EP-4392315-B1 - METHOD AND DEVICE FOR SUPPORTING A WALK MODE OF A BICYCLE

Inventors

• GABRIEL, DAVID

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20220815

Claims (11)

1. Method for supporting a walk mode of a bicycle, comprising: • a first step (100) for determining a current speed (v) of the bicycle, • a second step (200) for determining a current angle of inclination (ϕ) of the bicycle, and • a third step (300) for activating a steering actuator (10) of the bicycle in a walk mode in order to adjust a steering angle (δ) of the bicycle on the basis of information about the current speed (v) and the current angle of inclination (ϕ), characterized in that the method comprises at least one of the following further steps: • a) the activation of the steering actuator (10) causes an adjustment of a desired steering angle (δ s ) of the bicycle, which is determined (250) on the basis of a predefined mapping rule (f 1 , f 2 ), which maps respective speed and angle of inclination values to respective desired steering angle values, such that the bicycle can be steered in the walk mode solely by means of a user-initiated inclination process along upcoming bends without the handlebars of the bicycle having to be operated by the user; • b) the steering actuator (10) is activated on the basis of a control system in order to control the angle of inclination (ϕ) to a predefined value, in particular to 0°, the control system taking into account information about a recorded rate of inclination of the bicycle, and/or a steering rate and/or a steering torque is used as a control variable for controlling the angle of inclination (ϕ); • c) at least in response to an automatic deactivation (500) of the support function for the walk mode and/or at least at a predefined time before the automatic deactivation of the support function, a notice is output (600) to a user of the bicycle.
2. Method according to Claim 1, wherein, when the steering actuator (10) is activated on the basis of a control system, in order to control the angle of inclination (ϕ) to a predefined value, in particular to 0°, the control system, in response to a disturbance force likely to change the inclination of the bicycle, adjusts a turning manoeuvre of the bicycle in order to compensate for the disturbance force and to keep the inclination (ϕ) to the predefined value or to guide same to the predefined value.
3. Method according to either of the preceding claims, furthermore comprising • determining a current steering angle (δ) and/or a current steering rate of the bicycle, and • taking into account the information about the current steering angle (δ) and/or the steering rate when activating the steering actuator (10).
4. Method according to any one of the preceding claims, wherein the current steering angle (δ) is determined on the basis of • a current yaw rate, • bicycle parameters, which in particular include a wheelbase and/or a steering head angle and/or a castor angle of the bicycle, and • the current speed (v)
5. Method according to any one of the preceding claims, wherein a maximum deflection of the handlebars (20) of the bicycle by the steering actuator (10) is limited to a predefined maximum permissible steering angle range.
6. Method according to any one of the preceding claims, wherein one or more measured variables and/or output variables used by the method are smoothed out by means of low-pass filtering (270).
7. Method according to any one of the preceding claims, wherein the method for supporting the walk mode • is only carried out if the current speed (v) does not exceed a first predefined threshold (S1), and/or • is carried out using a first predefined activation method (f 1 ) for the steering actuator when the current speed (v) does not exceed the first threshold value (S1) and exceeds a second predefined threshold value (S2), the second threshold value (S2) being smaller than the first threshold value (S1), and/or • using a second activation method (f 2 ) different from the first predefined activation method (f 1 ) for the steering actuator (10) is carried out or is not carried out if the current speed (v) is lower than or corresponds to the second threshold value (S2).
8. Method according to any one of the preceding claims, the method for supporting the walk mode is activated (400) only when • this support function is enabled (ACT) by means of an input by a user of the bicycle, and/or • a predefined angle of inclination range (ϕ max ) of the bicycle is not exceeded, and/or • the current speed (v) lies within a predefined activation speed range (v act ).
9. Method according to any one of the preceding claims, wherein at least in response to an automatic deactivation (500) of the support function for the walk mode and/or at least at a predefined time before the automatic deactivation of the support function, a notice is output (600) to a user of the bicycle.
10. Device for supporting a walk mode of a bicycle, comprising: • a steering actuator (10), • a speed sensor (30), • an angle of inclination sensor (40), and • an evaluation unit (50), wherein • the evaluation unit (50) is designed o to determine a current speed (v) of the bicycle on the basis of the speed sensor (30), o to determine a current angle of inclination (ϕ) of the bicycle on the basis of the angle of inclination sensor (40), and o to activate the steering actuator (10) of the bicycle in a walk mode for adjusting a steering angle (δ) of the bicycle on the basis of information about the current speed (v) and the current angle of inclination (ϕ) according to the method according to Claims 1-9.
11. Bicycle comprising a device according to Claim 10.

