DE202014105747U1

DE202014105747U1 - Steuersystem für mindestens eine elektrische Komponente eines Fahrrades und Fahrrad mit einem derartigen Steuersystem

Info

Publication number: DE202014105747U1
Application number: DE201420105747
Authority: DE
Original assignee: iCradle GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2015-01-13
Anticipated expiration: 2024-11-28

Abstract

Steuersystem (1) für mindesten eine elektrische Komponente eines Fahrrades mit einer Zentrale (2), die zumindest einen Anschluss (9) für die elektrischen Komponenten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrale (2) eine Steuerelektronik (8) und eine Kommunikationselektronik (7) zum drahtlosen Kommunizieren mit einem mobilen Kommunikationsgerät (4) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Fahrrad mit einem derartigen Steuersystem.
Fahrräder werden mehr und mehr mit elektrischen Komponenten, wie beispielsweise einer elektrisch verstellbaren Gangschaltung oder einer elektrisch verstellbaren Dämpfung angeboten. Hinzu kommen Fahrräder mit elektrischem Hilfsantrieb, die den Fahrer beim Treten entlasten.
Diese elektrischen Komponenten werden dabei in der Regel über jeweils eigene Steuerungen angesteuert. Beispielsweise sind für die Gangschaltung am Lenker befestigte Wählhebel vorgesehen, die ein Stellsignal über ein Kabel an die Schaltung übertragen. Im Bereich einer Federgabel kann ein weiterer elektrischer Aktor vorgesehen sein, der die Dämpfung und/oder einen Federweg verstellen kann und über ein Bedienelement gesteuert wird, dass an der Gabel oder auch am Lenker angeordnet wird. Für die Steuerung des Hilfsantriebs ist dann in der Regel eine eigene Steuereinheit vorhanden, die eine Bedienerschnittstelle aufweisen kann, die beispielsweise ebenfalls am Lenker befestigt ist.
Insbesondere im Falle mehrerer elektrischer Komponenten kann es so zu einer unübersichtlichen Anhäufung mehrerer Bedienelemente am Lenker des Fahrrades kommen. Dabei ist die Verlegung der erforderlichen Signal- und gegebenenfalls Versorgungsleitungen relativ aufwendig.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen und insbesondere eine Lösung anzugeben, die mit geringem Aufwand herstellbar ist. Dabei soll eine Bedienung soweit möglich vereinfacht und mit möglichst wenigen Schnittstellen ausgekommen werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Steuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrrad mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem Steuersystem für mindesten eine elektrische Komponente eines Fahrrades mit einer Zentrale, die zumindest einen Anschluss für die elektrischen Komponenten aufweist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Zentrale eine Steuerelektronik und eine Kommunikationselektronik zum drahtlosen Kommunizieren mit einem mobilen Kommunikationsgerät umfasst.
An die Zentrale können so mehrere, auch unterschiedliche elektrische Komponenten des Fahrrades angeschlossen werden, wobei das mobile Kommunikationsgerät, beispielsweise ein Smartphone bzw. Mobiltelefon, als Bedienerschnittstelle dient. Durch die drahtlose Kommunikation zwischen dem mobilen Kommunikationsgerät und der Zentrale kann die Zentrale an nahezu beliebiger Stelle des Fahrrades angeordnet werden, so dass ein Verdrahtungsaufwand bei drahtgebundenen elektrischen Komponenten gering gehalten wird. Für die Kommunikation sind dabei verschiedene Funkstandards, insbesondere Bluetooth, besonders geeignet, die von vielen gängigen mobilen Kommunikationsgeräten unterstützt werden.
Um den Verdrahtungsaufwand klein zu halten, ist der Anschluss vorzugsweise als CAN-Bus Anschluss ausgebildet. Steuersignale werden dann von der Zentrale über den CAN-Bus an die angeschlossenen elektrischen Komponenten geleitet.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Zentrale drahtlos mit einer oder mehreren elektrischen Komponenten des Fahrrades kommuniziert.
In allen Fällen empfängt die Zentrale die am Kommunikationsgerät eingegebenen Eingaben des Benutzers, erzeugt entsprechende Steuersignale und leitet diese an die jeweilige elektrische Komponente weiter. Gegebenenfalls können auch einzelne Komponenten direkt mit dem mobilen Kommunikationsgerät kommunizieren.
