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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage.
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Stand der Technik
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Insbesondere bei Zweirädern besteht bei Fahrzeugen die Notwendigkeit, sie gegen Diebstahl zu schützen. Während bei Kraftwägen die Karosserie üblicherweise einen abschließbaren Raum bietet, der einen direkten Zugang zum Innenraum und somit zum Fahrzeug verhindert, ist gerade bei Zweirädern ein reines Abstellen nicht geeignet, das Fahrzeug gegen Diebstahl zu schützen. Motorräder und Elektrofahrräder bieten hierzu über ihre verwendeten Motoren ebenfalls die Möglichkeit, diese durch ein entsprechendes Schlosssystem gegen unbefugtes Benutzen zu sichern. Dagegen weisen konventionelle Fahrräder ohne ergänzenden Motorantrieb diese Abschließfunktion nicht auf. Stattdessen werden sowohl die Fahrrädern als auch die Elektrofahrräder bzw. die motorisierten Zweiräder oftmals mit einem weiteren Sicherungsschloss manuell gesichert, welches beispielsweise mit einem festen Gegenstand (z.B. Fahrradständer, Zaun, Laterne) verbunden wird. Diese manuelle Sicherung erfordert jedoch sowohl einen gewissen Aufwand als auch die Notwendigkeit, geeignete Stellplätze zur Anbindung des Schlosses zu finden. Weiterhin ist mit der Verwendung beispielsweise eines Fahrradschlosses auch die Gefahr verbunden, sich beim Durchfädeln des Schlosses durch die Speichen schmutzig zu machen.
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Bei einigen Elektrofahrrädern gibt es darüber hinaus auch die Möglichkeit, die Benutzung des verbauten Motors über die Abnahme des Steuerungsgeräts zu sperren. Hierzu ist jedoch notwendig, dass der Fahrer das Steuergerät, z.B. ein Display in Form einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human-Machine-Interface - HMI), mitnehmen und aufbewahren muss.
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Weiterhin ist möglich, dass über das HMI ein Code eingegeben werden muss, der den Motor sperrt bzw. für die Nutzung frei schaltet.
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Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Lösung präsentiert werden, die einen Diebstahlschutz unter Verwendung eines im Fahrzeug vorhanden Bremssystems realisiert.
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Offenbarung der Erfindung
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Zur Realisierung eines Diebstahlschutzes gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung beziehungsweise ein Verfahren zur Steuerung einer elektronischen Komponente eines Zweirads, insbesondere einer Bremsanlage eines Fahrrads, beansprucht. Dabei ist vorgesehen, dass die Bremsanlage ein Bremsbetätigungsmittel aufweist, welches vom Fahrer des Zweirads in wenigstens zwei voneinander unterscheidbare Betriebszustände gebracht werden kann. Weiterhin ist in der Bremsanlage ein erster Sensor vorgesehen, welcher den jeweiligen Betätigungszustand des Bremsbetätigungsmittels erfasst. Alternativ ist auch möglich, dass der erste Sensor den Wechsel des Betätigungszustands erfasst. Die vorliegende Erfindung besteht dabei darin, dass mittels des ersten Sensors wenigstens zwei aufeinander folgende Betätigungszustände des Bremsbetätigungsmittels erfasst werden, die einem Vergleich mit einer vorgegebenen Muster, z.B. einer abgespeicherten Reihenfolge von Betätigungszuständen zugrunde gelegt werden. Wird erkannt, dass die erfasste Reihenfolge der Betätigungszustände der vorgegebenen Reihenfolge entsprechen, wird die elektronische Komponente derart angesteuert bzw. aktiviert, dass es das Zweirad sperrt oder blockiert.
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Als elektronische Komponente kann eine Bremsanlage, eine Antriebseinheit oder eine Gangschaltung vorgesehen sein. Darüber hinaus kann bei einem Elektrofahrrad auch der Akku als elektronische Komponente vorgesehen sein, bei der die Energieabgabe blockiert wird, so dass das Elektrofahrrad nicht mehr bewegt werden kann.
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In einem weiteren Ausgestaltung der Erfindung stellt die elektronische Komponente ein Bremsmittel der Bremsanlage dar. Das Bremsmittel ist dabei zur Erzeugung einer Bremswirkung an einem Rad des Zweirads vorgesehen, welches in Abhängigkeit der Betätigung des Bremsbetätigungsmittels aktiviert werden kann. Der weitere Kern der Erfindung besteht dabei darin, dass mittels des ersten Sensors wenigstens zwei aufeinander folgende Betätigungszustände des Bremsbetätigungsmittels erfasst werden, die einem Vergleich mit einer vorgegebenen Muster, z.B. einer abgespeicherten Reihenfolge von Betätigungszuständen zugrunde gelegt werden. Wird erkannt, dass die erfasste Reihenfolge der Betätigungszustände der vorgegebenen Reihenfolge entsprechen, wird das Bremsmittel derart angesteuert bzw. aktiviert, dass es das ihm zugeordnete Rad des Zweirads blockiert oder im Fall einer vorherigen Blockade frei gibt.
