WO2025002966A1 - Verfahren zum komponentenschutz eines fahrrads - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method for component protection as well as an associated computer program product, an associated device and an associated bicycle.
  • Bicycles especially bicycles with motor support, such as pedelecs, continue to enjoy growing popularity. In addition to being a means of transport, they are also used as sporty e-mountain bikes. These are also ridden in bike parks or similar places to overcome obstacles, such as jumps.
  • the invention relates to a method for protecting components in a bicycle.
  • Component protection is understood here as the reduction of the load to prevent a component from becoming defective.
  • a component can be, for example, a component involved in a switching process, hereinafter referred to as a switching device.
  • the bicycle can be, for example, a bicycle with an auxiliary motor to support the forward movement. , such as a Pedelec.
  • the bike can also have automatic gear shifting and/or electronically controlled gear shifting.
  • sensor information is first received from a sensor device.
  • Sensor information can be an output from a sensor, such as a sensor signal.
  • Receiving is understood to mean receiving such a signal, but also, for example, reading out corresponding sensor information from a memory. Such receiving can be done both wired and wirelessly.
  • a sensor device is understood to mean one or more sensors, which can be provided either on the bicycle itself, but also on a component remote from it, such as a user terminal of the user.
  • Sensor information can be, for example, acceleration information from an acceleration sensor. Alternatives to this are described in more detail below.
  • the method then includes the step of determining whether the bicycle is currently in a flight phase based on the aforementioned sensor information.
  • a flight phase is understood to mean a phase in which the wheels of the bicycle do not touch the ground and thus there is no connection to the ground.
  • Such a determination can be made, for example, based on the aforementioned acceleration information.
  • the acceleration information of an acceleration sensor can be sampled at a predetermined frequency and subjected to analysis using a fast Fourier transformation.
  • information about vibrations derived from the acceleration information can also be used alternatively, for example, since such vibrations are generally significantly reduced in a flight phase compared to a driving phase.
  • a derivation based on a change in inclination, which is derived from the inclination information of an inclination sensor, is also possible.
  • a combination of various such information such as the evaluation of a connection between torque information on a crank of the bicycle and acceleration information, is also possible for the evaluation and determination of the flight phase. If it is determined in the previous step that the bicycle is currently in a flight phase, a switching process of a switching device can be prevented.
  • Such a prevention can, for example, be the setting of a corresponding identifier, such as a corresponding flag in a memory, which instructs a switching device not to allow a switching process. However, this can also involve the failure to trigger a corresponding switching process despite a corresponding switching request from a user or despite a corresponding instruction from an automatic switching system.
  • the aforementioned method makes it possible to prevent any gear shifting in the event of a flight phase of the bicycle, thus drastically reducing the load on the parts or components involved in the gear change, which in turn reduces the wear of the corresponding components.
  • the method can further comprise the step of, if the bicycle is not currently in a flight phase, canceling the inhibition of the gearshift process of the bicycle's gearshift device.
  • cancellation can be a deletion of the aforementioned identifier or flag in the memory.
  • another flag can also be set accordingly, which indicates that gear changes can be carried out.
  • a method initially comprises receiving a shift request from a shift control device.
  • a shift control device can, for example, be a unit that controls a corresponding shifting process. However, this can also be an automatic shifting system of the bicycle or a device that can be controlled by the user by means of an actuating device, such as a shift lever or similar. If a corresponding shift request is received from this shift control device, request signal is received, no switching signal is output in the step of inhibiting based on the switching request signal, whereas in the step of canceling a switching signal for controlling the circuit device is output based on the switching request signal. In one embodiment, this also includes reading the corresponding identifier or the corresponding flag, as described above, from the memory and outputting or not outputting a switching signal to the circuit device based thereon.
  • the shift request signal can be received either by an automatic shifting system or by a user actuating device, as already described above.
  • the sensor information can be either acceleration information, inclination information, angular velocity information, torque information, speed information or position information, which is output by a corresponding sensor.
  • a combination of the aforementioned sensor information to determine the flight phase is also possible.
  • a further aspect of the present invention further comprises a computer program product comprising instructions which, when the program is executed by a processor, cause the processor to carry out the method according to one of the preceding aspects.
  • a device for carrying out the method according to one of the aforementioned aspects is also provided.
  • a corresponding device can be, for example, a control device of the bicycle.
  • an associated bicycle comprises the device as just described, as well as a gearshift device.
