WO2024067970A1 - Method for automatically preventing a bicycle from rolling backwards on a slope, control device, computer program product, computer-readable medium, bicycle - Google Patents

Method for automatically preventing a bicycle from rolling backwards on a slope, control device, computer program product, computer-readable medium, bicycle Download PDF

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WO2024067970A1
WO2024067970A1 PCT/EP2022/077088 EP2022077088W WO2024067970A1 WO 2024067970 A1 WO2024067970 A1 WO 2024067970A1 EP 2022077088 W EP2022077088 W EP 2022077088W WO 2024067970 A1 WO2024067970 A1 WO 2024067970A1
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WO
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bicycle
current
control device
torque
output speed
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PCT/EP2022/077088
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Markus Wallner
Uwe Schraff
Alexander Jungaberle
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Zf Friedrichshafen Ag
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Publication date
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B62J45/415—Inclination sensors
    • B62J45/4152—Inclination sensors for sensing longitudinal inclination of the cycle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for automatically preventing a bicycle from rolling back on an incline, a control device, a computer program product, a computer-readable medium, and a bicycle.
  • Bicycles with electric (auxiliary) drive such as e-bikes and pedelecs
  • auxiliary drive such as e-bikes and pedelecs
  • eMTBs Sporty e-mountain bikes
  • the bike can roll back if the brake is not applied in time. This poses a safety risk, especially for inexperienced riders.
  • the invention is based on the object of increasing the safety of a rider when stopping with a bicycle on an incline. This object is achieved by a method for automatically preventing a bicycle from rolling back on an incline with the features of claim 1, a control device with the features of claim 4, a computer program product with the features of claim 6, a computer-readable medium with the features of claim 7, and by a bicycle with the features of claim 8. Further developments are contained in the subclaims and emerge from the following description.
  • a current inclination angle and a current output speed of the bicycle are first determined.
  • the current tilt angle is compared to a tilt angle threshold.
  • the current output speed is compared with an output speed threshold. If the inclination angle threshold is exceeded by the current inclination angle and if the output speed threshold is exceeded by the current output speed, a motor torque of the at least one electric motor is increased until a holding torque is reached.
  • the term bicycle refers to all vehicles that have both an electric (auxiliary) drive and a muscle-powered drive, whereby the bicycle can be driven either purely by muscle power or purely electrically or in hybrid mode both by muscle power and electrically.
  • the bicycle has a pedal crank unit and an electric drive system with at least one electric motor.
  • the bicycle can also include a bicycle transmission, which can be, for example, a multi-speed planetary gear or a CVT transmission or similar.
  • the bicycle transmission can then be operatively connected to the electric drive system.
  • the bicycle transmission can be operatively connected to the pedal crank unit.
  • the bicycle transmission can be designed as a bottom bracket transmission or as a hub transmission.
  • the bicycle can be designed, for example, as an e-bike, (S-)pedelec, eMTB, cargo bike, velomobile or as another suitable micromobility vehicle.
  • the procedure can be activated by the rider when the bicycle is in motion, either if he or she wants assistance when stopping the bicycle on an incline, or the procedure can be permanently active, so that it is carried out automatically every time the bicycle is stopped on an incline.
  • the procedure can also be deactivated by the rider if he or she no longer wants assistance.
  • the current angle of inclination and the current output speed of the bicycle are determined.
  • the angle of inclination of the bicycle is a measure of the gradient of the route the bicycle travels.
  • the angle of inclination is determined using sensors, for example with a bicycle's own angle of inclination sensor or with a sensor that is part of an external unit, for example a mobile device such as a smartphone, smartwatch, fitness tracker. or similar.
  • the current output speed is determined.
  • the output speed is a measure of whether and to what extent the bicycle is rolling back.
  • the output speed can be measured, for example, on a non-driven wheel of the bicycle. Alternatively, the output speed can be measured on a driven wheel of the bicycle.
  • the output speed is determined using sensors, for example with a speed sensor on the bicycle. Alternatively, the output speed can be determined using a calculation model from other sensor-detected values.
  • the sensor data is transmitted to a control device that the bicycle has.
  • the control device is connected to the corresponding sensors in a signal-effective manner.
  • a signal-effective connection is such that a data and signal exchange is possible between the connection partners.
  • each connection partner has a corresponding interface.
  • the data and signal transmission can be either wired or wireless.
  • the control device and the corresponding sensors therefore have interfaces that enable such a connection. If the sensor data from the external unit are to be used, a data and signal exchange takes place between the external unit and the control device of the bicycle, for example via a radio connection or by means of wired communication.
  • the current inclination angle is compared with the inclination angle threshold value. This determines whether the bike is on a steep or moderate incline or decline.
  • the inclination angle threshold value is stored in a memory device of the control device of the bicycle.
  • the inclination angle threshold value is preferably stored at the factory.
  • the tilt angle threshold may be 2°, 5°, 10°, 15° or even more than 15°.
  • threshold or “threshold value” does not refer to a global limit value that cannot physically be exceeded or undercut. Rather, it is a specific value set by a user. All values are to be understood as including tolerances. If the current inclination angle exceeds the inclination angle threshold, the procedure continues. If this is not the case, the procedure is terminated. The procedure is therefore only used for slopes that have a certain strength, which is determined by the inclination angle threshold.
  • the current output speed is compared with the output speed threshold value. This determines whether the bicycle is rolling back, i.e. moving in the opposite direction of travel.
  • the output speed threshold value is stored in the memory of the bicycle's control device. The output speed threshold value is preferably stored at the factory. If the current output speed exceeds the output speed threshold value, the method is continued. If this is not the case, the method is terminated.
  • the motor torque of the at least one electric motor is increased until a holding torque is reached.
  • the engine power is automatically increased until the rolling back occurs. This supports the rider of the bicycle who does not brake at all or brakes too late on the slope. When rolling back on steep terrain, this is a significant safety benefit for the bike rider.
  • a current crank torque of the bicycle is also determined. This is preferably done at the same time as determining the current angle of inclination and the current output speed.
