WO2024256628A1 - Baugruppe eines elektrofahrrads mit einem antriebssystem zum einstellen einer gangübersetzung anhand eines trittfrequenzsollwerts - Google Patents

Baugruppe eines elektrofahrrads mit einem antriebssystem zum einstellen einer gangübersetzung anhand eines trittfrequenzsollwerts Download PDF

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WO2024256628A1
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electric bicycle
tsw
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Brose Antriebstechnik GmbH and Co KG Berlin
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    • B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof

Definitions

  • the invention relates to an assembly of an electric bicycle according to the preamble of claim 1.
  • Electric bicycles with an electric motor drive system enable the provision of an externally powered assist torque to drive the electric bicycle, so that a driving force that is applied by muscle power via pedals connected to a bottom bracket shaft of the drive system can be assisted by a motor.
  • a control unit is usually provided, which is typically attached to a handlebar of the electric bicycle. Such a control unit can be used, for example, to control the level of assistance provided by at least one electric motor of the drive system.
  • a user of the electric bicycle can, for example, specify a cadence target value, based on which the control device carries out a regulation when the electric bicycle is used, so that the user's cadence is kept essentially constant to drive the electric bicycle.
  • the gear ratio of the transmission can be adjusted largely automatically in a manner regulated by the control device, with the user specifying the cadence target value, for example, via the control unit of the electric bicycle and controlling the transmission to The gear ratio is then adjusted by the control device.
  • the number of control commands to be carried out by a user can thus be reduced, as the user essentially only has to specify the cadence target value, but the gear shifting to adjust the gear ratio is then carried out automatically by the control device.
  • control device is designed to change the cadence target value based on at least one driving situation parameter indicating a driving situation.
  • the control device is designed to adjust the gear ratio of the transmission based on a cadence target value.
  • the cadence at which a user moves the pedals to drive the electric bicycle is controlled based on the cadence target value, resulting in a cadence that at least approximately corresponds to the cadence target value.
  • the assembly has a first sensor device for detecting a current cadence value.
  • the first sensor device can be mounted, for example, in the area of a bottom bracket and can have, for example, one or more Hall sensors, by means of which a rotational movement of the pedals to be pedalled by a user can be detected. operated pedals of the electric bicycle.
  • the control device is designed to regulate the gear ratio of the transmission based on the current cadence value and the cadence target value, such that a cadence is obtained that approximately corresponds to the cadence target value.
  • the gear ratio can be increased so that greater pedal resistance results, causing a user to pedal more slowly. Conversely, if it is detected that the current cadence value measured by the first sensor device is lower than the cadence target value, the gear ratio can be decreased so that pedal resistance is reduced, causing a user to pedal faster.
  • the transmission is continuously adjustable.
  • the gear ratio can therefore be adjusted continuously.
  • the driving situation parameter can be a speed value indicating a driving speed of the electric bicycle, an acceleration value indicating an acceleration of the electric bicycle, a weight force value indicating the weight of the electric bicycle, a pedal force value indicating a user's pedaling force, or a gradient value indicating a positive or negative gradient.
  • the control device can be designed to evaluate a driving situation parameter or a combination of several driving situation parameters in order to adjust the cadence target value.
  • One or more driving situation parameters can, for example, define a specific driving situation that can be identified by evaluating the driving situation parameters, so that the cadence target value can be set and adjusted based on an identified driving situation.
  • the driving situation parameter is the driving speed and it is specified in the control device that in a driving situation which is defined by a predetermined driving speed (for example a driving speed in a predetermined range, for example between 20 km/h and 25 km/h), the cadence target value is to be set to a predetermined value (for example 80 rpm), then when the driving situation is recognized, the cadence target value to which the cadence is regulated can be automatically set to the value assigned to the driving situation, for example 80 rpm. Additionally or alternatively, the acceleration of the bicycle can be taken into account, for example to identify whether the bicycle is accelerating in the driving situation or is moving at an approximately constant speed.
  • a predetermined driving speed for example a driving speed in a predetermined range, for example between 20 km/h and 25 km/h
  • the cadence target value to which the cadence is regulated can be automatically set to the value assigned to the driving situation, for example 80 rpm.
  • the acceleration of the bicycle can be taken into account, for example to identify whether the
  • the weight of the bike (with a user sitting on it) can be taken into account.
  • the cadence target value can be set to a different value for a lower weight than for a higher weight.
  • the assembly has a sensor device for detecting the speed value and/or the acceleration value.
  • a sensor device for detecting the speed value and/or the acceleration value.
  • Such a sensor device can be arranged, for example, in the area of a wheel of the electric bicycle and detect a rotational speed of the wheel.
  • such a sensor device can be designed, for example, as a GPS system, by means of which the speed and acceleration of the bicycle can be detected.
  • the assembly has a sensor device for detecting the weight force value.
  • the weight force of the bicycle with the user sitting on it can be measured using this sensor device.
  • the sensor device can be designed, for example, as a force sensor that is arranged in the area of the frame, for example in the area of a bumper.
  • the assembly has a sensor device for detecting the pedal force value.
  • a sensor device for detecting the pedal force value.
  • Such a sensor device can be arranged, for example, in the area of the pedals of the electric bicycle and measure the pedal force applied by a user.
  • Output variables of the different sensor devices can be evaluated by the control device in order to determine, based on the evaluation, whether a predetermined driving situation exists and to adjust the cadence target value based on an identified driving situation.
  • the assembly has a control unit that can be operated by a user of the electric bicycle, via which the cadence target value can be manually can be set.
  • a control unit can be arranged, for example, on the handlebars of the electric bicycle and can be operated manually by a user to set the cadence target value.
  • the control device can control the transmission so that the cadence is regulated to the cadence target value manually set by the user.
  • the control device is designed to execute a learning algorithm that is set up to relate a setting of the cadence target value made by a user to a driving situation characterized by at least one driving situation parameter and to store it.
  • the control device learns certain driving situations that are filed and stored in the control device. If the control device recognizes, for example, that a user usually sets the cadence target value to a certain value at a driving speed between 20 and 25 km/h, this can be stored in the control device in order to automatically set the cadence target value to the stored value in a later automatic operation when a corresponding driving situation is recognized.
  • Driving situations can arise that are defined by one or more driving situation parameters. For example, if the execution of the learning algorithm shows that a user sets a certain cadence target value for a certain bicycle weight at a certain driving speed, this can be stored accordingly in order to automatically set the corresponding cadence target value when a corresponding driving situation is detected. For example, if a user usually pedals at a lower cadence with a higher bicycle weight (for example because a child is sitting on a child seat on the bicycle) than with a lower bicycle weight (when no child is sitting on the child seat on the bicycle), corresponding driving situations can be assigned cadence target values. be saved in order to automatically adjust the assigned cadence target value during later operation when a corresponding driving situation is detected.
  • the control device is designed to detect whether the user changes the cadence in order to adjust the cadence target value based on such a change.
