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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisch antreibbares Fahrrad. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Sicherheitssystem für ein derartiges Fahrrad.
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Ein Elektrofahrrad umfasst die üblichen Komponenten eines mit Muskelkraft antreibbaren Fahrrades und zusätzlich einen elektrischen Traktionsmotor sowie einen elektrischen Energiespeicher. Derartige Elektrofahrräder sind unter der Bezeichnung E-Bike oder Pedelec bekannt. Der elektrische Antrieb kann die Belastung des Radfahrers bei der Fortbewegung verringern oder seine Reichweite steigern. Auch ältere oder körperlich eingeschränkte Personen können so verbessert am Straßenverkehr teilnehmen.
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Die Unfallzahlen mit Elektrofahrrädern steigen schneller als das Marktsegment für Elektrofahrräder innerhalb der Fahrräder wächst. Bei Unfällen mit Elektrofahrrädern sind häufig andere Verkehrsteilnehmer beteiligt, mit denen das Elektrofahrrad kollidiert.
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Aus der
DE102015219511A1 ist eine tragbare Vorrichtung zur Erhöhung der Verkehrssicherheit bekannt.
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Weiterhin schlägt ein unter der Bezeichnung X2Safe bekanntes System vor, Verkehrsteilnehmer mit Kommunikationseinrichtungen auszurüsten und Positions- oder Bewegungsinformationen untereinander auszutauschen. Droht eine Kollision zweier Verkehrsteilnehmer, so kann eine entsprechende Warnung ausgegeben werden. Eine entsprechende Vorrichtung kann in einem Kraftfahrzeug fest oder entfernbar angebracht sein und ein Fußgänger oder Radfahrer kann beispielsweise ein Smartphone mit einer entsprechenden Funktionalität nachrüsten. Auf einem Fahrrad ist das Smartphone jedoch häufig nicht in Greifweite, sodass eine optische, akustische oder haptische Warnung leicht übersehen werden kann. Außerdem kann es schwierig sein, die Warnung zu interpretieren und die Steuerung des Fahrrades geeignet zu beeinflussen.
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Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Technik zur Warnung an einem elektrisch antreibbaren Fahrrad bereitzustellen, wenn eine Kollision des Fahrrades mit einem anderen Verkehrsteilnehmer droht. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Eine Warnvorrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrrad umfasst eine Abtasteinrichtung zur Bestimmung von ersten Ortsdaten des Fahrrades; eine erste Schnittstelle, die zum Empfangen von zweiten Ortsdaten eines anderen Verkehrsteilnehmers eingerichtet ist; eine zweite Schnittstelle, die zur Kommunikation mit einer Steuervorrichtung des elektrisch antreibbaren Fahrrades eingerichtet ist; und eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, auf Basis der ersten und zweiten Ortsdaten eine drohende Kollision des Fahrrades mit dem anderen Verkehrsteilnehmer zu bestimmen und ein Signal auszugeben, das auf eine drohende Kollision hinweist. Dabei wird das Signal über die zweite Schnittstelle ausgegeben.
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Die Warnvorrichtung kann beispielsweise als autarkes Gerät von einem Fahrer mitgeführt werden. Beispielsweise kann die Warnvorrichtung als Smartphone oder Smartwatch oder anderes geeignetes Wearable mit einer entsprechenden Funktionalität ausgestattet werden. Dabei kann die Warnvorrichtung beispielsweise in einer Tasche oder einem Gepäckstück des Fahrers verbleiben und trotzdem eine unmittelbar verständliche und gut wahrnehmbare Ausgabe bewirken. In einer anderen Ausführungsform ist die Warnvorrichtung dazu eingerichtet, am Fahrrad angebracht zu werden. Dazu kann eine spezielle Halterung am Fahrrad angebracht sein oder die Warnvorrichtung kann untrennbar mit dem Fahrrad verbunden werden. Insbesondere kann die Warnvorrichtung aus einem Energievorrat versorgt werden, der für einen elektrischen Traktionsantrieb des Fahrrades vorgesehen ist.
