sicherheitskritischen Betrieb des Antriebs und/oder der Energieversorgung führt, kann ein zweiter Fehlerfall oder ein Fehler zweiter Art bei den Komponenten des Antriebssystems erkannt werden, bei dem ein Weiterbetrieb des Antriebs und/oder des Energiespeichers durch das Verfahren aus Sicherheitsgründen unterbunden werden muss. Hierzu zählen beispielsweise Fehler in den elektrischen Zellen des Energiespeichers oder Fehler im Antrieb, die den Antrieb nachhaltig schädigen würden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Notbetrieb nicht automatisch bei einer Erkennung einer ersten Fehlerart gestartet wird, sondern erst nach einer Bestätigung durch den Fahrer. Hierzu kann der Fahrer über einen beabsichtigen Notbetrieb informiert werden, so dass er diesen bestätigen kann. Dies kann beispielsweise durch eine einfache Eingabe am Anzeige- und/oder Bedienelement erfolgen, gegebenenfalls auch mittels eines Codes, sofern diese Elemente dem Antriebssystem noch zur Verfügung stehen. Es ist jedoch auch denkbar, dass hierzu ein Button am Energiespeicher verwendet wird, der in eine bestimmte Folge gedrückt werden muss. Alternativ kann auch der Sensor an der Tretkurbel verwendet werden, um mittels einer vorgegebenen Betätigungsart der Pedale in den Notbetrieb zu wechseln. Es können auch mehrere Eingabemöglichkeiten vorgesehen sein, um den Umstand abzusichern, dass eine oder mehrere der Eingabemöglichkeiten ausgefallen sind.
Eine besondere Form des Notbetriebs besteht darin, zumindest eine Schiebehilfe zu ermöglichen, so dass der Fahrer das Zweirad noch nach Hause schieben kann und dabei Unterstützung erhält.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass Sensor- oder Messgrößen erfasst werden, die den Betrieb, den Zustand oder das Fahrverhalten des Zweirads und insbesondere dessen Fahrer charakterisieren. Hieraus kann abgeleitet werden, ob vor der Erkennung eines Fehlerfalls ein Unfall oder sonstige auffällige Situation stattgefunden hat, die zu diesem Fehlerfall geführt hat. Mit den so erfassten Sensor- oder Messgrößen beziehungsweise allgemein Betriebsgrößen kann anschließend eine weitere Bedingung verwendet werden, um den Notbetrieb zu aktivieren. Durch eine derartige Berücksichtigung des Fahrverhaltens beziehungsweise des Fahrzustands vor dem erkannten Fehler kann eine Plausibilisierung durchgeführt werden, indem die fehlerhafte Komponente erkannt wird. Weiterhin kann in diesem Fall eine Unterscheidung zwischen einer unberechtigten Entnahme des Zweirads mit beispielsweise fehlendem Anzeigeoder Bedienelement und einem unfallbedingten Ausfall der entsprechenden Komponenten vorgenommen werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Das Blockschaltbild der Figur 1 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Steuereinheit. Das Flussdiagramm der Figur 2 zeigt ein mögliches erfindungsgemäßes Verfahren.
Ausführungsformen der Erfindung
Wie eingangs bereits ausgeführt, kann es bei der Nutzung von wenigstens teilweise angetriebenen Zweirädern und insbesondere Elektrofahrrädern zu Unfällen, insbesondere zu Stürzen im Gelände, abseits regelmäßiger Pfade oder Bebauungen kommen. Hierbei können ebenfalls Teile des Antriebssystems in Mitleidenschaft gezogen werden, die unter Umstände dazu führen können, dass das Antriebssystem nicht mehr bedienbar ist. So kann bei einem Sturz das Display oder der Halter eines Anzeige- oder Bedienelements brechen oder es können Kabel oder Leitungen brechen, so dass keine Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten mehr möglich ist. Um dem Fahrer trotzdem eine Möglichkeit zu verschaffen, sein Zweirad nach Hause oder zumindest zu einer Stelle zu bewegen, bei der er Hilfe erhält, wird in der vorliegenden Erfindung ein Notbetrieb unter Berücksichtigung von Sicherheitsaspekten ermöglicht.
