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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer mechanischen Überbeanspruchung eines Motorrads.
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Bei Sonderereignissen im Fahrbetrieb von Motorrädern, wie beispielsweise das Durchfahren eines Schlaglochs, können Beschädigungen am Fahrwerk entstehen. Treten derartige Sonderereignisse schwächerer Form dafür jedoch gehäuft auf, vergrößert sich ebenfalls das Risiko eines Bauteilversagens. Die resultierenden Bauteilschäden bzw. Defekte am Fahrwerk bzw. Fahrzeug sind für einen Fahrer mit dem bloßen Auge nur bedingt zu erkennen. Darüber hinaus ist es im Service teilweise sehr aufwendig, Schäden am Fahrwerk zu erkennen bzw. das Fahrwerk auf Schäden zu untersuchen.
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Die
DE 10 2016 219 785 A1 betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Sicherheitssystems eines Zweiradfahrzeugs, wobei mittels zumindest eines Inertialsensors eine Bewegung des Zweiradfahrzeugs auf unerwartete Ereignisse überwacht wird, um beim Erfassen eines unerwarteten unnormalen Ereignisses eine Sicherheitsmaßnahme auszulösen. Die Überwachung wird dabei insbesondere durch Analyse der Signalstärke des oder der Inertialsensoren durchgeführt. Dies bietet sich an, um unnormale Ereignisse zu erfassen, wie beispielsweise einen Unfall oder dergleichen. Sobald ein unerwartetes unnormales Ereignis erfasst wurde, wird ein Signal, wie beispielsweise ein Notruf, eingeleitet, um dem Fahrer oder Beifahrer des Zweiradfahrzeugs Hilfe zu senden. Die bekannten Lösungen haben jedoch den Nachteil, dass unerwartete Ereignisse, die jedoch nicht unnormal sind, wie beispielsweise das Fahren auf einer unebenen Fahrbahn, das Überfahren eines Hindernisses, wie beispielsweise eines Randsteins oder eines Schlaglochs, ebenfalls als unerwartete Ereignisse erfasst werden. Daher ist es wichtig, bestimmen zu können, ob das Zweiradfahrzeug mit oder ohne Fahrer umgefallen ist, oder ob es tatsächlich von niemandem benutzt wird, sodass eine erfasste Schräglage des Zweiradfahrzeugs nicht auf einen Unfall deutet, sondern Sinn ergibt, wie beispielsweise bei einer Kurvenfahrt. Es ist daher wichtig, erkennen zu können, ob ein Fahrer von dem Zweiradfahrzeug abgestiegen ist, oder nicht. Weiter nachteilig an diesem Verfahren ist, dass es zwar heftige Sonderereignisse registriert und bei einem gleichzeitigen Verlassen des Fahrersitzes durch den Fahrer einen Notruf sendet, sämtliche vorstehend beschriebenen kleineren Belastungen aber nicht registriert und verarbeitet. Eine hohe Anzahl von kleinen Belastungen kann aber Schäden am Fahrwerk verursachen. Zudem sind diese weitaus schwieriger zu detektieren und besitzen deshalb ein nicht unerhebliches Maß an Gefahrenpotential. Bei einer Überbeanspruchung sind entstehende Schädigungen nicht oder nur mit genauer Kenntnis und Aufwand zu entdecken. Es verbleibt immer ein Risiko für den Fahrer und den Hersteller bezüglich der Produkthaftung.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Erkennung einer mechanischen Überbeanspruchung bereitzustellen, das neben heftigen Einzelereignissen auch sämtliche relevante kleinere Sonderereignisse registriert und sowohl dem Fahrer als auch dem Servicemitarbeiter in einer Werkstatt die Möglichkeit bietet, Schäden an dem Motorrad aufgrund dieser Ereignisse frühzeitig zu erkennen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Erkennung einer mechanischen Überbeanspruchung eines Motorrads vorgeschlagen, mittels einer Ermittlung von aktuellen Fahrzeugbetriebsparametern, die von einer Beschleunigung des Motorrads in Fahrzeuglängsrichtung, Fahrzeugquerrichtung und/oder Fahrzeugvertikalrichtung bestimmt werden, einer Verarbeitung der Fahrzeugbetriebsparameter und einer Anzeige von Fahrzeuginformationen. Das Verfahren umfasst die Schritte des kontinuierlichen Erfassens der aktuellen Fahrzeugbetriebsparameter mittels einer Sensorik und des Vergleichs der aktuellen Fahrzeugbetriebsparameter mit in einem Steuergerät hinterlegten Grenzwerten für die entsprechenden Fahrzeugbetriebsparameter. Bei jedem Überschreiten von einem der Grenzwerte werden die entsprechend während der Überschreitung des jeweiligen Grenzwerts aktuellen Fahrzeugbetriebsparameter in Kategorien eingeteilt und in einem Datenspeicher gespeichert. Darüber hinaus ist für jede Kategorie ein Schwellenwert im Datenspeicher hinterlegt und das Steuergerät gibt bei einem Überschreiten des Schwellenwerts ein Signal an eine Anzeige zur Anzeige von Fahrzeuginformationen aus. Hierfür werden Sensoren verbaut, die bei bestimmten Bedingungen einen Unfall erkennen können. Die Beschleunigungssensoren sind nahe dem Fahrzeugschwerpunkt angeordnet und zur Detektion von hohen Beschleunigungen, wie bei einem Unfall/Auffahrunfall/Crash, wird beispielsweise ein sogenannter High-G-Sensor verwendet. Ein sogenannter Low-G-Sensor wird zur Ermittlung von kleinen Beschleunigungen, wie z.B. Erschütterungen, genutzt und kann außerdem die Lage und die Rotationen des Fahrzeugs bestimmen. Auf diese Weise lassen sich sämtliche Beschleunigungen in Fahrzeuglängsrichtung, Fahrzeugquerrichtung und/oder Fahrzeugvertikalrichtung über ein vorbestimmtes Zeitintervall messen und anschließend auswerten.