  • the control device can thus detect that the user changes the cadence through his pedaling behavior. This can be interpreted as a setting request for a changed (increased or decreased) cadence target value, so that the control device automatically adjusts the cadence target value and regulates it to the adjusted cadence target value during further operation.
  • the cadence target value can be automatically set and adjusted by the control device, possibly after execution of a learning algorithm, the number of control commands to be entered by a user can be further reduced - compared to control based on a cadence target value to be set by a user.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an electric bicycle with a drive system arranged thereon;
  • Fig. 2 is a schematic representation of the drive system for driving the electric bicycle.
  • Fig. 3 is a flow chart of setting a cadence target value for controlling the cadence of the electric bicycle.
  • Fig. 1 shows a perspective view of an electric bicycle F, in particular an e-bike or pedelec, which comprises a drive system A with at least one electric motor for driving the electric bicycle F at an intersection point of a down tube R1 and a seat tube R2 of a bicycle frame of the electric bicycle F.
  • a drive system A with at least one electric motor for driving the electric bicycle F at an intersection point of a down tube R1 and a seat tube R2 of a bicycle frame of the electric bicycle F.
  • an assist torque can be generated by external power, which assists a user of the electric bicycle F in driving the electric bicycle F.
  • the assist torque and a corresponding assist power of the drive system A can be set in different
  • the height of the support levels can be adjusted.
  • a control unit 1 is provided for selecting such a support level and thus for electronic control of the drive system A, which is mounted on a handlebar L of the electric bicycle F.
  • This control unit 1 is provided in the electric bicycle F shown in Fig. 1 in the area of a left grip area of the handlebar L.
  • the control unit 1 here has, as an example, an operating area 10 for one-handed operation with a left hand.
  • the operating area 10 is accordingly designed in such a way that a user of the electric bicycle F can operate control elements of the control unit 1 provided in the operating area 10 with the thumb of his left hand without having to release the left hand from the handlebar L.
  • control unit 1 is connected to the drive system A, for example via at least one cable.
  • control unit 1 is also equipped with an interface for wireless signal transmission, for example in the form of a Bluetooth interface, and is coupled to one or more display units D1, D2.
  • display units D1, D2 typically, only one of the display units D1, D2 is provided on the electric bicycle.
  • the respective display unit D1 or D2 has a display that shows a user of the electric bicycle F information about the operating status of the drive system A, such as a currently selected support level or the range of a battery for the drive system A.
  • speed information and/or information about a distance traveled can be made available via a display of the display unit D1 or D2. Due to the spatial separation between the control unit 1 and a display unit D1 and D2, the display unit D1 or D2 can be attached, for example, to a top tube R3 or to a position on the handlebar L that is different from the position of the control unit 1.
  • the information provided by the respective display can thus be better and faster understood by a user of the electric bicycle F.
  • the control unit 1 with its operating area 10 can still be arranged in the immediate vicinity of a grip area of the handlebar L for one-handed operation.
  • Fig. 2 shows a schematic diagram of the drive system A of the electric bicycle F, which has a control device 2, a transmission 3 and a drive motor 4.
  • the drive motor 4 is operatively connected to the transmission 3, which in turn is operatively connected to the rear wheel H of the electric bicycle F, so that an electromotive support torque generated by the drive motor 4 is provided to the transmission 3 and transmitted to the rear wheel H via the transmission 3 to support the pedal force applied by the user.
  • the drive system A is designed in particular to carry out such a control that the cadence of the bicycle F is regulated based on a cadence target value, i.e. a user drives the bicycle F during operation at a cadence that at least approximately corresponds to the cadence target value.
  • the transmission 3 can be switched to set a gear ratio, preferably continuously switchable, so that the gear ratio of the transmission 3 can be changed under the control of the control device 2 and can thus be adjusted to influence the cadence.
  • the electric bicycle F is to be regulated to a cadence target value so that during operation a cadence is achieved with which a user drives the bicycle F that at least approximately corresponds to the cadence target value.
  • the electric bicycle F has a sensor device 5 for this purpose, which is designed to detect a current value of the cadence when the electric bicycle F is moving in order to regulate the gear ratio of the transmission 3 based on the current value of the cadence and the set cadence target value.
  • the gear ratio can be reduced based on the deviation of the current value of the cadence from the cadence target value, so that the user is prompted to pedal faster and the cadence in turn approaches the cadence target value.
  • the gear ratio can be increased based on the deviation of the current value of the cadence from the cadence target value, so that the pedal resistance increases and the user is prompted to pedal more slowly and the cadence approaches the cadence target value.
  • Such a control can be carried out using a cadence target value entered by a user, for example via the control unit 1.
  • the cadence target value can thus be specified manually by the user, whereby during operation, for example when driving at a steady pace over a longer distance, a control the gear ratio of the transmission 3 is based on the set cadence target value and thus the cadence is kept at least approximately constant during the ride.
  • control is based on the specified cadence target value, the frequency of control commands to be entered by a user can be reduced.
  • a user may only have to specify the cadence target value, with the gear ratio on the transmission being set automatically by the control device 2, regardless of any further user action.
  • Driving situation parameters can be, for example, the driving speed of the electric bicycle F, the acceleration of the electric bicycle F, the weight of the electric bicycle F, a pedal force currently applied by a user or driving position information, in particular a gradient on the route of the electric bicycle F.
  • different sensor devices 6, 7, 8 can be provided on the bicycle F, as shown schematically in Fig. 1.
  • the driving speed of the bicycle F can be measured via a sensor 6 on the front wheel of the bicycle F.
  • a driving speed of the bicycle F can be measured, for example, via a GPS unit, which is, for example, part of the display unit D2 or the display unit D1.
  • Another sensor device 7 can be designed, for example, to measure the weight of the bicycle F, i.e. the weight of the bicycle F including the user.
  • a sensor device 7 can, for example, be attached to a frame section of the Bicycle F and designed as a force sensor in order to infer a force acting on the frame section, for example based on a deformation of the frame section.
  • Such a sensor device 7 can be arranged, for example, on a bumper of the bicycle F in order to infer a weight force on the bicycle F based on a load on the bumper, indicated by an adjustment path on the bumper.
  • a further sensor device 8 can, for example, be arranged in the area of the pedals of the bicycle F and be designed as a force sensor in order to measure a pedal force applied by a user.
  • Further sensor devices may be provided, for example an inclination sensor to measure an inclination of the bicycle F.
  • a driving situation is identified based on one or more driving situation parameters, for example the driving speed and/or the acceleration and/or a weight of the bicycle F. If, for example, the driving speed is in a predetermined range, the acceleration is below a predetermined limit and the weight of the bicycle (including the user) is also in a predetermined range, a corresponding driving situation can be identified and the cadence target value can be set to a value associated with this driving situation.
  • driving situation parameters for example the driving speed and/or the acceleration and/or a weight of the bicycle F.
  • Another driving situation may correspond to an acceleration process (for example, acceleration from a standstill, for example when changing a traffic light), in which case the cadence target value can be increased, for example, based on a predetermined target value curve.
  • an acceleration process for example, acceleration from a standstill, for example when changing a traffic light
  • the cadence target value can be increased, for example, based on a predetermined target value curve.
