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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrrad mit einem Objekterkennungssystem zum Bereitstellen von ein Hindernis repräsentierender Hindernisinformation.
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Aus der
EP 3 301 007 B1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Motors eines teilweise elektrisch angetriebenen Fahrrads bekannt, bei welchem vermittels eines Objekterkennungssystems der in Fahrtrichtung vor dem Fahrer liegende Bereich erfasst wird und Hindernisse in diesem Bereich wiedergebende Hindernisinformation genutzt wird, um den Elektromotor des Fahrrads derart anzusteuern, dass dieser die Durchführung eines Ausweichmanövers unterstützt.
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Aus der
DE 10 2017 206 569 B3 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem bei einem mit einem Hilfsmotor unterstützend angetriebenen Fahrrad ein Längsabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug und auch der seitliche Versatz des Fahrrads zu dem vorausfahrenden Fahrzeug erfasst werden und in Abhängigkeit von dem erfassten Längsabstand und dem erfassten seitlichen Versatz der Antriebsmotor des Fahrrads derart angesteuert wird, dass das Fahrrad in den Windschatten des vorausfahrenden Fahrzeugs gesteuert wird.
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Die Druckschrift
DE 10 2017 212 697 A1 offenbart ein Spreizsitz-Fahrzeug, enthaltend einen Vorwärtsfahrt-Sensor und eine Bremse, die das Fahrzeug durch Betätigung eines von einem Fahrer bedienbaren Brems-Bedienelementes abbremst. Eine Steuereinrichtung identifiziert einen Auslöser für ein autonomes Brems-Ereignis für die Bremse. Ein Fahrer-Sensorsystem steht in elektrischer Verbindung mit der Steuereinrichtung und enthält einen Sensor für Wahrnehmungsfähigkeiten eines Fahrers, der in Funktion Parameter von Wahrnehmungsfähigkeiten eines Fahrers erfassen und einen Status von Wahrnehmungsfähigkeiten eines Fahrers an die Steuereinrichtung melden kann, oder/und einen Sensor für physische Anwesenheit eines Fahrers, der in Funktion Parameter einer physischen Präsenz eines Fahrers an dem Fahrzeug erfassen und einen Status physischer Präsenz des Fahrers an die Steuereinrichtung melden kann. Die Steuereinrichtung ist so programmiert, dass sie in Reaktion auf die Identifizierung des Auslösers für ein autonomes Brems-Ereignis eine Prüfung auf eine sichere kognitive Präsenz des Fahrers mit dem Sensor für Wahrnehmungsfähigkeiten eines Fahrers durchführt oder/und eine Prüfung auf eine sichere physische Präsenz des Fahrers mit dem Sensor für physische Anwesenheit eines Fahrers durchführt.
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Die Druckschrift
DE 10 2004 054 720 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem Kollisionsvermeidungssystem, umfassend Mittel zur Erfassung potentieller Kollisionspartner und mit einer Steuereinheit verbundene Mittel zur Auswertung einer Kollisionsgefahr. Es wird in dieser Druckschrift vorgeschlagen, dass bei relativer seitlicher Annäherung des Kollisionspartners eine Aktorik aktiviert wird, um eine Solltrajektorie des Fahrzeugs zur Vermeidung einer lateralen Kollision vorzugeben. Ferner offenbart diese Druckschrift eine Vorrichtung zum Ausführen eines entsprechenden Verfahrens.
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Die Druckschrift
WO 90/ 02 985 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Kollisionsvermeidung. Da gemäß dieser Druckschrift in kritischen Verkehrssituationen häufig nicht schnell genug und situationsgerecht auf Gefährdungen durch Hindernisse reagiert werden kann, soll in derartigen Fällen gemäß dieser Druckschrift mittels einer automatischen Kollisionsvermeidung ein kollisionsvermeidendes Beschleunigungs-, Brems- bzw. Ausweichmanöver durchgeführt werden. Dies wird gemäß dieser Druckschrift durch ein hierarchisch aufgebautes Verfahren und durch eine zugehörige Vorrichtung bewerkstelligt, wobei sensorische Daten des Fahrzeuges und seiner Sollbahn erfasst und daraus ermittelte Sollsignale der Fahrzeugbahn einer zweiten hierarchischen Stufe einer Kollisionsvermeidungs-Vorrichtung zusammen mit den beispielsweise sensorisch erfassten Daten einer Hindernisbahn zugeführt und darüber die Stellglieder der Fahrzeugregelung im Sinne einer Kollisionsvermeidung in einer dritten hierarchischen Stufe angesteuert werden. Das Verfahren und die Vorrichtung eignen sich gemäß dieser Druckschrift insbesondere für Straßenfahrzeuge.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrrad vorzusehen, bei welchem die Gefahr der Kollision mit einem vor dem Fahrrad sich befindenden Hindernis verringert ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Fahrrad gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fahrrads sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Fahrrad werden den Fahrer in seiner Reaktion auf ein vor dem Fahrrad auftauchendes Hindernis unterstützende Maßnahmen ergriffen, die jedoch das Entstehen sicherheitskritischer Situationen aufgrund der ergriffenen Maßnahmen selbst vermeiden.