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Ferner können diese Sensoren kleinere Belastungen detektieren und diese je nach Betrag und Häufigkeit gespeichert werden. Bei Überschreiten einer bestimmten Häufigkeit und/oder bei einem heftigen Einzelereignis können diese Informationen an den Fahrer weitergegeben werden. Im Servicefall kann diese Information ebenso ausgelesen werden. Demzufolge können in der Werkstatt Überprüfungen zielgerichtet stattfinden, da entsprechend der Daten in dem Steuergerät die Komponenten des Fahrzeugs untersucht werden, die zuvor stark belastet wurden.
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Vorteilhaft daran ist, dass sämtliche Belastungen bzw. Beanspruchungen, die auf das Motorrad wirken, registriert und abgespeichert werden können. Mittels des Grenzwerts kann folglich festgelegt werden, ab welchem Ausmaß einer Belastung die entsprechenden Daten aufgezeichnet werden. Die Unterteilung in Kategorien präzisiert hierfür die Vorhersage, da sich so einzelne Belastungen besser einordnen bzw. zuordnen lassen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der jeweilige Schwellenwert eine Anzahl von Überschreitungen eines Grenzwerts einer Kategorie und/oder eine maximal zulässige einmalige Belastung bzw. Beanspruchung einer Kategorie beträgt. Der Schwellenwert definiert die Anzahl von Grenzwertüberschreitungen einer gewissen Kategorie, ab der ein mögliches Bauteilversagen einer Komponente eintreten kann. Im Anschluss an jede Grenzwertüberschreitung wird der entsprechende Wert kumuliert, solange bis der Schwellenwert erreicht ist und infolgedessen ein Signal an die Anzeige ausgegeben wird.
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Grundsätzlich lassen sich beliebig viele Kategorien festlegen. Zur Veranschaulichung wird das Verfahren anhand eines Beispiels mit einer Unterteilung in zwei Kategorien entsprechend einer großen und einer kleinen Belastung erläutert. Eine Messung erfolgt für bestimmte Zeitintervalle von beispielsweise 5 ms oder 6 ms. Es sind aber auch mehrere Zeitintervalle möglich. Für die Kategorie der großen Belastung ist der Schwellenwert für die Anzahl an Vorkommnissen auf den Wert 1 gesetzt. Dies bedeutet, dass sobald eine große Belastung, wie z.B. eine Situation kurz vor oder vergleichbar mit einem Unfall, in der sehr hohe Kräfte und Beschleunigungen auf das Motorrad wirken, eintritt, die Belastung und aktuellen Fahrzeugbetriebsparameter in dem Steuergerät abgespeichert werden und ein vorbestimmtes Signal ausgegeben wird. Für die Kategorie der kleinen Belastung ist ein Schwellenwert von 100 Vorkommnissen festgelegt. Erfährt das Motorrad eine Belastung, die den Grenzwert der kleinen Belastung überschreitet, wie z.B. das Fahren über einen Bordstein oder durch ein Schlagloch, werden die Belastung und aktuellen Fahrzeugbetriebsparameter in der entsprechenden Kategorie in dem Steuergerät abgespeichert. Die Ausgabe eines Signals erfolgt aber erst nachdem die Anzahl der Ereignisse, die den Grenzwert der kleinen Belastung überschreiten, den Schwellenwert von 100 erreicht. Dies ist besonders von Vorteil, da einmalig auftretende kleine Belastungen für gewöhnlich keine negativen Auswirkungen aufweisen. In Summe könnten diese Belastungen dagegen für Beschädigungen am Motorrad verantwortlich sein. Ferner sind diese Beschädigungen meist nicht mit dem bloßen Auge zu erkennen oder werden von dem Fahrer nicht in Erwägung gezogen, da kleine Belastungen für diesen oft nicht problematisch gesehen werden. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft bei einem Überschreiten eines Schwellenwertes von kleinen Belastungen ein entsprechendes Signal auszugeben und/oder dem Service in der Werksstatt diese Daten zugänglich zu machen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Art des Signals entsprechend einer der Kategorien und des entsprechenden Schwellenwerts angepasst wird. Dabei ist günstig, dass für unterschiedliche Situationen auch verschiedene Signale ausgegeben werden. Dem Fahrer kann auf diese Weise mitgeteilt werden, ob die erfahrenen Belastungen kritisch waren und das Motorrad aufgrund eines heftigen Einzelereignisses sofort abgestellt werden muss oder beispielsweise noch fahrtauglich ist, es sich aber infolge vieler kleiner Sonderereignisse empfiehlt, in naher Zukunft eine Werkstatt aufzusuchen. Für den Fahrer ist deshalb die Handlungsempfehlung genauer und er kann entsprechend der Situation reagieren.