  • the cadence target value is set accordingly to a value that is assigned to this different riding situation.
  • the cadence target value can thus be automatically specified in a variable manner by the control device 2 and an evaluation of driving situation parameters by the control device 2, without control commands from a user being required.
  • Driving situations can be predefined in the control device 2 by programming. However, it is also conceivable and possible that the control device 2 is designed to execute a learning algorithm and thus automatically learn driving situations depending on user behavior.
  • a set cadence target value T S w can initially be assumed (step S1).
  • the gear ratio of the transmission 3 is regulated on the basis of the set cadence target value Tsw, so that when riding, an at least approximately constant cadence is achieved with which the user moves the bicycle F.
  • step S2 it is checked whether, for example, a user has entered an operating command to change the cadence target value Tsw via the control unit 1 (step S2). If such a manual input by a user is present, the cadence target value Tsw is adjusted and set to a new value Tsw' based on the user input (step S6). The gear ratio of the transmission 3 is then regulated based on this new cadence target value Tsw' specified by the user.
  • step S3 If such a manual adjustment of the cadence target value Tsw is detected by a user, this is evaluated by a learning algorithm LA (step S3).
  • the learning algorithm LA in particular the change in the cadence target value Tsw by the user and driving situation parameters FS, as measured for example by sensor devices 6, 7, 8 at the time of the change in the cadence target value T S w, are evaluated and assigned to one another in order to define a driving situation based on the assignment of the changed cadence target value Tsw' now set by the user and the one or more driving situation parameters FS.
  • Such an evaluation within the framework of the learning algorithm LA can be carried out during operation of the electric bicycle F whenever a cadence target value Tsw that has just been set is changed by a user and set to a new cadence target value Tsw', so that user behavior for setting the cadence target value Tsw, Tsw' is continuously analyzed during operation. If, during operation of the bicycle F, it is determined in the query according to step S2 that there is no operating command to change the cadence target value Tsw, the control algorithm checks whether there is a change in the driving situation based on the currently recorded driving situation parameters FS, for example a (significant) change in speed, acceleration, pedal force, gradient or the like.
  • a manipulated variable AB can be generated in step S4, which is added to the cadence target value T S w (step S5) and on the basis of which the cadence target value T S w is thus changed.
  • step S6 the cadence target value Tsw is again adjusted and the cadence target value Tsw is thus reset to a new value Tsw', on the basis of which the gear ratio of the transmission 3 is now controlled.
  • the learning algorithm LA can in particular evaluate any manual operating process in which the cadence target value Tsw is manually changed by a user, for example via an operating command on the control unit 1.
  • driving situation parameters for example environmental conditions such as ambient temperature, wind speed or the like. list of reference symbols

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Abstract

Baugruppe eines Elektrofahrrads mit einem Antriebssystem zum Einstellen einer Gangübersetzung anhand einer Trittfrequenzsollwerts Eine Baugruppe eines Elektrofahrrads (F) umfasst ein Antriebssystem (A), das eine Steuereinrichtung (2), ein zum Einstellen einer Gangübersetzung verstellbares Getriebe (3) und einen elektrischen Antriebsmotor (4) zum Bereitstellen eines elektromotorischen Unterstützungsmoments an dem Getriebe (3) aufweist, wobei die Steuereinrichtung (2) ausgebildet ist, die Gangübersetzung des Getriebes (3) anhand eines Trittfrequenzsollwerts (Tsw, Tsw') einzustellen. Die Steuereinrichtung (2) ist weiter ausgebildet, den Trittfrequenzsollwert (T sw, T sw') anhand zumindest eines eine Fahrsituation anzeigenden Fahrsituationsparameters (FS) zu verändern.

Description

Baugruppe eines Elektrofahrrads mit einem Antriebssystem zum Einstellen einer Gangübersetzung anhand eines Trittfrequenzsollwerts
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe eines Elektrofahrrads nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Baugruppe umfasst ein Antriebssystem, das eine Steuereinrichtung, ein zum Einstellen einer Gangübersetzung verstellbares Getriebe und einen elektrischen Antriebsmotor zum Bereitstellen eines elektromotorischen Unterstützungsmoments an dem Getriebe aufweist. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, die Gangübersetzung des Getriebes anhand eines Trittfrequenzsollwerts einzustellen.
Elektrofahrräder mit einem elektromotorischen Antriebsystem ermöglichen die Bereitstellung eines fremdkraftbetätigt erzeugten Unterstützungsmoments zum Antreiben des Elektrofahrrads, sodass eine Antriebskraft, die muskelkraftbetätigt über mit einer Tretlagerwelle des Antriebssystems verbundene Pedale aufgebracht wird, motorisch unterstützt werden kann. Zur Steuerung des Antriebssystems durch einen Nutzer des Elektrofahrrads ist üblicherweise ein Bedienteil vorgesehen, das typischerweise an einem Lenker des Elektrofahrrad anzubringen ist. Über ein solches Bedienteil lässt sich beispielsweise steuern, wie hoch die Unterstützung durch wenigstens einen Elektromotor des Antriebssystems sein soll.
Über ein solches Bedienteil kann ein Nutzer des Elektrofahrrads beispielsweise einen Trittfrequenzsollwert vorgeben, anhand dessen bei Benutzung des Elektrofahrrads die Steuereinrichtung eine Regelung vornimmt, sodass die Trittfrequenz des Nutzers zum Antreiben des Elektrofahrrads im Wesentlichen konstant gehalten wird. Dadurch, dass auf einen Trittfrequenzsollwert geregelt wird, kann eine Einstellung der Gangübersetzung des Getriebes in einer durch die Steuereinrichtung geregelten Weise weitestgehend automatisch ablaufen, wobei der Nutzer zum Beispiel über die Bedieneinheit des Elektrofahrrads den Trittfrequenzsollwert vorgibt und eine Ansteuerung des Getriebes zum Einstellen der Gangübersetzung dann durch die Steuereinrichtung vorgenommen wird. Von einem Nutzer vorzunehmende Steuerbefehle können somit reduziert werden, indem der Nutzer im Wesentlichen nur noch den Trittfrequenzsollwert vorzugeben hat, ein Schalten des Getriebes zum Einstellen der Gangübersetzung dann aber in automatisch gesteuerter Weise durch die Steuereinrichtung erfolgt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Baugruppe eines Elektrofahrrads die Nutzerbedienbarkeit weiter zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach ist die Steuereinrichtung ausgebildet, den Trittfrequenzsollwert anhand zumindest eines eine Fahrsituation anzeigenden Fahrsituationsparameters zu verändern.
Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, die Gangübersetzung des Getriebes anhand eines Trittfrequenzsollwerts einzustellen. Im Betrieb wird die Trittfrequenz, mit der ein Nutzer Pedale zum Antreiben des Elektrofahrrads bewegt, anhand des Trittfrequenzsollwerts geregelt, sodass sich eine Trittfrequenz ergibt, die zumindest näherungsweise dem Trittfrequenzsollwert entspricht.