  • the crank torque is determined by sensors and transmitted to the control device of the bicycle.
  • the crank torque is a measure of the muscle power applied by the rider, which he transmits to the pedal crank unit via the pedals.
  • the current crank torque is then compared with the holding torque in a fourth step of the method which follows the third step. At If the current crank torque falls below the holding torque, the motor torque of the at least one electric motor is increased until a holding torque is reached. An additional check is therefore carried out, but the result of the procedure remains the same. If the holding torque is exceeded or reached by the current crank torque, the process is ended. In this case, the rider muster enough muscle strength to keep the bike from rolling backwards.
  • the engine torque is permanently controlled depending on the current output speed and depending on the current inclination angle.
  • the current output speed is permanently compared with the output speed threshold value and the current inclination angle is permanently compared with the inclination angle threshold value, so that the method is permanently active.
  • a control device for a bicycle can be connected to an electric drive system of the bicycle in a signal-effective manner, and the control device comprises means for carrying out the method which has already been described in the previous description.
  • the control device can be designed, for example, as a domain ECU or as an ECU.
  • control device If the control device is used in a bicycle, it is connected to the electric drive system, more precisely to the actuator system of the electric drive system, in a signal-effective manner, so that the control device can control the actuator system.
  • the control device can therefore request an increase in the engine power and thus an increase in the engine torque.
  • the control device can sense which moment is currently present.
  • control device is used in a bicycle, it is additionally connected to at least one sensor for signaling purposes.
  • the control device receives data from the sensors, for example, on the current inclination angle or the current output torque or, if applicable, the current crank torque.
  • the control device can be connected to a torque sensor, a Tilt angle sensor and/or signal-effectively connected to a mobile device. If the control device is connected to the mobile device, the latter can receive data and signals from the mobile device that the sensors present in the mobile device detect. For example, the control device can use the tilt angle data, the speed data, the GPS data or similar from the mobile device.
  • a computer program product comprises instructions which, when the program is executed by the control device described above, cause the control device to carry out the method described above.
  • a computer-readable medium comprises instructions which, when executed by the control device described above, cause it to carry out the method described above.
  • the computer-readable medium can be embodied, for example, as a data carrier or as a downloadable data stream.
  • the bicycle has the electric drive system and the control device already described, the electric drive system being connected to the control device in a signal-effective manner.
  • the control device can thus control the actuators of the electric drive system so that an increase in the engine torque can be requested.
  • the bicycle can therefore carry out the method for automatically preventing the bicycle from rolling back on an incline, which has already been described.
  • the bicycle also has the pedal crank unit.
  • the electric drive system has at least one electric motor and an electric energy storage device.
  • the bicycle also has the bicycle transmission. Both the pedal crank unit and the electric drive system are connected to the bicycle transmission.
  • the bicycle has several sensors that are connected to the control device in a signal-effective manner, e.g. B. torque sensors, inclination angle sensors, and/or a mobile device.
  • B. torque sensors, inclination angle sensors, and/or a mobile device e.g. B. acceler sensors, inclination angle sensors, and/or a mobile device.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a bicycle according to an embodiment
  • Fig. 2 is a schematic representation of a process sequence for the driving situation from Fig. 1 .
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a bicycle 1 according to an embodiment.
  • the bicycle 1 is designed as an e-bike or pedelec or in particular as an eMTB.
  • the bicycle 1 has a pedal crank unit 6, of which only one pedal 4 is shown for better clarity.
  • the bicycle 1 also has an electric drive system 3, the electric motor of which can be arranged, for example, in the area of the bottom bracket.
  • the electric drive system 3 has an electrical energy store 5 which is connected to the electric motor.
  • the energy store 5 can supply the electric motor with electrical energy (motor operation) or can be supplied with electrical energy by means of the electric motor (generator operation).
  • the bicycle 1 also has a bicycle gear 2.
  • the bicycle gear 2 is designed as a bottom bracket gear.
  • the bicycle gear 2 is operatively connected to the electric drive system 3 and to the pedal crank unit 6.
  • the bicycle 1 can therefore be driven either purely by muscle power or purely electrically or both by muscle power and electrically.
  • the bicycle 1 has a control device 20 which is connected to the electric drive system 3, more precisely to the actuator system of the electric drive system 3, in a signal-effective manner.
  • the control device 20 can therefore control the electric drive system 3.
  • the bicycle 1 has several sensors that are connected to the control device 20 in a signal-effective manner.
  • the bicycle 1 has an inclination angle sensor 21 that is designed to measure the current inclination angle of the bicycle 1.
  • the inclination angle sensor 21 transmits this value to the control device 20 so that, based on the inclination angle values, it can be determined whether the bicycle 1 is on a steep incline 7.
  • the bicycle 1 has a speed sensor 22, which is set up to determine the current output speed of the bicycle 1.
  • the speed sensor 22 transmits this value to the control device 20. In this way, it can be determined whether the bicycle 1 rolls back due to the incline 7 against the direction of travel, which is shown by the block arrow.
  • the bicycle 1 can have a crank torque sensor 23, which is set up to determine the current crank torque of the bicycle 1.
  • the crank torque sensor 23 transmits this value to the control device 20.
  • an automated prevention of the bicycle 1 rolling back on the slope 7 can be carried out, as shown in the process flow diagram of Fig. 2.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a process sequence for the driving situation from Fig. 1.
  • an X represents the termination of the method 100.
  • a current angle of inclination a and a current output speed nab of the bicycle are determined.
  • a current crank torque k of the bicycle can be determined.
  • the current inclination angle a is compared with an inclination angle threshold value alim. If the current inclination angle a is smaller than the inclination angle threshold value alim, the method 100 is aborted, since there is then no sufficiently steep gradient that would make it necessary to carry out the method 100. If the current If the inclination angle a is greater than the inclination angle threshold value alim, the method 100 is continued.
  • the current output speed nab is compared with an output speed threshold nablim. If the current output speed nab is less than the output speed threshold nablim, the method 100 is aborted since there is then no rolling back that would make carrying out the method 100 necessary. If the current output speed nab is greater than the output speed threshold nablim, method 100 is continued.