Vorzugsweise sind die Steuerelektronik, die Kommunikationselektronik und gegebenenfalls der Anschluss auf einer gemeinsamen Platine angeordnet. Die Zentrale kann so sehr kompakt aufgebaut sein und beispielsweise in einem Gehäuse oder einem Teil des Fahrrades problemlos untergebracht werden. Die Platine weist dabei alle erforderlichen elektrischen Schaltkreise, Speicher, Mikroprozessoren und ähnliches auf.
Dabei ist besonders bevorzugt, dass die Zentrale einen elektrischen Energiespeicher und/oder einen Stromanschluss aufweist. Eine Energieversorgung der Steuer- und Kommunikationselektronik kann so relativ einfach gewährleistet werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind von der Zentrale Steuersignale vom mobilen Kommunikationsgerät empfangbar, verarbeitbar und an die elektrischen Komponenten weiterleitbar. Das mobile Kommunikationsgerät dient damit als zentrale Bedienerschnittstelle, wobei die Eingaben bzw. Steuersignale vom Kommunikationsgerät an die Zentrale übermittelt und dort für die jeweilige elektrische Komponente aufbereitet werden. Es ist dadurch ausreichend, dass das mobile Kommunikationsgerät mit der Zentrale kommunizieren kann, beispielsweise über Bluetooth, und nicht gegebenenfalls komponentenabhängige Übertragungsstandards beherrschen muss.
Vorzugsweise umfasst das Steuersystem einen Wechselrahmen und eine Halterung, wobei das mobile Kommunikationsgerät im Wechselrahmen aufnehmbar ist und der Wechselrahmen an der Halterung festlegbar ist, wobei insbesondere zwischen Wechselrahmen und Halterung eine elektrische Verbindung ausgebildet ist, über die das im Wechselrahmen aufgenommene mobile Kommunikationsgeräts aufladbar ist. Das Steuersystem bietet damit auch die Möglichkeit, das mobile Kommunikationsgerät mechanisch stabil am Fahrrad zu befestigen, wobei es gut erreichbar bzw. ablesbar angeordnet werden kann. Dabei kann eine Ladefunktionalität bereitgestellt werden, wobei die elektrische Energie von einem Energiespeicher, der der Zentrale oder der Halterung zugeordnet ist, stammen kann. Im Falle eines Fahrrades mit elektrischem Hilfsmotor kann die Energieversorgung aber auch aus dem Energiespeicher des Hilfsmotors erfolgen. Eine Betriebsdauer des Kommunikationsgerätes wird so deutlich verlängert.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein Fahrrad mit einem erfindungsgemäßen Steuersystem gelöst, wobei die Zentrale fest mit dem Fahrrad verbunden ist, und insbesondere in einem Teil des Fahrrades aufgenommen ist. Die Zentrale kann so an nahezu beliebiger Stelle des Fahrrades untergebracht werden, so dass eine besonders geschützte Unterbringung erfolgen kann und/oder eine Entfernung zu den elektrischen Komponenten, die gegebenenfalls mit Signalleitungen überbrückt werden muss, gering gehalten wird. Die Zentrale muss dabei nur einen Teil der Leistung zur Verfügung stellen, die zur Steuerung der elektrischen Komponenten erforderlich ist, da die im Kommunikationsgerät vorhandene Rechen- und Speicherleistung ebenfalls für das Steuersystem genutzt werden kann.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist das Fahrrad eine Halterung zum Befestigen des mobilen Kommunikationsgerätes auf, die insbesondere in einem Teil des Fahrrades integriert ist. Eine integrierte Lösung stellt dabei eine besonders stabile und raumsparende Möglichkeit dar, wobei alternativ aber auch eine am Fahrrad befestigbare Halterung vorgesehen werden kann. Die Halterung kann gegebenenfalls auch die Zentrale aufnehmen und so am Fahrrad festlegen.
Vorzugsweise ist der Halterung ein elektrischer Anschluss zum Aufladen des mobilen Kommunikationsgeräts zugeordnet. Damit kann ein Aufladen des in der Halterung gehaltenen mobilen Kommunikationsgeräts erfolgen, so dass eine lange Betriebsdauer erreicht wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Fahrrad einen Hilfsmotor auf, der an die Zentrale angeschlossen ist. Die Bedienung des Hilfsmotors und gegebenenfalls anfallende Steuerungsaufgaben können dann über das mobile Kommunikationsgerät erfolgen, wobei die Kommunikation über die Zentrale erfolgt. Der Aufbau des Fahrrades kann so gegenüber herkömmlichen Fahrrädern mit Hilfsantrieb stark vereinfacht werden.
