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Stand der Technik
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In der
DE 10 2017 212 924 A1 ist ein Verfahren zur Überprüfung der Erfassung einer Drehgeschwindigkeit basierend auf der Erfassung einer ersten und einer zweiten Drehgeschwindigkeitsgröße beschrieben.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung eines Fahrradalgorithmus, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
- - Erfassen eines ersten Sensorsignals eines ersten Sensorelements eines ersten Fahrrads und Ermittlung einer ersten Fahrradkenngröße basierend auf dem ersten Sensorsignal;
- - Erfassen eines zweiten Sensorsignals eines zweiten Sensorelements des ersten Fahrrads und Ermittlung einer zweiten Fahrradkenngröße basierend auf dem zweiten Sensorsignal und dem Fahrradalgorithmus;
- - Übermittlung der ermittelten Fahrradkenngrößen an eine Auswerteeinheit;
- - Überprüfung des Fahrradalgorithmus basierend auf einem Vergleich der ersten Fahrradkenngröße mit der zweiten Fahrradkenngröße.
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Vorteilhaft kann dadurch die Funktionalität und/oder Effektivität des Fahrradalgorithmus wirksam geprüft und der Fahrradalgorithmus dadurch verbessert und/oder validiert werden.
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Das Fahrrad kann als unmotorisiertes Fahrrad und/oder als ein Elektrofahrrad ausgebildet sein. Alternativ ist ebenso denkbar, dass das erfindungsgemäße Verfahren für andere elektrische Leichtfahrzeuge eingesetzt wird. Unter einem elektrischen Leichtfahrzeug sollen insbesondere Fahrzeuge verstanden werden, die mit einem Elektromotor angetrieben und insbesondere über einen Akkupack mit Energie versorgt werden. Das elektrische Leichtfahrzeug kann beispielsweise als ein elektrischer Roller, ein elektrisches Skateboard, ein Elektrofahrrad, ein elektrischer Tretroller, ein elektrisches Segway, ein elektrisches Mini-Auto, ein elektrisches Hoverboard oder dergleichen ausgebildet sein.
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Unter einem Elektrofahrrad soll im Zusammenhang dieser Anmeldung insbesondere ein Fahrrad verstanden, dass eine Antriebseinheit zur Unterstützung des Fahrers aufweist. Das Elektrofahrrad ist vorzugsweise als ein eBike, ein Pedelec, ein S-Pedelec, ein Lastenfahrrad, ein Klappfahrrad oder dergleichen ausgebildet. Die Antriebseinheit weist einen Motor auf, der beispielsweise als ein Mittelmotor oder als ein Nabenmotor ausgebildet sein kann. Der Motor ist vorzugsweise als ein Elektromotor ausgebildet. Die Antriebseinheit ist mit dem Akkupack zur Versorgung der Antriebseinheit mit Energie verbunden. Das Gehäuse des Akkupacks ist vorzugsweise lösbar verbindbar mit dem Elektrofahrrad, insbesondere einem Rahmen des Elektrofahrrads, ausgebildet. Das Elektrofahrrad umfasst eine Elektronik mit einer Steuereinheit zur Steuerung oder Regelung des Elektrofahrrads. Die Elektronik umfasst vorzugsweise eine Sensoreinheit, wobei die Sensoreinheit beispielsweise Bewegungssensoren, Drehratensensoren, Drehmomentsensoren, Geschwindigkeitssensoren, einen GNSS Empfänger, Magnetsensoren oder dergleichen aufweisen kann. Zudem umfasst die Elektronik vorzugsweise eine Kommunikationsschnittstelle zur drahtlosen Verbindung des Elektrofahrrads mit einer externen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Smartphone, und/oder einem Backend, beispielsweise in Form eines Servers.
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Unter einem Fahrradalgorithmus soll im Zusammenhang dieser Patentanmeldung eine Fahrradfunktion verstanden werden, die durch zumindest eine elektronische Komponente des Fahrrads insbesondere automatisch ausgeführt wird, um aus gegebenen Eingangsdaten, vorzugsweise zumindest teilweise in Form von Sensorsignalen, durch definierte Operationen ein spezifisches Ergebnis, bevorzugt in Form von Kenngrößen, zu ermitteln. Bei den Fahrradfunktionen kann es sich dabei beispielhaft um eine Funktion zur Routenermittlung für eine Fahrradroute, um eine Funktion zur Sperrung oder Entsperrung des Fahrrads, um eine Funktion zur Diagnose der Leistung oder des Verschleißes einer Fahrradkomponente, um ein Fahrdynamikfunktion zur Steuerung der Fahrdynamik des Fahrrads, um eine Funktion zur Ermittlung einer Fahrgeschwindigkeit oder dergleichen handeln. Der Fahrradalgorithmus ist vorzugsweise in einer Speichereinheit des Fahrrads hinterlegt.