  • the fourth step 140 shown below is optional and serves to further increase the driver's safety.
  • the current crank torque k is compared with the holding torque h, where the holding torque is a value of the electric motor of the bicycle. If the current crank torque k is greater than the holding torque h, the method 100 is aborted because the driver of the bicycle applies the necessary muscle strength to prevent the bicycle from rolling back. If the current crank torque k falls below the holding torque h, the method 100 continues.
  • a final step 150 of the method 100 the motor torque m of the at least one electric motor is increased until a holding torque h is reached. This effectively prevents the bike from rolling back on an incline and increases safety.
  • the last step 150 can follow the third step 130 if the optional fourth step 140 is omitted, otherwise the last step 150 follows the fourth step 140. reference symbol

Abstract

In a method (100) for automatically preventing a bicycle (1) from rolling backwards on a slope (7), the bicycle (1) having a crank unit (6) and an electrical drive system (3) with at least one electric motor, first a current inclination angle (a) and a current output speed (nab) of the bicycle (1) are determined. The current inclination angle (a) is compared with an inclination angle threshold value (alim). The current output speed (nab) is compared with an output speed threshold value (nablim). If the current inclination angle (a) exceeds the inclination angle threshold value (alim) and if the current output speed (nab) exceeds the output speed threshold value (nablim), a motor torque (m) of the at least one electric motor is increased until a holding torque (h) is reached.

Description

Verfahren zum automatisierten Verhindern eines Zurückrollens eines Fahrrads an einer Steigung, Steuereinrichtung, Computerproqrammprodukt, computerlesbares Medium, Fahrrad Method for automatically preventing a bicycle from rolling back on an incline, control device, computer program product, computer-readable medium, bicycle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Verhindern eines Zurückrollens eines Fahrrads an einer Steigung, eine Steuereinrichtung, ein Computerprogrammprodukt, ein computerlesbares Medium, und ein Fahrrad. The invention relates to a method for automatically preventing a bicycle from rolling back on an incline, a control device, a computer program product, a computer-readable medium, and a bicycle.
Fahrräder mit elektrischem (Hilfs-)antrieb, beispielsweise E-Bikes und Pedelecs, erfreuen sich steigender Beliebtheit. Es sind auch sportliche E-Mountainbikes (eMTB) im Einsatz. Wenn ein Fahrradfahrer allerdings in einer Steigung stehen bleibt, kann das Fahrrad zurückrollen, wenn nicht rechtzeitig die Bremse betätigt wird. Dies stellt ein Sicherheitsrisiko gerade für unerfahrene Fahrer dar. Bicycles with electric (auxiliary) drive, such as e-bikes and pedelecs, are becoming increasingly popular. Sporty e-mountain bikes (eMTBs) are also in use. However, if a cyclist stops on a slope, the bike can roll back if the brake is not applied in time. This poses a safety risk, especially for inexperienced riders.
Aus DE 10 2004 035 089 A1 ist ein Bremssystem mit Rückrollsicherung für elektro- hybrid angetriebene Fahrzeuge bekannt. From DE 10 2004 035 089 A1 a braking system with rollback protection for electro-hybrid powered vehicles is known.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit eines Fahrers beim Halten mit einem Fahrrad an einer Steigung zu erhöhen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum automatisierten Verhindern eines Zurückrollens eines Fahrrads an einer Steigung 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. The invention is based on the object of increasing the safety of a rider when stopping with a bicycle on an incline. This object is achieved by a method for automatically preventing a bicycle from rolling back on an incline with the features of claim 1, a control device with the features of claim 4, a computer program product with the features of claim 6, a computer-readable medium with the features of claim 7, and by a bicycle with the features of claim 8. Further developments are contained in the subclaims and emerge from the following description.
Bei Verfahren zum automatisierten Verhindern eines Zurückrollens eines Fahrrads an einer Steigung, wobei das Fahrrad eine Tretkurbeleinheit und ein elektrisches Antriebssystem mit wenigstens einem E-Motor aufweist, werden zuerst ein aktueller Neigungswinkel und eine aktuelle Abtriebsdrehzahl des Fahrrads ermittelt. Der aktuelle Neigungswinkel wird mit einem Neigungswinkel-Schwellenwert verglichen. Die aktuelle Abtriebsdrehzahl wird mit einem Abtriebsdrehzahl-Schwellenwert verglichen. Bei Überschreiten des Neigungswinkel-Schwellenwerts durch den aktuellen Neigungswinkel und bei Überschreiten des Abtriebsdrehzahl-Schwellenwerts durch die aktuelle Abtriebsdrezahl wird ein Motormoment des wenigstens einen E-Motors so lange erhöht, bis ein Haltemoment erreicht ist. In methods for automatically preventing a bicycle from rolling back on an incline, where the bicycle has a pedal crank unit and an electric drive system with at least one electric motor, a current inclination angle and a current output speed of the bicycle are first determined. The current tilt angle is compared to a tilt angle threshold. The current output speed is compared with an output speed threshold. If the inclination angle threshold is exceeded by the current inclination angle and if the output speed threshold is exceeded by the current output speed, a motor torque of the at least one electric motor is increased until a holding torque is reached.
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 mit wenigstens einem E-Motor 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-)Pede- lec, eMTB, Cargobike, Velomobil oder als anderes geeignetes Fahrzeug der Mikromobilität. The term bicycle refers to all vehicles that have both an electric (auxiliary) drive and a muscle-powered drive, whereby the bicycle can be driven either purely by muscle power or purely electrically or in hybrid mode both by muscle power and electrically. In any case, the bicycle has a pedal crank unit and an electric drive system with at least one electric motor. The bicycle can also include a bicycle transmission, which can be, for example, a multi-speed planetary gear or a CVT transmission or similar. The bicycle transmission can then be operatively connected to the electric drive system. In addition, the bicycle transmission can be operatively connected to the pedal crank unit. The bicycle transmission can be designed as a bottom bracket transmission or as a hub transmission. The bicycle can be designed, for example, as an e-bike, (S-)pedelec, eMTB, cargo bike, velomobile or as another suitable micromobility vehicle.
