Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitserfassung insbesondere an einem drehendem Element eines Fahrzeugs.

Stand der Technik

Zur berührungslosen Abstands- und Einbaulagenmessung von rotierenden Teilen werden sowohl optische als auch magnetische Sensoren verwendet. So erfolgt beispielsweise die Geschwindigkeitsmessung bei Fahrrädern während der Fahrt mittels magnetischer Raddrehzahlsensoren, mit denen die Drehung der Fahrradreifen erfasst wird. Dabei sind die Raddrehzahlsensoren als Magnetsensoren beispielsweise ortsfest an der Vorderradgabel oder Hinterradgabel vorgesehen, die bei jedem Durchlauf eines Magneten, der an der Speiche montiert ist, einen Impuls liefert. Aus dem zeitlichen Abstand zweier Impulse kann so auf die Drehgeschwindigkeit des Rads und mittels eines Umrechnungsfaktors auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bzw. Fahrrads geschlossen werden. Für die Berechnung der Geschwindigkeit ist eine Kenntnis über den Umfang des Rades nötig. Nachteilig bei einer derartigen Geschwindigkeitserfassung ist die notwendige Zeitdauer, da zumindest zwei Impulse registriert werden müssen. Bei sehr langsamen Drehbewegungen ist daher die Erfassung sehr träge. Weiterhin besteht bei dieser Form der Geschwindigkeitserfassung sehr leicht die Möglichkeit einer Manipulation. Auch die Erfassung der Bewegungsrichtung des Rades ist alleine aus diesen Signalen nicht ableitbar, da sowohl eine Vorwärts- als auch eine Rückwärtsfahrt die gleichen Messsignale liefern würde.

Eine weitere Möglichkeit, mittels der Erfassung von Magnetfeldsensorsignalen sowohl die Bewegungsrichtung, die Drehgeschwindigkeit als auch das Drehverhalten eines Rades eines Zweirads zu erfassen, ist in den Schriften DE 10 2017 212905 Al, DE 10 2017 212911 Al, DE 10 2017 212952 Al und DE 10 2017 212903 Al beschrieben. Die dort beschriebenen

Geschwindigkeitserfassungssysteme ermöglichen durch einen zum Beispiel in der Antriebseinheit angeordneten Magnetfeldsensor die Erfassung von Magnetfeldsensorsignalen wenigstens eines in das Hinterrad und/oder Vorderrad eingebrachten Magneten. Über die so erfassten Magnetfeldsensorsignale, die während der Drehung des entsprechenden Rades in ihrer Intensität schwanken oder sogar aufgrund des Abstands zum Magnetfeldsensor gänzlich unmessbar werden, kann neben der Geschwindigkeit des Rades bzw. des Zweirads auf den Abstand zwischen Magneten und Magnetsensor, Verdrehung des Hinterrads in Bezug auf den Rahmen in einer Ebene bestehend aus der Fortbewegungsrichtung x und der Hochachse y sowie auf einen Höhen-und/oder Seitenschlag des Hinterrads geschlossen werden. Weiterhin ist möglich, einen falschen Radeinbau des Hinterrads sowie eine Lenkbewegung des Vorderrads zu erkennen. Die entsprechende Auswertung der Magnetfeldsensorsignale kann in einem Steuergerät für den Motor oder einer anderen Steuer- und/oder Auswerteeinheit erfolgen. Alternativ zur Anordnung des ersten Magnetsensors im oder am Motor kann dieser auch direkt am Rahmen, am Sattel, am

Gepäckträger, am Lenker, am Vorbau oder an einer Energiequelle für den Motor angebracht sein. Weiterhin ist möglich, dass auch mehrere Magnete an jeweils einem Rad angebracht sind. Vorteilhafterweise sind die Magnete dabei in Mantelnähe, auf der Felge oder im Ventil angebracht.

Weitere Möglichkeiten zur Geschwindigkeitserfassung bieten Beschleunigungssensoren und Inertialsensoren, bei denen aus der integral erfassten Beschleunigungsgröße auf die Geschwindigkeit des zugrunde liegenden Sensors geschlossen werden kann.

Offenbarung der Erfindung

Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Vorrichtung und ein Verfahren beansprucht werden, mittels dem aus den übertragenen Signalen eines Sendemittels auf unterschiedliche Art ein Geschwindigkeitswert sowie ein Referenz- Geschwindigkeitswert abgeleitet wird, die jeweils die gleiche Bewegung repräsentieren. Anschließend wird ein Vergleich der beiden Geschwindigkeitswerte durchgeführt und geprüft, ob eine ausreichend große Abweichung vorliegt, um eine Fehlermeldung oder eine Änderung einer Steuerung eines angeschlossenen Mittels abzuleiten.

