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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum vorausschauenden Warten eines Fahrrads. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein System und ein Verfahren zum vorausschauenden Warten eines Fahrrads sowie ein Computerprogrammprodukt.
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Fahrräder, insbesondere Zweiräder, Elektrofahrräder, Pedelecs, Speed-Pedelecs, Lastkrafträder mit oder ohne Antrieb etc. werden immer komplexer und weisen zunehmend auch Komponenten mit Selbstdiagnosefähigkeiten auf. Gerade im Bereich von elektrisch angetriebenen Fahrrädern ist die Belastung einzelner Verschleißkomponenten, wie z.B. Bremsblöcken, Ritzeln oder anderen aufgrund der höheren wirkenden Kräfte oftmals hoch. Defekte und Ausfälle von solchen Teilen, aber auch von anderen Teilen, können zu einem Komfortverlust führen, wenn das Fahrrad unerwartet nicht zur Verfügung steht, und hohe Kosten für gegebenenfalls eilige Reparaturen bedingen. Dabei können Ausfälle von vergleichsweise günstigen und unbedeutenden Bauteilen in gleicher Weise wie ein Ausfall größerer und schwerer zu ersetzender Teile zu einem Nutzungsausfall und den damit verbundenen Einschränkungen führen.
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Oft wird in diesem Zusammenhang in Ansätzen der vorbeugenden Wartung (preventive maintenance) versucht, durch einen Austausch von bekanntermaßen fehleranfälligen oder der Alterung unterliegenden Teilen Ausfälle zu verhindern. Es werden also Teile ausgetauscht bzw. gewartet, bevor diese aufgrund eines Defekts oder aufgrund von Alterung ihre Funktion nicht mehr erfüllen und zu einem Ausfall führen können. Relevant ist dabei, dass die Kosten für den präventiven Austausch den Nutzen einer hohen Verfügbarkeit des Fahrrads nicht überschreiten.
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Für Fahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, gibt es in diesem Zusammenhang zum Erreichen eines wirtschaftlichen Optimums Ansätze der sogenannten prädiktiven Instandhaltung (predictive maintenance). Dabei werden relevante Bauteile überwacht, um deren Verschleißzustand abschätzen zu können und zu einem möglichst nahe am Ende der Lebensdauer liegenden Zeitpunkt einen Austausch vorzunehmen.
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Derartige Ansätze sind für Fahrräder bisher noch nicht bekannt und etabliert, da eine Zustandsüberwachung der relevanten Bauteile oft schwierig und eine Messung des Verschleißes kaum möglich ist. Eine Herausforderung liegt in diesem Zusammenhang in der Kostensensitivität, insbesondere im Hinblick auf die Verwendung zusätzlicher Sensorik und zusätzlicher Ausrüstung für die Zustandsüberwachung.
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Ausgehend hiervon stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, einen Ansatz zum vorausschauenden Warten eines Fahrrads bereitzustellen, der wirtschaftlich realisierbar und gleichzeitig ausreichend zuverlässig ist. Insbesondere soll eine zuverlässige Prädiktion eines Ausfallzeitpunkts eines Bauteils bzw. einer Restlebensdauer eines Bauteils ermöglicht werden, ohne dass hierzu auf aufwendige und teure Sensorik bzw. Datenauswertung zurückgegriffen werden muss.
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Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum vorausschauenden Warten eines Fahrrads, mit:
- einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines Sensorsignals mit Informationen zu einer Verwendung eines Bauteils des Fahrrads von einem Sensor an dem Fahrrad über eine mobile Datenverbindung;
- einer Auswerteeinheit zum Ermitteln einer Restlebensdauer des Bauteils basierend auf dem Sensorsignal und basierend auf einer vorgegebenen Herstellerangabe zu dem Fahrrad unter Verwendung eines Ansatzes der künstlichen Intelligenz; und
- einer Ausgabeschnittstelle zum Ausgeben einer Wartungsaufforderung an einen Benutzer des Fahrrads über eine mobile Datenverbindung, wenn die Restlebensdauer einen Schwellenwert unterschreitet.