Das Verfahren kann im Fährbetrieb des Fahrrads entweder vom Fahrer des Fahrrads aktiviert werden, wenn dieser eine Unterstützung beim Halten mit dem Fahrrad an einer Steigung wünscht, oder das Verfahren kann permanent aktiv sein, so dass dieses bei jedem Halten mit dem Fahrrad an einer Steigung automatisch durchgeführt wird. Das Verfahren kann außerdem vom Fahrer deaktiviert werden, wenn dieser keine Unterstützung mehr wünscht. The procedure can be activated by the rider when the bicycle is in motion, either if he or she wants assistance when stopping the bicycle on an incline, or the procedure can be permanently active, so that it is carried out automatically every time the bicycle is stopped on an incline. The procedure can also be deactivated by the rider if he or she no longer wants assistance.
In einem ersten Schritt des Verfahrens werden der aktuelle Neigungswinkel und die aktuelle Abtriebsdrehzahl des Fahrrads ermittelt. Der Neigungswinkel des Fahrrads ist dabei ein Maß für die Stärke der Steigung einer Fahrstrecke des Fahrrads. Der Neigungswinkel wird sensorisch ermittelt, beispielsweise mit einem fahrradeigenen Neigungswinkelsensor oder mit einem Sensor der Teil einer externen Einheit, beispielsweise eines mobilen Endgeräts wie Smartphone, Smartwatch, Fitnesstracker o.ä., ist. Im selben Schritt wird die aktuelle Abtriebsdrehzahl ermittelt. Die Abtriebsdrehzahl ist dabei ein Maß dafür, ob und wie sehr ein Zurückrollen des Fahrrads vorliegt. Die Abtriebsdrehzahl kann beispielsweise an einem nicht angetriebenen Rad des Fahrrads abgegriffen werden. Alternativ kann die Abtriebsdrehzahl an einem angetriebenen Rad des Fahrrads abgegriffen werden. Die Abtriebsdrehzahl wird sensorisch ermittelt, beispielsweise mit einem fahrradeigenen Drehzahlsensor. Alternativ kann die Abtriebsdrehzahl mittels eines Rechenmodells aus anderen sensorisch erfassten Werten ermittelt werden. In a first step of the process, the current angle of inclination and the current output speed of the bicycle are determined. The angle of inclination of the bicycle is a measure of the gradient of the route the bicycle travels. The angle of inclination is determined using sensors, for example with a bicycle's own angle of inclination sensor or with a sensor that is part of an external unit, for example a mobile device such as a smartphone, smartwatch, fitness tracker. or similar. In the same step, the current output speed is determined. The output speed is a measure of whether and to what extent the bicycle is rolling back. The output speed can be measured, for example, on a non-driven wheel of the bicycle. Alternatively, the output speed can be measured on a driven wheel of the bicycle. The output speed is determined using sensors, for example with a speed sensor on the bicycle. Alternatively, the output speed can be determined using a calculation model from other sensor-detected values.
Die Sensordaten werden an eine 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. The sensor data is transmitted to a control device that the bicycle has. For this purpose, the control device is connected to the corresponding sensors in a signal-effective manner. A signal-effective connection is such that a data and signal exchange is possible between the connection partners. For this purpose, each connection partner has a corresponding interface. The data and signal transmission can be either wired or wireless. The control device and the corresponding sensors therefore have interfaces that enable such a connection. If the sensor data from the external unit are to be used, a data and signal exchange takes place between the external unit and the control device of the bicycle, for example via a radio connection or by means of wired communication.
In einem darauffolgenden zweiten Schritt wird der aktuelle Neigungswinkel mit dem Neigungswinkel-Schwellenwert verglichen. Dadurch wird festgestellt, ob sich das Fahrrad an einer starken oder einer moderaten Steigung oder an einem Gefälle befindet. Hierbei ist der Neigungswinkel-Schwellenwert in einer Speichereinrichtung der Steuereinrichtung des Fahrrads hinterlegt. Der Neigungswinkel-Schwellenwert ist vorzugsweise werksseitig hinterlegt. Beispielsweise kann der Neigungswinkel- Schwellenwert 2°, 5°, 10°, 15° oder sogar mehr als 15° betragen. In a subsequent second step, the current inclination angle is compared with the inclination angle threshold value. This determines whether the bike is on a steep or moderate incline or decline. Here, the inclination angle threshold value is stored in a memory device of the control device of the bicycle. The inclination angle threshold value is preferably stored at the factory. For example, the tilt angle threshold may be 2°, 5°, 10°, 15° or even more than 15°.
Der Begriff „Schwelle“ oder „Schwellenwert“ 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. Überschreitet der aktuelle Neigungswinkel den Neigungswinkel-Schwellenwert, wird das Verfahren weitergeführt. Ist dies nicht der Fall, wird das Verfahren beendet. Das Verfahren wird daher nur bei Steigungen eingesetzt, die eine gewisse Stärke aufweisen, die durch den Neigungswinkel-Schwellenwert festgelegt ist. The term "threshold" or "threshold value" does not refer to a global limit value that cannot physically be exceeded or undercut. Rather, it is a specific value set by a user. All values are to be understood as including tolerances. If the current inclination angle exceeds the inclination angle threshold, the procedure continues. If this is not the case, the procedure is terminated. The procedure is therefore only used for slopes that have a certain strength, which is determined by the inclination angle threshold.