Hierbei ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu ausgestaltet ist, automatisch eine Veränderung des Trittfrequenzsollwerts vorzunehmen, wenn dies anhand zumindest eines eine Fahrsituation anzeigenden Fahrsituationsparameters angezeigt ist. Bei einem solchen Fahrsituationsparameter kann es sich zum Beispiel um die Fahrgeschwindigkeit des Elektrofahrrads, eine Beschleunigung des Elektrofahrrads, das Gewicht des Elektrofahrrads oder eine Trittkraft des Nutzers handeln. Ein oder mehrere Fahrsituationsparameterwerden durch die Steuereinrichtung ausgewertet, um anhand der Auswertung zu identifizieren, ob eine Anpassung des Trittfrequenzsollwerts erforderlich ist. Abhängig von einem oder mehreren Fahrsituationsparametern wird der Trittfrequenzsollwert somit automatisch durch die Steuereinrichtung angepasst, wobei nach Anpassung die weitere Regelung der Trittfrequenz auf den nunmehr angepassten Trittfrequenzsollwert erfolgt.
In einer Ausgestaltung weist die Baugruppe eine erste Sensoreinrichtung zum Erfassen eines aktuellen Trittfrequenzwerts auf. Die erste Sensoreinrichtung kann zum Beispiel im Bereich eines Tretlagers angebracht sein und beispielsweise ein oder mehrere Hall- Sensoren aufweisen, anhand derer eine Drehbewegung der von einem Nutzer zu bedienenden Pedale des Elektrofahrrads erkannt werden kann. Die Steuereinrichtung ist hierbei dazu ausgebildet, die Gangübersetzung des Getriebes anhand des aktuellen Trittfrequenzwerts und des Trittfrequenzsollwerts zu regeln, derart, dass sich eine Trittfrequenz ergibt, die näherungsweise dem Trittfrequenzsollwert entspricht.
Wird zum Beispiel erkannt, dass der aktuelle, durch die erste Sensoreinrichtung gemessene Trittfrequenzwert höher als der Trittfrequenzsollwert ist, so kann die Gangübersetzung vergrößert werden, sodass sich ein größerer Tretwiderstand ergibt, der einen Nutzer dazu veranlasst, langsamer zu treten. Wird umgekehrt erkannt, dass der aktuelle, durch die erste Sensoreinrichtung gemessene Trittfrequenzwert niedriger als der Trittfrequenzsollwert ist, kann die Gangübersetzung verkleinert werden, sodass der Tretwiderstand verringert wird und ein Nutzer somit veranlasst ist, schneller zu treten.
In einer Ausgestaltung ist das Getriebe stufenlos verstellbar. Die Gangübersetzung kann somit stufenlos eingestellt werden.
Bei dem Fahrsituationsparameter kann es sich um einen eine Fahrgeschwindigkeit des Elektrofahrrads anzeigenden Geschwindigkeitswert, einen eine Beschleunigung des Elektrofahrrads anzeigenden Beschleunigungswerts, einen das Gewicht des Elektrofahrrads anzeigenden Gewichtskraftwert, einen eine Trittkraft eines Nutzers anzeigenden Trittkraftwert oder um einen eine positive oder negative Steigung anzeigenden Steigungswert handeln. Die Steuereinrichtung kann hierbei ausgebildet sein, zum Anpassen des Trittfrequenzsollwerts einen Fahrsituationsparameter oder eine Kombination von mehreren Fahrsituationsparameter auszuwerten. Ein oder mehrere Fahrsituationsparameter können beispielsweise eine bestimmte Fahrsituation definieren, die durch Auswertung der Fahrsituationsparameter identifiziert werden kann, sodass anhand einer identifizierten Fahrsituation eine Einstellung und Anpassung des Trittfrequenzsollwerts vorgenommen werden kann.
Handelt es sich bei dem Fahrsituationsparameter um die Fahrgeschwindigkeit und ist in der Steuereinrichtung vorgegeben, dass bei einer Fahrsituation, die durch eine vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit definiert ist (zum Beispiel eine Fahrgeschwindigkeit in einem vorbestimmten Bereich, zum Beispiel zwischen 20 km/h und 25 km/h), der Trittfrequenzsollwert auf einen vorbestimmten Wert (zum Beispiel 80 U/rnin) eingestellt werden soll, so kann bei Erkennung der Fahrsituation der Trittfrequenzsollwert, auf den die Trittfrequenz geregelt wird, automatisch auf den der Fahrsituation zugeordneten Wert, zum Beispiel 80 U/rnin, eingestellt werden. Zusätzlich oder alternativ kann beispielsweise die Beschleunigung des Fahrrads berücksichtigt werden, beispielsweise um zu identifizieren, ob im Rahmen der Fahrsituation das Fahrrad beschleunigt wird oder sich mit näherungsweise konstanter Geschwindigkeit bewegt.
Zusätzlich oder alternativ kann zum Beispiel die Gewichtskraft des Fahrrads (mit einem darauf sitzenden Nutzer) berücksichtigt werden. So kann zum Beispiel der Trittfrequenzsollwert bei einem niedrigeren Gewicht auf einen anderen Wert eingestellt werden als bei einem höheren Gewicht.
In einer Ausgestaltung weist die Baugruppe eine Sensoreinrichtung zum Erfassen des Geschwindigkeitswerts und/oder des Beschleunigungswerts auf. Eine solche Sensoreinrichtung kann zum Beispiel im Bereich eines Rads des Elektrofahrrads angeordnet sein und eine Drehzahl des Rads detektieren. In anderer Ausgestaltung kann eine solche Sensoreinrichtung zum Beispiel durch ein GPS-System ausgestaltet sein, mittels dessen die Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrrads erfasst werden kann.
In einer Ausgestaltung weist die Baugruppe eine Sensoreinrichtung zum Erfassen des Gewichtskraftwerts auf. Mittels dieser Sensoreinrichtung kann die Gewichtskraft des Fahrrads mit dem darauf sitzenden Nutzer gemessen werden. Die Sensoreinrichtung kann zum Beispiel durch einen Kraftsensor ausgestaltet sein, der im Bereich des Rahmens, zum Beispiel im Bereich eines Stoßfängers, angeordnet ist.
In einer Ausgestaltung weist die Baugruppe eine Sensoreinrichtung zum Erfassen des Trittkraftwerts auf. Eine solche Sensoreinrichtung kann zum Beispiel im Bereich der Pedale des Elektrofahrrads angeordnet sein und die von einem Nutzer aufgebrachte Trittkraft messen.
Ausgangsgrößen der unterschiedlichen Sensoreinrichtungen können durch die Steuereinrichtung ausgewertet werden, um anhand der Auswertung zu bestimmen, ob eine vorbestimmte Fahrsituation vorliegt und um anhand einer identifizierten Fahrsituation eine Anpassung des Trittfrequenzsollwerts vorzunehmen.