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In einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum vorausschauenden Warten eines Fahrrads, mit:
- einer Vorrichtung wie zuvor beschrieben;
- einem an dem Fahrrad angeordneten Sensor;
- einer an dem Fahrrad angeordneten Konnektivitätseinheit zur Mobildatenkommunikation mit der Vorrichtung; und
- einer Benutzerschnittstelle zum Ausgeben der Wartungsaufforderung an den Benutzer.
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Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein entsprechend der Vorrichtung ausgebildetes Verfahren sowie ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird. Zudem betrifft ein Aspekt der Erfindung ein Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, eine Ausführung des hierin beschriebenen Verfahrens bewirkt.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können das Verfahren, das System sowie das Computerprogrammprodukt entsprechend den für die Vorrichtung in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass über eine mobile Datenverbindung ein Sensorsignal mit Informationen zu einer Verwendung eines Bauteils des Fahrrads empfangen wird. Basierend auf diesem Sensorsignal und weiterhin basierend auf einer vorgegebenen Herstellerangabe zu dem Fahrrad wird unter Verwendung eines Ansatzes der künstlichen Intelligenz eine Restlebensdauer des Bauteils ermittelt bzw. prognostiziert. Es wird dann ebenfalls über die mobile Datenverbindung eine Wartungsaufforderung an einen Benutzer des Fahrrads ausgegeben, wenn die Restlebensdauer einen Schwellenwert unterschreitet. Erfindungsgemäß wird insoweit ein Ansatz der prädiktiven Wartung ermöglicht, als die Wartungsaufforderung fahrradindividuell bzw. benutzerindividuell ermittelt und ausgegeben wird. Je nach Benutzung des Fahrrads wird mittels eines Ansatzes der künstlichen Intelligenz eine Prognose hinsichtlich der Restlebensdauer des Bauteils erstellt.
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Durch die Ausgabe der Wartungsaufforderung kann der Benutzer des Fahrrads dann einen Austausch des Bauteils veranlassen, noch bevor es zu einem Defekt oder einem Ausfall kommt. Dies bewirkt, dass zum einen der Komfort des Fahrradbenutzers erhöht wird, da die Verfügbarkeit verbessert wird. Zum anderen wird auch die Sicherheit des Fahrrads bzw. des Benutzers des Fahrrads verbessert, da die Wahrscheinlichkeit für unerwartete Ausfälle verringert wird. Es ergibt sich insoweit eine höhere Verfügbarkeit bei verbesserter Sicherheit. Zudem können Kosten für eilige Reparaturen vermieden werden. Es wird eine längere Lebensdauer des Fahrrads bzw. der verschiedenen Bauteile des Fahrrads ermöglicht. Die Wartungskosten können verringert werden. Unerwartete Systemausfälle können weitgehend vermieden werden.
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Der erfindungsgemäße Ansatz basiert dabei auf einer Kommunikation zwischen einem an dem Fahrrad angeordneten Sensor mit einer entfernt angeordneten Vorrichtung über eine Konnektivitätseinheit. Insbesondere ist es dabei möglich, dass die Vorrichtung einem Internetserver entspricht und der erfindungsgemäße Ansatz in Form eines Cloud Services bereitgestellt wird. Die Wartungsaufforderung kann beispielsweise über ein Mobilgerät bzw. über eine entsprechende Mobilgeräte-App an den Benutzer ausgegeben werden. Ebenfalls ist es aber auch möglich, dass am Fahrrad selbst eine Benutzerschnittstelle angeordnet ist, über die die Wartungsaufforderung an den Benutzer ausgegeben werden kann. Es wird ein einfacher und fehlerunanfälliger Ansatz der vorausschauenden Wartung bzw. der präventiven Wartung bereitgestellt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Ausgabeschnittstelle