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Bevorzugt ist die erste Schnittstelle als Mobilfunkschnittstelle ausgebildet, sodass eine Kommunikation unmittelbar mit einem anderen Verkehrsteilnehmer, mit einer Infrastruktur, mit einem Netzwerk oder mit einer zentralen Einrichtung möglich ist. Die Bestimmung, ob eine Kollision mit dem anderen Verkehrsteilnehmer droht, kann seitens der Verarbeitungseinrichtung, seitens des anderen Verkehrsteilnehmers oder von dritter Seite durchgeführt werden. Es ist bevorzugt, dass die bestimmten ersten Ortsdaten des Fahrrades über die erste Schnittstelle ausgesandt werden, um eine externe Kollisionsbestimmung in entsprechender Weise zu ermöglichen. Wird das X2Safe-System genutzt, kann die Warnvorrichtung z. B. als integraler Bestandteil oder Erweiterung des X2Safe-Systems ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsform wird das Signal über eine Ausgabevorrichtung des Fahrrades ausgegeben. Dazu kann das Signal insbesondere an einen Fahrer des Fahrrades oder den anderen Verkehrsteilnehmer, der sich im Bereich des Fahrrades befindet, ausgegeben werden. Die Ausgabe kann akustisch, optisch oder haptisch erfolgen.
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Das Signal kann eine Funktion des Fahrrades steuern. In einer Ausführungsform wird eine Hilfsfunktion des Fahrrades gesteuert. Die Hilfsfunktion kann beispielsweise zur Navigation, zur aktiven oder passiven Beleuchtung oder zur akustischen Signalisierung eingerichtet sein. Anders ausgedrückt kann das Signal beispielsweise mittels einer Klingel, einer Hupe oder einer Beleuchtungseinrichtung ausgegeben werden. Alternativ kann auch eine Benachrichtigung beispielsweise über ein eingebautes Display erfolgen.
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In einer anderen Ausführungsform steuert das Signal eine Fahrfunktion des Fahrrades. Die Fahrfunktion kann z. B. eine Längssteuerung des Fahrrades betreffen.
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Weiter bevorzugt wird ein Antriebsmoment des Fahrrades variiert. Das Antriebsmoment wird mittels eines elektrischen Traktionsmotors aufgebracht, der durch eine Steuervorrichtung des Fahrrades gesteuert werden kann. Beispielsweise kann das Antriebsmoment verringert werden, um eine Beschleunigung oder Geschwindigkeit des Fahrrades zu senken. Allein durch diese Maßnahme kann eine drohende Kollision mit einem anderen Verkehrsteilnehmer vermieden werden. Zusätzlich kann der Fahrer des Fahrrades unmissverständlich darauf aufmerksam gemacht werden, dass eine Reduktion der Geschwindigkeit zur Kollisionsvermeidung beitragen kann. Der Fahrer kann seinerseits die Geschwindigkeit bzw. die Beschleunigung weiter verringern oder eine Bremsung durchführen. Die Bremsung kann auch durch die Steuervorrichtung an Bord des Fahrrades gesteuert werden.
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Das Antriebsmoment kann zyklisch variiert werden. Anders ausgedrückt kann das Antriebsmoment periodisch, beispielsweise in Form einer Sinus-, Dreiecks- oder Rechteckfunktion, erhöht und/oder abgesenkt werden. Die Frequenz der Beeinflussung des Antriebsmoments kann beispielsweise auf eine Dringlichkeit der Kollisionswarnung hinweisen. Auch die Amplitude der Variation kann auf die Dringlichkeit hinweisen. Steht eine Kollision beispielsweise mit hoher Wahrscheinlichkeit unmittelbar bevor, so kann das Antriebsmoment mit hoher Amplitude und/oder hoher Frequenz variiert werden. Ist hingegen nur Vorsicht vor einer möglicherweise eintretenden Kollision geboten, die erst in einem größeren zeitlichen Abstand eintreten kann, so können die Frequenz und/oder die Amplitude kleiner sein. Umgekehrte Zuordnungen sind ebenfalls möglich.
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Die Warnvorrichtung kann ferner einen Beschleunigungssensor umfassen. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Kollision des Fahrrades zu erfassen und ein auf die Kollision hinweisendes Signal über die erste Schnittstelle auszusenden. Eine ähnliche Funktionalität ist an einem Kraftfahrzeug als automatischer Notruf (eCall) bekannt. Informationen über einen Hergang der Kollision oder den anderen Verkehrsteilnehmer können ebenfalls über die erste Schnittstelle ausgesandt werden. Ein Unterstützungs- oder Rettungsdienst kann dann mit verbesserter Informationslage Hilfe leisten.
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Ein elektrisch antreibbares Fahrrad umfasst die oben beschriebene Warnvorrichtung sowie eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer Funktion des Fahrrades. Die Funktion kann insbesondere eine Fahrfunktion oder eine Hilfsfunktion umfassen, wie oben genauer beschrieben wurde.
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Die Steuervorrichtung und die Verarbeitungseinrichtung können auch miteinander integriert ausgeführt sein.