In einem dritten Schritt des Verfahrens, der auf den zweiten Schritt folgt, wird die aktuelle Abtriebsdrehzahl mit dem Abtriebsdrehzahl-Schwellenwert verglichen. Dadurch wird festgestellt, ob das Fahrrad zurückrollt, also eine Bewegung entgegen der Fahrtrichtung durchführt. Hierbei ist der Abtriebsdrehzahl-Schwellenwert in der Speichereinrichtung der Steuereinrichtung des Fahrrads hinterlegt. Der Abtriebsdrehzahl- Schwellenwert vorzugsweise werksseitig hinterlegt. Überschreitet die aktuelle Abtriebsdrehzahl den Abtriebsdrehzahl-Schwellenwert, wird das Verfahren weitergeführt. Ist dies nicht der Fall, wird das Verfahren beendet. In a third step of the method, which follows the second step, the current output speed is compared with the output speed threshold value. This determines whether the bicycle is rolling back, i.e. moving in the opposite direction of travel. The output speed threshold value is stored in the memory of the bicycle's control device. The output speed threshold value is preferably stored at the factory. If the current output speed exceeds the output speed threshold value, the method is continued. If this is not the case, the method is terminated.
Abschließend wird bei Überschreiten des Neigungswinkel-Schwellenwerts durch den aktuellen Neigungswinkel und bei Überschreiten des Abtriebsdrehzahl-Schwellenwerts durch die aktuelle Abtriebsdrezahl das Motormoment des wenigstens einen E- Motors so lange erhöht, bis ein Haltemoment erreicht ist. In anderen Worten wird automatisiert so lange die Motorleistung erhöht, bis sich das Zurückrollen einstellt. Somit wird der Fahrer des Fahrrads unterstützt, der an der Steigung gar nicht oder zu spät bremst. Beim Zurückrollen im steilen Gelände ist das ein wesentliches Sicherheitsplus für den Fahrer des Fahrrads. Finally, if the inclination angle threshold is exceeded by the current inclination angle and if the output speed threshold is exceeded by the current output speed, the motor torque of the at least one electric motor is increased until a holding torque is reached. In other words, the engine power is automatically increased until the rolling back occurs. This supports the rider of the bicycle who does not brake at all or brakes too late on the slope. When rolling back on steep terrain, this is a significant safety benefit for the bike rider.
Nach einer weiterbildenden Ausführungsform wird zusätzlich ein aktuelles Kurbelmoment des Fahrrads ermittelt. Dies erfolgt vorzugsweise gleichzeitig mit dem Ermitteln des aktuellen Neigungswinkels und der aktuellen Abtriebsdrehzahl. Das Kurbelmoment wird sensorisch ermittelt und an die Steuereinrichtung des Fahrrads übermittelt. Das Kurbelmoment ist ein Maß für die vom Fahrer aufgebrachte Muskelkraft, die er über die Pedale an die Tretkurbeleinheit überträgt. According to a further embodiment, a current crank torque of the bicycle is also determined. This is preferably done at the same time as determining the current angle of inclination and the current output speed. The crank torque is determined by sensors and transmitted to the control device of the bicycle. The crank torque is a measure of the muscle power applied by the rider, which he transmits to the pedal crank unit via the pedals.
Anschließend wird das aktuelle Kurbelmoment in einem vierten Schritt des Verfahrens der auf den dritten Schritt folgt, verglichen wird mit dem Haltemoment. Bei Unterschreiten des Haltemoments durch das aktuelle Kurbelmoment wird das Motormoment des wenigstens einen E-Motors so lange erhöht wird, bis ein Haltemoment erreicht ist. Es wird somit eine zusätzliche Überprüfung durchgeführt, wobei das Ergebnis des Verfahrens dasselbe bleibt. Bei Überschreiten oder Erreichen des Haltemoments durch das aktuelle Kurbelmoment wird das Verfahren beendet. In diesem Fall bringt der Fahrer genug Muskelkraft auf, um mit dem Fahrrad nicht zurückzurollen. The current crank torque is then compared with the holding torque in a fourth step of the method which follows the third step. At If the current crank torque falls below the holding torque, the motor torque of the at least one electric motor is increased until a holding torque is reached. An additional check is therefore carried out, but the result of the procedure remains the same. If the holding torque is exceeded or reached by the current crank torque, the process is ended. In this case, the rider muster enough muscle strength to keep the bike from rolling backwards.
Nach einer weiterbildenden Ausführungsform wird das Motormoment in Abhängigkeit von der aktuellen Abtriebsdrehzahl und in Abhängigkeit von dem aktuellen Neigungswinkel permanent geregelt. In anderen Worten erfolgt ein permanentes Vergleichen der aktuellen Abtriebsdrehzahl mit dem Abtriebsdrehzahl-Schwellenwert und ein permanentes Vergleichen des aktuellen Neigungswinkels mit dem Neigungswinkel- Schwellenwert, so dass das Verfahren permanent aktiv ist. According to a further embodiment, the engine torque is permanently controlled depending on the current output speed and depending on the current inclination angle. In other words, the current output speed is permanently compared with the output speed threshold value and the current inclination angle is permanently compared with the inclination angle threshold value, so that the method is permanently active.
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. A control device for a bicycle can be connected to an electric drive system of the bicycle in a signal-effective manner, and the control device comprises means for carrying out the method which has already been described in the previous description. The control device can be designed, for example, as a domain ECU or as an ECU.
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 Anheben der Motorleistung und somit ein Anheben des Motormoments anfordern. Weiterhin kann die Steuereinrichtung abgreifen, welches Moment gerade vorliegt. If the control device is used in a bicycle, it is connected to the electric drive system, more precisely to the actuator system of the electric drive system, in a signal-effective manner, so that the control device can control the actuator system. The control device can therefore request an increase in the engine power and thus an increase in the engine torque. Furthermore, the control device can sense which moment is currently present.
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 zum aktuellen Neigungswinkel oder zum aktuellen Abtriebsmoment oder ggf. zum aktuellen Kurbelmoment. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung mit einem Drehmomentsensor, mit einem Neigungswinkelsensor und/oder mit einem mobilen Endgerät 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 GPS-Daten o. ä. des mobilen Endgeräts nutzen. If the control device is used in a bicycle, it is additionally connected to at least one sensor for signaling purposes. The control device receives data from the sensors, for example, on the current inclination angle or the current output torque or, if applicable, the current crank torque. For example, the control device can be connected to a torque sensor, a Tilt angle sensor and/or signal-effectively connected to a mobile device. If the control device is connected to the mobile device, the latter can receive data and signals from the mobile device that the sensors present in the mobile device detect. For example, the control device can use the tilt angle data, the speed data, the GPS data or similar from the mobile device.