In einer Ausgestaltung weist die Baugruppe ein von einem Nutzer des Elektrofahrrads bedienbares Bedienteil auf, über das der Trittfrequenzsollwert durch einen Nutzer manuell eingestellt werden kann. Ein solches Bedienteil kann zum Beispiel am Lenker des Elektrofahrrads angeordnet sein und kann durch einen Nutzer händisch bedient werden, um den Trittfrequenzsollwert einzustellen. Anhand des manuell eingestellten Trittfrequenzsollwerts kann die Steuereinrichtung hierbei das Getriebe so ansteuern, dass die Trittfrequenz auf den manuell von dem Nutzer eingestellten Trittfrequenzsollwert geregelt wird.
Ein von dem Nutzer manuell eingestellte Trittfrequenzsollwert kann beispielsweise so lange beibehalten werden, wie sich keine (wesentliche) Veränderung der Fahrsituation ergibt. Wird durch die Steuereinrichtung anhand eines oder mehrerer Fahrsituationsparameter erkannt, dass eine andere Fahrsituation vorliegt, kann der Trittfrequenzsollwert automatisch durch die Steuereinrichtung eingestellt und angepasst werden.
In einer Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung ausgebildet, einen Lernalgorithmus auszuführen, der eingerichtet ist, eine durch einen Nutzer vorgenommene Einstellung des Trittfrequenzsollwerts mit einer durch zumindest einen Fahrsituationsparameter charakterisierten Fahrsituation in Beziehung zu setzen und zu speichern. Im Rahmen des Lernalgorithmus lernt die Steuereinrichtung somit bestimmte Fahrsituationen, die in der Steuereinrichtung abgelegt und gespeichert werden. Erkennt die Steuereinrichtung beispielsweise, dass ein Nutzer bei einer Fahrgeschwindigkeit zwischen 20 und 25 km/h den Trittfrequenzsollwert üblicherweise auf einen bestimmten Wert einstellt, so kann dies in der Steuereinrichtung gespeichert werden, um in einem späteren automatischen Betrieb dann, wenn eine entsprechende Fahrsituation erkannt wird, den Trittfrequenzsollwert automatisch auf den gespeicherten Wert einzustellen.
Es können sich Fahrsituationen ergeben, die durch einen oder mehrere Fahrsituationsparameter definiert sind. Ergibt sich beispielsweise im Rahmen der Ausführung des Lernalgorithmus, dass bei einem bestimmten Fahrradgewicht ein Nutzer bei einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit einen bestimmten Trittfrequenzsollwert einstellt, so kann dies entsprechend gespeichert werden, um bei Erkennen einer entsprechenden Fahrsituation automatisch den entsprechenden Trittfrequenzsollwert einzustellen. Tritt ein Nutzer beispielsweise bei höherem Fahrradgewicht (beispielsweise weil ein Kind auf einem Kindersitz des Fahrrads sitzt) üblicherweise mit niedrigerer Trittfrequenz als bei niedrigerem Fahrradgewicht (wenn kein Kind auf dem Kindersitz des Fahrrads sitzt), so können entsprechende Fahrsituationen mit zugeordneten Trittfrequenzsollwerten abgespeichert werden, um im späteren Betrieb bei Erkennen einer entsprechenden Fahrsituation den zugeordneten Trittfrequenzsollwert automatisch einzustellen.
In einer Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung ausgebildet zu erfassen, ob der Nutzer die Trittfrequenz verändert, um anhand einer solchen Änderung den Trittfrequenzsollwert anzupassen. Es kann somit durch die Steuereirichtung erkannt werden, dass der Nutzer durch sein Tretverhalten die Trittfrequenz ändert. Dies kann als Einstellungswunsch für einen geänderten (erhöhten oder gesenkten) Trittfrequenzsollwert interpretiert werden, sodass die Steuereinrichtung den Trittfrequenzsollwert automatisch anpasst und im weiteren Betreib auf den angepassten Trittfrequenzsollwert regelt.
Weil der Trittfrequenzsollwert, gegebenenfalls nach Ausführung eines Lernalgorithmus, automatisch durch die Steuereinrichtung eingestellt und angepasst werden kann, kann die Anzahl der durch einen Nutzer einzugebenden Steuerbefehle weiter - im Vergleich zur Steuerung anhand eines durch einen Nutzer einzustellenden Trittfrequenzsollwerts - reduziert werden.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen.:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrrads mit einem daran angeordneten Antriebssystem;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Antriebssystems zum Antreiben des Elektrofahrrads; und
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm einer Einstellung eines Trittfrequenzsollwerts zur Regelung der Trittfrequenz des Elektrofahrrads.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Elektrofahrrad F, insbesondere ein E-Bike oder Pedelec, das in einem Kreuzungspunkt eines Unterrohres R1 und eines Sattelrohres R2 eines Fahrradrahmens des Elektrofahrrads F ein Antriebssystem A mit wenigstens einem Elektromotor zum Antreiben des Elektrofahrrads F umfasst. Über den mindestens einen Elektromotor des Antriebssystems A kann fremdkraftbetätigt ein Unterstützungsmoment erzeugt werden, das einen Nutzer des Elektrofahrrads F beim Antreiben des Elektrofahrrads F unterstützt. Hierbei kann das Unterstützungsmoment und eine damit korrespondierende Unterstützungsleistung des Antriebssystems A in unterschiedlichen Unterstützungsstufen in der Höhe anpassbar sein. Beispielsweise für die Auswahl einer solchen Unterstützungsstufe und damit zur elektronischen Steuerung des Antriebssystems A ist ein Bedienteil 1 vorgesehen, das an einen Lenker L des Elektrofahrrads F montiert ist.
Dieses Bedienteil 1 ist in dem in Fig. 1 dargestellten Elektrofahrrad F im Bereich eines linken Griffbereichs des Lenkers L vorgesehen. Das Bedienteil 1 weist hier exemplarisch einen Bedienbereich 10 für eine Einhandbedienung mit einer linken Hand auf. Der Bedienbereich 10 ist dementsprechend derart gestaltet, dass ein Nutzer des Elektrofahrrads F an dem Bedienbereich 10 vorgesehene Bedienelemente des Bedienteils 1 mit dem Daumen seiner linken Hand betätigen kann, ohne die linke Hand von dem Lenker L lösen zu müssen.
Zur Übertragung von Steuerungs- und Eingabesignalen ist das Bedienteil 1 beispielsweise über wenigstens ein Kabel mit dem Antriebssystem A verbunden. In der dargestellten Ausführungsvariante ist das Bedienteil 1 ferner mit einer Schnittstelle zur drahtlosen Signalübermittlung, beispielsweise in Form einer Bluetooth-Schnittstelle, ausgestattet und mit einer oder mehreren Displayeinheiten D1 , D2 gekoppelt. Typischerweise ist lediglich eine der Displayeinheiten D1 , D2 an dem Elektrofahrrad vorgesehen.