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Die erste Fahrradkenngröße und die zweite Fahrradkenngröße sind derart ausgebildet, dass sie das gleiche Merkmal oder den gleichen Parameter abbilden. Handelt es sich bei dem zu überprüfenden Fahrradalgorithmus beispielsweise um einen Geschwindigkeitsalgorithmus, ist sowohl die erste Fahrradkenngröße als auch die zweite Fahrradkenngröße als eine Geschwindigkeitskenngröße, beispielsweise als eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, einer Raddrehzahl oder dergleichen ausgebildet. Vorzugsweise sind die Fahrradkenngrößen derart ausgebildet, dass diese wiederum Eingangsgrößen für weitere Fahrradfunktionen darstellen, beispielsweise kann eine Geschwindigkeitskenngröße bei einem Elektrofahrrad als Eingangsgröße zur Motorsteuerung herangezogen werden.
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Die Auswerteeinheit ist vorzugsweise einem externen Gerät, beispielsweise einem mobilen Endgerät oder einem Backend in Form einer Cloud oder eines Servers, zugeordnet. Der Auswerteeinheit werden dabei bevorzugt die Fahrradkenngrößen einer Vielzahl an Fahrrädern zur Überprüfung bereitgestellt.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Verfahren zur Überprüfung des Fahrradalgorithmus folgende weitere Schritte umfasst:
- - ein Erfassen eines dritten Sensorsignals eines dritten Sensorelements eines zweiten Fahrrads und Ermittlung einer dritten Fahrradkenngröße basierend auf dem ersten Sensorsignal;
- - ein Erfassen eines zweiten Sensorsignals eines zweiten Sensorelements des zweiten Fahrrads und Ermittlung einer vierten Fahrradkenngröße basierend auf dem zweiten Sensorsignal und dem Fahrradalgorithmus;
- - Überprüfung des Fahrradalgorithmus basierend auf einem Vergleich der ersten Fahrradkenngröße mit der zweiten Fahrradkenngröße und der dritten Fahrradkenngröße mit der vierten Fahrradkenngröße,
wobei das erste Sensorelement des ersten Fahrrads und das dritte Sensorelement des zweiten Fahrrads unterschiedlich ausgebildet sind.
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Vorteilhaft kann durch das Heranziehen eines zweiten Fahrrads mit unterschiedlicher Sensorik der Fahrradalgorithmus noch besser überprüft werden und zusätzlich noch für andere Einsätze getestet und optimiert werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass sich die Sensorsignale des ersten Sensorelements und des dritten Sensorelements in ihrer Genauigkeit und/oder Robustheit unterscheiden. Vorteilhaft kann der Fahrradalgorithmus möglichst breit und auf unterschiedliche Weise überprüft werden. Ebenfalls ist denkbar, dass das erste Sensorelement und das dritte Sensorelement im Wesentlichen zur Erfassung des gleichen Sensorsignals ausgebildet ist, wobei sich die Abtastrate der Sensorelemente allerdings unterscheidet.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass das zweite Sensorelement des ersten Fahrrads und das zweite Sensorelement des zweiten Fahrrads im Wesentlichen gleich ausgebildet ist. Insbesondere ist das zweite Sensorelement als eine Inertialsensorik ausgebildet. Alternativ wäre auch eine andere Ausbildung des zweiten Sensorelements denkbar, beispielsweise ein Kadenzsensor oder ein anderes wie zuvor beschriebenes Sensorelement. Vorteilhaft kann dadurch der Fahrradalgorithmus mit den im Wesentlichen gleichen Sensorsignalen als Eingangsgröße mit unterschiedlicher Sensorik an unterschiedlichen Fahrrädern überprüft werden.
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Bei den Sensorelementen kann es sich dabei um einen Raddrehzahlsensor, insbesondere eine Speichenmagnet- oder Felgenmagnetsensorik oder eine ABS-Raddrehzahlsensorik, eine Inertialsensor, ein Kadenzsensor, eine Motordrehzahlsensor, ein Motorleistungssensor, ein GNSS-Empfänger, ein Radar-Sensor, ein Speed-over-Ground Sensor, ein Lidar, eine Kamera oder eine andere dem Fachmann bekanntes Sensorelement handeln.