Figur 1 zeigt anhand eines Blockschaltbilds eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung im Rahmen einer Steuereinheit 100, in der ein erfindungsgemäßes Verfahren bearbeitet werden kann. Die Steuereinheit 100 weist optional einen Speicher 105 auf, in dem sowohl Sensor- oder Messgrößen sowie eine Datenbank abgelegt sein kann, auf die das Verfahren zugreifen kann. Die Steuereinheit 100 überprüft die Funktionsfähigkeit des Antriebssystems, indem verschiedene Sensoren oder Zustände der Komponenten erfasst werden. So kann die Funktionsfähigkeit beziehungsweise der Zustand des Antriebs 110, des Energiespeichers 115, des Bedienelements 120 und/oder eines Sensors 125 im Bereich der Tretkurbel zur Erfassung der Trettätigkeit des Fahrers erfasst werden. Weiterhin können mittels sonstiger Sensoren 130 Betriebsgrößen erfasst werden, die den Betrieb, den Zustand oder das Fahrverhalten des Zweirads repräsentieren. So sind als sonstige Sensoren 130 Beschleunigungssensoren, Neigungssensoren, Drehratensensoren, Drucksensoren aber auch Radarsensoren denkbar. Mit weiteren Sensoren 135 lassen sich zudem auch Umgebungsgrößen erfassen. Sowohl die Betriebsgrößen als auch die Umgebungsgrößen können zeitlich erfasst und im Speicher 105 abgespeichert werden, so dass sie für die weitere Berücksichtigung und die Ableitung der Aktivierung des Notbetriebs zur Verfügung stehen. Zusätzlich können auch Informationen erfasst werden, die eine fehlende oder defekte elektrische Leitung oder Kommunikation zwischen den Komponenten anzeigen.
Basierend auf den erfassten Sensorwerten, Sensorgrößen oder sonstiger Informationen über die Funktionsfähigkeit der Komponenten des Antriebssystems kann die Steuereinheit 100 entscheiden, ob der Antrieb 140 im Normalbetrieb oder im Notbetrieb betrieben wird. Falls ein sicherheitskritischer Zustand erkannt wird oder die Funktion des Antriebs nicht mehr sichergestellt werden kann, kann die Steuereinheit 100 auch die Ansteuerung des Antriebs 140 unterbinden. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit 100 basierend auf den Erkenntnissen der Funktionsfähigkeit auch die Energieabgabe des Energiespeichers 145 beschränken oder eine Abgabe unterbinden. Weiterhin ist vorgesehen, den Fahrer des Zweirads über eine entsprechende optische oder akustische Anzeige 150 über den Betrieb im Notbetrieb zu informieren. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die entsprechende Anzeige 150 mit der Möglichkeit versehen sein kann, eine Eingabe des Fahrers aufzunehmen, um sie als Bestätigung an die Steuereinheit 100 weiterzuleiten. Alternativ können auch andere Vorrichtungen vorgesehen sein, um eine entsprechende Bestätigung des Fahrers aufzunehmen und an die Steuereinheit 100 weiterzuleiten. In einer besonderen Ausführung der Erfindung kann nach einer erkannten Fehlfunktion beziehungsweise Einschränkung der Funktionsfähigkeit diese Information an einen externen Server gesendet werden, vorzugsweise drahtlos. Über einen Zugriff des Fahrers auf diesen Server kann der Fahrer somit die Freigabe des Notbetriebs bestätigen.
Alternativ kann die Freigabe auch automatisch durch den Server erfolgen, wenn entsprechende Randbedingungen vorliegen.