Hierzu ist vorgesehen, dass ein Sensor an einem bewegten Element befestigt ist, z.B. an einem Rad eines Zweirads. Dieser Sensor erfasst die Bewegung des bewegten Elements und sendet die Bewegungsinformationen, beispielsweise in Form von Geschwindigkeitswerten, als Signale mittels eines Sendemittels aus, welches am Sensor befestigt oder mit ihm verbunden ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist dabei ein Empfangsmittel auf, welches sowohl die Signale als auch die Signalstärke der drahtlos ausgesandten Signale erfasst. Basierend auf den so erfassten, im Bewegungsablauf in ihrer Intensität variierenden Signalstärken kann das Verfahren z.B. mittels eines Auswertemittels, einen Referenz-Geschwindigkeitswert ableiten, die ebenfalls die Bewegung des Elements repräsentiert. Um diesen Geschwindigkeitswert abzuleiten, wird dabei die Veränderung der Signalstärke analysiert, die sich aus den unterschiedlichen Abständen zwischen bewegtem Sendemittel und dem ortsfesten Empfangsmittel ergibt. Mittels eines Vergleich des Geschwindigkeitswertes und des Referenz-Geschwindigkeitswertes kann erkannt werden, ob beide Werte übereinstimmen oder zumindest keine allzu große Unterscheidung aufweisen. Wird dabei ein zu großer Unterschied zwischen diesen beiden Werten erkannt, wird eine Fehlermeldung erzeugt. Diese Fehlermeldung kann dabei auch darin resultieren, dass eine Ansteuerung eines elektrischen Geräts, zum Beispiel eines Elektromotors eines Elektrofahrrads abgeregelt oder unterbunden wird. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass bei der Erkennung eines zu großen Unterschieds der Werte ein elektrisches Gerät bewusst angesteuert oder in Betrieb genommen wird, zum Beispiel eine Wegfahrsperre oder eine Bremse.

Der Vorteil dieser Lösung ergibt sich aus der zusätzlichen Nutzung eines bereits vorhanden Sendemittels, welches beispielsweise mit den Signalwerte erste Informationsinhalte übermittelt. Indem die Übertragung als solches dazu genutzt wird, die Geschwindigkeit zu berechnen, kann der Vorgang des Aussendens der ersten Informationsinhalte weitere zweite Informationsinhalte generieren. Weiterhin können sowohl bestehende Sendemittel als auch Empfangsmittel verwendet werden. Mit einer derartigen Überprüfung des Geschwindigkeitswerts oder allgemein eines Bewegungswertes mit einem Referenzwert kann erkannt werden, ob der zugrunde liegende Sensor defekt oder manipuliert ist. Hierbei kann beispielsweise erkannt werden, ob bei dem verwendeten Sensor eine Messdrift im Laufe der Lebensdauer des Sensors vorliegt. Auch kann erkannt werden, ob die Stromversorgung des Sensors gegebenenfalls ausgefallen oder reduziert ist, wenn die Erfassungsgüte nachlässt.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird bei dem Vergleich geprüft, ob der Unterschied zwischen dem Geschwindigkeitswert und dem Referenz- Geschwindigkeitswert größer als ein vorgebbarer Schwellenwert ist, wobei die Fehlermeldung erzeugt wird, wenn der Schwellenwert überschritten wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass bei großen Absolutwerten des Geschwindigkeitswerts niedrige Schwellenwerte und bei kleinen Geschwindigkeitswerten hohe Schwellenwerte verwendet werden. Als Schwellenwerte können beispielsweise Prozentwerte des Absolutwerts verwendet werden, z.B. 1%, 2% oder 5 %.

Erfindungsgemäß kann mit der beanspruchten Vorrichtung oder dem Verfahren jedwedes Gerät betrieben werden, bei dem eine Geschwindigkeit erfasst wird, zum Beispiel bei Fahrzeugen und insbesondere bei Fahrrädern. Vorteilhafterweise kann die Erfindung auch dazu verwendet werden, bei einer zu großen Abweichung der redundant erfassen Geschwindigkeitswerte, d.h. im Fehlerfall, die für den Betrieb des Geräts erforderliche Geschwindigkeitsgröße auf der Basis des Vergleichs festzulegen. Wird beispielweise bei dem Vergleich erkannt, dass der Geschwindigkeitswert und der Referenz-Geschwindigkeitswert eine zu große Differenz aufweisen, kann für die weitere Anzeige der Geschwindigkeit oder die Steuerung des Antriebs des Geräts oder im Falle eines Fahrzeugs, die Steuerung des Motors, der Referenz- Geschwindigkeitswert als relevante Geschwindigkeitsgröße verwendet werden. Die Verwendung dieser festgelegten Geschwindigkeitsgröße kann dabei auch nur in einem gewissen Zeitraum erfolgen, um den Betrieb des Geräts oder des Fahrzeugs zumindest noch eine gewisse Zeit aufrechtzuerhalten, bevor der Antrieb oder der Betrieb des Motors vollständig unterbunden wird.