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Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dabei darin, dass lediglich ein weiterer Sensor am bestehenden Bremssystem verbaut werden muss, um einen effektiven Diebstahlschutz zu erreichen. Falls bei der eingesetzten hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Bremsanlagen ein derartiger Sensor zur Erfassung der Betätigung des Bremsbetätigungsmittels bereits vorhanden ist, z.B. im Bereich des Bremshebel oder des Bremspedal bzw. in der hydraulischen/pneumatischen Verbindung, ist eine zusätzliche Ausrüstung darüber hinaus nicht notwendig.
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Weiterhin ist vorteilhaft, dass ein Muster der Betätigung des Bremsbetätigungsmittels vorgegeben werden kann, das durch die Erfassung der einzelnen Betätigungszustände zu einer gezielten Blockierung bzw. zu einem gezielten Lösen der Bremse führen kann. In einer Fortbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Fahrer durch ein geeignetes Initialisierungsverfahren ein individuelles Muster vorgeben kann, welches dann in einem Speicher der Vorrichtung abgelegt wird, so dass es für den Vergleich zur Verfügung steht.
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Der erste Sensor kann in Form eines Drucksensors oder allgemein als Kraftsensors ausgebildet sein und entsprechend einen Druck oder eine Kraft messen. Der so erfasste Druck bzw. die Kraft kann durch die Betätigung des Bremsbetätigungsmittels durch den Fahrer erzeugt werden. Dabei kann das Bremsbetätigungsmittel als Bremshebel einen Druck in einer hydraulischen und/oder pneumatischen Medienleitung erzeugen, welche durch einen in oder an der Medienleitung eingebrachten Sensor erfasst wird. Mittels eines am Bremsbetätigungsmittel angebrachten Sensors kann aber auch direkt der Druck bzw. die Kraft des Fahrers auf das Bremsbetätigungsmittel erfasst werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Betätigung des Bremsbetätigungsmittels auch mittels eines Sensors erfolgen, der die Bewegung und/oder den Abstand zwischen zwei insbesondere extremen Zuständen erfasst. Hierzu ist beispielsweise ein Beschleunigungssensor und/oder ein Abstandssensor geeignet. Auch ein derartiger Sensor kann direkt an oder in der Nähe des Bremsbetätigungsmittel angebracht sein.
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Vorteilhafterweise wird mit dem ersten Sensor statt der Erfassung der einzelnen Betätigungszustände der Wechsel zwischen den Betätigungszuständen erfasst, insbesondere inklusive der Information des Ausgangs- zum Ziel-Betätigu ngszustan d.
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In einer Fortbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung sowie das Verfahren wenigstens eine fahrdynamische Größe des Fahrzeugs erfasst, die die Bewegung des Zweirads repräsentiert. Durch diese fahrdynamische Größe, die beispielsweise durch einen zweiten Sensor erfasst werden kann, kann erkannt werden, ob sich das Fahrzeug im Stillstand befindet. Da eine Blockierung eines Rades während der Fahrt nicht gewünscht ist, kann somit eingerichtet werden, dass der Vergleich insbesondere zur Blockierung des Rades erst dann gestartet werden, wenn sich das Fahrzeug nicht mehr bewegt. Alternativ kann die Blockierung auch nach dem Vergleich verhindert werden.
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Die Erfindung lässt sich prinzipiell bei allen Zweirädern anwenden, die elektronische Komponenten zum sperren bzw. blockieren des Zweirads aufweisen, z.B. eine durch den Fahrer beeinflussbare Bremsanlage. Besonders vorteilhaft erweist sich die Erfindung bei Fahrrädern, Elektrofahrrädern sowie Motorrädern, bei denen das Muster der Reihenfolge der Betätigungszustände für den Vergleich über den Bremshebel oder ein Bremspedal eingegeben und abgefragt werden kann. Indem dieses Muster individuell vorgegeben werden kann, ist eine zufällige Überwindung durch einen nicht Eingeweihten sehr unwahrscheinlich.