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Ein Verfahren zum Bereitstellen einer Kollisionswarnung eines elektrisch antreibbaren Fahrrades mit einem anderen Verkehrsteilnehmer umfasst Schritte des Bestimmens von ersten Ortsdaten des Fahrrades; des Empfangens von zweiten Ortsdaten des anderen Verkehrsteilnehmers; des Bestimmens einer drohenden Kollision des Fahrrades mit dem anderen Verkehrsteilnehmer; und des Ausgebens eines Signals, das auf die drohende Kollision hinweist. Dabei wird das Signal an eine Steuervorrichtung des elektrisch antreibbaren Fahrrades ausgegeben.
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Die Steuervorrichtung des elektrisch antreibbaren Fahrrades setzt das Signal bevorzugt in eine Steuerung einer Funktion des Fahrrades um.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
- 1 ein System zur gegenseitigen Warnung von Verkehrsteilnehmern; und
- 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bereitstellung einer Kollisionswarnung
darstellt.
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1 zeigt ein System 100 zur gegenseitigen Warnung von Verkehrsteilnehmern. Ein ähnliches wie das dargestellte System 100 ist unter der Bezeichnung X2Safe bekannt. Das System 100 umfasst vorliegend ein elektrisch antreibbares Fahrrad 105 und wenigstens einen weiteren Verkehrsteilnehmer 110. Das Fahrrad 105 zählt in diesem Sinne auch als Verkehrsteilnehmer. Am Fahrrad 105 befindet sich eine Warnvorrichtung 115 und entsprechende Vorrichtungen werden von den anderen Verkehrsteilnehmern 110 mitgeführt bzw. sind in diesen verbaut. Die Warnvorrichtungen 115 sind dazu eingerichtet, miteinander direkt oder indirekt zu kommunizieren, um Informationen insbesondere über ihre jeweiligen Aufenthaltsorte und ggf. noch andere Informationen auszutauschen oder einer Bestimmungsvorrichtung 120 mitzuteilen. Aus den Ortsinformationen lässt sich ableiten, welcher Verkehrsteilnehmer 105, 110 sich nahe an welchem anderen befindet und welche Geschwindigkeit und Richtung er hat. Eine mögliche Kollision zwischen zwei Verkehrsteilnehmern 105, 110 kann so vorhergesagt werden. Dabei ist bevorzugt, dass zusätzlich zu den Positionsinformationen noch weitere Informationen übermittelt werden. Beispielsweise können eine Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit übermittelt werden, ferner ein Typ des Verkehrsteilnehmers 105, 110 (z. B. Fußgänger, Radfahrer, Kraftfahrer), ein Fahrtziel bzw. eine Absicht, beispielsweise in Form eines bevorstehenden Fahrmanövers, eine Identifikation des Verkehrsteilnehmers 105, 110 bzw. der jeweils zugeordneten Person etc. Bei der Bestimmung der Kollision können noch weitere Informationen ausgewertet werden, wie beispielsweise eine Verkehrslage, eine Unfallhäufigkeit an einer vorbestimmten Stelle, ein tageszeitlicher oder ein Wettereinfluss.
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Es wird vorgeschlagen, die Warnvorrichtung 115 mit dem elektrisch antreibbaren Fahrrad 105 verbessert zu integrieren. Dazu umfasst die Warnvorrichtung 115 eine Einrichtung 125 zur Positionsbestimmung, eine erste Schnittstelle 130, eine zweite Schnittstelle 135 und eine Verarbeitungseinrichtung 140. Die Positionsbestimmungseinrichtung 125 ist dazu eingerichtet, Ortsdaten des elektrisch antreibbaren Fahrrades 105 zu bestimmen. Dazu können insbesondere eine geographische Position, eine Bewegungsgeschwindigkeit und -richtung bestimmt werden. Üblicherweise umfasst die Positionsbestimmungseinrichtung 125 einen Empfänger eines satellitengestützten Navigationssystems. Die erste Schnittstelle 130 ist bevorzugt als Mobilfunkschnittstelle eingerichtet. Über die erste Schnittstelle 130 können Daten mit anderen Verkehrsteilnehmern 110 oder der zentralen Bestimmungsvorrichtung 120 direkt oder indirekt ausgetauscht werden. Entsprechende Technologien sind unter den Bezeichnungen Vehicle-to-Vehicle (V2V), Car-to-Car (C2C), Car-to-Infrastructure (C2I) oder Car-to-Anything (C2X) bekannt. Im gegebenen Kontext können die Technologien verwendet werden, auch wenn das Fahrrad 105 kein Automobil (car) umfasst.