Eine derartige Zuweisung des Referenz-Geschwindigkeitswerts als relevante Geschwindigkeitsgröße für die Anzeige oder Steuerung des Gerätes beziehungsweise des Fahrzeugs kann auch dann erfolgen, wenn die Signale zwar übertragen, jedoch keine oder nur unzureichend auswertbare Signalwerte aufweisen. So kann beispielsweise ein Sensor, dessen Erfassung aufgrund von Alterungseffekten nachgelassen hatte, zwar noch Signale übertragen, jedoch weisen die zugehörigen Signalwerte nicht mehr die erforderliche Güte auf. Im Extremfall kann auch vorgesehen sein, dass der Sensor gänzlich ausgefallen ist und als Übertragungswert unzulässige Werte oder Nullwerte übertragen werden. In diesem Fall wird im Vergleich erkannt, dass die Differenz zum Referenz-Geschwindigkeitswert zu hoch ist und ein Fehlerfall erkannt. Der Fehlerfall wird in diesem Fall als vermuteter Ausfall des Sensors interpretiert und kann dem Nutzer entsprechend angezeigt werden, so dass eine Reparatur möglich ist.

Der Referenz-Geschwindigkeitswert kann beispielsweise in Abhängigkeit von zwei Extremwerten der Signalstärken im zeitlichen Verlauf abgeleitet werden. Alternativ kann auch der zeitliche Abstand zwischen einem Extremwert und einem Wendepunkt der Signalstärke zur Ableitung verwendet werden. Optional ist auch möglich, die Signalstärken den Radpositionen zuzuordnen und somit durch die Erkennung wenigstens zweier Signalstärken auf die Bewegung des Rades zu schließen. Um diese Zuordnung zu ermöglichen, ist jedoch zuvor ein Einlernvorgang notwendig, bei dem wenigstens ein kompletter Umlauf des Rades mit der Erfassung der entsprechenden Signale und Signalstärken durchgeführt werden sollte.

Auch wenn die vorliegend beschriebene Erfindung auf jede drahtlose Kommunikation anwenden lässt, ist die Verwendung eines Bluetooth Signals eines Sendemittels besonders vorteilhaft. Da die Signalstärke eines Bluetooth Signals bereits verwendet wird, um die Kopplung zweier Bluetooth Geräte zu ermöglichen bzw. zu initiieren, kann die so erfasste Information über die Signalstärke zum Zwecke der Geschwindigkeitsermittlung zusätzlich verwendet werden.

Die vorliegenden Erfindung soll generell auf Systeme und Geräte angewandt werden können, bei denen eine Geschwindigkeit erfasst wird, wobei insbesondere derartige Systeme und Geräte mit der vorliegenden Erfindung ausgestattet sind, bei denen die Ansteuerung einer Komponente des Systems oder des Geräts von dieser erfassten Geschwindigkeit abhängt. So kann beispielsweise der Antrieb eines Fahrzeugs, zum Beispiel eines Elektrofahrrads, von der Gesamtgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig gesteuert werden. Hierzu wird üblicherweise die Bewegung eines Rades erfasst, um mittels eines Umrechnungsfaktors auf die Geschwindigkeit bzw. Geschwindigkeitsgröße des Fahrzeugs zu schließen. Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Sendemittel die Energie zum Aussenden der Signalwerte im Wesentlichen selber erzeugt. Hierzu eignen sich Sendemittel die mit einem Energy Harvesting System ausgestattet sind. Insbesondere kann die Energieübertragung über den Empfänger erfolgen: Der Empfänger sendet elektromagnetische Wellen aus. Diese werden vom Sendemittel empfangen und durch Harvesting für das Aussenden der Signalwerte genutzt. In einer speziellen Ausführung kann die Energie durch Harvesting aus dem EMV Feld des Motors erfolgen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Figur 1 zeigt ein Fahrrad mit möglichen Anbringungsorten der Sendemittel und Erfassungsmittel, die für die Erfindung verwendet werden. Das Diagramm der Figur 2 stellt einen typischen Signalverlauf der Sendestärke während der Drehung eines Rades des Zweirads dar. Die Figuren 3a und 3b zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen der Abstrahlung des Sendemittels, die zu entsprechenden Signalverläufen in den Figuren 4a und 4b führen. Mit dem Blockschaltbild der Figur 5 wird eine mögliche erfinderische Vorrichtung beschrieben. Die Figur 6 stellt ein Verfahren dar, welches die Erfindung realisiert.