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Eine weitere Erhöhung der Sicherheit hinsichtlich des Diebstahlschutzes wird erreicht, wenn das Bremsbetätigungsmittel mehr als zwei Betätigungszustände aufweist. Hierbei können neben den maximal erreichbaren Endzuständen des Bremsbetätigungsmittels, z.B. bei einem Bremshebel der unbelastete und der vollständig durchgezogen Bremshebel, Zwischenzustände definiert werden, die für den Fahrer eindeutig einstellbar sind. Hierbei kann beispielsweise auch ein leichter mechanischer Widerstand bei den entsprechenden Zwischenzustände in das Bremsbetätigungsmittel bzw. den Bremshebel eingebaut werden, der die normale Betätigung des Bremsbetätigungsmittel während der Fahrt des Zweirads nicht beeinträchtigt oder vom Fahrer nicht wahrgenommen wird.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Figurenliste
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- In der 1 wird die erfindungsgemäße Vorrichtung als Blockschaltbild dargestellt. In den Flussdiagrammen der 2 und 3 werden die Festlegung des Musters für den Vergleich sowie das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben. Ein beispielhaftes Muster der verschiedenen Betätigungszustände wird im zeitlichen Ablauf ist im Diagramm der 4 gezeigt.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Wie eingangs bereits beschrieben, soll mit der vorliegenden Erfindung ein zusätzlicher Schutz für ein Zweirad gegen Diebstahl beschrieben werden. Hierzu wird eine elektronische Sperrung mittels der am Zweirad elektronischen Komponente ausgeführt. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Bremsanlage handeln, bei der das Bremsmittel die Bewegung wenigstens eines Rades blockiert. Im nachfolgenden wird die Erfindung am Beispiel einer Bremsanlage des Zweirads ausgeführt, jedoch kann auch jede andere elektronische Komponente angesteuert werden, die verhindert, dass das Zweirad bewegt wird. So ist denkbar den Antrieb derart anzusteuern, dass er die Bewegung des Zweirads blockiert. Gleiches gilt für die eine Ansteuerung einer Gangschaltung.
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Um den erfindungsgemäßen Diebstahlschutz zu realisieren, ist es notwendig, dass die Bremsanlage 140 des Zweirads ein Bremsbetätigungsmittel aufweist, z.B. einen Bremshebel oder eine Bremspedal. Wie aus der 1 ersichtlich ist, ist der Betätigung des Bremsbetätigungsmittel ein erster Sensor 120 zugeordnet, der entweder die Betätigungszustände des Bremsbetätigungsmittels oder die Änderung der entsprechenden Betätigungszustände erfasst. Am Beispiel des Diagramms der 4 lässt sich ein derartiger Wechsel der Betätigungszustände verdeutlichen. Der erste Betätigungszustand 400 entspricht dabei einem vollständig angezogenen Bremshebel. Hierbei wird ein maximaler Wert einer Kraft, eines Drucks oder eines Abstands erfasst. Bei dem zweiten Betätigungszustand 420 wirkt hingegen eine geringere Kraft auf das Bremsbetätigungsmittel, welche beim dritten Betätigungszustand 440 weiter abgesenkt wird, während beim vierten Betätigungszustand 460 wieder eine leicht erhöhte Kraft vorliegt. Durch das Beibehalten der entsprechenden Betätigungszustände während einer vorgebbaren oder vorgegebenen Zeit kann das System den entsprechenden Zustand identifizieren und analysieren. Hierzu hat die Vorrichtung 100, z.B. eine Steuereinheit einen Speicher 110, in dem ein vorgegebenes Muster bzw. ein vorgegebener Ablauf der Betätigungszustände für den nachfolgenden Vergleich abgelegt ist. Wird bei einem Vergleich der erfassten Reihenfolge der Betätigungszustände mit dem vorgegebenen Muster eine Übereinstimmung erkannt, wird die Bremsanlage bzw. die Bremse 140 angesteuert und zum Blockieren gebracht, so dass sich das damit verbundene Rad und somit auch das Zweirad nicht mehr bewegen lässt. Die Entsperrung des Systems verläuft mit dem gleichen Verfahren, indem bei einem positiven Vergleich des eingegebenen Ablaufs bzw. der erfassten Reihenfolge der Betätigungszustände mit dem vorgegebenen und eingespeicherten Mustern eine Lösung der Bremse 140 erfolgt.
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Das vorgegebene Muster des Ablaufs der Betätigungszustände kann in einer Weiterbildung auch durch den Fahrer selbst definiert werden. Hierzu wird auf die nachfolgende Beschreibung des Verfahrens gemäß der 2 verwiesen.
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Sowohl die erfasste Reihenfolge der Betätigungszustände, das vorgegebene Muster und/oder die erfolgreiche und/oder fehlerhafte Betätigung des Bremsbetätigungsmittels kann über ein Display 150 angezeigt werden, welches beispielsweise am Fahrzeug befestigt ist. Darüber hinaus kann auch eine Funkverbindung 160 aufgebaut werden, um dem Fahrer bzw. Besitzer des Fahrzeugs über die erfolgreiche oder erfolglose Aktivierung des Diebstahlschutzes zu informieren.
