AT12892U1 - Zentrale energieautonome kontrolleinheit für offene fahrzeuge mit lenkstange - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einheit, die vorzugsweise in einen Vorbau - also die Verbindung zwischen Lenkrohr (9) und Lenkstange (10) eines Fahrzeuges mit Lenkstange integriert werden kann und die sich dadurch auszeichnet, dass sie andere Sub-Einheiten am Fahrzeug drahtlos steuert oder Informationen von diesen drahtlos bezieht, verarbeitet und mittels Signalleuchten oder Display (15) anzeigt. Die gewaltfrei nicht mehr öffenbare Einheit wird energieautark und mit internem Energiespeicher ausgeführt d.h. bezieht die Energie über eine Fotovoltaikeinheit (1) aus der Umgebungshelligkeit und umfasst optional auch Bedienfelder die a) dem Fotovoltaikpanel überlagert oder b) in dieses integriert werden (14) oder c) getrennt davon in der Einheit angebracht werden (4).

Description

österreichisches Patentamt AT 12 892 U1 2013-01-15

Beschreibung

ZENTRALE ENERGIEAUTONOME KONTROLLEINHEIT FÜR OFFENE FAHRZEUGE MIT LENKSTANGE

BESCHREIBUNGSEINLEITUNG

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine zentrale Einheit, die in den Vorbau der Lenkvorrichtung eines Land-, Luft oder Wasserfahrzeuges aber auch in Abstellanlagen integriert werden kann und die in der Anwendung einer Lichtquelle ausgesetzt ist. Die vorgestellte integrierte Einheit mit internem Stromspeicher kann besonders Überwachungs- und Schutzaufgaben übernehmen. Diese Zentraleinheit kann in einer Vielzahl von Konfigurationen nützlich sein in denen Sensorik und Benutzerschnittstellen als periphere - auch nomadische - Geräte präsent sind.

STAND DER TECHNIK

[0002] Bei Wettbewerben und Trainingsfahrten werden Timer verwendet, die mit einer Vorrichtung in Position gehalten werden die zentral oben auf den Vorbau geschraubt wird. Dadurch ergibt sich ebenso wie bei Fahrradtachos tw. die Möglichkeit das Produkt fahrzeugunabhängig zu gestalten. Die Tachos sind zumindest teilweise auch mit Fotovoltaik-Elementen ausgerüstet, wodurch eine gewisse Energieautarkie entsteht. Diese Lösungen haben den Nachteil, dass bestimmte Funktionen wie z.B. Verfolgung eines gestohlenen Fahrzeuges durch die Entfern-barkeit des Aufsatzens nicht integriert werden können und allgemein eine unbefugte Entfernung der Geräte möglich ist. Es sind Konstruktionen bekannt, bei denen ein Tachometer in den Lenkervorbau integriert wurde (United States Patent 4489307 ist dabei am umfangreichsten in der abgedeckten Funktionalität, US4435983, US2003230228, EP 1449755 fokussieren mehr auf Tachos). Bei hochwertigeren PEDELECs werden Systeme entweder in den Vorbau integriert oder das Display am vorderen Teile des Vorbaus befestigt (A2B, auch JP2004099042, JP2003252270). A2B integriert eine berührungslose Zugangskontrolle über einen Tag. Es sind aber auch Lösungen veröffentlicht worden wo das externe Display im Vorbau temporär fixiert wird (NL20082001831).

[0003] Auch für die Fahrradbeleuchtung existieren Lösungen, die die Energie von der Sonne beziehen, jedoch an der Lenkstange befestigt werden. Fahrradcomputer auf drahtloser Basis können Signale von Gebern wie Rad oder Kurbel aber auch Pulsmesser empfangen, verarbeiten und darstellen. Die umfassende Integration zusammen mit einem Nutzerinterface für ein Elektrofahrrad.

[0004] Auch wurde ein Informationssystem in United States Application 20040189722 beschrieben, das mit Sensoren ausgerüstet werden kann.