Ausführungsformen der Erfindung

Ausgangspunkt der Erfindung ist die Erfassung einer Bewegung und insbesondere deren Geschwindigkeit mittels des durch ein Sensormittel ausgesandten Signals. Hierbei wird jedoch nicht nur der mit diesem Signal übertragene erste Sensorinformationsgehalt genutzt sondern ebenfalls die Signalstärke als solches beziehungsweise deren zeitlichen Verlaufs während der Übertragung und als zweiten Informationsgehalt. Als mögliches Beispiel für die Anwendung der Erfindung wird im Folgenden die Geschwindigkeit der Drehbewegung eines Rades eines Zweirads, insbesondere eines Fahrrads ermittelt, wobei klargestellt sein soll, dass die Erfindung nicht auf Drehbewegungen und nicht auf Zweiräder beschränkt ist. Vielmehr kann jede Form von Bewegung mit der vorliegenden Erfindung ermittelt werden, wie beispielsweise bei Teilen von Maschinen oder Zahnräder. So kann die Erfindung gerade auch bei linearen Bewegungen zwischen zwei Endpunkten eingesetzt werden. Für die Realisierung der Erfindung ist vorgesehen, an einem Zweirad, wie beispielsweise einem Fahrrad oder einem Elektrofahrrad, ein Erfassungsmittel 40 ortsfest anzubringen, zum Beispiel im Bereich der Tretkurbel, am Gepäckträger, an der Hinterradschwinge oder der Gabel. Als Gegenstück ist vorgesehen, ein Sendemittel 20, 22 oder 24 am Hinterrad beziehungsweise 30, 32 oder 34 am Vorderrad derart anzubringen, so dass es sich mit der Bewegung des entsprechenden Rades mit dreht. Dabei kann das Sendemittel 20 oder 30 nahe der Nabe beziehungsweise der Achse des entsprechenden Rades angebracht sein, insbesondere sofern das Erfassungsmittel 40 ortsnah zur Nabe angebracht ist. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Sendemittel 22 oder 32 an der Speiche angeordnet ist, wobei das Erfassungsmittel 40 dann an der Gabel oder der Hinterradaufhängung angebracht werden kann. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Sendemittel 24 oder 34 an der Felge des Rades anzubringen oder es in die Felge zu integrieren, beispielsweise in Form eines Luftventils. In diesem Fall wäre das Erfassungsmittel 40 vorteilhafterweise am Gepäckträger, am Schutzblech oder im Bereich der Tretkurbel, zum Beispiel an oder in einem Mittelmotor eines Elektrofahrrads angebracht. Die Anbringung des Sendemittels in einem radial außenstehenden Bereich des Rades hat den Vorteil, dass die Änderung der Signalstärke I am Ort des Erfassungsmittels bei ansonsten gleichbleibender ausgesandter Signalstärke des Sendemittels aufgrund des größeren Unterschieds im räumlichen Abstand einen höheren auswertbaren Unterschied im Zeitverlauf t aufweist (siehe hierzu das Diagramm der Figur 2). Dieser Unterschied zwischen den Extremen des Signalverlaufs ermöglicht über deren zeitlichen Abstand At die Ableitung der Drehgeschwindigkeit des Rades.

Das Erfassungsmittel 42, 44 oder 46 kann alternativ oder zusätzlich am Rahmen (z.B. Ober-, Unter- oder Sattelrohr aber auch an der Radaufhängung), an einer Bedieneinheit (z.B. einem Tacho oder einer Mensch-Maschine-Einheit - engl. Human- Machine-Interface HMI) oder am Vorbau angeordnet sein. Für eine permanente Erfassung des Signals sollte das Erfassungs mittel 40 bis 46 optional derart angebracht werden, dass es dazu geeignet ist, das von dem Sendemittel 20 bis 24 beziehungsweise 30 bis 34 ausgesandten Signal über dessen komplette Drehbewegung zu erfassen, so dass Minima und Maxima der Signalstärke erkannt werden können (siehe Figur 2). Als Sendemittel 20 bis 24 oder 30 bis 34 können sowohl gerichtete Sender, wie sie in der Figur 3a dargestellt sind, als auch ungerichtete Sender, wie sie in der Figur 3b abgebildet sind eingesetzt werden. In den Diagrammen der Figuren 4a und 4b zeigen sich die Unterschiede im Zeitverlauf der beiden Senderarten. Während ein gerichtetes Signal abgegrenzte Peaks beim Empfänger erzeugt, erlaubt ein ungerichtetes Signal die Erfassung des Signals während der kompletten Radumdrehung. Da das gerichtete Signal nur dann empfangen wird, wenn der Sendekegel auf den Empfänger ausgerichtet ist, kann das Signal nur während eines kleinen Teils der Umdrehung erfasst werden, wodurch sich eine geringere Auflösung des Sensorsignals beziehungsweise der damit verbundenen Information ergibt.