Vorzugsweise weist das Fahrrad einen elektrischen Energiespeicher auf, der insbesondere an die Zentrale und/oder den Anschluss der Halterung angeschlossen ist. Über diesen insbesondere austauschbaren und/oder aufladbaren Energiespeicher kann eine lange Betriebsdauer des Kommunikationsgeräts und ein Betrieb der Zentrale sichergestellt werden.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen in schematischer Ansicht:
1 ein Steuersystem mit einer Zentrale, einer Halterung und einem in einem Wechselrahmen aufgenommenen mobilen Kommunikationsgerät,
2 einen Teil eines Fahrrades mit einer integrierten Halterung.
In 1 ist schematisch ein Steuersystem 1 für elektrische Komponenten eines Fahrrads dargestellt. Das Steuersystem 1 umfasst eine Zentrale 2, eine Halterung 3 sowie ein mobiles Kommunikationsgerät 4, welches in einem Wechselrahmen 5 formschlüssig aufgenommen ist. Der Wechselrahmen 5 ist für unterschiedliche Kommunikationsgeräte erhältlich und kann mit der Halterung 3 verrastet werden.
Die Zentrale 2 weist eine Platine 6 auf, auf der mehrere elektronische Komponenten und Schaltkreise wie eine Kommunikationselektronik 7 und eine Steuerelektronik 8 angeordnet sind. Ferner weist die Zentrale 2 einen CAN-Bus Anschluss 9 auf, an dem elektrische Komponenten des Fahrrades angeschlossen werden können. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Zentrale noch ein Gehäuse 10 auf, in dem die Platine 6 geschützt untergebracht ist.
Die Halterung 3 kann bei diesem Ausführungsbeispiel als Deckel für das Gehäuse 10 der Zentrale 2 verwendet werden. Zur formschlüssigen bzw. rastschlüssigen Befestigung des Wechselrahmens 5 weist die Halterung Haltestege 11, 12, einen Anschlag 13 sowie ein Rastmittel 14 auf. Die Stege 11, 12 sind dann in entsprechende, an einer unterseitigen Aufnahme des Wechselrahmens 5 ausgebildete, nicht dargestellte Nuten einführbar, wobei eine Oberseite 15 der Halterung 3 in der Aufnahme des Wechselrahmens aufgenommen wird. Dabei verrastet das Rastmittel 14 mit einem entsprechenden Gegenrastmittel des Wechselrahmens 5, so dass ein mechanisch stabiler Halt erhalten wird.
Zusätzlich wird über Kontaktmittel 16, zu denen unterseitig am Wechselrahmen 5 korrespondierende Kontaktmittel ausgebildet sind, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Wechselrahmen 5 und Halterung 3 hergestellt, über die eine Energieversorgung des mobilen Kommunikationsgeräts 4 erfolgen kann. Dafür sind die Kontaktmittel innerhalb des Wechselrahmens 5 an einen Steckanschluss angeschlossen, der mit einem Ladeanschluss des Kommunikationsgeräts 4 verbunden ist.
Bei diesem erfindungsgemäßen Steuerungssystem 1 erfolgt eine drahtlose Kommunikation zwischen der Zentrale 2 und dem mobilen Kommunikationsgerät 4 insbesondere unabhängig davon, ob das Kommunikationsgerät 4 am Halter 3 befestigt ist oder nicht.
Der Halter 3 ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wie es in 2 dargestellt, in einem Teil 17 des Fahrrades integriert, hier in einen Vorbau, der einen Fahrradlenker 18 hält. Dieser integrierte Halter 3 weist ebenfalls Stege 11, 12 sowie elektrische Kontaktmittel 16 auf, so dass der Wechselrahmen 5 formschlüssig mit ihm verbindbar ist. Dabei wird gleichzeitig eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktmitteln 16 und einem Steckanschluss 19 des Wechselrahmens hergestellt, über den ein Aufladen des mobilen Kommunikationsgerätes 4 erfolgen kann. Die Kontaktmittel 16 sind dann insbesondere über innerhalb des Fahrrades verlegte Leitungen mit einem elektrischen Energiespeicher verbunden.
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. So kann die Zentrale auch ohne eigenes Gehäuse ausgebildet und in einem Teil des Fahrrades eingebaut werden. Anstelle oder zusätzlich zu einem CAN-Bus Anschluss können auch noch zusätzliche Anschlüsse zur Übertragung von Stellsignalen und/oder elektrischer Energie vorgesehen werden.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Steuersystem
2: Zentrale
3: Halter
4: Mobiles Kommunikationsgerät
5: Wechselrahmen
6: Platine
7: Kommunikationselektronik
8: Steuerelektronik
9: CAN-Bus Anschluss
10: Gehäuse
11: Steg
12: Steg
13: Anschlag
14: Rastmittel
15: Oberseite
16: Kontaktmittel
17: Teil eines Fahrrades
18: Lenker
19: Steckanschluss