  • the bicycle can also have a motor to assist in moving forward, such as an electric motor, as well as an electronic gearshift and/or an automatic gearshift device.
  • the bicycle may further comprise the above-mentioned sensor device, which in turn comprises one or more sensors.
  • the sensors can also be sensors of a user terminal, such as a smartphone, which are then used in the method described above.
  • the bicycle has a receiving device for receiving the sensor information from the user terminal mentioned.
  • Figure 1 shows a representation of a flight phase of a bicycle.
  • Figure 2 shows a flow chart of a process.
  • Figure 1 shows a bicycle 10 which moves both in a driving phase and in a flight phase.
  • Fig. 2 shows the method for protecting components on a bicycle.
  • step S1 sensor information is first received from a sensor device. Then, in step S2, a determination is made as to whether the bicycle is currently in a flight phase. This is carried out based on the sensor information received in step S1. If step S2 is carried out in the phase between point A1 and point A2 or between point A3 and point A4 in Figure 1 executed, no flight phase is detected. In this case, the cancellation of the inhibition of the gear shifting process of the bicycle's gearshift device is carried out in step S3a.
  • step S3a a corresponding flag or a corresponding identifier is set in a memory, which indicates to a gearshift device on the bicycle that a gear shifting process can be carried out if this is requested by an automatic gearshift or the user. If, however, step S2 is carried out in the area between points A2 and A3, a flight phase is detected and then in step S3b a gear shifting process of a bicycle's gearshift device is inhibited. For this purpose, a corresponding flag or a corresponding identifier is again set in the memory. This identifier indicates to a gearshift device that, even if an automatic gearshift or the user requests the gear shifting process, the gearshift device must not be activated to carry out a gear change.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Komponentenschutz sowie ein zugehöriges Computerprogrammprodukt, eine zugehörige Vorrichtung und ein zugehöriges Fahrrad gezeigt. Das Verfahren zum Komponentenschutz bei einem Fahrrad (10) umfasst die Schritte des Empfangen (S1) von Sensorinformation von einer Sensoreinrichtung, des Bestimmens (S2), basierend auf der Sensorinformation, ob sich das Fahrrad (10) derzeit in einer Flugphase befindet, und, falls sich das Fahrrad (10) derzeit in einer Flugphase befindet, des Unterbindens (S3b) eines Schaltvorgangs einer Schaltungseinrichtung des Fahrrads (10).

Description

ZF Friedrichshafen AG
Verfahren zum Komponentenschutz eines Fahrrads
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Komponentenschutz sowie ein zugehöriges Computerprogrammprodukt, eine zugehörige Vorrichtung und ein zugehöriges Fahrrad.
Stand der Technik
Fahrräder, insbesondere Fahrräder mit Motorunterstützung, wie Pedelecs, erfreuen sich weiterhin wachsender Beliebtheit. Neben reinen Fortbewegungsmitteln dienen sie insbesondere auch als sportliche E-Mountainbikes. Diese werden beispielsweise auch in Bikeparks oder Ähnlichen gefahren, um Hindernisse, wie etwa mit Sprüngen, zu überwinden.
Bei derartigen Sprüngen können enorme Belastungen auf die mechanischen Komponenten des Fahrrads wirken. Insbesondere bei flachen Landungen aus großer Höhe treten Lastspitzen im Bereich der Kontaktpunkte mit dem Fahrer, wie beispielsweise am Lenker und an der Tretkurbel, auf. Bei unsauberen Landungen auf einem Pedal und/oder in einem hohen Gang werden die Lastspitzen in den Pedalantrieb geleitet. Fällt ein Schaltvorgang in den Bereich der Lastspitzen, kann es zu einer Überbelastung an den an dem Gangwechsel beteiligten Bauteilen kommen. Insbesondere, wenn das Fahrrad einen Automatikmodus aufweist, muss jederzeit mit einem entsprechenden Schaltvorgang gerechnet werden.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung betrifft in einem Aspekt ein Verfahren zum Komponentenschutz bei einem Fahrrad. Unter einem Komponentenschutz ist hierbei die Reduzierung der Belastung zur Verhinderung eines Defekts einer Komponente zu verstehen. Eine Komponente kann hierbei beispielsweise eine an einem Schaltvorgang beteiligte Komponente, im Folgenden als Schaltungseinrichtung bezeichnet, sein. Bei dem Fahrrad kann es sich hierbei beispielsweise um ein Fahrrad mit Hilfsmotor zur Unterstützung des Vorankom- mens, wie beispielsweise ein Pedelec, handeln. Auch kann das Fahrrad eine Schaltungsautomatik oder/und auch eine elektronisch gesteuerte Schaltung aufweisen.