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Des Weiteren wird eine Steuerung des ersten Fahrrads basierend auf der ersten Fahrradkenngröße und eine Steuerung des zweiten Fahrrads basierend auf der dritten Fahrradkenngröße vorgeschlagen, wobei keine Steuerung des ersten Fahrrads basierend auf der zweiten Fahrradkenngröße und keine Steuerung des zweiten Fahrrads basierend auf der vierten Fahrradkenngröße erfolgt. Vorteilhaft wird dadurch der zu überprüfende Fahrradalgorithmus ohne Eingriff in das System oder das Fahrerlebnis überprüft, sodass keine Verfälschung der Ermittlung der jeweiligen Fahrradkenngröße erfolgt. Der zu überprüfende Fahrradalgorithmus wird somit für einen Benutzer des Fahrrads im Hintergrund ausgeführt.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Verfahren einen zusätzlichen Verfahrensschritt zur Speicherung der ersten Fahrradkenngröße und der zweiten Fahrradkenngröße auf einer Speichereinheit des ersten Fahrrads und einer Speicherung der dritten Fahrradkenngröße und der vierten Fahrradkenngröße auf einer Speichereinheit des zweiten Fahrrads umfasst. Die gespeicherten Daten können dabei beispielhaft mittels einer verbindbaren Diagnosevorrichtung an die Auswerteeinheit übertragen werden oder mittels einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle an die Auswerteeinheit übertragen werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass die Speicherung der Fahrradkenngrößen basierend auf einem Vergleich, insbesondere basierend auf einem Schwellenwertvergleich, erfolgt. Vorteilhaft kann dadurch die Güte der ermittelten Daten verbessert und der benötigte Speicherplatz reduziert werden. Insbesondere ist der Schwellenwertvergleich derart ausgebildet, dass nur relevante Fahrradkenngrößen gespeichert werden, beispielsweise bei einer besonders hohen Abweichung oder bei einer besonders hohen Übereinstimmung der Fahrradkenngrößen. Vorzugsweise werden die Fahrradkenngrößen im Falle einer Speicherung für einen vordefinierten Zeitraum gespeichert, um die Ermittlung der der Fahrradkenngrößen vorteilhaft besser nachvollziehen zu können. Der vordefiniert Zeitraum kann in einem Bereich von wenigen Sekunden oder in einem Bereich von wenigen Minuten ausgebildet sein.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die gespeicherten Fahrradkenngrößen basierend auf einem der Sensorsignale und/oder einer der Fahrradkenngrößen und/oder einem weiteren Sensorsignal und/oder einer weiteren Fahrradkenngröße gewichtet werden. Vorteilhaft kann dadurch die Überprüfung weiter verbessert werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Übermittlung der Fahrradkenngrößen anonymisiert erfolgt. Vorzugsweise werden die Fahrradkenngrößen anonymisiert aber zuordenbar gespeichert und/oder an die Auswerteeinheit übermittelt. Dies kann beispielsweise mittels einer Zuordnung von Positionsinformation des Fahrrads, die den Fahrradkenngrößen zugeordnet werden, erfolgen. Die Positionsinformationen werden dabei beispielhaft durch das Fahrrad, insbesondere eines Sensorelements des Fahrrads, erfasst und bereitgestellt. Die Positionsinformation kann beispielsweise als eine Höheninformation ausgebildet sein, die beispielsweise mittels eines GNSS-Empfängers, eines Drucksensors oder eines Höhenssensors erfasst wird.
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Zeichnungen
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Unterschiedliche Ausführungsformen werden mit dem gleichen Bezugszeichen sowie einem die Ausführungsform charakterisierenden zusätzlichen Buchstaben gekennzeichnet.
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Es zeigen:
- 1 ein erstes Fahrrad mit einem ersten Sensorelement und einem zweiten Sensorelement in einer Seitenansicht;
- 2 ein zweites Fahrrad mit einem dritten Sensorelement und einem zweiten Sensorelement in einer Seitenansicht;
- 3 ein Flussdiagramm mit einem Verfahren zur Überprüfung eines Fahrradalgorithmus.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist eine Seitenansicht eines ersten Fahrrads 10, insbesondere eines Elektrofahrrads 12 mit einem Energiespeicher 14 in Form eines Akkupack 16, gezeigt. Das Elektrofahrrad 12 ist beispielhaft als ein eMTB ausgebildet.