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Das Fahrrad 105 umfasst eine Steuervorrichtung 150, die mittels der zweiten Schnittstelle 135 mit der Warnvorrichtung 115 verbunden werden kann. Die zweite Schnittstelle 135 kann drahtlos, beispielsweise als Bluetooth, WiMAX oder WLAN-Schnittstelle oder drahtgebunden mit einem beliebigen Protokoll ausgeführt sein. Ist die zweite Schnittstelle 135 drahtlos ausgeführt, so kann die Warnvorrichtung 115 beispielsweise von einem Fahrer 145 (nicht dargestellt) des Fahrrades 105 mitgeführt oder in einem mitgeführten Gepäckstück verstaut werden. Alternativ kann die Warnvorrichtung 115 temporär oder fest am Fahrrad 105 angebracht werden. Bei einer drahtgebundenen zweiten Schnittstelle 135 ist bevorzugt, dass die Warnvorrichtung 115 mittels Energie aus einem elektrischen Energiespeicher 155 des Fahrrades 105 betrieben wird. Die zweite Schnittstelle 135 kann dabei entfallen.
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Das Fahrrad 105 ist dazu eingerichtet, eine Fahrfunktion sowie ggf. eine oder mehrere Hilfsfunktionen durchzuführen. Für die Fahrfunktion ist ein Traktionsantrieb (Antriebsmotor) 160 vorgesehen, dessen Betrieb mittels der Steuervorrichtung 150 aus dem Energiespeicher 155 gesteuert werden kann. Rein exemplarisch ist der Traktionsantrieb 160 als Nabenmotor am Vorderrad dargestellt, andere Ausführungsformen sind ebenfalls möglich. Eine Hilfsfunktion des Fahrrades 105 kann beispielsweise eine Beleuchtung umfassen, wozu eines oder mehrere Beleuchtungselemente 165 vorgesehen sein können. Für eine akustische Signalausgabe kann beispielsweise eine Klingel oder Hupe 170 vorgesehen sein. Eine optische Ausgabevorrichtung 175 kann außerdem vorgesehen sein. Die Fahrfunktion und/oder wenigstens eine Hilfsfunktion werden mittels der Steuervorrichtung 150 gesteuert.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Warnvorrichtung 115 dazu eingerichtet ist, eine Warnung vor einer drohenden Kollision mit einem anderen Verkehrsteilnehmer 110 über die zweite Schnittstelle 135 an die Steuervorrichtung 150 auszugeben, sodass eine der Funktionen des Fahrrades 105 auf die drohende Kollision hinweist. In einer Ausführungsform kann die Steuerung so erfolgen, dass die Kollision automatisch verhindert oder ihre Wahrscheinlichkeit verringert wird.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zur Bereitstellung einer Kollisionswarnung an einem elektrisch antreibbaren Fahrrad 105 wie dem von 1. Das Verfahren 200 ist bevorzugt ganz oder in Teilen dazu eingerichtet, auf der Verarbeitungseinrichtung 140 oder der Steuervorrichtung 150 ausgeführt zu werden. Dazu kann das Verfahren 200 in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln ausgebildet sein. Die Verarbeitungseinrichtung 140 bzw. die Steuervorrichtung 150 ist dabei bevorzugt als programmierbarer Mikrocomputer oder Mikrocontroller ausgebildet.
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In einem Schritt 205 werden zumindest Ortsdaten des Fahrrades 105 bestimmt. Diese Ortsdaten umfassen bevorzugt eine geographische Position und können noch weitere Informationen bezüglich der Bewegung des Fahrrades 105 und/oder weitere Informationen umfassen, wie oben genauer beschrieben wurde. Optional werden die gesammelten Informationen an einen anderen Verkehrsteilnehmer 110 oder eine Bestimmungsvorrichtung 120 mittelbar oder unmittelbar übermittelt.
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In einem Schritt 210 werden zumindest Ortsinformationen, die insbesondere eine geographische Position umfassen, von bzw. über einen anderen Verkehrsteilnehmer 110 im Bereich des Fahrrades 105 empfangen. Wie oben ausführlich beschrieben wurde, können zusätzlich noch weitere Informationen über den anderen Verkehrsteilnehmer 110 sowie ggf. orts- oder zeitgebundene Informationen empfangen werden.
