WO2024067965A1

WO2024067965A1 - Verfahren zum automatisierten stabilisieren einer fluglage eines fahrrads, steuereinrichtung, computerprogrammprodukt, computerlesbares medium, fahrrad

Info

Publication number: WO2024067965A1
Application number: PCT/EP2022/076987
Authority: WO
Inventors: Alexander Jungaberle; Uwe Schraff; Markus Wallner; Peter Reinders
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-09-28
Filing date: 2022-09-28
Publication date: 2024-04-04
Anticipated expiration: 2025-03-28
Also published as: DE112022007805A5

Abstract

Bei einem Verfahren (100) zum automatisierten Stabilisieren einer Fluglage (F, F*) eines Fahrrads (1) wird bei dem Durchführen eines Sprungs (S) durch das Fahrrad (1) ein aktueller Nickwinkel (a) des Fahrrads (1) ermittelt. Der aktuelle Nickwinkel (a) wird mit einem Nickwinkel-Schwellenintervall (alim) verglichen. Anschließend wird bei Überschreiten des Nickwinkel-Schwellenintervalls (alim) durch den aktuellen Nickwinkel (a) ein Bremseingriff (B) oder ein negativer Drehmomentimpuls (M-) an einem Hinterrad (6) des Fahrrads (1) eingeleitet, so dass der Nickwinkel (a) anschließend innerhalb des Nickwinkel-Schwellenintervalls (alim) liegt, oder es wird bei Unterschreiten des Nickwinkel-Schwellenintervalls (alim) durch den aktuellen Nickwinkel (a) ein positiver Drehmomentimpuls (M+) an dem Hinterrad (6) des Fahrrads (1) eingeleitet wird, so dass der Nickwinkel (a) anschließend innerhalb des Nickwinkel-Schwellenintervalls (alim) liegt. Außerdem werden eine Steuereinrichtung, ein Computerprogrammprodukt, ein computerlesbares Medium und ein Fahrrad vorgeschlagen.

Description

Verfahren zum automatisierten Stabilisieren einer Fluglage eines Fahrrads, Steuereinrichtung, Computerprogrammprodukt, computerlesbares Medium, Fahrrad

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Stabilisieren einer Fluglage eines Fahrrads, eine Steuereinrichtung, ein Computerprogrammprodukt, ein computerlesbares Medium, und ein Fahrrad.

Fahrräder mit elektrischem (Hilfs-)antrieb, beispielsweise E-Bikes und Pedelecs, erfreuen sich steigender Beliebtheit. Es sind auch sportliche E-Mountainbikes (eMTB) im Einsatz. Diese eMTBs sind auch geeignet, um im Gelände, in Bikeparks o.ä. verschiedene Hindernisse zu befahren und Sprünge durchzuführen. Das kontrollierte Springen setzt allerdings fortgeschrittene Fähigkeiten des Fahrers voraus. Dabei kann eine falsche Sprungtechnik schnell zum Sturz führen, da eine falsche Balance, falsche Gewichtsverlagerung oder falsches Timing bereits beim Absprung zu einer kritischen Fluglage führt, die in den meisten Fällen nicht mehr korrigiert werden kann Der Schwierigkeitsgrad wird zudem durch das höhere Gewicht des eMTBs im Vergleich zu einem regulären Mountainbike ohne elektrischen (Hilfs-)antrieb erhöht. Gerade Anfänger sind hier überfordert.

Aus DE 10 2006 036 650 A1 ist ein Verfahren zur Verhinderung und/oder Regelung des Vorderradabhebens bei einem Kraftrad bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit bei Sprüngen mit Fahrrädern mit elektrischem (Hilfs-)antrieb auch für ungeübte Fahrer zu erhöhen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum automatisierten Stabilisieren einer Fluglage eines Fahrrads mit den Merkmalen nach Anspruch 1 , eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 4, ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen nach Anspruch 6, ein computerlesbares Medium mit den Merkmalen nach Anspruch 7, und durch ein Fahrrad mit den Merkmalen nach Anspruch 8. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung. Bei einem Verfahren zum automatisierten Stabilisieren einer Fluglage eines Fahrrads wird bei dem Durchführen eines Sprungs durch das Fahrrad ein aktueller Nickwinkel des Fahrrads ermittelt. Der aktuelle Nickwinkel wird mit einem Nickwinkel-Schwellenintervall verglichen. Anschließend wird bei Überschreiten des Nickwinkel-Schwellenintervalls durch den aktuellen Nickwinkel ein Bremseingriff oder ein negativer Drehmomentimpuls an einem Hinterrad des Fahrrads eingeleitet, so dass der Nickwinkel anschließend innerhalb des Nickwinkel-Schwellenintervalls liegt, oder es wird bei Unterschreiten des Nickwinkel-Schwellenintervalls durch den aktuellen Nickwinkel ein positiver Drehmomentimpuls an dem Hinterrad des Fahrrads eingeleitet wird, so dass der Nickwinkel anschließend innerhalb des Nickwinkel-Schwellenintervalls liegt