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Das Elektrofahrrad 12 weist ein Gehäuse in Form eines Rahmens 20 bzw. eines Fahrradrahmens auf. Mit dem Rahmen 20 sind zwei Räder 22 verbunden, ein Vorderrad 21 und ein Hinterrad 23. Zudem weist das Elektrofahrrad 12 eine Antriebseinheit 26 auf, die einen Elektromotor beziehungsweise einen Hilfsmotor umfasst. Der Elektromotor ist vorzugsweise als ein Permanentmagnet-erregter, bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet. Der Elektromotor ist beispielhaft als ein Mittelmotor ausgebildet, wobei auch ein Nabenmotor oder dergleichen denkbar ist. Das Elektrofahrrad 12, insbesondere die Antriebseinheit 26 des Elektrofahrrads 12, wird über den Akkupack 16 mit Energie versorgt. Der Akkupack 16 ist mittels einer Akkupackverbindungsvorrichtung 25 mit dem Elektrofahrrad 12, insbesondere mit dem Rahmen 20 des Elektrofahrrads 12, verbunden. Die Verbindung erfolgt dabei beispielhaft mittels einer Einschwenkbewegung.
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Das Elektrofahrrad 12 umfasst eine nicht näher dargestellte Steuereinheit, die zur Steuerung oder Regelung des Elektrofahrrad 12, insbesondere der Antriebseinheit 26, ausgebildet ist. Die Steuerung oder Regelung beschränkt sich vorzugsweise nicht auf den Antrieb des Motors, sondern umfasst auch die Verbindung beziehungsweise die Kommunikation zu dem Akkupack 16 und weiteren Fahrradkomponenten des Elektrofahrrads 12, beispielsweise einer Frontbeleuchtung 40 und einer Anzeigevorrichtung 30. Die Anzeigevorrichtung 30 ist beispielhaft insbesondere werkzeuglos verbindbar mit dem Elektrofahrrad 12 ausgebildet.
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Das Fahrrad 10, insbesondere das Elektrofahrrad 12, weist zudem eine Sensoreinheit auf. Die Sensoreinheit des Elektrofahrrads 12 umfasst beispielhaft mehrere Sensorelemente, wie einen Drehmomentsensor, einen Kadenzsensor, einen Helligkeitssensor, einen Höhensensor, einen GNSS-Empfänger, einen Magnetsensor und weitere Sensorelemente. Es ist ebenso denkbar, dass die Sensoreinheit eine andere Konfiguration mit einer unterschiedlichen Anzahl von Sensorelementen aufweist, wobei Sensorelemente ergänzt, weggelassen oder mehrfach umfasst sein können. Die Sensorelemente können in einer Komponente des Fahrrads 10, beispielsweise in der Antriebseinheit 26, angeordnet sein. Es ist ebenso denkbar, dass die Sensorelemente in unterschiedlichen Komponenten angeordnet sind. Die Sensoreinheit des Elektrofahrrads 12 ist derart mit der Steuereinheit des Elektrofahrrads 12 verbunden, dass die Informationen der Sensoreinheit der Steuereinheit bereitstellbar sind.
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Alternativ oder ergänzend ist ebenfalls denkbar, dass ein externes Gerät, beispielsweise ein mobiles Endgerät wie ein Smartphone (nicht dargestellt) über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle, beispielhaft eine Bluetooth-Schnittstelle, mit dem Fahrrad 10 verbunden ist und eine Sensoreinheit des mobilen Endgeräts Informationen der Sensoreinheit des mobilen Endgeräts der Steuereinheit des Elektrofahrrads 12 bereitstellt.