Im Flussdiagramm der Figur 2 wird ein mögliches Verfahren zur Durchführung des Notbetriebs an dem Antriebssystem eines Zweirads dargestellt. Nach dem Start des Verfahrens, welches auch erst nach der Erkennung eine fehlerhaften Funktionalität wenigstens einer Komponenten des Antriebssystems gestartet werden kann, wird in einem Schritt 210 die Funktionalität des Antriebssystems erfasst. Hierbei kann jede Komponente erfasst werden, die an dem Antriebssystem angeschlossen oder relevant ist. Im nächsten Schritt 220 wird geprüft, ob eine der Komponenten des Antriebssystems eine Fehlfunktion aufweist oder nicht erkannt wird. Dabei werden sowohl Ausfälle der Komponenten aber auch Defekte in den elektrischen Leitungen, die die Komponenten sowie der Kommunikationsverbindungen geprüft. Sollte keine Fehlfunktion oder Einschränkung der Funktionsfähigkeit bei einer Komponente erkannt werden, wird das Verfahren beendet oder erneut gestartet. Liegt jedoch eine Fehlfunktion oder eine Einschränkung der Funktionsfähigkeit wenigstens eine Komponente vor, insbesondere einer Komponente, die für das Antriebssystem essentiell ist, wird im nächsten Schritt 240 geprüft, ob ein Betrieb des Antriebssystems in einem Notbetrieb möglich ist. Bei dieser Prüfung wird entschieden, ob die Komponente, die elektrischen Leitung und/oder die Kommunikationsverbindung, bei der die Fehlfunktion oder die Einschränkung der Funktionsfähigkeit erkannt worden ist, für den Notbetrieb relevant oder hinderlich ist. Gleichfalls wird geprüft, ob unter Sicherheitsaspekten der Notbetrieb mittels des Antriebs und des Energiespeichers überhaupt möglich ist. Sollten wesentliche Teile des Antriebssystems beeinträchtigt sein, z.B. der Antrieb oder der Energiespeicher, oder sollte ein Betrieb unter Sicherheitsaspekten nicht möglich sein, kann der Antrieb in einem schritt 250 gesperrt werden oder dessen Ansteuerung unterbunden werden. Alternativ oder optional kann auch die Energieabgabe des Energiespeichers unterbunden werden. Anschließend kann das Verfahren beendet oder erneut gestartet werden. Wird in Schritt 240 jedoch erkannt, dass ein Notbetrieb möglich ist, kann im nächsten Schritt 260 basierend auf den erfassten Messgrößen, Sensorgrößen oder sonstigen Informationen zu der Funktionsfähigkeit oder dem vorherigen Fahrverhalten des Zweirads entschieden werden, in welcher Form ein Notbetrieb durchgeführt werden kann. So ist denkbar, den Vortrieb des Zweirads durch den Antrieb zu beschränken, indem beispielsweise die Drehzahl, das Drehmoment oder die abgegebene Leistung des Antriebs reduziert oder eingeschränkt wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Energieabgabe des Energiespeichers beschränkt werden. Sowohl die Einschränkung des Antriebs als auch die Beschränkung des Energiespeichers kann dabei zeitlich beschränkt während einer vorgegebenen Zeit vorgesehen sein, bevor der Antrieb gänzlich eingestellt wird.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann parallel zu dem vorstehenden Verfahren oder in einem weiteren Schritt 200 das Fahrverhalten des Zweirads erfasst werden. Hierzu können Betriebsgrößen, Zustandsgrößen und Umgebungsgrößen des Zweirads zeitlich erfasst werden. In einem Schritt 230 nach der Erkennung im Schritt 220, dass eine Einschränkung der Funktionalität des Antriebssystems oder einer dessen Komponenten vorliegt, können das Fahrverhalten beziehungsweise die erfassten Betriebsgrößen, die Zustandsgrößen sowie die Umgebungsgrößen zur Beurteilung der defekten Komponente hinzugenommen werden. Wird dabei erkannt, dass sich der Defekt der Komponente auf einen Unfall oder einen Sturz zurückführen lässt, kann mit der Prüfung des Schritts 240 weiter verfahren werden. Wird jedoch erkannt, dass kein Sturz oder Unfall Ursache für die Fehlfunktion oder die fehlende Funktionalität vorliegt, kann in einem Schritt 270 die Zustimmung oder Bestätigung des Fahrers oder eines Servers 160 abgefragt werden, den Notbetrieb falls möglich in den Schritten 240 und 260 durchzuführen. Gibt der Fahrer diese Zustimmung oder Bestätigung im Schritt 270 nicht ab oder liegt sie nach einer Abfrage beim Server 160 nicht vor, kann das Verfahren beendet werden.