In einem ersten Schritt des Verfahrens wird zunächst Sensorinformation von einer Sensoreinrichtung empfangen. Eine Sensorinformation kann hierbei eine Ausgabe eines Sensors, wie beispielsweise ein Sensorsignal, sein. Unter einem Empfangen ist hierbei einerseits das Empfangen eines derartigen Signals, jedoch auch beispielsweise das Auslesen einer entsprechenden Sensorinformation aus einem Speicher zu verstehen. Ein entsprechendes Empfangen kann sowohl drahtgebunden als auch drahtlos erfolgen. Unter einer Sensoreinrichtung ist hierbei ein oder mehrere Sensoren zu verstehen, welche entweder am Fahrrad selbst, jedoch auch an einer hiervon entfernten Komponente, wie beispielsweise einem Benutzerendgerät des Benutzers, vorgesehen sein können. Eine Sensorinformation kann beispielsweise eine Beschleunigungsinformation eines Beschleunigungssensors sein. Alternativen hierzu werden nachfolgend genauer beschrieben.
Sodann umfasst das Verfahren den Schritt des Bestimmens, ob sich das Fahrrad derzeit in einer Flugphase befindet, basierend auf der vorgenannten Sensorinformation. Unter einer Flugphase ist hierbei eine Phase zu verstehen, in welcher die Laufräder des Fahrrads den Untergrund nicht berühren und somit keine Verbindung zum Untergrund besteht. Ein derartiges Bestimmen kann beispielsweise basierend auf der vorgenannten Beschleunigungsinformation erfolgen. Hierzu kann beispielsweise die Beschleunigungsinformation eines Beschleunigungssensors mit einer vorgegebenen Frequenz abgetastet werden und einer Analyse mittels einer Fast-Fourier-Transformation unterzogen werden. Jedoch kann auch alternativ beispielsweise aus der Beschleunigungsinformation abgeleitete Information über Vibrationen verwendet werden, da im Allgemeinen derartige Vibrationen in einer Flugphase im Verhältnis zu einer Fahrphase deutlich reduziert sind. Auch eine Herleitung basierend auf einer Neigungsänderung, welche aus der Neigungsinformation eines Neigungssensors abgeleitet wird, ist möglich. Auch eine Kombination verschiedener derartiger Informationen, wie beispielsweise die Auswertung eines Zusammenhangs einer Drehmomentinformation an einer Kurbel des Fahrrads und einer Beschleunigungsinformation sind zur Auswertung und zur Bestimmung der Flugphase möglich. Falls im vorangegangenen Schritt bestimmt wird, dass sich das Fahrrad derzeit in einer Flugphase befindet, kann ein Unterbinden eines Schaltvorgangs einer Schaltungseinrichtung vorgenommen werden. Ein derartiges Unterbinden kann beispielsweise das Setzen eines entsprechenden Kennzeichens, wie beispielsweise eines entsprechenden Flags in einem Speicher, sein, wodurch eine Schaltungseinrichtung angewiesen wird, keinen Schaltvorgang zu erlauben. Es kann sich hierbei jedoch auch um das Nichtauslösen eines entsprechenden Schaltvorgangs trotz eines entsprechenden Schaltwunsches eines Benutzers oder trotz einer entsprechenden Anweisung einer Schaltautomatik handeln.
Somit erlaubt es das vorgenannte Verfahren, im Falle einer Flugphase des Fahrrads jegliche Schaltung zu unterbinden, und somit die Belastung der an dem Gangwechsel beteiligten Bauteile bzw. Komponenten drastisch zu reduzieren, was wiederum den Verschleiß der entsprechenden Komponenten reduziert.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren ferner den Schritt umfassen, dass, falls sich das Fahrrad derzeit nicht in einer Flugphase befindet, ein Aufheben des Unterbindens des Schaltvorgangs der Schaltvorrichtung des Fahrrads ausgeführt wird. Ein entsprechendes Aufheben kann hierbei ein Löschen des vorgenannten Kennzeichens beziehungsweise der vorgenannten Flag im Speicher sein. Jedoch kann auch ein anderes Flag entsprechend gesetzt werden, welches anzeigt, dass Gangwechsel ausgeführt werden dürfen. Alternativ ist es auch möglich, ein Aufheben dahingehend auszugestalten, dass im Falle des Empfangens eines Schaltwunsches ein entsprechender Gangwechsel ausgeführt wird.