Unter dem Begriff Fahrrad sind hierbei sämtliche Fahrzeuge zu verstehen, welche sowohl einen elektrischen (Hilfs-)Antrieb als auch einen muskelkraftbetriebenen Antrieb aufweisen, wobei das Fahrrad entweder rein durch Muskelkraft oder rein elektrisch oder im Hybridbetrieb sowohl durch Muskelkraft als auch elektrisch angetrieben werden kann. In jedem Fall weist das Fahrrad eine Tretkurbeleinheit und eine elektrisches Antriebssystem auf. Das Fahrrad kann zudem ein Fahrradgetriebe umfassen, bei dem es sich beispielsweise um ein Mehrganggetriebe in Planetenbauweise oder um ein CVT-Getriebe o.ä. handeln kann. Das Fahrradgetriebe kann dann mit dem elektrischen Antriebssystem wirkverbunden sein. Zudem kann das Fahrradgetriebe mit der Tretkurbeleinheit wirkverbunden sein. Das Fahrradgetriebe kann als Tretlagergetriebe oder als Nabengetriebe ausgebildet sein. Das Fahrrad kann hierbei beispielsweise ausgeformt sein als E-Bike, (S-)Pedelec, eMTB oder als anderes geeignetes Fahrzeug.

Das Verfahren kann im Fährbetrieb des Fahrrads entweder vom Fahrer des Fahrrads aktiviert werden, wenn dieser eine Unterstützung bei Sprüngen mit dem Fahrrad wünscht, oder das Verfahren kann permanent aktiv sein, so dass dieses bei jedem Sprung automatisch durchgeführt wird. Das Verfahren kann außerdem vom Fahrer deaktiviert werden, wenn dieser keine Unterstützung bei Sprüngen mit dem Fahrrad wünscht. Unter einer Fluglage ist hierbei jede Lage des Fahrrads zu verstehen, bei der sich die Räder des Fahrrads vollständig in der Luft befinden und das Fahrrad keinen Bodenkontakt mehr hat. Dabei kann zwischen einer stabilen Fluglage und einer kritischen Fluglage unterschieden werden. Eine stabile Fluglage liegt dann vor, wenn das Fahrrad inklusive Fahrer sich derart in der Luft befindet, dass eine sichere Landung durchgeführt werden kann, so dass das Fahrrad nach Beenden des Sprungs unproblematisch weiterfahren kann. Insbesondere lässt die Fahrdynamik, nämlich Gier-, Nick- und Wankbewegungen, eine sichere Landung zu. Eine kritische Fluglage liegt dann vor, wenn das Fahrrad inklusive Fahrer sich derart in der Luft befindet, dass keine sichere Landung durchgeführt werden kann, so dass das Fahrrad nach Beenden des Sprungs kippt oder sich überschlägt, so dass der Fahrer stürzt.

In einem ersten Schritt des Verfahrens wird festgestellt, ob ein Sprung des Fahrrads vorliegt. Dies erfolgt vorzugsweise mittels Beschleunigungssensoren, wobei die Beschleunigung bezüglich aller drei Koordinatenachsen des Fahrrads ermittelt werden kann. Alternativ kann dies mittels wenigstens eines Drehratensensors erfolgen. Die Beschleunigungssensoren oder Drehratensensor können beispielsweise am Fahrrad verbaut sein oder Teil einer externen Einheit, beispielsweise eines mobilen Endgeräts wie Smartphone, Smartwatch, Fitnesstracker o.ä., sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Sprung festgestellt werden mittels des Einfederns der Fahrradfedergabel. Ist diese nicht eingefedert, sondern hängt frei in der Luft, lässt das darauf schließen, dass kein Bodenkontakt des Fahrrads vorliegt. Dies lässt sich sensorisch ermitteln, indem beispielsweise der Federweg ermittelt wird.