zum Ausgeben der Wartungsaufforderung an ein Mobilgerät des Benutzers ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ ist die Ausgabeschnittstelle zum Ausgeben der Wartungsaufforderung über eine an dem Fahrrad angeordnete Konnektivitätseinheit an einer an dem Fahrrad angeordneten Anzeigeeinheit ausgebildet. Es wird eine einfache und unkomplizierte Interaktion mit dem Benutzer erreicht. Die Zusatzkosten für den Benutzer werden gering gehalten, sodass ein Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Ansatzes kostengünstig realisierbar wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen des Sensorsignals von einer an dem Fahrrad angeordneten Konnektivitätseinheit ausgebildet. Insbesondere kann das Sensorsignal von einem über ein Bussystem des Fahrrads mit der Konnektivitätseinheit verbundenen Sensor empfangen werden. Das Fahrrad kann beispielsweise über einen CAN- oder LIN-Bus verfügen, an dem wenigstens ein Sensor angeordnet ist. Das Fahrrad verfügt vorzugsweise über eine Konnektivitätseinheit, die als Mobilkommunikationseinheit ausgebildet ist, um die mobile Datenverbindung bereitzustellen. insbesondere kann das Fahrrad über ein integriertes GSM-, 3G-, 4G-, 5G- etc. Modul verfügen. Die Kommunikation kann mittels dieses Moduls insbesondere über das Internet erfolgen. Da eine ohnehin an vielen modernen Fahrrädern, insbesondere E-Bikes, vorhandene Mobilkommunikationseinheit verwendet wird, wird eine Verwendung des erfindungsgemäßen Ansatzes bei geringen Zusatzkosten ermöglicht. Es ergibt sich eine einfache Realisierbarkeit.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Wartungsdaten mit Informationen zu einem Wechsel des Bauteils ausgebildet. Die Auswerteeinheit ist zum Ermitteln der Restlebensdauer basierend auf den Wartungsdaten ausgebildet. Es werden zusätzlich Informationen zu einer zuletzt erfolgten Wartung bzw. einem zuletzt erfolgten Wechsel des Bauteils berücksichtigt, um die Prognosegenauigkeit hinsichtlich der Restlebensdauer des Bauteils weiter zu verbessern. Durch die Berücksichtigung dieser Zusatzinformationen, die beispielsweise von einer Werkstatt oder auch vom Benutzer des Fahrrads selbst bereitgestellt werden können, kann die Prognosegenauigkeit erhöht werden und insoweit die Sicherheit sowie auch die Verfügbarkeit weiter verbessert werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Verwenden eines vortrainierten künstlichen neuronalen Netzwerks ausgebildet. Das vortrainierte künstliche neuronale Netzwerk kann beispielsweise basierend auf Daten anderer Fahrräder und für diese Daten vorliegenden Defektzeitpunkten von einzelnen Bauteilen vortrainiert sein. Je nach Nutzung des Fahrrads weisen dessen Bauteile unterschiedliche Lebensdauern auf. Beispielsweise kann eine Bremse eines Fahrrads, das regelmäßig für Bergtouren verwendet wird, eine geringere Lebensdauer aufweisen als eine Bremse eines Stadtfahrrads. Ein Indiz, dass das Fahrrad oft für Bergtouren verwendet wird, kann beispielsweise in regelmäßigen hohen Krafteinwirkungen auf die Pedale liegen. Erfindungsgemäß ist es nicht erforderlich, dass derartige Zusammenhänge restlos aufgeklärt werden, da mittels eines künstlichen neuronalen Netzwerks ein Herstellen von Zusammenhängen ermöglicht wird. Es wird insoweit also für die verschiedenen Bauteile ein möglichst optimaler Austauschzeitpunkt vorgeschlagen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln der Restlebensdauer basierend auf einem über einen Zeitraum seit einem letzten Austausch des Bauteils aufgezeichneten Sensorsignal ausgebildet. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn historische Daten, also Daten, die über einen längeren Zeitraum aufgezeichnet wurden, verwendet werden. Aus diesen Daten ergibt sich eine Information, die hinsichtlich einer Nutzung des Fahrrads Aussagekraft hat. Basierend auf derartigen, über einen längeren Zeitraum aufgezeichneten Daten kann eine vergleichsweise genaue Prognose des Ausfallzeitpunkts einer Komponente ermöglicht werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln eines Verhaltensparameters mit Informationen zu einem Fahrverhalten eines Benutzers des Fahrrads und zum darauf basierenden Ermitteln der Restlebensdauer ausgebildet. Insbesondere kann in einem Zwischenschritt ein Verhalten des Benutzers des Fahrrads basierend auf dem Sensorsignal festgestellt werden, welches dann als Grundlage für die Ermittlung der Restlebensdauer dienen kann. Die Genauigkeit bei der Ermittlung der Restlebensdauer wird weiter verbessert, da insoweit das Fahrverhalten des Benutzers explizit berücksichtigt wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln einer Restlebensdauer eines austauschbaren Bauteils ausgebildet, insbesondere eines Bremsbelags, einer Batterie, eines Pedals und/oder eines Ritzels. Gerade derartige Komponenten hängen in ihrer Lebensdauer von der Nutzung des Fahrrads ab, sodass eine individuelle Prognose einer Restlebensdauer oft vorteilhaft ist. Die Verfügbarkeit des Fahrrads sowie die Sicherheit des Fahrrads und seines Benutzers werden weiter verbessert.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen des Sensorsignals von einem in einer Bremse des Fahrrads angeordneten Bremssensor zum Detektieren von Bremsvorgängen ausgebildet, wobei der Bremssensor insbesondere als Kraftsensor ausgebildet ist. Zusätzlich oder alternativ ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen des Sensorsignals von einem an einer Batterie des Fahrrads angeordneten Batteriesensor zum Detektieren eines Ladezustands und/oder einer Entladegeschwindigkeit der Batterie ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen des Sensorsignals von einem an einem Rahmen oder an einem Schutzblech des Fahrrads angeordneten Schmutzsensor zum Detektieren einer Verschmutzung des Rahmens oder des Schutzblechs ausgebildet, wobei der Schmutzsensor insbesondere als optischer Sensor ausgebildet ist. Zusätzlich oder alternativ ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen des Sensorsignals von einem an einem Pedal des Fahrrads angeordneten Pedalsensor zum Detektieren einer Belastung des Pedals ausgebildet, wobei der Pedalsensor insbesondere als Kraftsensor ausgebildet ist. Zusätzlich oder alternativ ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen des Sensorsignals von einem an einem Ritzel des Fahrrads angeordneten Ritzelsensor zum Detektieren einer Abnutzung des Ritzels ausgebildet, wobei der Ritzelsensor insbesondere als optischer Sensor ausgebildet ist. Zusätzlich oder alternativ ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen des Sensorsignals von einem an einer Gangschaltung des Fahrrads angeordneten Gangsensor zum Detektieren eines eingelegten Gangs ausgebildet. Durch die Verwendung unterschiedlicher Sensoren an unterschiedlichen Bauteilen des Fahrrads kann eine präzise Aussage hinsichtlich der Lebensdauer verschiedener Bauteile getroffen werden. Dabei kann das Sensorsignal Informationen über das Bauteil umfassen, ohne direkt dieses Bauteil bzw. dessen Verschleiß zu messen. Oft ist ein Verschleiß nicht direkt messbar, sodass über eine mittelbare Messung anderer Parameter Informationen hinsichtlich des Verschleißes gewonnen werden können. Die Genauigkeit bei der Prognose der Restlebensdauer wird verbessert.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist die Benutzerschnittstelle als Mobilgerät mit App ausgebildet.