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Die Steuereinheit und die Antriebseinheit 26 mit dem Elektromotor und der Tretkurbelwelle sind in einem mit dem Rahmen 20 verbundenen Antriebsgehäuse 27 angeordnet. Das Elektrofahrrad 12 weist eine Tretkurbel 28 auf. Die Tretkurbel 28 weist eine Tretkurbelwelle (nicht dargestellt) auf. Die Antriebsbewegung des Elektromotors wird vorzugsweise über ein Getriebe (nicht dargestellt) auf die Tretkurbelwelle übertragen, wobei die Größe der Unterstützung durch die Antriebseinheit 26 mittels der Steuereinheit gesteuert oder geregelt wird. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, die Antriebseinheit 26 derart anzusteuern, dass der Fahrer des Elektrofahrrads 12 beim Pedalieren unterstützt wird. Der Steuereinheit werden hierzu Informationen der Sensoreinheit, insbesondere eines Drehmomentsensors und eines Kadenzsensors, bereitgestellt. Vorzugsweise ist die Steuereinheit durch den Fahrer bedienbar ausgebildet, sodass der Fahrer beispielsweise den Unterstützungsgrad einstellen kann. Die Einstellung kann dabei beispielsweise über die Anzeigevorrichtung 30, eine weitere Bedienkomponenten (nicht dargestellt) am Lenker oder im Rahmen und/oder ein nicht dargestelltes externes Gerät, wie beispielsweise ein Smartphone, erfolgen.
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Die Steuereinheit und die Sensoreinheit sind einer Elektronik (nicht dargestellt) zugeordnet, welche beispielhaft eine Leiterplatte aufweist, auf der eine Recheneinheit in Form einer CPU, eine Speichereinheit und die Sensoreinheit angeordnet ist. Die Elektronik kann im Wesentlichen vollständig im Bereich der Antriebseinheit angeordnet sein. Es ist allerdings auch denkbar, dass die Elektronik des Elektrofahrrads 12 vollständig oder teilweise im Bereich einer anderen Fahrradkomponente angeordnet ist. Beispielsweise wäre ebenso denkbar, dass die Anzeigevorrichtung 30 als ein Boardcomputer ausgebildet und zusätzlich die Steuereinheit zur Steuerung des Elektrofahrrads 12 umfasst. In diesem Fall wäre das Elektrofahrrad 12 allerdings nur im mit dem Boardcomputer verbundenen Zustand nutzbar.
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Die Anzeigevorrichtung 30 ist beispielhaft an einem Lenker 32 des Elektrofahrrads 12 lösbar befestigt. Die Anzeigevorrichtung 30 ist zur Anzeige von Informationen ausgebildet ist. Die Anzeigevorrichtung 30 umfasst zudem zumindest ein Bedienelement (nicht dargestellt), über das der Benutzer beziehungsweise der Fahrer die Anzeigevorrichtung 30 und/oder das Elektrofahrrad 12 steuern kann. Das Bedienelement ist beispielhaft als ein berührungsempfindlicher Bildschirm ausgebildet. Die Anzeigevorrichtung 30 ist mit der Steuereinheit des Elektrofahrrads 12 derart verbunden, dass Informationen ausgetauscht werden können. Beispielsweise ist über die Anzeigevorrichtung 30 eine von der Steuereinheit ermittelte Geschwindigkeit, ein eingestellter Unterstützungsgrad des Elektromotors, eine Routeninformation einer Navigationseinheit und ein Ladezustand des Akkupacks 16 anzeigbar.
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Das erste Fahrrad 10 weist zur Ermittlung einer Fahrradkenngröße in Form eine Geschwindigkeit ein erstes Sensorelement 100 auf, das beispielhaft als ein Raddrehzahlsensor 102 ausgebildet ist. Dem Raddrehzahlsensor 102 ist ein Signalgeber 104 beispielhaft in Form eines Stahlgeberrads 106 zugeordnet. Das Stahlgeberrad 106 ist fest mit dem Vorderrad 21 verbunden. Der Signalgeber 104 ist dabei in der Nähe der Radachse des Vorderrads 21 angeordnet. Der Signalgeber 104 ist insbesondere derart ausgebildet, dass je Radumdrehung eine Vielzahl an durch den Raddrehzahlsensor 102 erfassbare Signale bereitgestellt werden, beispielhaft ca. 50.
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Der Raddrehzahlsensor 102 ist in unmittelbarer Nähe zu dem Stahlgeberrad 106 an der Federgabel 108 des Fahrrads 10 angeordnet. Der Raddrehzahlsensor 102 weist ein Gehäuse auf, in welchem ein Magnet und ein Magnetsensor in Form eines Hall-Messelements angeordnet ist. Es wäre aber ebenso denkbar, dass der Signalgeber 104 als ein Multipol ausgebildet und der Raddrehzahlsensor 102 keinen Magneten und nur ein Magnetsensor aufweist.