Ein Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch die bereits beschriebene Steuereinrichtung diese veranlassen, das bereits beschriebene Verfahren auszuführen. A computer program product comprises instructions which, when the program is executed by the control device described above, cause the control device to carry out the method described above.
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. A computer-readable medium comprises instructions which, when executed by the control device described above, cause it to carry out the method described above. The computer-readable medium can be embodied, for example, as a data carrier or as a downloadable data stream.
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 Erhöhen des Motormoments angefordert werden kann. Das Fahrrad kann daher das Verfahren zum automatisierten Verhindern eines Zurückrollens des Fahrrads an einer Steigung ausführen, das bereits beschrieben worden ist. The bicycle has the electric drive system and the control device already described, the electric drive system being connected to the control device in a signal-effective manner. The control device can thus control the actuators of the electric drive system so that an increase in the engine torque can be requested. The bicycle can therefore carry out the method for automatically preventing the bicycle from rolling back on an incline, which has already been described.
Das Fahrrad weist zusätzlich die Tretkurbeleinheit auf. Das elektrische Antriebssystem weist wenigstens einen E-Motor und einen elektrischen Energiespeicher auf.The bicycle also has the pedal crank unit. The electric drive system has at least one electric motor and an electric energy storage device.
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. Drehmomentsensoren, Neigungswinkelsensoren, und/oder ein mobiles Endgerät. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Im Einzelnen zeigen: The bicycle also has the bicycle transmission. Both the pedal crank unit and the electric drive system are connected to the bicycle transmission. In addition, the bicycle has several sensors that are connected to the control device in a signal-effective manner, e.g. B. torque sensors, inclination angle sensors, and/or a mobile device. Embodiments of the invention are shown in the figures. Show in detail:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrrads nach einem Ausführungsbeispiel, Fig. 1 is a schematic representation of a bicycle according to an embodiment,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs für die Fahrsituation aus Fig. 1 . Fig. 2 is a schematic representation of a process sequence for the driving situation from Fig. 1 .
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 6 auf, von welcher zur besseren Übersichtlichkeit nur ein Pedal 4 dargestellt ist. 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). Fig. 1 shows a schematic representation of a bicycle 1 according to an embodiment. The bicycle 1 is designed as an e-bike or pedelec or in particular as an eMTB. The bicycle 1 has a pedal crank unit 6, of which only one pedal 4 is shown for better clarity. The bicycle 1 also has an electric drive system 3, the electric motor of which can be arranged, for example, in the area of the bottom bracket. The electric drive system 3 has an electrical energy store 5 which is connected to the electric motor. The energy store 5 can supply the electric motor with electrical energy (motor operation) or can be supplied with electrical energy by means of the electric motor (generator operation).
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 6 wirkverbunden. Das Fahrrad 1 kann daher entweder rein mit Muskelkraft oder rein elektrisch oder sowohl mit Muskelkraft als auch elektrisch angetrieben werden. The bicycle 1 also has a bicycle gear 2. The bicycle gear 2 is designed as a bottom bracket gear. The bicycle gear 2 is operatively connected to the electric drive system 3 and to the pedal crank unit 6. The bicycle 1 can therefore be driven either purely by muscle power or purely electrically or both by muscle power and electrically.
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. Die Steuereinrichtung 20 kann daher das elektrische Antriebssystem 3 ansteuern. The bicycle 1 has a control device 20 which is connected to the electric drive system 3, more precisely to the actuator system of the electric drive system 3, in a signal-effective manner. The control device 20 can therefore control the electric drive system 3.
Zudem weist das Fahrrad 1 mehrere Sensoren auf, die mit der Steuereinrichtung 20 signalwirksam verbunden sind. Das Fahrrad 1 weist einen Neigungswinkelsensor 21 auf, der dazu eingerichtet ist, den aktuellen Neigungswinkel des Fahrrads 1 zu ermitteln. Diesen Wert übermittelt der Neigungswinkelsensor 21 an die Steuereinrichtung 20, so dass ausgehend von den Neigungswinkelwerten ermittelt werden kann, ob das Fahrrad 1 sich an einer starken Steigung 7 befindet. In addition, the bicycle 1 has several sensors that are connected to the control device 20 in a signal-effective manner. The bicycle 1 has an inclination angle sensor 21 that is designed to measure the current inclination angle of the bicycle 1. The inclination angle sensor 21 transmits this value to the control device 20 so that, based on the inclination angle values, it can be determined whether the bicycle 1 is on a steep incline 7.
Das Fahrrad 1 weist einen Drehzahlsensor 22 auf, der dazu eingerichtet ist, die aktuelle Abtriebsdrehzahl des Fahrrads 1 zu ermitteln. Diesen Wert übermittelt der Drehzahlsensor 22 an die Steuereinrichtung 20. So kann festgestellt werden, ob das Fahrrad 1 aufgrund der Steigung 7 entgegen der Fahrtrichtung, die durch den Blockpfeil dargestellt ist, zurückrollt. The bicycle 1 has a speed sensor 22, which is set up to determine the current output speed of the bicycle 1. The speed sensor 22 transmits this value to the control device 20. In this way, it can be determined whether the bicycle 1 rolls back due to the incline 7 against the direction of travel, which is shown by the block arrow.
Das Fahrrad 1 kann einen Kurbelmomentsensor 23 aufweisen, der dazu eingerichtet ist, das aktuelle Kurbelmoment des Fahrrads 1 zu ermitteln. Diesen Wert übermittelt der Kurbelmomentsensor 23 an die Steuereinrichtung 20. The bicycle 1 can have a crank torque sensor 23, which is set up to determine the current crank torque of the bicycle 1. The crank torque sensor 23 transmits this value to the control device 20.