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In einem optionalen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung 100 eine fahrdynamische Größe eines zweiten Sensors 130 erfassen. Aus dieser fahrdynamischen Größe kann die Vorrichtung 100 ableiten, ob sich das Fahrzeug in Bewegung oder im Stillstand befindet. So kann vorgesehen sein, dass die Bremse 140 nur dann blockiert wird, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Vorrichtung den Vergleich nur dann durchführt oder startet, wenn sich das Zweirad nicht bewegt.
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Als ersten Sensor 120 kann insbesondere ein Drucksensor, ein Kraftsensor, ein Beschleunigungssensor oder ein Abstandssensor eingesetzt werden. Dabei kann in Bezug auf die 4 auch vorgesehen sein, dass die Maximalkraft bzw. der Maximaldruck schon im unbelasteten Ausgangszustand erreicht wird, während eine Betätigung einer Entspannung entspricht, d.h. eine Verringerung der Kraft oder des Drucks erzeugt. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Drucksensor an oder in einer Medienleitung untergebracht ist, die von dem Bremsbetätigungsmittel zur Bremse 140 führt. Alternativ oder zusätzlich kann ein derartiger erster Sensor jedoch auch direkt am Bremsbetätigungsmittel angebracht sein.
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Um dem Fahrer ein individuelles Muster des Ablaufs der Betätigung des Bremsbetätigungsmittels zu ermöglichen, kann der Start eines Initiierungsverfahrens vorgesehen sein, welches in 2 abgebildet ist. Nach dem Start des Verfahren wird in einem ersten Schritt 200 der Betätigungszustand mittels des ersten Sensors 120 erfasst. Hierbei kann eine vorgegebene oder vorgebbare Betätigungszeit vorgesehen sein. Anschließend wird im Schritt 220 geprüft, ob der Fahrer das bis zu diesem Zeitpunkt erfasste Betätigungsmuster abspeichern möchte oder ergänzen möchte. Sollen noch weitere Betätigungszustände hinzugefügt werden, so wird erneut mit dem Schritt 200 das entsprechende Sensorsignal erfasst. Falls der Fahrer die Programmierung des Betätigungsmusters abschließen möchte, erfolgt nach dem Schritt 240 eine Speichern des Betätigungsmusters, z.B. im Speicher 110.
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Zur Überprüfung der Aktivierung oder Deaktivierung der Blockierung der Bremse ist ein Verfahren gemäß der 3 vorgesehen. Hierbei wird im ersten Schritt 300 der Betätigungszustand mittels des ersten Sensors erfasst. Dieser Schritt kann solange durchlaufen wird, bis der Fahrer mit einem weiteren Befehl den Vergleich aktiviert oder die Vorrichtung von sich aus eine Übereinstimmung mit dem abgespeicherten Muster erkennt. Hierzu wird im Schritt 340 verglichen, ob der bisherige erfasste Ablauf des Betätigungsmusters mit dem abgespeicherten und somit vorgegebenen Muster übereinstimmt. Stimmt dieses Muster nicht überein, kann das Verfahren beendet werden oder erneut mit dem Schritt 300 durchlaufen werden, bis eine vorgegebene Reihenfolge der Betätigungszustände erkannt wird. Bei einer Übereinstimmung der Reihenfolge der Betätigungszustände mit dem Muster des Ablaufs der Betätigungszustände kann im nachfolgenden Schritt 360 die Bremse aktiviert werden, so dass das Rad blockiert. Sollte hingegen das Rad schon blockiert sein, kann bei erkannter Übereinstimmung der Reihenfolge der Betätigungszustände die Bremse im Schritt 360 derart aktiviert werden, dass sie die Blockierung löst und somit die Bewegung des Rads wieder frei gibt.
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Optional kann vorgesehen sein, dass in einem Schritt 320 vor der Aktivierung der Bremse überprüft wird, ob sich das Zweirad im Stillstand befindet. Hierzu kann wenigstens eine fahrdynamische Größe erfasst werden, z.B. durch einen zweiten Sensor. Wird dabei erkannt, dass sich das Zweirad bewegt, wird trotz einer Übereinstimmung des Vergleichs im Schritt 340 keine Aktivierung der Bremse zur Blockade des Rades durchgeführt. Der optionale Schritt 320 kann dabei vor oder nach dem Vergleich im Schritt 340 aber vor der Aktivierung der Bremse im Schritt 360 erfolgen. Die Erfassung im optionalen Schritt 320 kann auch dazu führen, dass der Vergleich im Schritt 340 zweistufig ausgeführt wird. So kann vorgesehen sein, den Vergleich nur dann durchzuführen, wenn erkannt wird, dass sich das Zweirad nicht bewegt.