Claims

Steuersystem (1) für mindesten eine elektrische Komponente eines Fahrrades mit einer Zentrale (2), die zumindest einen Anschluss (9) für die elektrischen Komponenten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrale (2) eine Steuerelektronik (8) und eine Kommunikationselektronik (7) zum drahtlosen Kommunizieren mit einem mobilen Kommunikationsgerät (4) umfasst.
Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (9) als CAN-Bus Anschluss ausgebildet ist.
Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (8), die Kommunikationselektronik (7) und gegebenenfalls der Anschluss (9) auf einer gemeinsamen Platine (6) angeordnet sind.
Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrale (2) einen elektrischen Energiespeicher und/oder einen Stromanschluss aufweist.
Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Zentrale (2) Steuersignale vom mobilen Kommunikationsgerät (4) empfangbar, verarbeitbar und an die elektrischen Komponenten weiterleitbar sind.
Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Wechselrahmen (5) und eine Halterung (3) umfasst, wobei das mobile Kommunikationsgerät (4) im Wechselrahmen (5) aufnehmbar ist und der Wechselrahmen (5) an der Halterung (3) festlegbar ist, wobei insbesondere zwischen dem Wechselrahmen (5) und der Halterung (3) eine elektrische Verbindung ausgebildet ist, über die das im Wechselrahmen (5) aufgenommenen mobilen Kommunikationsgeräts (4) aufladbar ist.
Fahrrad mit einem Steuersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrale (2) fest mit dem Fahrrad verbunden ist, wobei die Zentrale (2) insbesondere in einem Teil (17) des Fahrrades aufgenommen ist.
Fahrrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Halterung (3) zum Befestigen des mobilen Kommunikationsgerätes (4) aufweist, die insbesondere in einem Teil des Fahrrades integriert ist.
Fahrrad nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterung (3) ein elektrischer Anschluss (19) zum Aufladen des mobilen Kommunikationsgeräts (4) zugeordnet ist.
Fahrrad nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrrad einen Hilfsmotor aufweist, der an die Zentrale (2) angeschlossen ist.
Fahrrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es einen elektrischen Energiespeicher aufweist, der insbesondere an die Zentrale (2) und/oder den Anschluss der Halterung (3) angeschlossen ist.