Die jeweilige Displayeinheit D1 oder D2 weist ein Display auf, über das einem Nutzer des Elektrofahrrads F Informationen zum Betriebszustand des Antriebssystems A dargestellt werden, wie beispielsweise eine aktuell ausgewählte Unterstützungsstufe oder die Reichweite einer Batterie für das Antriebssystem A. Zusätzlich können über ein Display der Displayeinheit D1 oder D2 Geschwindigkeitsinformationen zur Verfügung gestellt werden und/oder Informationen über eine zurückgelegte Wegstrecke. Über die räumliche Trennung zwischen dem Bedienteil 1 und einer Displayeinheit D1 und D2 kann die Displayeinheit D1 oder D2 beispielsweise an einem Oberrohr R3 oder an einer zu der Position des Bedienteils 1 verschiedenen Position an dem Lenker L angebracht werden. Die von dem jeweiligen Display zur Verfügung gestellten Informationen können somit für einen Nutzer des Elektrofahrrads F besser und schneller erfassbar sein. Gleichzeitig kann das Bedienteil 1 mit seinem Bedienbereich 10 für eine Einhandbedienung weiterhin in unmittelbarer Nähe zu einem Griffbereich des Lenkers L angeordnet werden.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Prinzipdarstellung das Antriebssystem A des Elektrofahrrads F, das eine Steuereinrichtung 2, ein Getriebe 3 und einen Antriebsmotor 4 aufweist. Der Antriebsmotor 4 steht mit dem Getriebe 3 in Wirkverbindung, das wiederum mit dem Hinterrad H des Elektrofahrrads F wirkverbunden ist, sodass ein durch den Antriebsmotor 4 erzeugtes elektromotorisches Unterstützungsmoment an dem Getriebe 3 bereitgestellt und über das Getriebe 3 zur Unterstützung der vom Nutzer aufgebrachten Trittkraft auf das Hinterrad H übertragen wird.
Das Antriebssystem A ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere dazu ausgestaltet, eine solche Steuerung vorzunehmen, dass die Trittfrequenz des Fahrrads F anhand eines Trittfrequenzsollwerts geregelt wird, also ein Nutzer im Betrieb das Fahrrad F mit einer T rittfrequenz antreibt, die zumindest näherungsweise dem T rittfrequenzsollwert entspricht. Das Getriebe 3 ist zum Einstellen einer Gangübersetzung schaltbar, vorzugsweise stufenlos schaltbar, sodass gesteuert durch die Steuereinrichtung 2 die Gangübersetzung des Getriebes 3 veränderlich ist und somit zum Beeinflussen der Trittfrequenz angepasst werden kann.
Bei dem Elektrofahrrad F soll dementsprechend eine Regelung auf einen Trittfrequenzsollwert erfolgen, sodass sich im Betrieb eine Trittfrequenz ergibt, mit der ein Nutzer das Fahrrad F antreibt, die zumindest näherungsweise dem Trittfrequenzsollwert entspricht. Wie dies schematisch in Fig. 1 eingezeichnet ist, weist das Elektrofahrrad F hierzu eine Sensoreinrichtung 5 auf, die dazu ausgestaltet ist, einen momentanen Wert der Trittfrequenz bei Bewegung des Elektrofahrrads F zu detektieren, um anhand des Momentanwerts der Trittfrequenz und des eingestellten Trittfrequenzsollwerts eine Regelung der Gangübersetzung des Getriebes 3 durchzuführen.
Ergibt sich beispielsweise, dass sich die Trittfrequenz reduziert, so kann anhand der Abweichung des momentanen Werts der Trittfrequenz vom Trittfrequenzsollwert die Gangübersetzung verkleinert werden, sodass der Nutzer dazu veranlasst wird, schneller zu treten und somit die Trittfrequenz wiederum dem Trittfrequenzsollwert angenähert wird. Ergibt sich umgekehrt, dass sich die Trittfrequenz vergrößert, so kann anhand der Abweichung des momentanen Werts der Trittfrequenz vom Trittfrequenzsollwert die Gangübersetzung vergrößert werden, sodass sich der Tretwiderstand vergrößert und der Nutzer somit dazu veranlasst wird, langsamer zu treten, sodass sich die Trittfrequenz dem Trittfrequenzsollwert annähert.
Üblicherweise kann eine solche Steuerung anhand eines durch einen Nutzer zum Beispiel über das Bedienteil 1 eingegebenen Trittfrequenzsollwerts erfolgen. Der Trittfrequenzsollwert kann somit von dem Nutzer manuell vorgegeben werden, wobei im Betrieb, zum Beispiel bei gleichmäßiger Fahrt über eine längere Strecke, eine Regelung der Gangübersetzung des Getriebes 3 anhand des eingestellten Trittfrequenzsollwerts erfolgt und somit die Trittfrequenz während der Fahrt zumindest näherungsweise gleich gehalten wird.
Weil die Steuerung anhand des vorgegebenen Trittfrequenzsollwerts erfolgt, kann die Häufigkeit der von einem Nutzer einzugebenden Steuerbefehle reduziert werden. Ein Nutzer muss im Betrieb gegebenenfalls nur den Trittfrequenzsollwert vorgeben, wobei das Einstellen der Gangübersetzung am Getriebe automatisch durch die Steuereinrichtung 2 unabhängig von einem weiteren Nutzerzutun erfolgt.
Um die Häufigkeit der von einem Nutzer einzugebenden Steuerbefehle weiter zu reduzieren, ist bei dem vorliegenden Antriebssystem A vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 2 dazu ausgestaltet ist, in Abhängigkeit von bestimmten Fahrsituationen einen gerade eingestellten Trittfrequenzsollwert zu verändern und somit automatisch, unabhängig von einem Nutzerzutun, anzupassen. Wird anhand der Auswertung von bestimmten Fahrsituationsparametern erkannt, dass sich ein Fahrverhalten ändert und sich entsprechend eine neue Fahrsituation ergibt, so kann anhand der Erkennung der Fahrsituation der Trittfrequenzsollwert so angepasst werden, dass die Trittfrequenz nunmehr auf einen Wert geregelt wird, der der neuen Fahrsituation zugeordnet ist.
Bei Fahrsituationsparametern kann es sich zum Beispiel um die Fahrgeschwindigkeit des Elektrofahrrads F, die Beschleunigung des Elektrofahrrads F, das Gewicht des Elektrofahrrads F, eine von einem Nutzer momentan aufgebrachte Trittkraft oder eine Fahrlageinformation, insbesondere eine Steigung auf der Wegstrecke des Elektrofahrrads F, handeln.
Zum Erfassen solcher Fahrsituationsparameter können am Fahrrad F, wie schematisch in Fig. 1 dargestellt, unterschiedliche Sensoreinrichtungen 6, 7, 8 vorgesehen sein.
Beispielsweise kann die Fahrgeschwindigkeit des Fahrrads F über einen Sensor 6 am vorderen Rad des Fahrrads F gemessen werden. Alternativ kann eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrrads F zum Beispiel über eine GPS-Einheit, die zum Beispiel Bestandteil der Displayeinheit D2 oder der Displayeinheit D1 ist, gemessen werden.