Ausgehend von den sensorisch ermittelten Werten kann ein zum automatisierten Verhindern eines Zurückrollens des Fahrrads 1 an der Steigung 7 durchgeführt werden, wie in dem Verfahrensfließbild der Fig. 2 dargestellt. Based on the sensor-determined values, an automated prevention of the bicycle 1 rolling back on the slope 7 can be carried out, as shown in the process flow diagram of Fig. 2.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs für die Fahrsituation aus Fig. 1. In dem Verfahrensfließbild des Verfahrens 100 zum automatisierten Verhindern eines Zurückrollens des Fahrrads an der Steigung stellt ein X den Abbruch des Verfahrens 100 dar. Fig. 2 shows a schematic representation of a process sequence for the driving situation from Fig. 1. In the process flow diagram of the method 100 for automatically preventing the bicycle from rolling back on the slope, an X represents the termination of the method 100.
In einem ersten Schritt 1 10 des Verfahrens 100 werden ein aktueller Neigungswinkel a und eine aktuelle Abtriebsdrehzahl nab des Fahrrads ermittelt. Es kann zusätzlich ein aktuelles Kurbelmoment k des Fahrrads ermittelt werden. In a first step 110 of the method 100, a current angle of inclination a and a current output speed nab of the bicycle are determined. In addition, a current crank torque k of the bicycle can be determined.
In einem darauffolgenden zweiten Schritt 120 des Verfahrens wird der aktuelle Neigungswinkel a mit einem Neigungswinkel-Schwellenwert alim verglichen. Ist der aktuelle Neigungswinkel a kleiner als der Neigungswinkel-Schwellenwert alim, wird das Verfahren 100 abgebrochen, da dann keine ausreichend starke Steigung vorliegt, die das Durchführen des Verfahrens 100 notwendig machen würde. Ist der aktuelle Neigungswinkel a größer als der Neigungswinkel-Schwellenwert alim, wird das Verfahren 100 weitergeführt. In a subsequent second step 120 of the method, the current inclination angle a is compared with an inclination angle threshold value alim. If the current inclination angle a is smaller than the inclination angle threshold value alim, the method 100 is aborted, since there is then no sufficiently steep gradient that would make it necessary to carry out the method 100. If the current If the inclination angle a is greater than the inclination angle threshold value alim, the method 100 is continued.
In einem darauffolgenden dritten Schritt 130 des Verfahrens wird die aktuelle Abtriebsdrehzahl nab mit einem Abtriebsdrehzahl-Schwellenwert nablim verglichen. Ist die aktuelle Abtriebsdrehzahl nab kleiner als der Abtriebsdrehzahl-Schwellenwert nablim, wird das Verfahren 100 abgebrochen, da dann kein Zurückrollen vorliegt, das das Durchführen des Verfahrens 100 notwendig machen würde. Ist die aktuelle Abtriebsdrehzahl nab größer als der Abtriebsdrehzahl-Schwellenwert nablim, wird das Verfahren 100 weitergeführt. In a subsequent third step 130 of the method, the current output speed nab is compared with an output speed threshold nablim. If the current output speed nab is less than the output speed threshold nablim, the method 100 is aborted since there is then no rolling back that would make carrying out the method 100 necessary. If the current output speed nab is greater than the output speed threshold nablim, method 100 is continued.
Der darauffolgend dargestellte vierte Schritt 140 ist optional und dient der weiteren Erhöhung der Sicherheit des Fahrers. In diesem optionalen vierten Schritt 140 des Verfahrens 100 wird das aktuelle Kurbelmoment k verglichen wird mit dem Haltemoment h, wobei das Haltemoment ein Wert des E-Motors des Fahrrads ist. Ist das aktuelle Kurbelmoment k größer als das Haltemoment h, wird das Verfahren 100 abgebrochen, da der Fahrer des Fahrrads die nötige Muskelkraft aufbringt, um das Fahrrad am Zurückrollen zu hindern. Unterschreitet das aktuelle Kurbelmoment k das Haltemoment h wird das Verfahren 100 weitergeführt. The fourth step 140 shown below is optional and serves to further increase the driver's safety. In this optional fourth step 140 of the method 100, the current crank torque k is compared with the holding torque h, where the holding torque is a value of the electric motor of the bicycle. If the current crank torque k is greater than the holding torque h, the method 100 is aborted because the driver of the bicycle applies the necessary muscle strength to prevent the bicycle from rolling back. If the current crank torque k falls below the holding torque h, the method 100 continues.