Die Sensordaten werden an die Steuereinrichtung, die das Fahrrad aufweist, übermittelt. Zu diesem Zweck ist die Steuereinrichtung mit den entsprechenden Sensoren signalwirksam verbunden. Eine signalwirksame Verbindung ist dergestalt, dass ein Daten- und Signalaustausch zwischen den Verbindungspartnern möglich ist. Zu diesem Zweck weist jeder Verbindungspartner eine entsprechende Schnittstelle auf. Die Daten- und Signalübertragung kann entweder kabelgebunden oder drahtlos erfolgen. Die Steuereinrichtung und auch die entsprechenden Sensoren weisen daher Schnittstellen auf, die eine derartige Verbindung ermöglichen. Wenn die Sensordaten der externen Einheit genutzt werden sollen, findet ein Daten- und Signalaustausch zwischen der externen Einheit und der Steuereinrichtung des Fahrrads statt, beispielsweise über eine Funkverbindung oder mittels kabelgebundener Kommunikation.

Wird ein Sprung festgestellt, folgt der zweite Schritt des Verfahrens, nämlich das Ermitteln des aktuellen Nickwinkels des Fahrrads. Ein Nickwinkel bezeichnet dabei denjenigen Winkel, den das Fahrrad einnimmt, wenn es um seine Querachse bewegt wird, also eine Nickbewegung im fahrdynamischen Sinn vollführt. Die Querachse ist hierbei eine rein geometrische Achse, die parallel zur Tretkurbelachse verläuft. Ein Nickwinkel von 0° entspricht hierbei einer Fahrt des Fahrrads auf einer ebenen, geraden Strecke. Ein positiver Nickwinkel entspricht einem Anheben eines Vorderrads des Fahrrads. Ein negativer Nickwinkel entspricht einem Absenken des Vorderrads des Fahrrads. Der Nickwinkel wird sensorisch bestimmt. Beispielsweise kann der Nickwinkel mittels eines Neigungswinkelsensors ermittelt werden, den das Fahrrad aufweist. Alternativ dazu kann der Nickwinkel mittels der Sensorik der externen Einheit ermittelt werden, welche am Fahrrad angeordnet ist.

Anschließend wird in einem dritten Schritt der aktuelle Nickwinkel mit einem Nickwinkel-Schwellenintervall verglichen. Das Nickwinkel-Schwellenintervall umfasst dabei diejenigen möglichen Nickwinkel, die das Fahrrad im Sprung einnehmen kann, so dass anschließend eine sichere Landung möglich ist. Beispielsweise kann das Nickwinkel-Schwellenintervall den Bereich [-25°, 25°], den Bereich [-20°, 20°], den Bereich [-15°, 15°], den Bereich [-20°, 0°], den Bereich [-25°, 0°], den Bereich [-15°, 0°] oder auch andere geeignete Nickwinkel-Bereiche abdecken. Dabei hat sich gezeigt, dass ein Nickwinkel von -25° beziehungsweise 25° einen Grenzwert für eine gerade noch sichere Landung nach einem Sprung darstellt.

Der Begriff „Schwelle“ oder „Schwellenintervall“ bezeichnet hierbei keinen globalen Grenzwert, der physikalisch nicht über- oder unterschritten werden kann. Es handelt sich vielmehr um einen von einem Nutzer festgelegten, bestimmten Wert. Sämtliche Wertangaben sind inklusive Toleranzen zu verstehen. Befindet sich der ermittelte aktuelle Nickwinkel im Bereich des Nickwinkel-Schwellenintervalls, liegt eine stabile Fluglage vor. Der Fahrer kann nach dem Sprung mit dem Fahrrad sicher landen. Befindet sich der aktuelle Nickwinkel allerdings außerhalb des Nickwinkel-Schwellenintervalls gibt es für den vierten Schritt des Verfahrens zwei Alternativen.