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Unter einem Fahrrad wird hierin insbesondere ein E-Bike, ein Pedelec, ein elektrisches Lastenrad oder ein S-Pedelec verstanden. Unter einem Bauteil des Fahrrads wird insbesondere ein auswechselbares bzw. austauschbares Verschleißteil verstanden. Eine Restlebensdauer des Bauteils kann insbesondere eine Zeitangabe umfassen. Die Zeit kann sich dabei auf die Betriebszeit, in der das Fahrrad gefahren wird, oder auch auf die Gesamtzeit beziehen, je nach Vorgabe. Eine Restlebensdauer kann in Form eines Absolutwerts oder auch in Form einer Prozentangabe vorgegeben werden. Eine vorgegebene Herstellerangabe zu dem Fahrrad kann insbesondere eine Soll-Vorgabe hinsichtlich Stärke, Dicke, Wirksamkeit, Maximaltemperatur etc. in Bezug auf ein spezielles Bauteil umfassen. Die Herstellerangabe kann dabei sowohl einen Bezug zum Fahrrad als auch einen Bezug zu einem spezifischen Bauteil aufweisen. Insoweit kann eine Herstellerangabe von einem Hersteller des Fahrrads oder auch von einem Hersteller einer Komponente des Fahrrads vorgegeben sein. Die Herstellerangabe kann beispielsweise über eine Internetverbindung direkt vom Hersteller empfangen werden bzw. vom Hersteller zur Verfügung gestellt werden. Es ist auch möglich, dass die Herstellerangabe durch einen Benutzer vorgegeben bzw. bereitgestellt wird. Der Benutzer kann also beispielsweise in einer App entsprechende Vorgaben machen. Eine Wartungsinformation kann insbesondere eine binäre Information sein, beispielsweise eine Art Alarm etc., durch die der Benutzer des Fahrrads aufgefordert wird, das entsprechende Bauteil präventiv auszuwechseln. Die Wartungsaufforderung umfasst vorteilhafterweise eine Angabe des betreffenden Bauteils. Ein Ansatz der künstlichen Intelligenz kann insbesondere ein lernender Algorithmus oder ein künstliches neuronales Netzwerk sein. Der Schwellenwert kann vordefiniert bzw. vorgegeben sein in Form einer Angabe eines Anteils oder dynamisch angepasst werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zum vorausschauenden Warten eines Fahrrads;
- 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum vorausschauenden Warten eines Fahrrads;
- 3 eine schematische Darstellung eines Fahrrads mit unterschiedlichen Sensoren und Einrichtungen zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen System;
- 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes System 10 zum vorausschauenden Warten eines Fahrrads 12 dargestellt. Das System umfasst eine Vorrichtung 14, einen an dem Fahrrad 12 angeordneten Sensor 16, eine an dem Fahrrad angeordnete Konnektivitätseinheit 18 sowie eine Benutzerschnittstelle 20.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Benutzerschnittstelle 20 als Mobilgerät, insbesondere Smartphone mit App, ausgebildet. Es versteht sich, dass es aber auch denkbar ist, dass die Benutzerschnittstelle als Display des Fahrrads 12 ausgebildet ist und insoweit die Funktionalität der Benutzerschnittstelle 20 in das Fahrrad 12 integriert ist.
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Die Vorrichtung 14 dient zur Ermittlung einer Restlebensdauer des Bauteils und zum Ausgeben einer Wartungsaufforderung, sofern die Restlebensdauer einen Schwellenwert unterschreitet. Die Wartungsaufforderung wird dann über die Benutzerschnittstelle 20 an den Benutzer des Fahrrads 12 ausgegeben, sodass dieser einen Austausch eines Bauteils des Fahrrads, dessen Restlebensdauer nur noch gering ist, veranlassen kann. Hierdurch wird verhindert, dass es zu einem unerwarteten bzw. unplanmäßigen Ausfall des Bauteils kommt, durch den zum einen eine Nutzung des Fahrrads eingeschränkt sein könnte, und zum anderen auch eine Sicherheit des Benutzers des Fahrrads bzw. des Fahrrads beeinträchtigt sein könnte. Insoweit ermöglicht der erfindungsgemäße Ansatz bzw. das erfindungsgemäße System 10 eine Erhöhung des Komforts des Benutzers des Fahrrads 12. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 14 kann insbesondere als Internetserver bzw. als Cloud Service ausgebildet sein. Die Daten werden über eine Internetverbindung empfangen, verarbeitet und dann ausgegeben, um an die Benutzerschnittstelle per mobiler Datenverbindung zurückübermittelt zu werden.