Das Sendemittel 20 bis 24 oder 30 bis 34 kann zusätzlich einen Sensor aufweisen, mittels dem die (Dreh-) Bewegung des Rades erfasst wird. Alternativ kann das Sendemittel 20 bis 24 oder 30 bis 34 auch mit einem entsprechenden Sensor verbunden sein. Als Sensor oder Sensorelement zur direkten Erfassung der Drehbewegung sowie der Radgeschwindigkeit bieten sich Beschleunigungssensoren oder Drehratensensoren an. Alternativ kann auch ein Magnetfeldsensor zum Beispiel in Form eines Reed-Sensors vorgesehen sein, der das Magnetfeld eines Magneten erfasst, der beispielsweise an der Gabel oder am Rahmen befestigt ist. Mittels eines Magnetfeldsensors kann je nach Empfindlichkeit auch die Erfassung der Drehgeschwindigkeit in Abhängigkeit des Erdmagnetfelds erfolgen.

Bei einem gerichteten Sendemittel 20 wird die Sendeleistung nur in einem kleinen Raumbereich ausgesendet. Dies hat den Vorteil, dass eine geringere Sendeleistung für eine gewünschte abgestrahlte Sendeleistung erforderlich ist. Das Empfängermittel 40 erfasst in diesem Fall nur zu den Zeiträumen eine Signalstärke I, in der sich der gerichtete Sendebereich auf das Empfängermittel 40 richtet. Wie in dem Diagramm der Figur 4a ist das Resultat eine stark ansteigende Signalstärke, die vollständig auf Null zurückfällt, wenn der Sendebereich aus dem Empfangsbereich des Empfängermittels 40 herausfällt. Wird nur ein Sendemittel 20 am Rad vorgesehen, besteht für das Empfängermittel 40 nur einmal pro Umlauf die Möglichkeit einen entsprechenden Signalverlauf zu erfassen.

Bei einem ungerichteten Sendemittel 20, wie es in der Figur 3b gezeigt wird, wird einheitlich nach allen Seiten die gleiche beziehungsweise vorgegeben konstante Signalstärke abgegeben. Dies erfordert einen höheren Energieaufwand, ermöglicht dem Empfängermittel 40 jedoch, das Signal kontinuierlich zu empfangen, um daraus Minima und Maxima der Signalstärke I abzuleiten (siehe Figur 4b beziehungsweise Figur 2). Weiterhin ermöglicht die permanente Erfassung der Aussendung des Sensormittels 20 durch das Empfängermittel 40 eine höhere Auflösung. So ist eine Erfassung der Geschwindigkeit schon bei einer halben Umdrehung des Rades, von einem Minima zu einem Maxima beziehungsweise umgekehrt möglich.

Als Sendemittel eignen sich derartige Sender, die bereits am Zweirad verbaut sind und Informationen zur Steuerung und/oder Regelung erfassen, um sie an eine Steuereinheit weiterzuleiten. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Reifensensor, der den Luftdruck des Reifens oder einen Sensor handeln, der die Gangschaltung überwacht. Da derartige Informationen permanent oder quasi permanent an die Steuereinheit gesendet werden, kann das hierzu verwendete Signal als solches für die Erfassung der Geschwindigkeit verwendet werden.

Das Sendemittel kann auch mit einem Bluetooth-Modul ausgestattet sein, während das Empfängermittel einen Bluetooth- Empfänger aufweist. Die Bluetooth-Technologie kann zusätzlich zu den mittels dieser Technologie übertragenen Informationen über deren veränderlichen Signalstärke während der Drehbewegung dazu verwendet werden, aus der differentielle Betrachtung zweier insbesondere definierter Signalwerte auf die Drehgeschwindigkeit des Rades und somit auf die Fahrzeuggeschwindigkeit zu schließen, ohne einen zusätzlichen Sensor vorzusehen. Alternativ zu einem Bluetooth- Modul kann auch jede andere drahtlose Übertragungstechnologie verwendet werden, z.B. das ANT+-System.

Um die Energie für das Aussenden der Signale durch das Sendemittel bereitzustellen, kann auch vorgesehen sein, dass das Sendemittel mittels Energy Harvesting zumindest teilweise seine eigene Energie erzeugt. Hierzu können Piezoelemente eingesetzt werden, die bei einer Verbiegung als Stromlieferant verwendet werden können. Eine weitere Möglichkeit zur Energieerzeugung besteht in der Verwendung von beweglichen Massen innerhalb des Sendemittels. Es ist auch möglich, dass das Empfängermittel 40 selber kurzzeitig als Energielieferant für das Sendemittel 20 fungiert. Eine Energieübertragung kann auch über den Empfänger erfolgen: Der Empfänger sendet elektromagnetische Wellen aus. Diese werden vom Sendemittel empfangen und durch Harvesting für das Aussenden der Signalwerte genutzt.

Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass Sendemittel verwendet werden, die einen Energiespeicher mit ausreichender Energie für einen entsprechenden Zeitraum aufweisen.