In der ersten Alternative des vierten Schritts überschreitet der Nickwinkel das Nickwinkel-Schwellenintervall. Daraufhin steuert die Steuereinrichtung das elektrische Antriebssystem des Fahrrads an, so dass ein negativer Drehmomentimpuls am Hinterrad des Fahrrads eingeleitet wird. Das Rad dreht sich somit während des Sprungs in die entgegengesetzte Richtung zur Antriebsrichtung. Alterativ steuert die Steuereinrichtung das Bremssystem des Fahrrads an, so dass ein Bremsmoment am Hinterrad eingeleitet wird. Das Bremssystem kann beispielsweise ein ABS-System umfassen. Durch beide Maßnahmen wird der Nickwinkel verringert, so dass dieser daraufhin innerhalb des Nickwinkel-Schwellenintervalls liegt. Dadurch stabilisiert sich die Fluglage des Fahrrads und der Fahrer kann nach dem Sprung sicher und problemlos landen.

In der zweiten Alternative des vierten Schritts unterschreitet der Nickwinkel das Nickwinkel-Schwellenintervall. Daraufhin steuert die Steuereinrichtung das elektrische Antriebssystem des Fahrrads an, so dass ein positiver Drehmomentimpuls am Hinterrad des Fahrrads eingeleitet wird. Das Rad dreht sich somit während des Sprungs in die Antriebsrichtung. Durch diese Maßnahme wird der Nickwinkel vergrößert, so dass dieser daraufhin innerhalb des Nickwinkel-Schwellenintervalls liegt. Dadurch stabilisiert sich die Fluglage des Fahrrads ebenfalls und der Fahrer kann nach dem Sprung sicher und problemlos landen.

Nach einer weiterbildenden Ausführungsform ist die Intensität des positiven Drehmomentimpulses und/oder des negativen Drehmomentimpulses und/oder des Bremseingriffs von der Differenz zwischen dem Nickwinkel-Schwellenintervall und dem aktuellen Nickwinkel abhängig. In anderen Worten wird ausgehend von der Differenz mittels eines Rechenmodells berechnet, wie stark der jeweilige Drehmomentimpuls oder der Bremseingriff sein muss, so dass der Nickwinkel einen vorbestimmten Wert einnimmt, beispielsweise -15°, -10°, -20°, -25°, 0°, 15°, 10°, 20°, 25°, oder ähnliche geeignete Werte. Dieser vorbestimmte Nickwinkel-Wert kann beispielsweise für sämtliche Sprünge identisch sein oder kann je nach Beladung des Fahrrads mittels eines weiteren Rechenmodells individuell berechnet werden.

Eine Steuereinrichtung für ein Fahrrad ist mit einem elektrischen Antriebssystem des Fahrrads signalwirksam verbindbar, und die Steuereinrichtung umfasst Mittel zur Ausführung des Verfahrens, das bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben worden ist. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise als Domain-ECU oder als ECU ausgeführt sein.

Wenn die Steuereinrichtung in einem Fahrrad verwendet wird, ist diese mit dem elektrischen Antriebssystem, genauer mit der Aktuatorik des elektrischen Antriebssystems, signalwirksam verbunden, so dass die Steuereinrichtung die Aktuatorik ansteuern kann. Die Steuereinrichtung kann daher einen positiven Drehmomentimpuls oder einen negativen Drehmomentimpuls anfordern. Weiterhin kann die Steuereinrichtung abgreifen, welches Drehmoment gerade vorliegt.

Wenn die Steuereinrichtung in einem Fahrrad verwendet wird, ist diese zusätzlich mit wenigstens einem Sensor signalwirksam verbunden. Die Steuereinrichtung erhält von den Sensoren beispielsweise Daten zur Beschleunigung, zur Drehrate und zum Nickwinkel und ggf. zum Federweg der Federgabel. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung mit einem Beschleunigungssensor oder Drehratensensor, mit einem Neigungswinkelsensor und/oder mit einem mobilen Endgerät, und ggf. mit einem Wegesensor zur Bestimmung des Federwegs signalwirksam verbunden sein. Wenn die Steuereinrichtung mit dem mobilen Endgerät verbunden ist, kann dieses Daten- und Signale des mobilen Endgeräts erhalten, die die Sensoren, die im mobilen Endgerät vorhanden sind, erfassen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung die Neigungswinkeldaten, die Geschwindigkeitsdaten, die Beschleunigungsdaten, die GPS-Daten o. ä. des mobilen Endgeräts nutzen.