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Die Konnektivitätseinheit 18 kann insbesondere als Mobilkommunikationseinheit ausgebildet sein. Durch einen Zugriff auf ein mobiles Datennetz kann beispielsweise mittels einer GSM-, 3G-, 4G-, 5G- oder 6G-Kommunikationseinheit eine Internetverbindung aufgebaut werden und mobile Daten können übermittelt werden. Die Daten bzw. Sensorsignale werden dabei vorzugsweise laufend bzw. in regelmäßigen Abständen übermittelt, um über die Zeit möglichst durchgehend die Benutzung des Fahrrads widerzuspiegeln.
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In 2 ist schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 14 zum vorausschauenden Warten eines Fahrrads dargestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Eingangsschnittstelle 22, eine Auswerteeinheit 24 sowie eine Ausgabeschnittstelle 26. Die verschiedenen Einheiten und Schnittstellen können dabei einzeln oder getrennt, teilweise oder vollständig in Soft- und/oder in Hardware implementiert sein. Insbesondere ist es möglich, dass die verschiedenen Einheiten und Schnittstellen zumindest teilweise in Software implementiert sind, die auf einem Internetserver ausgeführt wird.
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Über die Eingangsschnittstelle 22 wird das Sensorsignal empfangen. Hierzu ist die Eingangsschnittstelle 22 beispielsweise an eine Mobilkommunikationseinheit angebunden. Optional ist es möglich, dass über die Eingangsschnittstelle neben dem Sensorsignal weitere Daten empfangen werden. Beispielsweise können Wartungsdaten mit Informationen zu einem Wechsel des Bauteils empfangen werden. Unter einem Wechsel des Bauteils ist dabei unter anderem ein Zeitpunkt eines zuletzt durchgeführten Wechsels zu verstehen. Beispielsweise kann ein Wechsel eines Bauteils angezeigt werden, um einen Timer bzw. eine Timer-Funktion zurückzusetzen.
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Die Auswerteeinheit 24 dient zum Ermitteln einer Restlebensdauer des Bauteils. Hierzu wird das Sensorsignal verarbeitet. Zudem wird eine vorgegebene Herstellerangabe zu dem Fahrrad mit einbezogen. Die Auswerteeinheit 24 setzt dabei einen Ansatz der künstlichen Intelligenz ein. Insbesondere ist es möglich, dass ein künstliches neuronales Netzwerk verwendet wird, um die Daten zu verarbeiten und dabei eine individuelle Prognose hinsichtlich der Restlebensdauer des Bauteils zu ermöglichen. Individuell ist dabei insoweit als nutzerspezifisch und fahrradspezifisch zu verstehen. Beispielsweise kann die Auswerteeinheit 24 XXX
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Es versteht sich, dass die Auswerteeinheit auch andere Ansätze einsetzen kann. Die Auswerteeinheit 24 kann insbesondere ein Verhalten des Nutzers des Fahrrads mittels eines Verhaltensparameters erfassbar machen. Beispielsweise kann also ermittelt werden, ob es sich bei dem Benutzer des Fahrrads um einen das Fahrzeug stark beanspruchenden Benutzer handelt oder nicht. Dieser Verhaltensparameter kann dabei basierend auf einer vordefinierten Skala, die ein- oder mehrdimensional sein kann, ermittelt werden. Der Verhaltensparameter kann dann wiederum dazu dienen, die Restlebensdauer des Bauteils mit höherer Genauigkeit erfassbar zu machen.
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Die Ausgabeschnittstelle 26 dient zum Ausgeben einer Wartungsaufforderung an einen Benutzer des Fahrrads, sofern die Restlebensdauer einen Schwellenwert unterschreitet. Der Schwellenwert kann dabei vorgegeben sein, beispielsweise durch einen Hersteller des Fahrrads oder des betreffenden Bauteils des Fahrrads. Ebenfalls ist es aber auch möglich, dass der Schwellenwert im Laufe des Betriebs angepasst wird. Der Schwellenwert kann insoweit also auch dynamisch anpassbar sein. Die Ausgabeschnittstelle 26 kann die mobile Datenverbindung direkt aufbauen und insoweit über ein entsprechendes Mobilkommunikationsmodul verfügen. Ebenfalls ist es aber auch möglich, dass die Ausgabeeinheit die Wartungsaufforderung weitergibt und diese Wartungsaufforderung dann über eine extern angeordnete Einheit in ein mobiles Datennetzwerk eingespeist und über eine mobile Datenverbindung zum Benutzer des Fahrrads zurückübermittelt wird. Dem Benutzer des Fahrrads wird die Wartungsaufforderung ausgegeben, sodass dieser einen Austausch des betreffenden Bauteils veranlassen kann.