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Dreht sich das Vorderrad 21 so wird seitens des Raddrehzahlsensors ein erstes Sensorsignal in Form einer wechselnden Spannung erzeugt, die proportional zu dem wechselnden Magnetfeld ausgebildet ist. Mittels eines Geschwindigkeitssensoralgorithmus wird basierend auf diesem ersten Sensorsignal eine Drehzahlinformation abgleitet und eine erste Fahrradkenngröße in Form einer Geschwindigkeit ermittelt. Durch die Vielzahl an Signale, die durch den Signalgeber 104 während einer Umdrehung des Vorderrads 21 bereitgestellt werden, ist vorteilhaft eine sehr präzise Geschwindigkeitsermittlung bis hin zu 0,1 km/h möglich.
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Die erste Fahrradkenngröße wird der Steuereinheit des Fahrrads 10 bereitgestellt, sodass das Fahrrad 10 und/oder eine Fahrradkomponente basierend auf der ersten Fahrradkenngröße gesteuert wird. Beispielhaft wird basierend auf der ersten Fahrradkenngröße in Form der Geschwindigkeit sowohl die Motorunterstützung der Antriebseinheit 26 geregelt sowie die Anzeigevorrichtung 30 gesteuert, auf der die Geschwindigkeit angezeigt wird.
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Neben dem ersten Sensorelement 100 weist das erste Fahrrad 10 ein zweites Sensorelement 120 auf, das als eine Inertialsensorik ausgebildet ist. Die Intertialsensorik kann einen Beschleunigungssensor und/oder einen Gyrosensor umfassen. Das Fahrrad 10 umfasst zudem einen zu überprüfenden Fahrradalgorithmus, basierend auf dem eine zweite Fahrradkenngröße ermittelt wird. Die Ermittlung der zweiten Fahrradkenngröße erfolgt beispielhaft durch die Steuereinheit des Fahrrads 10 und basiert auf einem zweiten Sensorsignal des zweiten Sensorelements 120. Das zweite Sensorelement 120 ist beispielhaft im Antriebsgehäuse 27 des Elektrofahrrads 12 auf einer Leiterplatte (nicht dargestellt) angeordnet, auf der auch der µController der Steuereinheit des Elektrofahrrads 12 angeordnet ist.
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Die zweite Fahrradkenngröße ist wie die erste Fahrradgröße als eine Geschwindigkeit ausgebildet. Die zweite Fahrradkenngröße wird allerdings nicht zur Steuerung des Elektrofahrrads 12 herangezogen, sondern gespeichert und/oder mit der ersten Fahrradkenngröße verglichen.
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In 2 ist ein zweites Elektrofahrrad 12a in einer Seitenansicht gezeigt. Das zweite Elektrofahrrad 12a entspricht dabei im Wesentlichen dem ersten Elektrofahrrad 12 und unterscheidet sich insbesondere dadurch, dass das zweite Elektrofahrrad 12a ein drittes Sensorelement 130a anstelle des ersten Sensorelements 100 des zuvor beschriebenen Elektrofahrrads 12 aufweist.
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Das zweite Fahrrad 10a weist einen Signalgeber 132a in Form eines Felgenmagnets 134a auf. Der Felgenmagnet 134a ist beispielhaft im Bereich eines Ventils 136a des Hinterrads 23a an der Felge befestigt.
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Das dritte Sensorelement 130a des Elektrofahrrads 12a ist als ein Raddrehzahlsensor 131a ausgebildet, wobei der Raddrehzahlsensor 131a beispielhaft als ein Magnetsensorelement, insbesondere als ein Hall-Sensor, ausgebildet und beispielhaft innerhalb des Antriebsgehäuses 27a angeordnet ist. Das Hinterrad 23a weist insbesondere einen einzigen Signalgeber 132a auf, sodass lediglich ein drittes Signal pro Radumdrehung durch das drittes Sensorelement 130a erfassbar ist. Basierend auf dem dritten Signal des dritten Sensorelements 130a wird eine dritte Fahrradkenngröße in Form einer Geschwindigkeit ermittelt. Die dritte Fahrradkenngröße wird analog zu der zuvor beschriebenen ersten Fahrradkenngröße der Steuereinheit des zweiten Fahrrads 10a zur Steuerung der Antriebseinheit 26a und der Anzeigevorrichtung 30a bereitgestellt.