[0005] Bei Kfz wird in United States Patent 5861799 ein Verfahren beschrieben, das das Fahrzeug über eine Kontrolle der Kraftstoffzufuhr immobilisiert und von der Ferne schaltbar ist. RFID-Tags werden auch genutzt um Personen Zugriff auf Fahrzeuge zu ermöglichen, eine Sicherung z.B. in Fahrradverleihsystemen erfolgt allerdings mechanisch. Es sind auch Systeme in Zusammenhang mit einer Videoüberwachung bekannt wobei eine Entsperrung über Mobiltelefon erfolgt(http://www.rfidjournal.com/article/view/4065). Anderenfalls wird bei Trennung der Verbindung zum RFID-Tag die unbefugte Inbetriebnahme aufgezeichnet.

AUFGABE DER ERFINDUNG

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zentrale und energieautarke Einheit in einen Vorbau und Radabstellanlagen zu integrieren um mehrere Funktionen mit einem Gerät darstellen zu können, wobei besonders auf jene fokussiert wird, wo ein Schutz gegen Entwendung und Manipulation essentiell ist. Die Funktionen können sein: [0007] - Tachometer 1 /8 österreichisches Patentamt AT12 892U1 2013-01-15 [0008] - Anzeige und Fernwirken Gangwahl automatische Gangschaltung [0009] - Diebstahlschutz für das Fahrzeug (passiv als Tag, aktiv als Alarmanlage) [0010] - Navigationshilfe oder Aufzeichnung des Weges inkl. Höhen zur späteren Auswertung [0011] - Anzeige von Ladezustand, Leistung und Betriebszustand bei elektrischem Zusatzan trieb [0012] - Logische Steuerung für den elektrischen Zusatzantrieb (Betriebszustand) [0013] - Schnittstelle für drahtlose Ausgabegeräte wie z.B. externe Display, Bluetooth

Headsets oder am Kopf getragene Head-Up Displays [0014] - Beleuchtung/Ausleuchtung des Weges [0015] Die Einheit kann aus Gründen des Diebstahlschutzes in einem andern Fahrzeug (mit anderen Peripherieeinheiten) oder am selben Fahrzeug mit anderen Peripherieeinheiten nur dann betrieben werden, wenn dies in der Konfiguration erlaubt wird. Eine solche Rekonfiguration oder Benutzung in einer anderen Umgebung mit anderen Sub-Einheiten kann an die Eingabe eines Master-Passwortes gebunden werden.

LÖSUNG DER GESTELFTEN AUFGABE

[0016] Der Erfindungsgegenstand wird durch eine konstruktive Ausbildung des Lenkervorbaus hergestellt, die es erlaubt an seiner Oberseite eine glatte Fläche mit Dis-play/Solarmodul/Bedieneinheit anzubringen und in seinem Inneren Komponenten wie Recheneinheit. Energie- und Datenspeicher Sensor etc.. Flächen unter denen Antennen liegen werden für die entsprechende Frequenz durchlässig ausgeführt. Der Vorbau hat auch Ausnahmen für Leuchtquellen und optional abgesetzte Tasten. Eine Schallabstrahlung wird vorzugsweise über das geschlossene Gehäuse durchgeführt um das Eindringen von Schmutz und Wasser zu vermeiden.

[0017] Die unterschiedlichen Funktionen des Erfindungsgegenstandes werden bei Vorhandensein von Bedienelementen und drahtlosen Schnittstellen zur Informationsübertragung allein durch Softwaremodule realisiert, die ebenfalls in das Gerät nachgeladen werden können- optional auch über eine physische Witterungs-geschütze Schnittstelle.

[0018] Die Einheit kann sich aber auch optional einer in die Einheit eingebauten Sensorik (GPS, Beschleunigungssensor, Magnetfeldsensor etc.) bedienen - der Erfindungsgegenstand funktioniert also auch eigenständig ohne Peripherie.

[0019] Die Möglichkeit der Erweiterung z.B. als Bedieneinheit und Anzeige für einen elektrischen Zusatzantrieb oder eine automatische Schaltung wird durch eine drahtlose Kommunikation sichergestellt, die mit mehreren Sub-Einheiten gleichzeitig kommunizieren kann. Die Energie bezieht die vorgestellte Einheit dabei aus eingebauten Solarzellen die Sonnenenergie (Licht) in Strom umwandeln. Dabei können diese Solar-Zellen von der Anzeige getrennt oder mit transparenten Zellen über diese gelegt werden. Zuletzt können Solarzellen auch durch berührungsempfindliche transparente Einheiten überdeckt werden (Touch-Bedienfelder). Das Display ist vorteilhafterweise besonders stromsparend, oder es wird ganz auf ein eingebautes Display verzichtet und rudimentäre Funktionen der Nutzerschnittstelle über Signalleuchten realisiert.