Entsprechend umfasst ein Verfahren nach einer weiteren Ausführungsform zunächst das Empfangen eines Schaltwunsches von einer Schaltsteuereinrichtung. Eine derartige Schaltsteuereinrichtung kann beispielsweise eine Einheit sein, welche einen entsprechenden Schaltvorgang steuert. Jedoch kann es sich hierbei auch um eine Schaltautomatik des Fahrrads oder auch um eine vom Benutzer mittels einer Betätigungseinrichtung, wie beispielsweise einem Schalthebel oder ähnlichen, ansteuerbare Einrichtung, handeln. Wird von dieser Schaltsteuereinrichtung ein entsprechendes Schalt- wunschsignal empfangen, so wird im Schritt des Unterbindens kein Schaltsignal basierend auf dem Schaltwunschsignal ausgegeben, wohingegen im Schritt des Aufhebens ein Schaltsignal zum Ansteuern der Schaltungseinrichtung basierend auf dem Schaltwunschsignal ausgegeben wird. In einer Ausführungsform umfasst dies auch das Auslesen des entsprechenden Kennzeichens beziehungsweise des entsprechenden Flags, wie vorausgehend beschrieben, aus dem Speicher und ein hierauf basierendes Ausgeben oder Nichtausgeben eines Schaltsignals an die Schaltungseinrichtung.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Schaltwunschsignal, wie vorgehend bereits beschrieben, entweder von einer Schaltautomatik oder von einer Benutzerbetätigungseinrichtung empfangen werden.
In einem weiteren Aspekt kann die Sensorinformation entweder eine Beschleunigungsinformation, eine Neigungsinformation, eine Winkelgeschwindigkeitsinformation, eine Drehmomentinformation, eine Drehzahlinformation oder auch eine Positionsinformation sein, welche von einem entsprechenden Sensor ausgegeben wird. Auch eine Kombination der vorgenannten Sensorinformationen zur Bestimmung der Flugphase ist hierbei möglich. Für mögliche Ausgestaltungen der Erkennung wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ferner ein Computerprogrammprodukt, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Prozessor diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte auszuführen.
Auch ist nach einem weiteren Aspekt eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorgenannten Aspekte vorgesehen. Eine entsprechende Vorrichtung kann beispielsweise eine Steuervorrichtung des Fahrrads sein.
Entsprechend umfasst ein zugehöriges Fahrrad die Vorrichtung, wie soeben beschrieben, sowie eine Schaltungseinrichtung. Das Fahrrad kann ebenfalls einen Motor zum Unterstützen des Vorankommens, wie beispielsweise einen E-Motor, sowie eine elektronische Schaltung oder/und auch eine Automatikschalteinrichtung aufweisen. Ferner kann nach einem Aspekt das Fahrrad ferner die oben genannte Sensoreinrichtung umfassen, welche wiederum einen oder mehrere Sensoren umfasst.
In einer Ausführungsform können die Sensoren jedoch auch Sensoren eines Benutzerendgeräts, wie beispielsweise eines Smartphones, sein, welche sodann in dem oben beschriebenen Verfahren genutzt werden. Hierzu weist das Fahrrad hierbei eine Empfangseinrichtung zum Empfangen der Sensorinformation von dem genannten Benutzerendgerät auf.
Kurze Beschreibung der Figuren
Figur 1 zeigt eine Darstellung einer Flugphase eines Fahrrads.
Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
In Figur 1 ist ein Fahrrad 10 gezeigt, welches sich sowohl fahrend als auch in einer Flugphase fortbewegt.
Zwischen dem Punkt A1 und dem Punkt A2 befindet sich das Fahrrad nicht in einer Flugphase, sondern bewegt sich entsprechend auf dem Untergrund fort. Im Abschnitt zwischen Punkt A2 und Punkt A3 liegt die Flugphase vor, wobei die entsprechende Flugkurve mit dem Bezugszeichen 11 gekennzeichnet ist. Im Punkt A3 landet das Fahrrad wiederum auf dem Untergrund und bewegt sich auf diesem bis zum Punkt A4 fort.