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In 3 ist ein Fahrrad 12 zum Verwenden in einem erfindungsgemäßen System 10 dargestellt. Das dargestellte Fahrrad umfasst beispielhaft verschiedene Sensoren zum Detektieren eines Sensorsignals hinsichtlich der Verwendung verschiedener Bauteile des Fahrrads. Das Fahrrad umfasst beispielsweise einen an einer Bremse des Fahrrads angeordneten Bremssensor 16a, einen an einer Batterie des Fahrrads angeordneten Batteriesensor 16b, einen an einem Rahmen des Fahrrads angeordneten Schmutzsensor 16c, einen an einem Pedal des Fahrrads angeordneten Pedalsensor 16d, einen an einem Ritzel des Fahrrads angeordneten Ritzelsensor 16e sowie einen an einer Gangschaltung des Fahrrads angeordneten Gangsensor 16f. Die verschiedenen Sensoren können je nach Art in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Insbesondere können optische Sensoren oder auch andere Sensorprinzipien verwendet werden. Mittels der Sensoren kann eine Detektion verschiedener Vorgänge erfolgen, die hinsichtlich der Restlebensdauer der verschiedenen Komponenten Aussagekraft haben. Dabei versteht es sich, dass Querverbindungen bestehen können. Beispielsweise kann mittels des Bremssensors 16a auch eine Belastung eines Pedals oder eines Ritzels abgeschätzt werden, da ein Zusammenhang zwischen einer hohen Bremslast bzw. einer regelmäßigen Bremsbetätigung und einer hohen Belastung eines Ritzels beim entsprechenden Beschleunigen des Fahrrads möglich und gegebenenfalls wahrscheinlich ist. Diese Zusammenhänge werden durch einen Ansatz der künstlichen Intelligenz greifbar gemacht, ohne dass es notwendig ist, diese analytisch festzustellen.
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Das Fahrrad 12 verfügt weiterhin über ein Display 28, über das eine Information an den Benutzer des Fahrrads ausgegeben werden kann. Beispielsweise kann über dieses Display auch eine Wartungsaufforderung ausgegeben werden.
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Das Fahrrad 12 umfasst weiterhin eine Konnektivitätseinheit 18 zur Mobildatenkommunikation. Beispielsweise ist es möglich, dass die Konnektivitätseinheit 18 über eine Busverbindung mit dem Display 28 und den verschiedenen Sensoren 16a bis 16f in Verbindung steht. Die Daten der verschiedenen Sensoren können also von der Konnektivitätseinheit 18 empfangen und per mobiler Datenverbindung versendet werden.
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In 4 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren dargestellt. Das Verfahren umfasst Schritte des Empfangens S10 eines Sensorsignals, des Ermittelns S12 einer Restlebensdauer und des Ausgebens S14 einer Wartungsaufforderung. Das Verfahren kann beispielsweise in Software ausgebildet sein, die auf einem Prozessor eines Internetservers ausgeführt wird.
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Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.
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In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Ein Element, eine Einheit, eine Schnittstelle, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen.
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Bezugszeichen
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- 10
- System
- 12
- Fahrrad
- 14
- Vorrichtung
- 16
- Sensor
- 16a
- Bremssensor
- 16b
- Batteriesensor
- 16c
- Schmutzsensor
- 16d
- Pedalsensor
- 16e
- Ritzelsensor
- 16f
- Gangsensor
- 18
- Konnektivitätseinheit
- 20
- Benutzerschnittstelle
- 22
- Eingangsschnittstelle
- 24
- Auswerteeinheit
- 26
- Ausgabeschnittstelle
- 28
- Display