Die Steuereinrichtung ist zusätzlich mit einem Bremssystem des Fahrrads signalwirksam verbindbar. Wenn die Steuereinrichtung in einem Fahrrad verwendet wird, ist diese zusätzlich mit dem Bremssystem signalwirksam verbunden, genauer mit der Aktuatorik des Bremssystems, so dass die Steuereinrichtung die Aktuatorik ansteuern kann. Die Steuereinrichtung kann daher einen Bremseingriff anfordern.

Ein Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch die bereits beschriebene Steuereinrichtung diese veranlassen, das bereits beschriebene Verfahren auszuführen.

Ein computerlesbares Medium umfasst Befehle, die bei der Ausführung durch die bereits beschriebene Steuereinrichtung diese veranlassen, das bereits beschriebene Verfahren auszuführen. Das computerlesbare Medium kann beispielsweise als Datenträger verkörpert sein oder als herunterladbarer Datenstrom.

Das Fahrrad weist das elektrische Antriebssystem und die bereits beschriebene Steuereinrichtung auf, wobei das elektrisches Antriebssystem mit der Steuereinrichtung signalwirksam verbunden ist. Die Steuereinrichtung kann somit die Aktuatorik des elektrischen Antriebssystems ansteuern, so dass ein positiver oder negativer Drehmomentimpuls angefordert werden kann. Das Fahrrad kann daher das Verfahren zum automatisierten Stabilisieren einer Fluglage des Fahrrads ausführen, das bereits beschrieben worden ist.

Das Fahrrad weist zusätzlich die Tretkurbeleinheit auf. Das elektrische Antriebssystem weist wenigstens einen E-Motor und einen elektrischen Energiespeicher auf. Das Fahrrad weist außerdem das Fahrradgetriebe auf. Sowohl die Tretkurbeleinheit als auch das elektrische Antriebssystem sind mit dem Fahrradgetriebe verbunden. Zudem weist das Fahrrad mehrere Sensoren auf, die mit der Steuereinrichtung signalwirksam verbunden sind, z. B. Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Drehratensensor, Wegesensoren, Neigungswinkelsensoren, und/oder ein mobiles Endgerät.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Im Einzelnen zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrrads nach einem Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Fahrrads nach einem weiteren Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Fahrrads aus Fig. 1 oder Fig. 2 in einer stabilen Fluglage,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Fahrrads aus Fig. 1 oder Fig. 2 in einer ersten kritischen Fluglage,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Fahrrads aus Fig. 1 oder Fig. 2 in einer zweiten kritischen Fluglage,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs für die Fahrsituationen aus Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrrads 1 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Fahrrad 1 ist als E-Bike oder Pedelec oder insbesondere als eMTB ausgebildet. Das Fahrrad 1 weist eine Tretkurbeleinheit auf, von welcher zur besseren Übersichtlichkeit nur die Pedale 4 dargestellt sind. Weiterhin weist das Fahrrad 1 ein elektrisches Antriebssystem 3 auf, dessen E-Motor beispielsweise im Bereich des Tretlagers angeordnet sein kann. Das elektrische Antriebssystem 3 weist einen elektrischen Energiespeicher 5 auf, der mit dem E-Motor verbunden ist. Der Energiespeicher 5 kann den E-Motor mit elektrischer Energie versorgen (Motorbetrieb) oder kann mittels des E-Motors mit elektrischer Energie versorgt werden (Generatorbetrieb).

Das Fahrrad 1 weist zudem ein Fahrradgetriebe 2 auf. Das Fahrradgetriebe 2 ist als Tretlagergetriebe ausgeformt. Das Fahrradgetriebe 2 ist mit dem elektrischen Antriebssystem 3 und mit dem Tretkurbeleinheit wirkverbunden. Das Fahrrad 1 kann daher entweder rein mit Muskelkraft oder rein elektrisch oder sowohl mit Muskelkraft als auch elektrisch angetrieben werden. Das Fahrrad 1 weist ein Bremssystem 7 auf, welches beispielsweise ein ABS-System aufweisen kann. Mittels des Bremssystems 7 kann ein Hinterrad 6 des Fahrrads 1 abgebremst werden. Das Fahrrad 1 weist eine Steuereinrichtung 20 auf, die mit dem elektrischen Antriebssystem 3, genauer mit der Aktuatorik des elektrischen Antriebssystems 3 signalwirksam verbunden ist. Zudem ist die Steuereinrichtung 20 mit dem Bremssystem 7, genauer mit der Aktuatorik des Bremssystems 7 signalwirksam verbunden. Die Steuereinrichtung 20 kann daher sowohl das Bremssystem 7 als auch das elektrische Antriebssystem 3 ansteuern.