Zur Durchführung der Erfindung kann eine Vorrichtung vorgesehen sein, die schematisch anhand eines Blockschaltbilds in der Figur 5 dargestellt ist. In einem Auswertemittel 100, zum Beispiel einem Steuergerät oder einem Tachometer, ist ein Speicher 110 vorgesehen. Zur Ermittlung der Geschwindigkeit werden sowohl die Signalgrößen beziehungsweise deren Signalinformationen sowie deren Signalstärke und insbesondere deren zeitlichen Verlauf wenigstens eines Sensors 120 beziehungsweise einem diesem Sensor 120 zugeordneten Sendemittels durch das Auswertemittel 100 erfasst, z.B. über ein Empfangsmittel im Auswertemittel 100. Zur Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beziehungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei vorgesehen, dass der Sensor 120 an einem sich gegenüber dem Auswertemittel 100 mit unterschiedlichem Abstand bewegenden Element angebracht ist. Die so übertragene Signalgröße beinhalten eine Signalinformation, zum Beispiel die Radgeschwindigkeit. Aus der Analyse des zeitlichen Verlaufs der unterschiedlichen Signalstärken dieses Sensors 120, die sich aus der Bewegung des Sensors 120 gegenüber dem Empfangsmittel ergibt, kann das Auswertemittel 100 zusätzlich ebenfalls die Geschwindigkeit der Bewegung des Sensors 120 beziehungsweise des Elements, an dem der Sensor 120 angebracht ist, ableiten. Ist der Sensor 120 an einem Rad eines Zweirads befestigt, kann durch eine einfache Umrechnung auf die Geschwindigkeit des Zweirads geschlossen werden. Durch einen Vergleich der direkt erfassten Geschwindigkeit und mittels der Signalinformation übertragenen Signalgröße mit der aus der Signalstärke abgeleiteten Geschwindigkeit kann erkannt werden, ob beide Geschwindigkeitswerte identisch oder nahezu identisch sind. In diesem Fall kann einer der beiden Geschwindigkeitswerte, ein Mittelwert der Geschwindigkeitswerte oder der niedrigere Geschwindigkeitswert als Geschwindigkeit des Rades angenommen werden. Der so bestimmte Geschwindigkeitswert kann auf einem entsprechenden Anzeigeelement 160, z.B. auf einem Display eines Tachos oder HMIs angezeigt werden. Darüber hinaus kann die Geschwindigkeit auch dazu verwendet werden, eine oder mehrere Komponenten des Zweirads zu steuern oder zu regeln. Hierbei kann beispielsweise bei einem Elektrofahrrad die Regelung des Motors 150 dahingehend beeinflusst werden, dass er bei einer erreichten Geschwindigkeit von 25 km/h abgeregelt wird, um die gesetzlichen Bestimmungen einzuhalten. Entsprechend kann bei einem S-Pedelec die Abregelung bei 45 km/h erfolgen. Statt einer kompletten Abregelung der Motorleistung kann jedoch auch eine gezielte Steuerung der Motorleistung anhand eines voreingestellten oder gewählten Unterstützungsgrades zusätzlich Abhängig von der Trittkraft, dem Tretmoment und/oder der Trittfrequenz des Zweiradfahrers erfolgen. Entsprechende Unterstützungsgrade sowie Grenzwerte für die Abregelungen können in dem Speicher 110 hinterlegt sein.

Wird jedoch erkannt, dass die beiden auf unterschiedliche Art erfassten beziehungsweise abgeleiteten Geschwindigkeitswerte voneinander abweichen, kann das Auswertemittel 110 darauf schließen, dass das Geschwindigkeitswert des Sensors defekt oder manipuliert ist. Um beispielsweise bei einem Elektrofahrrad gefährliche Situationen zu vermeiden oder auch die gesetzlichen Vorgaben umzusetzen, kann bei der Erkennung eines defekten oder manipulierten Sensorsignals der Geschwindigkeitswert aus der Signalstärke für die Steuerung des Antriebs verwendet werden. Alternativ kann auch die Ansteuerung gänzlich unterbunden werden. Als Abweichung zwischen den auf beide Arten erfassten Geschwindigkeitswerten, die gerade noch toleriert werden kann, um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Elektrofahrrads zu ermöglichen, kann beispielsweise eine Abweichung von 1 %, 2 % oder 5 % angenommen werden. Dabei kann die prozentuale Abweichung auch abhängig von dem absoluten Wert des Geschwindigkeitswerts gewählt oder vorgegeben werden. So ist denkbar, dass bei höheren Geschwindigkeitswerten, insbesondere um den Bereich von 25 km/h eine geringere tolerierte Abweichung vorgegeben wird als bei einem niedrigeren Geschwindigkeitswert.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Geschwindigkeitsermittlung einen Einlernvorgang aufweist. Hierzu ist eine kontinuierliche Erfassung von Sensorgrößen und somit von Sendestärken des Sensors 120 erforderlich. Durch eine Analyse der kontinuierlichen erfassten Sensorstärken kann sowohl erkannt werden, zu welchem Zeitpunkt sich der Sensor 120 an seinem weitesten entfernten Punkt als auch an seinem nähestem Punkt zum Erfassungsmittel befindet. Durch die Abspeicherung aller Zwischenwerte der Signalstärken der übertragenen Signale kann bei einer angenommenen konstanten Sendeleistung des Senders schon aus einem einzelnen oder zumindest aus wenigen erfassten Signalen die Radposition und somit die Geschwindigkeit abgeleitet werden. Bei der Erfassung von digitalen Signalen kann darüber hinaus zwischen den erfassten Signalen eine Interpolation erfolgen, um entsprechende Werte für den Vergleich zu generieren.