Eine andere Sensoreinrichtung 7 kann zum Beispiel zum Messen des Gewichts des Fahrrads F, also der Gewichtskraft des Fahrrads F inklusive des Nutzers, ausgestaltet sein. Eine solche Sensoreinrichtung 7 kann zum Beispiel an einem Rahmenabschnitt des Fahrrads F angeordnet und als Kraftsensor ausgestaltet sein, um zum Beispiel anhand einer Verformung des Rahmenabschnitts auf eine an dem Rahmenabschnitt wirkende Kraft zurückzuschließen. Eine solche Sensoreinrichtung 7 kann zum Beispiel an einem Stoßfänger des Fahrrads F angeordnet sein, um anhand einer Belastung an dem Stoßfänger, angezeigt durch einen Verstellweg an dem Stoßfänger, auf eine Gewichtskraft an dem Fahrrad F zu schließen.
Eine weitere Sensoreinrichtung 8 kann zum Beispiel im Bereich der Pedale des Fahrrads F angeordnet und als Kraftsensor ausgestaltet sein, um eine von einem Nutzer aufgebrachte Trittkraft zu messen.
Weitere Sensoreinrichtungen können vorgesehen sein, beispielsweise ein Neigungssensor, um eine Neigung des Fahrrads F zu messen.
Im Betrieb kann vorgesehen sein, dass anhand eines oder mehrerer Fahrsituationsparameter, zum Beispiel der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Beschleunigung und/oder einer Gewichtskraft des Fahrrads F, eine Fahrsituation identifiziert wird. Liegt die Fahrgeschwindigkeit beispielsweise in einem vorbestimmten Bereich, ist die Beschleunigung unter einen vorgegebenen Grenzwert und ist zudem das Fahrradgewicht (einschließlich des Nutzers) in einem vorbestimmten Bereich, so kann eine entsprechende Fahrsituation identifiziert werden und der Trittfrequenzsollwert auf einen dieser Fahrsituation zugeordneten Wert eingestellt werden.
Eine andere Fahrsituation kann einem Beschleunigungsvorgang (zum Beispiel einer Beschleunigung aus einem Stillstand, zum Beispiel bei Umschalten einer Ampel) entsprechen, wobei in diesem Fall der Trittfrequenzsollwert zum Beispiel anhand einer vorgegebenen Sollwertkurve gesteigert werden kann.
Ändert sich die Fahrsituation, beispielsweise weil sich die Geschwindigkeit verändert, oder liegt das Fahrradgewicht in einem anderen Bereich, so kann eine andere Fahrsituation identifiziert werden, und entsprechend wird der Trittfrequenzsollwert auf einen Wert eingestellt, der dieser anderen Fahrsituation zugeordnet ist.
Der Trittfrequenzsollwert kann somit durch die Steuereinrichtung 2 und eine Auswertung von Fahrsituationsparametern durch die Steuereinrichtung 2 in veränderlicher Weise automatisch vorgegeben werden, ohne dass hierzu Steuerbefehle durch einen Nutzer erforderlich sind. Fahrsituationen können in der Steuereinrichtung 2 durch Programmierung vordefiniert sein. Denkbar und möglich ist aber auch, dass die Steuereinrichtung 2 dazu ausgestaltet ist, einen Lernalgorithmus auszuführen und somit Fahrsituationen abhängig von einem Nutzerverhalten selbsttätig zu erlernen.
Bezugnehmend nunmehr auf Fig. 3, kann in einem in der Steuereinrichtung 2 implementierten Steueralgorithmus zum Beispiel zunächst von einem eingestellten Trittfrequenzsollwert TSw ausgegangen werden (Schritt S1). Anhand des eingestellten Trittfrequenzsollwerts Tsw wird die Gangübersetzung des Getriebes 3 geregelt, sodass sich beim Fahren eine zumindest näherungsweise gleichbleibende Trittfrequenz ergibt, mit der der Nutzer das Fahrrad F bewegt.
Im Rahmen des Steueralgorithmus wird geprüft, ob zum Beispiel durch die Bedieneinheit 1 durch einen Nutzer ein Bedienbefehl zum Ändern des Trittfrequenzsollwerts Tsw eingegeben wird (Schritt S2). Liegt eine solche manuelle Eingabe durch einen Nutzer vor, so wird der Trittfrequenzsollwert Tsw angepasst und anhand der Nutzereingabe auf einen neuen Wert Tsw' eingestellt (Schritt S6). Im Anschluss erfolgt eine Regelung der Gangübersetzung des Getriebes 3 anhand dieses neuen, vom Nutzer vorgegebenen Trittfrequenzsollwert Tsw'.
Wird eine solche manuelle Verstellung des Trittfrequenzsollwerts Tsw durch einen Nutzer erkannt, wird dies durch einen Lernalgorithmus LA ausgewertet (Schritt S3). Im Rahmen des Lernalgorithmus LA werden insbesondere die Abänderung des Trittfrequenzsollwerts Tsw durch den Nutzer und Fahrsituationsparameter FS, wie sie zum Beispiel durch Sensoreinrichtungen 6, 7, 8 zum Zeitpunkt der Änderung des Trittfrequenzsollwerts TSw gemessen werden, ausgewertet und einander zugeordnet, um anhand der Zuordnung des durch den Nutzer nunmehr eingestellten, geänderten Trittfrequenzsollwerts Tsw' und des einen oder der mehreren Fahrsituationsparameter FS eine Fahrsituation zu definieren.
Eine solche Auswertung im Rahmen des Lernalgorithmus LA kann im Betrieb des Elektrofahrrads F immer dann vorgenommen werden, wenn ein gerade eingestellter Trittfrequenzsollwert Tsw durch einen Nutzer verändert und auf einen neuen Trittfrequenzsollwert Tsw' eingestellt wird, sodass im Betrieb laufend ein Nutzerverhalten zum Einstellen des Trittfrequenzsollwerts Tsw, Tsw' analysiert wird. Wird im Betrieb des Fahrrads F in der Abfrage gemäß Schritt S2 festgestellt, dass kein Bedienbefehl zum Ändern des Trittfrequenzsollwert Tsw vorliegt, so wird im Rahmen des Steueralgorithmus geprüft, ob sich gegebenenfalls anhand der aktuell erfassten Fahrsituationsparameter FS eine Änderung der Fahrsituation ergibt, beispielsweise eine (signifikante) Änderung der Geschwindigkeit, der Beschleunigung, der Trittkraft, der Steigung oder dergleichen. Wird eine vorab durch den Lernalgorithmus LA eingelernte, andere Fahrsituation identifiziert, so kann in Schritt S4 eine Stellgröße AB erzeugt werden, die dem Trittfrequenzsollwert TSw aufaddiert wird (Schritt S5) und anhand derer der Trittfrequenzsollwert TSw somit verändert wird. Wiederum erfolgt in Schritt S6 eine Anpassung des Trittfrequenzsollwerts Tsw und somit eine Neueinstellung des Trittfrequenzsollwert Tsw auf einen neuen Wert Tsw', anhand dessen nunmehr die Regelung der Gangübersetzung des Getriebes 3 erfolgt.