[0020] Die Kommunikation mit den Peripherieeinheiten erfolgt dabei über Kabel oder drahtlos. Es ist dabei jede drahtlose Technologie nutzbar, die über kurze Distanzen Informationen übertragen kann und trotz Kollisionen (mit anderen drahtlosen) Übertragungen und externen Störversuchen ein zuverlässiges Funktionieren erlaubt. Eine Benutzung für sicherheitsrelevante Anwendungen wie Not-Aus für einen Elektroantrieb oder Brake-by-Wire ist im Prinzip möglich wenn entsprechende Redundanzen und ein hoher Anspruch an den Schutz der Verbindung gewährleistet sind.

[0021] Der Diebstahlschutz kann auch im Zusammenwirken mit einer örtlichen stationär befestigten Einheit realisiert werden um bei einem unauthorisierten Verbringen des Fahrzeuges 2/8 österreichisches Patentamt AT 12 892 Ul 2013-01-15

Alarm zu geben. Das Erkennen erfolgt durch den Unterbruch der Kommunikation der Einheiten, ohne dass bei einer der Einheiten ein Sicherheitscode oder eine Sicherheitsgeste eingegeben wurde oder ein mobiler Ident-Tag der zugeordneten Nutzerinnen erkannt wurde.

EFFEKTE DER ERFINDUNG UND UNTERANSPRÜCHE

[0022] Die Erfindung beseitigt die Konflikte, die durch die Anbringung diverser Bedien- und Anzeigeelemente am Lenker entstehen. Durch die Integration in eine Bedieneinheit wird der Lenker aufgeräumt. Durch die nichtverlierbare Speicherung der Konfiguration in der Steuereinheit und die Kommunikationsmöglichkeit mit festen Einheiten ist auch ein Diebstahlschutz -selbst bei Unterbrechen der Kommunikation zwischen den Einheiten - gegeben. Das Verfahren schützt auch vor dem Zerlegen des Fahrzeuges und der getrennten Verwertung der Komponenten, da bei der vorgestellten Erfindung ein unsichtbarer Schutz implementiert wird. Wird z.B. ein sich eineindeutig authentifizierender RF-Ident-Tag versteckt in das Fahrzeug integriert, kann die überwachende vorteilhafterweise in den Vorbau integrierte Einheit so programmiert werden, dass sie ohne diesen RF-ID-Tag nicht funktioniert, wenn nicht ein spezielles Master-Passwort eingegeben wird. Des weiteren kann die Einheit ohne Eingabe dieses Passwortes auch nicht einfach mit anderen Komponenten mit anderen RF-Ident-Tags in Betrieb genommen werden. Schlussendlich kann eine Inbetriebnahme ebenfalls ein Passwort voraussetzen - Signale von Drehgebern oder ein eingebauter Sensor (Beschleunigungs-, Erdmagnetfeldsensor o.ä.) bemerken eine Bewegung des Fahrzeuges und können nicht mutwillig deaktiviert werden. Mittels eingebautem barometrischem (Luftdruck-) Sensor kann ein Betrieb in einer anderen Höhe erkannt und nach einer einstellbaren Zeit eine Selbst-Sperre des Gerätes durchgeführt werden, die nur durch Eingabe eines Master-Passwortes aufgehoben werden kann.

[0023] Die Einheit kann also einer missbräuchliche Verwendung durch drei Eigenschaften Vorbeugen: [0024] o durch einen eingebaute Sensor oder mehrere Sensoren (Beschleunigungs-, Erdfeld oder Luftdrucksensoren) und eine eingebaute Programmlogik die eine unbefugte Benutzung unterbindet, entweder durch die Abgabe von Signaltönen und eine visuelle Signalisierung (z.B. blinkender Meldetext inkl. Blinkende Hintergrundbeleuchtung) oder durch eine Unbenutzbarkeit, die sich nur durch die Eingabe eines Master-Passwortes aufheben lässt.