Zudem weist das Fahrrad 1 mehrere Sensoren auf, die mit der Steuereinrichtung 20 signalwirksam verbunden sind. Das Fahrrad 1 weist einen Beschleunigungssensor 21 auf, der dazu eingerichtet ist, die aktuelle Beschleunigung des Fahrrads 1 zu ermitteln. Diesen Wert übermittelt der Beschleunigungssensor 21 an die Steuereinrichtung 20, so dass ausgehend von den Beschleunigungswerten ermittelt werden kann, ob das Fahrrad 1 einen Sprung durchführt. Alternativ zum Beschleunigungssensor 21 kann ein Drehratensensor vorgesehen sein, der mit der Steuereinrichtung 20 verbunden sein kann.

Das Fahrrad 1 weist einen Neigungswinkelsensor 23 auf, der dazu eingerichtet ist, den aktuellen Nickwinkel des Fahrrads 1 zu ermitteln. Diesen Wert übermittelt der Neigungswinkelsensor 23 an die Steuereinrichtung 20, so dass ausgehend von den Nickwinkelwerten ermittelt werden kann, ob das Fahrrad 1 sich in einer stabilen oder kritischen Fluglage befindet.

Ausgehend von den sensorisch ermittelten Werten kann ein Verfahren zum automatisierten Stabilisieren einer Fluglage durchgeführt werden, wie in dem Verfahrensfließbild der Fig. 6 für verschiedene Fahrsituationen gemäß den Figuren 3, 4 und 5 dargestellt.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrrads 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das in Fig. 2 dargestellte Fahrrad 1 unterscheidet sich vom Fahrrad aus Fig. 1 nur dadurch, dass statt des Beschleunigungssensors und des Neigungswinkelsensors ein mobiles Endgerät 22, beispielsweise ein Smartphone, vorgesehen ist. Dieses mobile Endgerät 22 ist mit der Steuereinrichtung 20 signalwirksam verbunden. Das mobile Endgerät 22 ist dazu eingerichtet, einen aktuellen Nickwinkel des Fahrrads 1 und eine aktuelle Beschleunigung des Fahrrads 1 zu ermitteln. Diese Werte übermittelt das mobile Endgerät 22 an die Steuereinrichtung 20.

Ausgehend von den sensorisch ermittelten Werten kann auch mit dieser Fahrradkonfiguration das Verfahren zum automatisierten Stabilisieren einer Fluglage durchgeführt werden, wie in dem Verfahrensfließbild der Fig. 6 für verschiedene Fahrsituationen gemäß den Figuren 3, 4 und 5 dargestellt.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrrads 1 aus Fig. 1 oder Fig. 2 in einer stabilen Fluglage F. Ein Fahrer 10 führt mit dem Fahrrad 1 auf seiner Fahrstrecke 11 einen Sprung über eine Kuppe durch. Dabei beschreibt er die Flugkurve 12. Das Fahrrad 1 nimmt einen Nickwinkel a ein, welcher innerhalb eines Nickwinkel- Schwellenintervalls liegt. Der Nickwinkel a beträgt hier beispielsweise -20°. Der Nickwinkel a wird beispielsweise gemessen zwischen einer virtuellen waagerechten Ebene und einer virtuellen Ebene, die durch die Drehachsen der Räder des Fahrrads aufgespannt wird. Hierbei sei darauf hingewiesen, dass sämtliche Darstellungen in den Figuren nicht maßstabsgetreu sind. Nach Beenden des Sprungs kann der Fahrer 10 mit dem Fahrrad 1 sicher auf der Fahrstrecke 11 landen. Er kippt oder stürzt nicht, da seine Fluglage F stabil war.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrrads 1 aus Fig. 1 oder Fig. 2 in einer ersten kritischen Fluglage F*. Der Fahrer 10 führt mit dem Fahrrad 1 auf seiner Fahrstrecke 11 einen Sprung über eine Kuppe durch. Dabei beschreibt er die Flugkurve 12. Das Fahrrad 1 nimmt einen Nickwinkel a ein, welcher außerhalb eines Nickwinkel-Schwellenintervalls liegt. Der Nickwinkel a beträgt hier beispielsweise 35°. Nach Beenden des Sprungs kann der Fahrer 10 mit dem Fahrrad 1 nicht sicher auf der Fahrstrecke 11 landen. Er würde kippen oder stürzen, da seine Fluglage F* kritisch ist.