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Zur zuverlässigen Erfassung von Hindernissen kann das Objekterkennungssystem dazu ausgebildet sein, die Hindernisinformation auf der Grundlage von von einem Hindernis reflektierter Strahlung zu erzeugen.
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Hierzu kann das Objekterkennungssystem umfassen:
- - eine LIDAR-Einheit, oder
- - eine RADAR-Einheit, oder
- - eine Kamera-Einheit.
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Während eine LIDAR-Einheit und eine RADAR-Einheit dazu ausgebildet sind, mit von diesen ausgestrahlter Strahlung das Umfeld vor dem Fahrrad abzutasten und die Hindernisinformation auf der Grundlage der von diesen abgegebenen und von einem Hindernis reflektierten Strahlung bereitzustellen, erzeugt eine Kamera-Einheit ein Bild bzw. Bilddaten von dem Umfeld vor dem Fahrrad, so dass durch Bildauswertung auf das Vorhandensein eines Hindernisses geschlossen werden kann.
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Um einem Fahrradfahrer das Vorhandensein eines Hindernisses zu signalisieren, kann das Sicherheitssystem eine Sicherheits-Warneinheit umfassen, wobei die Sicherheits-Warneinheit dazu ausgebildet ist, bei Ansteuerung durch die Sicherheits-Ansteuereinheit eine optische Warnung oder/und eine akustische Warnung oder/und eine Vibrationswarnung zu erzeugen.
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Weiter umfasst erfindungsgemäß zur Unterstützung eines Fahrradfahrers das Sicherheitssystem einen Sicherheits-Bremsaktuator, wobei der Sicherheits-Bremsaktuator dazu ausgebildet ist, bei Ansteuerung durch die Sicherheits-Ansteuereinheit bei einem Vorderrad oder/und einem Hinterrad eine Sicherheits-Bremskraft zu erzeugen.
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Das Fahrrad kann ein Bremssystem mit einer Vorderradbremse oder/und einer Hinterradbremse aufweisen, mit welchen im normalen Fahrbetrieb das Fahrrad erforderlichenfalls gebremst werden kann. Der Sicherheits-Bremsaktuator kann dabei in einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform dazu ausgebildet sein, zur Erzeugung der Sicherheits-Bremskraft auf das Bremssystem einzuwirken. Es kann also das an einem Fahrrad vorgesehene Bremssystem dazu genutzt werden, eine Notbremsung einzuleiten oder zu unterstützen.
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Dies kann in besonders einfacher und zuverlässiger Art und Weise erfolgen, wenn das Bremssystem ein Druckfluidbremssystem, vorzugsweise hydraulisches Bremssystem, ist, und wenn der Sicherheits-Bremsaktuator zur Erhöhung des Fluiddrucks in dem Bremssystem ausgebildet ist.
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Beispielsweise kann der Sicherheits-Bremsaktuator eine Geber-Zylinder/Kolben-Baugruppe umfassen.
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Um bei einer durch das Sicherheitssystem ausgelösten Notbremsung das Entstehen einer unstabilen Fahrsituation zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass der Sicherheits-Bremsaktuator dazu ausgebildet ist, nur bei dem Hinterrad eine Sicherheits-Bremskraft zu erzeugen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Fahrrads gemäß Anspruch 7.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die 1 beschrieben, welche ein Fahrrad in Seitenansicht zeigt.
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In 1 ist ein Fahrrad 10 in prinzipieller Art und Weise in Seitenansicht dargestellt. Das Fahrrad 10 umfasst einen Fahrradrahmen 12. An dem Fahrradrahmen 12 sind ein Hinterrad 14 und an einer Gabel 16 ein Vorderrad 18 getragen. Mit der Gabel 16 ist ein Lenker 20 zum Lenken des Fahrrads 10 verbunden. Ferner ist am Rahmen 12 ein Sattel 22 vorgesehen.