Claims

- 9 -
Ansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Antriebs (110, 140) eines wenigstens teilweise elektrisch antreibbaren Zweirads, wobei das Zweirad ein Antriebssystem aufweist, welches wenigstens
• den Antrieb (110, 140), und
• einen Energiespeicher (115) aufweist, wobei das Verfahren
• die Funktionsfähigkeit des Antriebssystems überprüft und
• bei einem erkannten ersten Fehlerfall den Antrieb (110, 140) in einem Notbetrieb betreibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren wenigstens die Funktionsfähigkeit
• des Antriebs (110, 140), und/oder
• des Energiespeichers (115), und/oder
• einer elektrischen Leitung, und/oder
• einer Kommunikationsverbindung, und/oder
• einer Steuereinheit (100), und/oder
• einer Bedieneinheit (120), und/oder
• einer Anzeigeeinheit (150) des Antriebssystems überprüft, wobei das Verfahren einen ersten Fehlerfall erkennt, falls wenigstens
• eine elektrische Leitung, und/oder
• eine Kommunikationsverbindung, und/oder
• die Steuereinheit (100), und/oder
• die Bedieneinheit (120), und/oder
• die Anzeigeeinheit (150) des Antriebssystems einen Fehler aufweist, der die Ansteuerung oder den Betrieb des Antriebs (110, 140) und/oder des Energiespeichers (115) beeinträchtigt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren
• bei einem erkannten zweiten Fehlerfall die Ansteuerung oder den Betrieb des Antriebs (110, 140) unterbindet, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der zweite Fehlerfall bei einem sicherheitskritischen Fehler des Antriebssystems erkannt wird, wobei insbesondere ein Fehler des Antriebs (110, 140) oder des Energiespeichers (115) als sicherheitskritischen Fehler des Antriebssystems erkannt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren im Notbetrieb
• die Drehzahl,
• das Drehmoment und/oder
• die abgegebene Leistung des Antriebs (110, 140) gegenüber dem Normalbetrieb begrenzt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den Antrieb (110, 140) im Notbetrieb
• für eine vorgegebene Zeit betreibt, und
• nach der vorgegebenen Zeit deaktiviert. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren im Notbetrieb die Energieabgabe des Energiespeichers (115) an das Antriebssystem
• begrenzt und/oder
• nach einer vorgegebenen Zeit unterbindet. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren
• eine Bestätigungsinformation des Fahrers des Zweirads erfasst, und
• in Abhängigkeit von der Bestätigungsinformation den Antrieb im Notbetrieb betreibt. - 11 -
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren im Notbetrieb den Antrieb (110, 140) in Form einer Schiebehilfe des Zweirads betreibt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren
• wenigstens eine Betriebsgröße erfasst, die den Betrieb, den Zustand und/oder das Fahrverhalten des Zweirads repräsentiert, und
• den ersten Fehlerfall in Abhängigkeit der erfassten Betriebsgröße erkennt, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Verfahren die Betriebsgröße, die Zustandsgröße und/oder das Fahrverhalten berücksichtigt, welche zeitlich vor der Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Antriebssystems erfasst worden sind.
10. Vorrichtung zur Steuerung eines elektrischen Antriebs (110, 140) eines wenigstens teilweise elektrisch antreibbaren Zweirads, wobei das Zweirad ein Antriebssystem aufweist, welches wenigstens
• den Antrieb (110, 140), und
• einen Energiespeicher (115), und
• eine Steuereinheit (100) zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweist, wobei die Steuereinheit
• die Funktionsfähigkeit des Antriebssystems überprüft und
• bei einem erkannten ersten Fehlerfall den Antrieb (110, 140) in einem Notbetrieb ansteuert.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (100)
• bei einem erkannten zweiten Fehlerfall die Ansteuerung oder den Betrieb des Antriebs (110, 140) unterbindet, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Steuereinheit (100) den zweiten Fehlerfall bei einem sicherheitskritischen Fehler des Antriebssystems erkennt, - 12 - wobei insbesondere die Steuereinheit (100) einen Fehler des Antriebs (110, 140) oder des Energiespeichers (115) als sicherheitskritischen Fehler des Antriebssystems erkennt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (100)
• eine Bestätigungsinformation des Fahrers des Zweirads erfasst, und
• in Abhängigkeit von der Bestätigungsinformation den Antrieb (110, 140) im Notbetrieb betreibt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (100) im Notbetrieb den Antrieb (110, 140) in Form einer Schiebehilfe des Zweirads betreibt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (100)
• wenigstens eine Betriebsgröße erfasst, die den Betrieb, den Zustand und/oder das Fahrverhalten des Zweirads repräsentiert, und
• den ersten Fehlerfall in Abhängigkeit der erfassten Betriebsgröße erkennt, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Steuereinheit (100) die Betriebsgröße, die Zustandsgröße und/oder das Fahrverhalten berücksichtigt, welche zeitlich vor der Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Antriebssystems erfasst worden sind.
15. Zweirad mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, welches ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausführt.
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EP2743164A1 (de) * 2012-12-14 2014-06-18 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Antriebseinheit und batterieunterstütztes Fahrrad
DE102014109000A1 (de) * 2014-06-26 2015-12-31 Ovalo Gmbh Fahrrad mit einem elektrischen Antriebssystem

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