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In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Signal in Form einer Textausgabe auf der Anzeige ausgegeben wird. Mittels einer Textausgabe auf der Anzeige bzw. einem Display kann dem Fahrer eine genaue, an die entsprechende Situation angepasste Handlungsempfehlung gegeben werden. Diese Nachricht ist für den Fahrer eindeutig zu verstehen und Fehlinterpretationen bzw. Missverständnisse sind somit kaum möglich.
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In einer weiteren vorteilhaften Variante ist vorgesehen, dass das Signal mittels einer in der Anzeige integrierten Kontrollleuchte ausgegeben wird. Die Leuchte kann beispielsweise ähnlich einem Ampelsystem mit den Farben Rot, Gelb und Grün aufgebaut sein. Jeder Farbe kann dann eine bestimmte Bedeutung zugeordnet werden.
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Ferner ist eine Ausführung günstig, bei der die auf das Motorrad einwirkende Kraft in dem Steuergerät mittels der aktuellen Fahrzeugbetriebsparameter berechnet wird. Dies lässt sich über die gemessenen Werte der Beschleunigung des Motorrads in Fahrzeuglängsrichtung, Fahrzeugquerrichtung und Fahrzeugvertikalrichtung umsetzen, die anschließend durch das Steuergerät berechnet werden. Dabei ist günstig, dass über die ermittelten Kräfte die genaue Belastung des Motorrads bekannt sind und diese mit den Werten des Datenspeichers verglichen werden können. Deshalb lässt sich eine sehr genaue Abschätzung der Beanspruchung wiedergeben bzw. vorhersagen.
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Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Sensorik die Fahrzeugbetriebsparameter mit mindestens einem mehraxialen Beschleunigungssensor zur Ermittlung einer Beschleunigung in Fahrzeug-Längs-, Quer- und Vertikalrichtung und mindestens einen Lagesensor, zur Ermittlung einer Ausrichtung des Motorrads im Raum, gemessen werden. Auf diese Weise lässt sich die Ausrichtung des Motorrads und die auf diese räumliche Lage einwirkende Kraft entsprechend diese Randbedingungen ermitteln.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weist das Steuergerät eine Schnittstelle auf, über die die im Datenspeicher hinterlegten aktuellen Fahrzeugbetriebsparameter bei einer Überschreitung eines Grenzwerts oder eines Schwellenwerts auslesbar sind. Dabei ist vorteilhaft, dass ein Servicemitarbeiter in der Werkstatt bei einer Kontrolle des Motorrads auf sämtliche Daten des Datenspeichers zugreifen kann. Anschließend kann der Mitarbeiter anhand dieser Daten gezielt die kritischen Bereiche des Motorrads untersuchen. Somit sinkt das Risiko von Beschädigungen, die nicht erkannt werden und es entfallen überflüssige Kontrollen.
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In einer Weiterbildung des vorliegenden Verfahrens ist ferner vorgesehen, dass das Steuergerät eine Vorrichtung zur Fernübertragung der im Datenspeicher hinterlegten aktuellen Fahrzeugbetriebsparameter umfasst. Die Fahrzeugbetriebsparameter werden mittels der Fernübertragung an eine Datenbank gesendet, mit in der Datenbank hinterlegten Fahrzeugbetriebsparametern verglichen und die im Steuergerät hinterlegten Grenzwerte und Schwellenwerte aktualisiert. Durch das Ablegen der Daten in einer Datenbank kann das Kundenverhalten besser verstanden und bei Neuentwicklungen genutzt werden. Außerdem können dem Fahrer immer die neuesten Entwicklungen zur Verfügung gestellt werden, wodurch der Sicherheitsaspekt weiter erhöht wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016219785 A1 [0003]