Daher wird das Verfahren zum automatisierten Stabilisieren der kritischen Fluglage F* durchgeführt, das in Fig. 6 beschrieben ist. Das Hinterrad des Fahrrads 1 wird mit einem negativen Drehmomentimpuls beaufschlagt und entgegen der Antriebsrichtung bewegt. Das ist durch den Blockpfeil dargestellt. Somit führt das Fahrrad 1 in der Luft eine Nickbewegung durch und kann einen Nickwinkel a einnehmen, der innerhalb des Nickwinkel-Schwellenintervalls liegt, beispielsweise von -20°. Dadurch liegt anschließend eine stabile Fluglage F vor. Nach Beenden des Sprungs kann der Fahrer 10 mit dem Fahrrad 1 sicher auf der Fahrstrecke 1 1 landen. Er kippt oder stürzt nicht, da seine Fluglage F stabilisiert wurde mittels des Verfahrens aus Fig. 6.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrrads 1 aus Fig. 1 oder Fig. 2 in einer zweiten kritischen Fluglage F*. Der Fahrer 10 führt mit dem Fahrrad 1 auf seiner Fahrstrecke 1 1 einen Sprung über eine Kuppe durch. Dabei beschreibt er die Flugkurve 12. Das Fahrrad 1 nimmt einen Nickwinkel a ein, welcher außerhalb eines Nickwinkel-Schwellenintervalls liegt. Der Nickwinkel a beträgt hier beispielsweise - 85°. Nach Beenden des Sprungs kann der Fahrer 10 mit dem Fahrrad 1 nicht sicher auf der Fahrstrecke 11 landen. Er würde kippen oder stürzen, da seine Fluglage F* kritisch ist.

Daher wird das Verfahren zum automatisierten Stabilisieren der kritischen Fluglage F* durchgeführt, das in Fig. 6 beschrieben ist. Das Hinterrad des Fahrrads 1 wird mit einem positiven Drehmomentimpuls beaufschlagt und in Antriebsrichtung bewegt. Das ist durch den Blockpfeil dargestellt. Somit führt das Fahrrad 1 in der Luft eine Nickbewegung durch und kann einen Nickwinkel a einnehmen, der innerhalb des Nickwinkel-Schwellenintervalls liegt, beispielsweise von -20°. Dadurch liegt anschließend eine stabile Fluglage F vor. Nach Beenden des Sprungs kann der Fahrer 10 mit dem Fahrrad 1 sicher auf der Fahrstrecke 11 landen. Er kippt oder stürzt nicht, da seine Fluglage F stabilisiert wurde mittels des Verfahrens aus Fig. 6.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs für die Fahrsituationen aus Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5. In dem Verfahrensfließbild des Verfahrens 100 zum automatisierten Stabilisieren einer Fluglage F, F* eines Fahrrads stellt ein X den Abbruch des Verfahrens 100 dar.

In einem ersten Schritt 1 10 des Verfahrens 100 wird sensorisch ermittelt, ob das

Fahrrad einen Sprung S durchführt. Ist dies nicht der Fall, wird das Verfahren 100 abgebrochen. Wird ein Sprung S erkannt, folgt der zweite Schritt 120 des Verfahrens 100.

Im zweiten Schritt 120 wird der aktuelle Nickwinkel a des Fahrrads sensorisch ermittelt.

Anschließend wird in einem dritten Schritt 130 der aktuelle Nickwinkel a mit dem Nickwinkel-Schwellenintervall alim verglichen. Wenn der aktuelle Nickwinkel a in dem Nickwinkel-Schwellenintervall alim liegt, liegt bereits eine stabile Fluglage F vor.

Dann wird das Verfahren 100 abgebrochen.