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Zudem weist das zweite Fahrrad 10a ein zweites Sensorelement 120a auf, das im Wesentlichen dem zweiten Sensorelement 120 des ersten Fahrrads 10 entspricht. Das zweite Sensorelement 120a ist somit ebenfalls als eine Inertialsensorik ausgebildet.
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Die Intertialsensorik kann einen Beschleunigungssensor und/oder einen Gyrosensor umfassen. Das zweite Fahrrad 10a umfasst zudem den gleichen zu überprüfenden Fahrradalgorithmus wie das erste Fahrrad 10, basierend auf dem eine vierte Fahrradkenngröße ermittelt wird. Die Ermittlung der vierten Fahrradkenngröße erfolgt beispielhaft durch die Steuereinheit des zweiten Fahrrads 10a und basiert auf einem vierten Sensorsignal des vierten Sensorelements 130a.
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Die vierte Fahrradkenngröße ist wie die dritte Fahrradgröße, die zweite Fahrradkenngröße und die erste Fahrradkenngröße als eine Geschwindigkeit ausgebildet. Die vierte Fahrradkenngröße wird allerdings nicht zur Steuerung des zweiten Elektrofahrrads 12a herangezogen, sondern gespeichert und/oder mit der dritten Fahrradkenngröße verglichen.
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Es ist ebenso denkbar, denn Fahrradalgorithmus auch in einem nicht dargestellten dritten Fahrrad einzusetzen, welches einen Raddrehzahlsensor in Form eines Reed-Sensors zur Erfassung eines konventionellen Speichenmagnets und eine Inertialsensorik umfasst.
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In 3 ist ein Flussdiagram mit einem Verfahren zur Überprüfung des Fahrradalgorithmus gezeigt.
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In einem Verfahrensschritt 300 wird mittels des ersten Sensorelements 100 des ersten Fahrrads 10 ein erstes Sensorsignal erfasst und basierend auf dem Sensorsignal wird die erste Fahrradkenngröße ermittelt.
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In einem weiteren Verfahrensschritt 302 wird mittels des zweiten Sensorelements 120 des ersten Fahrrads 10 ein zweites Sensorsignal erfasst und basierend auf dem Sensorsignal wird die zweite Fahrradkenngröße ermittelt.
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In einem weiteren Verfahrensschritt 304 erfolgt ein Schwellenwertvergleich zwischen der ersten Fahrradkenngröße und der zweiten Fahrradkenngröße durch die Steuereinheit des ersten Fahrrads 10. Falls die zweite Fahrradkenngröße von der ersten Fahrradkenngröße um mehr als einen vordefinierten Schwellenwert abweicht, so wird ein Ereignis ermittelt und die Fahrradkenngrößen werden auf einer Speichereinheit des ersten Fahrrads 10 gespeichert. Die gespeicherten Fahrradkenngrößen betreffen dabei einen Zeitraum um das Ereignis herum, beispielhaft einen Zeitraum von 30s. Alternativ ist auch eine Anwendung einer Kostenfunktion denkbar, um relevante Ereignisse, bei denen die Fahrradkenngrößen voneinander abweichen, zu erkennen und vorteilhaft die Erfassung und Speicherung von redundanten Daten zu vermeiden. Die Kostenfunktion kann beispielsweise die Abweichungen zwischen einem Referenzsignal und den jeweiligen ermittelten Fahrradkenngrößen akkumulieren. Ebenfalls denkbar ist ein Toleranzkorridor, in welchem keine Akkumulierung stattfindet. Den relevanten Fahrradkenngrößen werden dabei beispielhaft weitere Informationen, beispielhaft Höheninformationen zugeordnet, durch die vorteilhaft eine effektivere Überprüfung möglich ist.
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In einem optionalen Schritt 306 werden Fahrradkenngrößen durch die Steuereinheit des ersten Fahrrads 10a anonymisiert oder pseudoanonymisiert. Die Anonymisierung oder Pseudoanonymisierung kann beispielhaft basierend auf der Inertialsensorik erfolgen, worüber Rückschlüsse auf die zurückgelegte Strecke möglich sind. Ebenso ist denkbar, Ortungsdaten zu kondensieren, die von der Anzeigevorrichtung oder einer Navigationsvorrichtung bereitgestellt werden und basierend auf den Ortungsdaten eine Klasse des Einsatzortes bestimmt wird, beispielsweise Wald, urbanes Umfeld oder Trail.