[0025] o indem es einen im Fahrzeug versteckten sich authentifizierenden Sender sowie die

Sub-Komponenten über eine verschlüsselte drahtlose Verbindung abfragt, mit einer gespeicherten Konfiguration vergleicht und bei Abweichungen nur durch bei Eingabe eines Master-Passwortes in Betrieb geht und/oder deutlich z.B. über Abgabe von Signaltönen und eine visuelle Signalisierung (z.B. blinkender Meldetext inkl. Blinkende Hintergrundbeleuchtung) den unzulässigen Zustand gegenüber Dritten signalisiert.

[0026] o das durch eine Verbindung zu einem Weitverkehrsnetz Informationen über eine missbräuchliche Verwendung drahtlos weitergeben kann aber die Verbindung auch Nutzen kann um dem Benutzer Informationen entweder direkt über das Display oder eine drahtlose Verbindung zu am Körper getragenen Geräten wie Head-Up Display oder Bluetooth-Headset zu übermitteln.

[0027] Die beschränkte Oberfläche des Vorbaus für die solare Energiegewinnung macht die Integration von Mobilfunkgeräten oder Leistungsendstufen für Lautsprecher derzeit noch unmöglich - bei besseren Wirkungsgraden der Solarzellen und niedrigeren Verbräuchen der Kommunikationsmodule wäre dies in Zukunft aber möglich. Ein Unteranspruch besteht also auch darin dass das System über drahtlose Weitverkehrsnetze Informationen abfragen kann die es dann z.B. in der positionsabhängigen Anzeige oder für Routenberechnungen nutzen kann, oder über drahtlose Multimedia Komponenten wie Bluetooth Headsets (Ohrhörer/Stereo-Kopfhörer und/oder am Kopf getragene Head-up Displays) dem Fahrer oder Beifahrer kommunizieren kann. Die gegenständliche Erfindung kann auch im Volumen so erweitert werden, dass sie einen frontalen weißen Rückstrahler nach Fahrradverordnung umfasst. 3/8

Claims (8)