Optional kann auch vorgesehen sein, dass zusätzlich zum Sensor 120 ein weiterer Sensor 130 mit einem eigenen Sendemittel vorgesehen ist, dessen Signalstärken auf die gleiche Weise ausgewertet wird. So ist denkbar, bei einem Zweirad sowohl an dem Vorderrad als auch an dem Hinterrad einen entsprechenden Sensor anzubringen und für die Geschwindigkeitsermittlung zu verwenden. Hierdurch kann die Geschwindigkeitsermittlung redundant erfolgen. Weiterhin kann die Relativbewegung zwischen den beiden Reifen bestimmt werden.

Weiterhin ist denkbar, dass am Zweirad ein weiteres System 140 zur Geschwindigkeitsermittlung vorliegt. In diesem Fall kann der Geschwindigkeitswert beziehungsweise die entsprechende Geschwindigkeitsgröße, die durch dieses System 140 bestimmt wird, in das Auswertemittel 100 eingelesen werden, wenn es nicht ohnehin dort separat bestimmt wird, und mit dem erfassten Geschwindigkeitswert in Abhängigkeit der Signalstärken des Sensors 120 verglichen werden. Durch dieses Vorgehen kann die Geschwindigkeit des Zweirads auf weitere unterschiedliche Arten bestimmt werden, so dass gegebenenfalls auch über einen Vergleich der so erfassten oder ermittelten Geschwindigkeitswerte eine Manipulation erkannt wird. Die Erkennung einer derartigen Manipulation kann im Speicher 110 für späteren Analysezwecke hinterlegt werden oder wie bereits vorstehend beschrieben worden ist dazu verwendet werden, den Motor 150 oder andere Komponenten des Zweirads zu steuern bzw. abzuregeln.

Um den Energieverbrauch des Sensors 120 beziehungsweise 130 zu optimieren, kann vorgesehen sein, dass das Auswertemittel 100 die Taktung bzw. die Zyklen zur Aussendung der Signale der Sensoren steuert. So ist bei einer schnellen Bewegung des Sensors 120 bzw. 130, z.B. bei einer Geschwindigkeit von > 10 km/h des Zweirads und somit einer entsprechenden Drehgeschwindigkeit des Rades vorgesehen, mehr Sendezyklen pro Umlauf des Rades zu erzeugen als bei niedrigeren Geschwindigkeit, z.B. > 20 Zyklen. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, die Sendezyklen bei einer Geschwindigkeit von < 10 km/h zu reduzieren, z.B. auf < 20 Zyklen. Mit dem Flussdiagramm der Figur 6 wird ein mögliches Verfahren zur Geschwindigkeitswertermittlung dargestellt. Nach dem Start des Verfahrens werden in einem ersten Schritt 200 sowohl die Signalgrößen, die die Sensorwerte repräsentieren als auch die Signalstärke der den Sensoren 120 bzw. 130 zugeordneten jeweiligen Sendemitteln erfasst. Hierbei ist für die Durchführung des Verfahrens wichtig, dass wenigstens zwei Extrema in der Signalstärke erfasst werden, um sowohl den weitesten Abstand als auch den geringsten Abstand des Sensors 120 zum Empfangsmittel ableiten zu können. Alternativ reicht auch aus, nur jeweils das Maximum in der Signalstärke zu erfassen, um die näheste Annäherung zu erkennen. Im nächsten Schritt 210 wird zusätzlich zu den aus den Signalgrößen bereits durch die Sensoren erfassten Geschwindigkeitswerten Referenz-Geschwindigkeitswerte aus dem Verlauf der erfassten Signalstärken abgeleitet.