Description

Stand der Technik Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Schiebemodus' eines Fahrrades. Aus dem Stand der Technik sind Elektrofahrräder bekannt, die geeignet sind, Benutzer solcher Elektrofahrräder in einem Schiebemodus der Elektrofahrräder durch eine Anpassung einer Antriebsunterstützung zu unterstützen. DE 102018212453 A1 beschreibt u. a. ein Regelverfahren zur Anpassung eines Fahrverhaltens eines Elektrofahrrads beim Schieben des Elektrofahrrads, wobei auf Basis eines ermittelten Lenkwinkels eines Lenkers des Elektrofahrrades, einer erfassten Geschwindigkeit des Elektrofahrrades und einem Aktivierungszustand der Schiebehilfefunktion, eine Regelung eines Antriebsmotors des Elektrofahrrades zur Anpassung einer Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung des Elektrofahrrades ausgeführt wird. Ferner wird auf die Druckschriften DE 10 2013 214 517 A1 und DE 10 20 2017 212117 A1 verwiesen. Offenbarung der Erfindung Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Unterstützung eines Schiebemodus' eines Fahrrades mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Ferner eine Vorrichtung eingerichtet das Verfahren auszuführen und ein Fahrrad mit einer derartigen Vorrichtung. Das Fahrrad ist beispielsweise ein ausschließlich durch Muskelkraft angetriebenes Fahrrad und/oder ein Fahrrad mit einer Antriebsunterstützung basierend auf einem Motor wie e-Bikes, Pedelecs, usw. Unter "Schiebemodus" soll ein Modus verstanden werden, in welchem das Fahrrad durch einen Benutzer vorzugsweise ohne eine Unterstützung durch einen Antriebsmotor des Fahrrades bewegt wird. Eine Verwendung einer solchen Unterstützung durch einen Antriebsmotor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist aber zusätzlich möglich. In einem ersten Schritt der erfindungsgemäßen Verfahren wird eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrrades ermittelt. Das Ermitteln erfolgt beispielsweise auf Basis einer Auswerteeinheit des Fahrrades, welche vorzugsweise informationstechnisch mit einer geeigneten Sensorik des Fahrrades verbunden ist. Die Sensorik zur Erfassung der aktuellen Geschwindigkeit weist beispielsweise einen Reed-Sensor und/oder einen ABS-Sensor und/oder einen GPS-Sensor und/oder einen davon abweichenden Sensor auf. Darüber hinaus ist es möglich, die aktuelle Geschwindigkeit auf Basis eines Zustandsschätzers (z. B. auf Basis eines Kalman-Filters) zu ermitteln. In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein aktueller Neigungswinkel des Fahrrades ermittelt. Dies erfolgt beispielsweise ebenfalls auf Basis der Auswerteeinheit in Verbindung mit einer weiteren Sensorik wie einem Intertialsensor, welcher vorzugsweise einen Beschleunigungssensor und ein Gyroskop aufweist, ohne auf eine solche Sensorik eingeschränkt zu sein. Darüber hinaus ist es möglich, den aktuellen Neigungswinkel auf Basis eines weiteren Zustandsschätzers (z. B. auf Basis eines weiteren Kalman-Filters) zu ermitteln. In einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Lenkaktor des Fahrrades in einem Schiebemodus angesteuert, um einen Lenkwinkel des Fahrrads basierend auf einer Information über die aktuelle Geschwindigkeit und den aktuellen Neigungswinkel einzustellen. Dies wird beispielsweise durch eine informationstechnische Anbindung der Auswertungseinheit an den Lenkaktor erreicht. Der Lenkaktor wird beispielsweise mittels einer Lenkratenvorgabe und/oder Lenkwinkelvorgabe und/oder einer Lenkmomentvorgabe angesteuert. Es sei darauf hingewiesen, dass das Einstellen des Lenkwinkels nicht bedingt, dass der Lenkwinkel als Stellgröße für das erfindungsgemäße Verfahren anzuwenden ist, stattdessen können grundsätzlich beliebige Stellgrößen eingesetzt werden, welche in einer Einstellung bzw. einer Anpassung des Lenkwinkels des Fahrrades resultieren. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet unter anderem den Vorteil, dass ein Benutzer des Fahrrades das Fahrrad in einem Schiebemodus beispielsweise mit nur einer Hand führen kann (z. B. am Sattel oder am Gepäckträger), was insbesondere einen aufrechten und/oder ergonomischen Gang ermöglicht. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bewirkt das Ansteuern des Lenkaktors ein Einstellen eines Soll-Lenkwinkels des Fahrrades, der basierend auf einer vordefinierten Abbildungsvorschrift ermittelt wird, welche jeweilige Geschwindigkeits- und Neigungswinkelwerte auf jeweilige Soll-Lenkwinkelwerte abbildet. Die Abbildungsvorschrift ist beispielsweise in Form eines Kennfeldes und/oder einer Nachschlagetabelle (engl. "lookup-table") in einer informationstechnisch an die Auswerteeinheit angebundenen Speichereinheit abgelegt, sodass sie durch die Auswerteeinheit bei Bedarf abrufbar und verwendbar ist. Die Abbildungsvorschrift stellt beispielsweise lineare oder nichtlineare Zusammenhänge zwischen jeweiligen Geschwindigkeits- und Neigungswinkelwerten und j