Wenn der aktuelle Nickwinkel a nicht in dem Nickwinkel-Schwellenintervall alim liegt, liegt eine kritische Fluglage F* vor. Ist der aktuelle Nickwinkel a größer als das Nickwinkel-Schwellenintervall alim folgt die erste Alternative des vierten Schritts 140‘, wobei ein Bremseingriff B oder ein negativer Drehmomentimpuls M- an dem Hinterrad des Fahrrads eingeleitet wird. Ist der aktuelle Nickwinkel a kleiner als das Nickwinkel- Schwellenintervall alim folgt die zweite Alternative des vierten Schritts 140“, wobei ein positiver Drehmomentimpuls M- an dem Hinterrad des Fahrrads eingeleitet wird.

Als Ergebnis 141 der beiden Alternativen des vierten Schritts 140‘, 140“ liegt der Nickwinkel a anschließend innerhalb des Nickwinkel-Schwellenintervalls alim. Dadurch nimmt das Fahrrad eine stabile Fluglage F ein.

Bezuqszeichen

1 Fahrrad

Fahrradgetriebe elektrisches Antriebssystem Pedal

5 Energiespeicher

6 Hinterrad

7 Bremssystem

10 Fahrer

11 Fahrstrecke

12 Flugkurve

20 Steuereinrichtung

21 Beschleunigungssensor

22 mobiles Endgerät

23 Neigungswinkel-Sensor

100 Verfahren

110 erster Schritt

120 zweiter Schritt

130 dritter Schritt

140‘ vierter Schritt, 1 . Alternative

140“ vierter Schritt, 2. Alternative

141 Ergebnis a aktueller Nickwinkel alim Nickwinkel-Schwellenintervall

F Fluglage

F* kritische Fluglage

S Sprung

X Abbruch des Verfahrens

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren (100) zum automatisierten Stabilisieren einer Fluglage (F, F*) eines Fahrrads (1 ), wobei bei dem Durchführen eines Sprungs (S) durch das Fahrrad (1 ),

- ein aktueller Nickwinkel (a) des Fahrrads (1 ) ermittelt wird,

- der aktuelle Nickwinkel (a) mit einem Nickwinkel-Schwellenintervall (alim) verglichen wird, und wobei

- bei Überschreiten des Nickwinkel-Schwellenintervalls (alim) durch den aktuellen Nickwinkel (a) ein Bremseingriff (B) oder ein negativer Drehmomentimpuls (M-) an einem Hinterrad (6) des Fahrrads (1 ) eingeleitet wird, so dass der Nickwinkel (a) anschließend innerhalb des Nickwinkel-Schwellenintervalls (alim) liegt,

- bei Unterschreiten des Nickwinkel-Schwellenintervalls (alim) durch den aktuellen Nickwinkel (a) ein positiver Drehmomentimpuls (M+) an dem Hinterrad (6) des Fahrrads (1 ) eingeleitet wird, so dass der Nickwinkel (a) anschließend innerhalb des Nickwinkel-Schwellenintervalls (alim) liegt.

2. Verfahren (100) nach Anspruch 1 , wobei der Sprung (S) des Fahrrads (1 ) mittels wenigstens eines Beschleunigungssensors (21 ) oder mittels wenigstens eines Drehratensensors ermittelt wird.

3. Verfahren (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Intensität des positiven Drehmomentimpulses (M+) und/oder des negativen Drehmomentimpulses (M-) und/oder des Bremseingriffs (B) von der Differenz zwischen dem Nickwinkel- Schwellenintervall (alim) und dem aktuellen Nickwinkel (a) abhängig ist.

4. Steuereinrichtung (20) für ein Fahrrad (1 ), wobei die Steuereinrichtung (20) mit einem elektrischen Antriebssystem (3) des Fahrrads (1 ) des Fahrrads (1 ) signalwirksam verbindbar ist, und wobei die Steuereinrichtung (20) Mittel zur Ausführung des Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 umfasst.

5. Steuereinrichtung (20) für ein Fahrrad (1 ) nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung (20) zusätzlich mit einem Bremssystem (7) des Fahrrads (1 ) signalwirksam verbindbar ist.

6. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Steuereinrichtung (20) nach Anspruch 4 oder 5 diese veranlassen, das Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 auszuführen.

7. Computerlesbares Medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch eine Steuereinrichtung (20) diese veranlassen, das Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 auszuführen.

8. Fahrrad (1 ), aufweisend ein elektrisches Antriebssystem (3) und eine Steuereinrichtung (20) nach Anspruch 4 oder 5, wobei das elektrisches Antriebssystem (3) mit der Steuereinrichtung (20) signalwirksam verbunden ist.