Im Rahmen des Lernalgorithmus LA können grundsätzlich beliebige und auch beliebig viele Fahrsituationen erlernt und in der Steuereinrichtung 2 abgespeichert werden. Durch den Lernalgorithmus LA kann insbesondere jeder manuelle Bedienvorgang ausgewertet werden, im Rahmen dessen der Trittfrequenzsollwert Tsw manuell durch einen Nutzer, zum Beispiel über einen Bedienbefehl an der Bedieneinheit 1 abgeändert wird.
Weil die Häufigkeit der erforderlichen, durch einen Nutzer einzugebenden Bedienbefehle somit weiter reduziert wird und eine Steuerung des Trittfrequenzsollwerts Tsw zumindest teilweise automatisch ablaufen kann, ergibt sich eine Komfortsteigerung für einen Nutzer.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch in anderer Weise verwirklichen.
Als Fahrsituationsparameter können auch andere Parameter als die hier beschriebenen ausgewertet werden, zum Beispiel Umweltbedingungen wie die Umgebungstemperatur, Windgeschwindigkeit oder dergleichen. Bezugszeichenliste
1 Bedienteil
10 Bedienbereich
2 Steuereinrichtung
3 Getriebe
4 Antriebsmotor
5-8 Sensoreinrichtung
A Antriebssystem
AB Stellgröße (Abweichung)
D1 , D2 Displayeinheit
F Fahrrad
FS Fahrsituationsparameter
H Hinterrad
L Lenker
LA Lernalgorithmus
R1 Unterrohr
R2 Sattelrohr
R3 Oberrohr
S1-S6 Schritte
Tsw, Tsw‘ Trittfrequenzsollwert

Claims

Ansprüche
1. Baugruppe eines Elektrofahrrads (F), mit einem Antriebssystem (A), das eine Steuereinrichtung (2), ein zum Einstellen einer Gangübersetzung verstellbares Getriebe (3) und einen elektrischen Antriebsmotor (4) zum Bereitstellen eines elektromotorischen Unterstützungsmoments an dem Getriebe (3) aufweist, wobei die Steuereinrichtung (2) ausgebildet ist, die Gangübersetzung des Getriebes (3) anhand eines Trittfrequenzsollwerts (Tsw, TSw‘) einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (2) ausgebildet ist, den Trittfrequenzsollwert (Tsw, Tsw‘) anhand zumindest eines eine Fahrsituation anzeigenden Fahrsituationsparameters (FS) zu verändern.
2. Baugruppe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Sensoreinrichtung
(5) zum Erfassen eines aktuellen Trittfrequenzwerts, wobei die Steuereinrichtung (2) ausgebildet ist, die Gangübersetzung des Getriebes (3) anhand des aktuellen Trittfrequenzwerts und des Trittfrequenzsollwerts (Tsw, Tsw‘) zu regeln.
3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (3) zum Einstellen einer Gangübersetzung stufenlos verstellbar ist.
4. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Fahrsituationsparameter (FS) ein eine Fahrgeschwindigkeit des Elektrofahrrads (F) anzeigender Geschwindigkeitswert, ein eine Beschleunigung des Elektrofahrrads (F) anzeigender Beschleunigungswert, ein das Gewicht des Elektrofahrrads (F) anzeigender Gewichtskraftwert, ein eine Trittkraft eines Nutzers anzeigender Trittkraftwert oder ein eine positive oder negative Steigung anzeigender Steigungswert ist.
5. Baugruppe nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine zweite Sensoreinrichtung
(6) zum Erfassen des Geschwindigkeitswert und/oder des Beschleunigungswerts.
6. Baugruppe nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine dritte Sensoreinrichtung (7) zum Erfassen des Gewichtskraftwerts.
7. Baugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine vierte Sensoreinrichtung (8) zum Erfassen des Trittkraftwerts.
8. Baugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein von einem Nutzer des Elektrofahrrads (F) bedienbares Bedienteil (1), über das der Trittfrequenzsollwert (Tsw, Tsw‘) durch einen Nutzer einstellbar ist.
9. Baugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (2) ausgebildet ist, einen Lernalgorithmus (LA) auszuführen, der eingerichtet ist, eine durch einen Nutzer vorgenommene Einstellung des Trittfrequenzsollwerts (Tsw, TSw‘) mit einer durch zumindest einen Fahrsituationsparameter charakterisierten Fahrsituation in Beziehung zu setzen und zu speichern.
10. Baugruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (2) ausgebildet ist, eine bei Ausführung des Lernalgorithmus (LA) gespeicherte Fahrsituation anhand zumindest eines Fahrsituationsparameters zu identifizieren und den Trittfrequenzsollwert (Tsw, Tsw‘) anhand der identifizierten Fahrsituation anzupassen.
11. Elektrofahrrad (F) mit einer Baugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017197029A1 (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Systems and methods for automatic configuration and automatic calibration of continuously variable transmissions and bicycles having continuously variable transmissions
EP3696071A1 (de) * 2019-02-15 2020-08-19 Sram, Llc. Fahrradsteuerungssystem
US20200407015A1 (en) * 2019-06-27 2020-12-31 Shimano Inc. Control device for human-powered vehicle
US20210009226A1 (en) * 2019-07-12 2021-01-14 Shimano Inc. Output device, method for generating a machine learning model, and computer program
WO2022228867A1 (de) * 2021-04-30 2022-11-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum schalten eines übersetzungsverhältnisses einer gangschaltung eines fahrrads, computerprogramm, steuergerät, antriebseinheit und fahrrad
EP4098533A1 (de) * 2021-06-03 2022-12-07 Sram, Llc Fahrradsteuerungssystem

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018203361B3 (de) * 2018-03-07 2019-05-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Antrieb eines Elektrofahrrads, Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens und Elektrofahrrad mit dem Steuergerät
JP7059077B2 (ja) * 2018-03-30 2022-04-25 株式会社シマノ 制御装置および変速システム
JP7483504B2 (ja) * 2020-05-29 2024-05-15 株式会社シマノ 人力駆動車用の制御装置
JP7596119B2 (ja) * 2020-10-30 2024-12-09 株式会社シマノ 人力駆動車用の制御装置
JP7811869B2 (ja) * 2022-03-18 2026-02-06 株式会社シマノ 制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017197029A1 (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Systems and methods for automatic configuration and automatic calibration of continuously variable transmissions and bicycles having continuously variable transmissions
EP3696071A1 (de) * 2019-02-15 2020-08-19 Sram, Llc. Fahrradsteuerungssystem
US20200407015A1 (en) * 2019-06-27 2020-12-31 Shimano Inc. Control device for human-powered vehicle
US20210009226A1 (en) * 2019-07-12 2021-01-14 Shimano Inc. Output device, method for generating a machine learning model, and computer program
WO2022228867A1 (de) * 2021-04-30 2022-11-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum schalten eines übersetzungsverhältnisses einer gangschaltung eines fahrrads, computerprogramm, steuergerät, antriebseinheit und fahrrad
EP4098533A1 (de) * 2021-06-03 2022-12-07 Sram, Llc Fahrradsteuerungssystem

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