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Zum Antreibend des Fahrrads 10 kann ein herkömmlicher Pedal-Kette-Antrieb 24 dienen, welcher durch einen in 1 nicht dargestellten elektromotorischen Antrieb unterstützt werden kann.
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Das Fahrrad 10 umfasst ferner ein allgemein mit 26 bezeichnetes Bremssystem. Das Bremssystem 26 umfasst eine Vorderradbremse 28 und eine Hinterradbremse 30. In Zuordnung zur Vorderradbremse 28 und in Zuordnung zur Hinterradbremse 30 sind am Lenker 20 jeweilige Bremshebel 32 vorgesehen. Im Falle eines mechanisch betätigten Bremssystems 26 sind die Bremshebel 32 durch Bowdenzug-Systeme mit der Vorderradbremse 28 bzw. der Hinterradbremse 30 verbunden. In dem in 1 dargestellten Beispiel eines Fahrrads 10 ist das Bremssystem 26 ein mit Druckfluid, insbesondere einer Druckflüssigkeit, arbeitendes Bremssystem, so dass eine durch Betätigung der Bremshebel 32 generierte Betätigungskraft durch an den Bremshebeln 32 jeweils vorgesehene Geber-Zylinder/Kolben-Baugruppen in einen erhöhten Fluiddruck umgesetzt wird und durch an der Vorderradbremse 28 bzw. der Hinterradbremse 30 vorgesehene Nehmer-Zylinder/Kolben-Baugruppen der erhöhte Fluiddruck dann in eine Betätigungskraft für die auf das Vorderrad 18 bzw. das Hinterrad 14 einwirkende Vorderradbremse 28 bzw. Hinterradbremse 30 umgewandelt wird.
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An dem Fahrrad 10 ist im vorderen Bereich desselben ein allgemein mit 34 bezeichnetes Objekterkennungssystem vorgesehen. Das Objekterkennungssystem 34 kann ein vor dem Fahrrad sich befindendes oder auftauchendes Hindernis 36 durch Aufnehmen von von dem Hindernis 36 abgegebener bzw. reflektierter Strahlung erkennen. Beispielsweise kann das Objekterkennungssystem 34 eine LIDAR-Einheit oder eine RADAR-Einheit umfassen, also Systeme, welche aktiv Strahlung abgeben und dann einen Teil dieser von dem Hindernis 36 reflektierten Strahlung wieder erfassen und beruhend darauf eine Hindernisinformation bereitstellen. Alternativ kann das Objekterkennungssystem eine Kamera-Einheit umfassen, welche das vor dem Fahrrad 10 liegende Umfeld filmt und beruhend auf den Bilddaten eine das vor dem Fahrrad 10 sich befindende Hindernis 36 repräsentierende Hindernisinformation bereitstellt.
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Am Rahmen 12 des Fahrrads 10 ist ferner eine allgemein mit 38 bezeichnete Sicherheits-Ansteuereinheit vorgesehen. Die Sicherheits-Ansteuereinheit 38 empfängt die Hindernisinformation von dem Objekterkennungssystem 34. Dabei kann diese Hindernisinformation bereitgestellt sein durch die vermittels des Objekterkennungssystems 34 bereitgestellten Erfassungsdaten, welche hinsichtlich der Positionierung oder/und Größe des Hindernisses 36 noch nicht ausgewertet sind. Die Auswertung dieser Information bzw. Daten kann in der Sicherheits-Ansteuereinheit 38 erfolgen, um auf diese Art und Weise Information darüber bereitzustellen, in welcher Entfernung das Hindernis 36 sich zum Fahrrad 10 befindet bzw. in welcher seitlichen Lage bzw. wie groß das Hindernis 36 ist. Alternativ kann die vom Objekterkennungssystem 34 in die Sicherheits-Ansteuereinheit 38 abgegebene Hindernisinformation bereits ausgewertet sein, also beruhend auf den im Objekterkennungssystem 34 generierten Erfassungsdaten indizieren, wie groß das Hindernis 36 ist, in welcher Entfernung dieses sich zum Fahrrad 10 befindet bzw. in welcher seitlichen Positionierung dieses sich bezüglich der Fahrtrichtung des Fahrrads 10 befindet.