1. österreichisches Patentamt AT12 892U1 2013-01-15 AUFZÄHLUNG UND KURZBESCHREIBUNG DER GEGEBENENFALLS VORHANDENEN ZEICHNUNGSFIGUREN [0028] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. [0029] Fig. 1 zeigt eine mögliche Einbausituation. [0030] In Fig. 2 wird die Systemarchitektur dargestellt. FIGURENBESCHREIBUNG [0031] In Figur 1 wird eine mögliche Ausführung der Funktionen gezeigt. Fig. 1a zeigt den Vorbau in geschlossenem Zustand, Fig. 1b zeigt die unter Hälfte vor dem vandalismussicheren Zusammenfügen mit dem Oberteil. Die Klemmmechanismen für Lenkrohr (9) und Lenkstange (10) sind nicht Bestandteil der gegenständlichen Erfindung, genauso wenig wie ein Einsatz z.B. als mobile oder am Lenker befestigte solarbetriebene Lampe. [0032] Das Solarpanel (1) dient zur Energieversorgung der Einheit. Ein eingebauter Energiespeicher (2) versorgt die integrierte Recheneinheit (3), die über berührungsempfindliche Elemente (4) auf oder neben dem Display (5), eine bewusste Abschattung einzelner gekennzeichneter Solarzellen, Tasten (14) oder einer Kombination gesteuert werden kann und die wiederum ein Display (5) oder Signalleuchten (15) ansteuert, sowie auch die Beleuchtung nach vorne (6) oder die Leseleuchte für den Benutzer (7) oder eine seitliche Markierungsleuchte (8) schaltet. Eine physikalische Schnittstelle (11) ist optional, ebenso wie eingebaute Sensoren (12), oder zumindest eine vorzugsweise in das Fotovoltaik-Modul integrierte Antenne (13), die für Nahfeldkommunikation aber auch Weitverkehrsnetze genutzt werden kann. [0033] Figur 2 zeigt die Systemarchitektur einem erweiterten Funktionsumfang mit einer Subeinheit. Die Übertragung von Energie wird mit durchgezogenen Linien dargestellt, die Übertragung von Daten mit punktierten Linien. Ansprüche 1. Verfahren zur Diebstahlsicherung von Fahrzeugen mit Lenkstange, das eine Halterung für die Lenkstange mit integrierter Elektronik mit eingebauter redundanter Stromversorgung und mit eingebautem Stromspeicher nutzt, dadurch gekennzeichnet, dass a) die die im Vorbau befindliche elektronische Einheit nach Eingabe eines Codes durch den Benutzer in der Umgebung der Einheit befindliche andere Einheiten auf drahtlosem Wege erkennt und nach Bestätigung durch den Benutzer unverlierbar in einer Liste abspeichert b) die im Vorbau befindliche elektronische Einheit das Vorhandensein anderer Einheiten in der Umgebung der Einheit periodisch abfrägt und bei Nichterkennen einer in Schritt b) abgespeicherten Einheit Alarm auslöst, wenn der Nutzer nicht vorher einen Code eingeben hat c) die Kommunikation mit den drahtlosen Einheiten verschlüsselt wird, sodass ein missbräuchlicher Eingriff erschwert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Nutzer anstatt einer Codeeingabe eine spezielle drahtlose Entsperr-Einheit nach Anspruch 1 registriert b) eine durch das im Vorbau integrierte elektronische System erkannte drahtlose Entsperr-Einheit einen Alarm bei Nichterkennung anderer registrierter Einheiten unterdrückt.
3. 3. Verfahren zur manuellen Interaktion mit einer mit mehreren Solarzellen ausgerüsteten Bedieneinheit an einem Fahrzeug, die insbesondere für Anspruch 1 genutzt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Benutzer durch eine Abschattung bestimmter Fotovoltaik-Zellen seine Wahl bekannt gibt, oder 4/8 österreichisches Patentamt AT 12 892 Ul 2013-01-15 b) der Benutzer durch eine Geste - infolge der eine Abschattung verschiedener Zellen in zeitlich geordneter Reihenfolge eintritt - einen Code eingeben kann, der in er Einheit abgespeichert wird und durch eine spätere Wiederholung durch einen Nutzer zur Entsperrung dient.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, das sich dadurch auszeichnet, dass a) im Fahrzeug eingebaute Sensoren insbesondere Magnetfeld-und Luftdrucksensoren erkennen, dass sich der Vorbau mit integriertem elektronischer Einheit an einen anderen Ort transportiert worden ist, b) über insbesonders Beschleunigungssensoren und eine eingebaute Programmlogik eine Bewegung des Fahrzeuges erkannt und wiederholt Alarm ausgelöst wird, wenn vorher nach Schritt a) erkannt wurde dass der Vorbau sich an einem anderen Ort befindet und die Einheit weder über den Code entsperrt, noch eine Entsperreinheit erkannt wird. c) eine Abgabe von Alarmsignalen auch über die anderen drahtlos verbundenen Einheiten des Systems erfolgt.
5. 5. Elektronische in den Vorbau integrierte Einheit, die sich dadurch auszeichnet dass sie über die Diebstahlüberwachung nach Anspruch 1-4 hinaus mit zumindest einem zusätzlichen vorzugsweise drahtlos verbundenem Endgerät interagiert, um diesem Informationen drahtlos zu übermitteln und wenn gewünscht auch Informationen von diesem Endgerät zu empfangen.
6. 6. Elektronische in den Vorbau integrierte Einheit, die sich dadurch auszeichnet, dass sie über die Diebstahlüberwachung nach Anspruch 1-4 hinaus zusätzliche Funktionalitäten zur Erfüllung der Straßenverkehrsordnung, insbesonders einen Front-Scheinwerfer und einen integriert.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, das sich dadurch auszeichnet, dass die in den Vorbau integrierten Einheit a) nach Authentifizierung die Steuerung des elektrischen Antriebes eines Elektrofahrzeuges vorzugsweise auf drahtlosem Wege übernimmt b) ein Wegschieben durch ein Initiieren eines elektrisches Bremsens erschwert
8. 8. Verfahren zum Schutz einer in den Vorbau integrierten elektronischen Einheit vor unbefugter Außerbetriebnahme, die sich dadurch auszeichnet, dass a) die Gehäuseteile der Einheit bei der Produktion formschlüssig fest verbunden werden b) ein in die elektronische Einheit integrierter Energiespeicher die Funktion der Einheit auch nach Abdecken der Fotovoltaikzellen über eine bestimmte Zeit gewährleistet. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 5/8