In einem letzten Schritt 150 des Verfahrens 100 wird das Motormoment m des wenigstens einen E-Motors so lange erhöht, bis ein Haltemoment h erreicht ist. Dadurch wird das Zurückrollen des Fahrrads an der Steigung effektiv verhindert und die Sicherheit erhöht. Der letzte Schritt 150 kann sich an den dritten Schritt 130 anschließen, wenn der optionale vierte Schritt 140 entfällt, ansonsten schließt sich der letzte Schritt 150 an den vierten Schritt 140 an. Bezuqszeichen In a final step 150 of the method 100, the motor torque m of the at least one electric motor is increased until a holding torque h is reached. This effectively prevents the bike from rolling back on an incline and increases safety. The last step 150 can follow the third step 130 if the optional fourth step 140 is omitted, otherwise the last step 150 follows the fourth step 140. reference symbol
1 Fahrrad 1 bicycle
2 Fahrradgetriebe 2 bicycle gears
3 elektrisches Antriebssystem 3 electric drive system
4 Pedal 4 Pedal
5 Energiespeicher 5 Energy storage
6 Tretkurbeleinheit 6 pedal crank unit
7 Steigung 7 slope
20 Steuereinrichtung 20 Control device
21 Neigungswinkel-Sensor 21 tilt angle sensor
22 Drehzahlsensor 22 speed sensor
23 Kurbelmoment-Sensor 23 Crank torque sensor
100 Verfahren 100 procedures
110 erster Schritt 110 first step
120 zweiter Schritt 120 second step
130 dritter Schritt 130 third step
140 vierter Schritt 140 fourth step
150 letzter Schritt a aktueller Neigungswinkel alim Neigungswinkel-Schwellenwert nab aktuelle Abtriebsdrehzahl nablim Abtriebsdrehzahl-Schwellenwert k aktuelles Kurbelmoment h Haltemoment m Motormoment 150 last step a current inclination angle alim inclination angle threshold nab current output speed nablim output speed threshold k current crank torque h holding torque m engine torque
X Abbruch des Verfahrens X Termination of the procedure

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Verfahren (100) zum automatisierten Verhindern eines Zurückrollens eines Fahrrads (1 ) an einer Steigung (7), wobei das Fahrrad (1 ) eine Tretkurbeleinheit (6) und ein elektrisches Antriebssystem (3) mit wenigstens einem E-Motor aufweist, wobei1. Method (100) for automatically preventing a bicycle (1) from rolling back on an incline (7), wherein the bicycle (1) has a pedal crank unit (6) and an electric drive system (3) with at least one electric motor, wherein
- ein aktueller Neigungswinkel (a) und eine aktuelle Abtriebsdrehzahl (nab) des Fahrrads (1 ) ermittelt werden, - a current inclination angle (a) and a current output speed (nab) of the bicycle (1 ) are determined,
- der aktuelle Neigungswinkel (a) mit einem Neigungswinkel-Schwellenwert (alim) verglichen wird, - the current inclination angle (a) is compared with an inclination angle threshold value (alim),
- die aktuelle Abtriebsdrehzahl (nab) mit einem Abtriebsdrehzahl-Schwellenwert (nablim) verglichen wird, - the current output speed (nab) is compared with an output speed threshold value (nablim),
- bei Überschreiten des Neigungswinkel-Schwellenwerts (alim) durch den aktuellen Neigungswinkel (a) und bei Überschreiten des Abtriebsdrehzahl-Schwellenwerts (nablim) durch die aktuelle Abtriebsdrezahl (nab) ein Motormoment (m) des wenigstens einen E-Motors so lange erhöht wird, bis ein Haltemoment (h) erreicht ist. - if the inclination angle threshold value (alim) is exceeded by the current inclination angle (a) and if the output speed threshold value (nablim) is exceeded by the current output speed (nab), a motor torque (m) of the at least one electric motor is increased until a holding torque (h) is reached.
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1 , wobei zusätzlich ein aktuelles Kurbelmoment (k) des Fahrrads (1 ) ermittelt wird, wobei anschließend das aktuelle Kurbelmoment (k) verglichen wird mit dem Haltemoment (h), wobei bei Unterschreiten des Haltemoments (h) durch das aktuelle Kurbelmoment (k) das Motormoment (m) des wenigstens einen E-Motors so lange erhöht wird, bis ein Haltemoment (h) erreicht ist, wobei bei Überschreiten oder Erreichen des Haltemoments (h) durch das aktuelle Kurbelmoment (k) das Verfahren (100) beendet wird. 2. Method (100) according to claim 1, wherein additionally a current crank torque (k) of the bicycle (1) is determined, wherein the current crank torque (k) is then compared with the holding torque (h), wherein if the current crank torque (k) falls below the holding torque (h), the motor torque (m) of the at least one electric motor is increased until a holding torque (h) is reached, wherein if the current crank torque (k) exceeds or reaches the holding torque (h), the method (100) is terminated.
3. Verfahren (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Motormoment (m) in Abhängigkeit von der aktuellen Abtriebsdrehzahl (nab) und in Abhängigkeit von dem aktuellen Neigungswinkel (a) permanent geregelt wird. 3. Method (100) according to one of the preceding claims, wherein the engine torque (m) is permanently regulated as a function of the current output speed (nab) and as a function of the current inclination angle (a).
4. Steuereinrichtung (20) für ein Fahrrad (1 ), wobei die Steuereinrichtung (20) mit einem elektrischen Antriebssystem (3) 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. 4. Control device (20) for a bicycle (1), wherein the control device (20) can be connected to an electric drive system (3) of the bicycle (1) in a signal-effective manner, and wherein the control device (20) has means for carrying out the method (100). according to one of claims 1 to 3.
5. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Steuereinrichtung (20) nach Anspruch 4 diese veranlassen, das Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 auszuführen. 5. Computer program product, comprising commands which, when the program is executed by a control device (20) according to claim 4, cause it to carry out the method (100) according to one of claims 1 to 3.
6. Computerlesbares Medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch eine Steuereinrichtung (20) nach Anspruch 4 diese veranlassen, das Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 auszuführen. 6. Computer-readable medium comprising instructions which, when executed by a control device (20) according to claim 4, cause it to carry out the method (100) according to one of claims 1 to 3.
7. Fahrrad (1 ), aufweisend ein elektrisches Antriebssystem (3) und eine Steuereinrichtung (20) nach Anspruch 4, wobei das elektrisches Antriebssystem (3) mit der Steuereinrichtung (20) signalwirksam verbunden ist. 7. Bicycle (1), having an electric drive system (3) and a control device (20) according to claim 4, wherein the electric drive system (3) is connected to the control device (20) in a signal-effective manner.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004035089A1 (en) 2003-07-23 2005-02-24 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Brake system with roll-back protection for electro-hybrid vehicles
DE102011083072A1 (en) * 2011-09-20 2013-03-21 Robert Bosch Gmbh Method for automatically controlling the electric motor of a bicycle and corresponding control device
DE102019009236A1 (en) * 2019-12-06 2021-06-10 Robert Bosch Gmbh Control method for an electric motor to hold the two-wheeler on a recognized slope of the route, control unit and two-wheeler

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004035089A1 (en) 2003-07-23 2005-02-24 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Brake system with roll-back protection for electro-hybrid vehicles
DE102011083072A1 (en) * 2011-09-20 2013-03-21 Robert Bosch Gmbh Method for automatically controlling the electric motor of a bicycle and corresponding control device
DE102019009236A1 (en) * 2019-12-06 2021-06-10 Robert Bosch Gmbh Control method for an electric motor to hold the two-wheeler on a recognized slope of the route, control unit and two-wheeler

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