In der Fig. 2 ist das Verfahren zum Komponentenschutz bei einem Fahrrad gezeigt. Hierbei wird zunächst im Schritt S1 Sensorinformation von einer Sensoreinrichtung empfangen. Sodann wird in Schritt S2 eine Bestimmung ausgeführt, ob sich das Fahrrad derzeit in einer Flugphase befindet. Diese wird basierend auf der in Schritt S1 empfangenen Sensorinformation ausgeführt. Wird der Schritt S2 in der Phase zwischen Punkt A1 und Punkt A2 beziehungsweise zwischen Punkt A3 und Punkt A4 in Figur 1 ausgeführt, so wird keine Flugphase erkannt. In diesem Fall wird das Aufheben des Unterbindens des Schaltvorgangs der Schaltungseinrichtung des Fahrrads in Schritt S3a ausgeführt. Hierzu wird in Schritt S3a ein entsprechendes Flag, beziehungsweise ein entsprechendes Kennzeichen, in einem Speicher gesetzt, welches einer Schaltungseinrichtung des Fahrrads anzeigt, dass ein Schaltvorgang ausgeführt werden kann, falls dieser von einer Schaltautomatik oder dem Benutzer angefordert wird. Wird der Schritt S2 jedoch im Bereich zwischen den Punkten A2 und A3 ausgeführt, so wird eine Flugphase erkannt und sodann in Schritt S3b ein Unterbinden eines Schaltvorgangs einer Schaltungseinrichtung des Fahrrads ausgeführt. Hierzu wird wiederum ein entsprechendes Flag, beziehungsweise ein entsprechendes Kennzeichen, im Speicher gesetzt. Dieses Kennzeichen zeigt einer Schaltungseinrichtung an, dass, auch wenn eine Schaltautomatik oder der Benutzer den Schaltvorgang anfordert, keine Ansteuerung der Schaltungseinrichtung zur Durchführung eines Gangwechsels ausgeführt werden darf.
Bezugszeichen
10 Fahrrad
11 Flugkurve
A1 , A2, A3, A4 Punkte der Fortbewegungskurve
51 Empfangen von Sensorinformation
52 Bestimmen einer Flugphase
S3a Aufheben eines Unterbindens
S3b Unterbinden eines Schaltvorgangs

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Komponentenschutz bei einem Fahrrad (10), die Schritte umfassend:
Empfangen (S1 ) von Sensorinformation von einer Sensoreinrichtung;
Bestimmen (S2), basierend auf der Sensorinformation, ob sich das Fahrrad (10) derzeit in einer Flugphase befindet; und falls sich das Fahrrad (10) derzeit in einer Flugphase befindet, Unterbinden (S3b) eines Schaltvorgangs einer Schaltungseinrichtung des Fahrrads (10).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , ferner den Schritt umfassend: falls sich das Fahrrad (10) derzeit nicht in einer Flugphase befindet, Aufheben (S3a) des Unterbindens des Schaltvorgangs der Schaltungseinrichtung des Fahrrads (10).
3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend:
Empfangen eines Schaltwunschsignals von einer Schaltsteuereinrichtung; wobei im Schritt des Unterbindens (S3b) kein Schaltsignal basierend auf dem Schaltwunschsignal ausgegeben wird, und wobei im Schritt des Aufhebens (S3a) ein Schaltsignal zum Ansteuern der Schaltungseinrichtung basierend auf dem Schaltwunschsignal ausgegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Schaltwunschsignal entweder von einer Schaltautomatik oder von einer Benutzerbetätigungseinrichtung empfangen wird.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Sensorinformation eines oder mehrere umfasst von:
- einer Beschleunigungsinformation eines Beschleunigungssensors;
- einer Neigungsinformation eines Neigungssensors;
- einer Winkelgeschwindigkeitsinformation eines Gyroskops;
- einer Drehmomentinformation eines Drehmomentsensors;
- einer Drehzahlinformation eines Drehzahlsensors; und/oder
- einer Positionsinformation eines Positionssensors.
6. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Prozessor diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche auszuführen.
7. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
8. Fahrrad (10), umfassend:
- die Vorrichtung nach Anspruch 7; und
- die Schaltungseinrichtung.
9. Fahrrad (10) nach Anspruch 8, wobei das Fahrrad (10) ferner die Sensoreinrichtung umfassend einen oder mehrere Sensoren umfasst.
10. Fahrrad (10) nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Fahrrad (10) ferner eine Empfangseinrichtung zum Empfangen der Sensorinformationen von einem Benutzerendgerät umfasst.
PCT/EP2024/067221 2023-06-26 2024-06-20 Verfahren zum komponentenschutz eines fahrrads Ceased WO2025002966A1 (de)

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