Hierzu werden zwei aufeinander folgende Extrema bestimmt und die Zeitdifferenz At zwischen den Extrema ermittelt (siehe Figur 2). Die Geschwindigkeit vzweirad des Zweirad ergibt sich dann mit Hilfe der Kenntnis des Radius des Rades bzw. des Reifens entsprechend einer halben Radumdrehung aus der Formel

Vzweirad — 2 TT rReifen / At/ 2

Optional kann auch vorgesehen sein, dass nur die Maxima der Signalstärken für die Ableitung des Referenz-Geschwindigkeitswertes verwendet wird. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass für diese Ableitung ein kompletter Umlauf des Rades erforderlich ist, so dass der Referenz-Geschwindigkeitswert bei einer angenommenen Geschwindigkeit von 25 km/h nur ca. alle 0,3 s aktualisiert wird, bei einer Geschwindigkeit von 15 km/h sogar nur ca. alle 0,5 s. Wird statt denn Extremwerten der Signalstärke der Wendepunkt und ein Extrema erfasst, kann auch schon eine Viertelumdrehung ausreichen, um die Geschwindigkeit zu ermittelt. Dies ermöglicht eine noch schnellere Bestimmung der Geschwindigkeit. Weitere Zwischenpunkte können für die Auswertung herangezogen werden, so dass sich eine einstellbare Genauigkeit, sofern die Rechenkapazität des Auswertemittels 100 hierfür ausreicht in welchem das Verfahren abläuft. Nach dem Schritt 220 liegt somit ein von wenigstens einem Sensor 120 erfasster Geschwindigkeitswert sowie ein aus den Signalstärken der übermittelten Signale abgeleiteter Referenz-Geschwindigkeitswert vor. Im nachfolgenden Schritt 220 wird ein Vergleich durchgeführt, um zu prüfen, ob eine Übereinstimmung der so auf unterschiedliche Arten ermittelten Geschwindigkeitswerten vorliegt beziehungsweise ob die Abweichung innerhalb eines Toleranzbereichs liegt. Wird dabei erkannt, dass die beiden Geschwindigkeitswerte um wenigstens einen vorgegebenen Prozentsatz abweichen, zum Beispiel 1%, 2 % oder 5 %, wird eine unzulässige Abweichung erkannt, die auf einen Defekt des Sensors oder eine Manipulation der Geschwindigkeitswerterfassung hindeutet. In diesem Fall kann im nächsten Schritt 230 eine entsprechende Maßnahme eingeleitet werden, zum Beispiel eine Information an den Fahrer, einen Eintrag in den Fehlerspeicher oder eine Festlegung des Geschwindigkeitswerts auf den Referenz-Geschwindigkeitswert. Alternativ oder optional kann auch gesonderter Schritt 240 vorgesehen sein, bei dem die Ansteuerung des Antriebs des Elektrofahrrads unterbunden oder zumindest abgeregelt wird, um die Gefährdung des Fahrers zu verhindern und/oder die gesetzlichen Vorgaben zum Betrieb des Elektrofahrrads einzuhalten.

Wird im Schritt 220 erkannt, dass die Abweichung unterhalb der vorgegebenen Toleranzschwelle liegt, kann als Geschwindigkeitswert für die Anzeige am Bedienelement und/oder zur Steuerung des Antriebs des Elektromotors der niedrigere Wert der beiden Geschwindigkeitswerte verwendet werden. Alternativ kann auch ein Mittelwert aus beiden Geschwindigkeitswerten verwendet werden.

Optional kann im Schritt 220 die Toleranzschwelle, aber der ein Defekt oder eine Manipulation erkannt wird, in Abhängigkeit vom absoluten Wert des Geschwindigkeitswerts zum Beispiel des Sensors vorgegeben werden. So ist denkbar, dass bei höheren Geschwindigkeiten eine kleinere Schwelle angesetzt wird als bei niedrigeren Geschwindigkeiten. Dies lässt sich u.a. damit begründen, dass bei hohen Geschwindigkeiten um die 25 km/h eine schärfere Abschaltschwelle vorliegen muss.

Alternativ kann den einzelnen erfassten Signalstärken auch die entsprechende Reifenposition zugeordnet werden. Zu diesem Zweck wird die Position durch Erfassung der Signalstärke während wenigstens eines Drehumlaufs des Rades eingelernt und zugeordnet. Hierbei können anhand der Erkennung der Amplituden der Signalstärke ausgehend von den Maxima und Minima auch die Zwischenschritte zugeordnet werden. Vorteilhafterweise werden dabei mehrere Radumdrehungen verwendet, um eine deutlichere Signalschärfe für die Extrema und insbesondere deren Zwischenschritte zu erhalten. Zur Auswertung und Ableitung des Referenz- Geschwindigkeitswerts, zum Beispiel im Schritt 230 eines mit dem vorherigen

Verfahren vergleichbaren Verfahrens, wird anhand der erkannten Radpositionen zweier Signale der Referenz-Geschwindigkeitswert abgeleitet. Zur konkreten Ableitung wird sowohl die Zeitdifferenz zwischen den beiden Signalen als auch die durch die erkannten Radpositionen bekannte Kreisbewegung des Rades verwendet. Durch die hohe Sendefrequenz des Sendemittels können so schon kleine Veränderungen der

Radposition anhand der veränderten Signalstärke erkannt und für die Ableitung der Referenz-Geschwindigkeit genutzt werden.