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In einem Schritt 215 wird auf der Basis der nun vorliegenden Informationen bestimmt, ob eine Kollisionsgefahr zwischen dem Fahrrad 105 und dem anderen Verkehrsteilnehmer 110 besteht. Die Gefahr kann in unterschiedlichen Parametern ausgedrückt werden, beispielsweise der Schwere einer zu befürchtenden Kollision, einer Relativgeschwindigkeit zwischen den Verkehrsteilnehmern 105, 110 oder der verbleibenden Reaktionszeit bis zur befürchteten Kollision. Auch Konfidenzinformationen oder eine Unsicherheit, die beispielsweise einer Person zugeordnet sein kann, die dem jeweiligen Verkehrsteilnehmer 105, 110 entspricht, kann bei der Bestimmung der Kollisionsgefahr berücksichtig werden. Wird bestimmt, dass die Kollisionsgefahr nicht vorliegt bzw. einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, so kann das Verfahren 200 zum Anfang zurückkehren und erneut durchlaufen. Andernfalls kann auf eine oder mehrere Arten der Kollision entgegengewirkt werden.
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In einer ersten Alternative wird in einem Fahrzustand 220 ein Fahrzustand des Fahrrades 105 beeinflusst. Dazu kann insbesondere ein abgegebenes Drehmoment des Traktionsantriebs 160 verändert werden. In der Regel wird der Traktionsantrieb 160 dazu angesteuert, weniger zu beschleunigen oder gar zu verzögern.
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In einer zweiten Alternative wird in einem Schritt 225 eine Warnung an den Fahrer 145 des Fahrrades 105 ausgegeben. Die Warnung kann optisch, beispielsweise mittels der Ausgabevorrichtung 175, akustisch, beispielsweise mittels der Klingel oder Hupe 170, oder auch haptisch, etwa mittels des Traktionsantriebs 160 ausgegeben werden. Beispielsweise kann ein Antriebsmoment des Traktionsantriebs 160 einmalig oder periodisch variiert werden, um dem Fahrer 145 einen Hinweis auf die drohende Kollision zu geben.
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In einer dritten Alternative kann in einem Schritt 230 eine Funktion des Fahrrades 105 beeinflusst werden. Beispielsweise kann ein weiteres Beschleunigen verhindert werden oder eines der Beleuchtungselemente 165 kann vorübergehend ausgeschaltet werden, um eine eindringliche Warnung an den Fahrer 145 bereitzustellen.
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Es können auch noch andere der oben erwähnten oder in 1 gezeigten Funktionen des Fahrrades 105 beeinflusst werden, um einen Hinweis auf eine drohende Kollision auszugeben. Mehrere Alternativen 220 bis 230 können auch gleichzeitig gegeben werden. In einer Ausführungsform werden die Varianten 220 bis 230 stufenweise, je nach Dringlichkeit bzw. Wahrscheinlichkeit der bevorstehenden Kollision ausgegeben.
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Zusätzlich kann eine bereits erfolgte Kollision bestimmt werden, beispielsweise auf Basis von Beschleunigungswerten an Bord des Fahrrads 105 und bevorzugt auf zusätzlicher Basis von Informationen über eine zuvor drohende Kollision. In diesem Fall kann ein automatischer Notruf abgesetzt werden, der Informationen umfassen kann, die auf einen Unfallbeteiligten, einen Unfallhergang oder eine Schwere des Unfalls hinweisen.
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Anschließend kann das Verfahren 200 wieder zum Anfang zurückkehren und erneut durchlaufen. Die Warnungen können in einer weiteren Ausführungsform so lange ausgegeben werden, wie die Kollisionsgefahr als vorliegend bestimmt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- System
- 105
- elektrisch antreibbares Fahrrad
- 110
- weiterer Verkehrsteilnehmer
- 115
- Warnvorrichtung
- 120
- Bestimmungsvorrichtung
- 125
- Positionsbestimmungseinrichtung
- 130
- erste Schnittstelle
- 135
- zweite Schnittstelle
- 140
- Verarbeitungseinrichtung
- 145
- Fahrer
- 150
- Steuervorrichtung
- 155
- Energiespeicher
- 160
- Traktionsantrieb
- 165
- Beleuchtungselement
- 170
- Klingel, Hupe
- 175
- optische Ausgabevorrichtung, Anzeige, Display
- 200
- Verfahren
- 205
- Bestimmen Position, Absicht, Charakteristik; ggf. Übermitteln
- 210
- Empfangen Position, Absicht, Charakteristik
- 215
- Kollisionsgefahr?
- 220
- Beeinflussen Fahrzustand
- 225
- Ausgeben Warnung
- 230
- Beeinflussen Funktion
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015219511 A1 [0004]