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In einem weiteren Schritt 308 werden die gespeicherten Fahrradkenngrößen an eine Auswerteeinheit übermittelt. Die Auswerteeinheit ist beispielhaft als ein Server ausgebildet, wobei das Fahrrad 10 eine nicht dargestellt Kommunikationsschnittstelle zur Übermittlung von Daten an den Server aufweist. Die Übermittlung kann beispielsweise direkt über eine Mobilfunkschnittstelle oder indirekt über ein Smartphone und eine Bluetooth Verbindung mit dem Smartphone erfolgen. Es können dabei sämtliche gespeicherten Fahrradkenngrößen übermittelt werden oder alternativ können die Fahrradkenngrößen zur Resourcenoptimierung beispielhaft ereignisbasiert gewichtet und übertragen werden. Auch ist eine Gewichtung basierend auf einer Differenz der Fahrradkenngrößen oder basierend auf weiteren Sensorsignalen wie einer erfassten Leistung und/oder Merkmalen weiteren optionaler Module. Alternativ ist auch denkbar, dass keine Zwischenspeicherung durchgeführt wird. Zudem ist denkbar, dass bei eingeschränkter Speichergröße die Anzahl der gespeicherten Fahrradkenngrößen und/oder eine Abtastrate und/oder eine Auflösung varriert wird.
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Die Verfahrensschritte 300 bis 308 werden optional in Verfahrensschritten 310 bis 318 analog durch das zweite Fahrrad 10a durchgeführt, sodass der Auswerteeinheit auch dritte und vierte Fahrradkenngrößen bereitgestellt werden.
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In einem weiteren Verfahrensschritt 320 erfolgt eine Überprüfung des Fahrradalgorithmus basierend auf einem Vergleich der ersten Fahrradkenngröße mit der zweiten Fahrradkenngröße und optional der dritten Fahrradkenngröße mit der vierten Fahrradkenngröße. Da die erste Fahrradkenngröße im Vergleich zu der dritten Fahrradkenngröße basierend auf einem Sensorelement mit einer höheren Abtastrate basiert, ist davon auszugehen, dass eine Überprüfung des Fahrradalgorithmus basierend auf der ersten Fahrradkenngröße eine höhere Genauigkeit aufweist.
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Der Fahrradalgorithmus ist insbesondere als ein Fahrradalgorithmus ausgebildet, der basierend auf einer Methodik des maschinellen Lernens ermittelt worden ist.
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Die Ergebnisse der Überprüfung können wiederum als weitere Trainingsdaten oder Anpassungsdaten herangezogen werden, um den Fahrradalgorithmus in einem Verfahrensschritt 322 anzupassen und zu verbessern.
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Der überprüfte oder verbesserte Fahrradalgorithmus kann in einem Verfahrensschritt 324 dem ersten Fahrrad 10 oder dem zweiten Fahrrad 10a bereitgestellt werden.
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In einem Verfahrensschritt 326 wird der überprüfte Fahrradalgorithmus zur Ermittlung der zweiten Fahrradkenngröße beziehungsweise vierten Fahrradkenngröße herangezogen, wobei die Fahrräder 10, 10a, insbesondere die Steuereinheiten der Fahrräder 10, 10a, die Fahrradkenngrößen zur Steuerung des jeweiligen Fahrräder 10, 10a einsetzen.
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Beispielsweise kann die mittels des überprüften oder verbesserten Fahrradalgorithmus ermittelten Fahrradkenngrößen zur Überwachung der Ermittlung der ersten beziehungsweise der dritten Fahrradkenngröße herangezogen werden. Fällt beispielsweise das erste Sensorelement oder das dritte Sensorelement aus, so kann dies über einen Vergleich erfasst werden. In diesem Fall kann beispielsweise das Fahrrad 10, 10a in einen Schutzmodus oder Überwachungsmodus mit reduzierter Leistung versetzt werden. Es ist ebenfalls denkbar, dass bei einem Ausfall oder Defekt die zweite Fahrradkenngröße beziehungsweise die vierte Fahrradkenngröße zur Steuerung des jeweiligen Fahrrads 10, 10a herangezogen wird.
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Ebenfalls ist denkbar, dass der überprüfte oder verbesserte Fahrradalgorithmus einem weiteren Fahrrad (nicht dargestellt) in einem Verfahrensschritt 328 bereitgestellt wird, welches keine dedizierte Raddrehzahlsensorik sondern nur ein Inertialsensorik zur Ermittlung der Geschwindigkeit aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10 2017 212 924 A1 [0001]