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Beruhend auf der vom Objekterkennungssystem 34 bereitgestellten Hindernisinformation kann die Sicherheits-Ansteuereinheit 38 am Fahrrad 10 verschiedene Sicherheitsmaßnahmen auslösen, wenn die Hindernisinformation das Vorhandensein eines sicherheitskritischen Hindernisses 36 vor dem Fahrrad 10 indiziert. Beispielsweise kann die Sicherheits-Ansteuereinheit 38 eine Sicherheits-Warneinheit 40 ansteuern bzw. aktivieren, so dass diese eine für einen Fahrradfahrer wahrnehmbare Warnung generieren kann. Dies kann beispielsweise eine optische Warnung durch das beispielsweise periodische Einschalten eines Warnlichts sein. Auch kann die Sicherheits-Warneinheit 40 eine akustische Warnung oder eine Vibrationswarnung erzeugen, welche dem Fahrradfahrer das Vorhandensein eines Hindernisses signalisieren. Die Sicherheits-Warneinheit 40 kann als separate Baugruppe beispielsweise im Bereich des Lenkers 20 und somit für einen Fahrradfahrer gut wahrnehmbar vorgesehen sein. Sie kann selbstverständlich aber auch an anderer Stelle am Fahrrad 10 untergebracht sein oder in die Sicherheits-Ansteuereinheit 38 integriert sein.
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Die Sicherheits-Ansteuereinheit 38 kann alternativ oder zusätzlich dazu ausgebildet sein, auf das Bremssystem 36 einwirken. Dazu kann das allgemein mit 44 bezeichnete Sicherheitssystem einen am Rahmen 12 vorgesehenen Sicherheits-Bremsaktuator 46 umfassen, welcher unter der Ansteuerung der Sicherheits-Ansteuereinheit 38 steht. Ist, wie vorangehend beschrieben, das Bremssystem 26 als Druckfluidbremssystem ausgebildet, kann der Sicherheits-Bremsaktuator 46 eine Geber-Zylinder/Kolben-Baugruppe 48 umfassen, welche beispielsweise in einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform in die zwischen einem der Bremshebel 32 und der Hinterradbremse 30 verlaufende Druckfluidleitung 50 eingekoppelt ist, so dass eine Aktivierung der Geber-Zylinder/Kolben-Baugruppe 48 des Sicherheits-Bremsaktuators 46 zu einer Erhöhung des Fluiddrucks in der Druckfluidleitung 50 und somit einer Betätigung der Hinterradbremse 30 führt. Somit kann eine durch einen Fahrradfahrer möglicherweise selbst bereits ausgelöste Bremsung unterstützt werden oder, sofern der Fahrradfahrer das Hindernis 36 noch nicht erkannt hat oder auf dessen Auftauchen noch nicht reagiert hat, eine derartige Notbremsung selbst ausgelöst.
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Das Ankoppeln des Sicherheits-Bremsaktuators 46 an die Hinterradbremse 30 erhöht die Sicherheit beim Durchführen einer derartigen Notbremsung, da das Entstehen einer potentiell gefährlichen Situation beispielsweise durch das Blockieren eines Rades, beim Hinterrad 14 weniger kritisch ist, als beim Vorderrad 18. Selbstverständlich könnte jedoch auch eine Einwirkung auf die Vorderradbremse 28 oder sowohl auf die Hinterradbremse 30, als auch die Vorderradbremse 28 erfolgen.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der Sicherheits-Bremsaktuator 46 vom Bremssystem 26 vollständig entkoppelt und wirkt mit einem neben dem Bremssystem 26 vorgesehenen Sicherheitsbremssystem zusammen, welches nur bei Durchführung einer derartigen nicht vom Fahrradfahrer selbst ausgelösten Notbremsung aktiviert wird.
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Um bei dem Sicherheitssystem 44 die verschiedenen Systembereiche desselben mit elektrischer Energie zu versorgen, ist am Fahrrad 10 ferner eine wiederaufladbare Batterie 52 vorgesehen. Diese kann die Energie für den Betrieb der Sicherheits-Ansteuereinheit 38, des Objekterkennungssystems 34, der Sicherheits-Warneinheit 40 sowie auch eines elektromotorischen Antriebs der Geber-Zylinder/Kolben-Baugruppe 48 des Sicherheits-Bremsaktuators 46 liefern.
