用于电动自行车的集成式防盗装置的制作方法

本发明涉及一种用于两轮自行车，尤其是电动自行车的集成式防盗装置。

背景技术：
电动车或电动自行车通常具有设计为辅助驱动设备的电动机，该电动机可选择地作为轮毂马达安装在前轮或后轮内，或者以所谓中置马达的形式安装在这种自行车的踏板轴承上。电动机在这种情况下能够提供行驶辅助，通过终端用户对踏板进行的操作可以要求这种行驶辅助。电动机的能源供给在此通常通过可拆卸地设置在自行车上的蓄电池实现。除了有限或无限的蹬车辅助，电动自行车还可以具有蹬车无关的附加驱动器。蓄电池通常携带在自行车行李架之上或紧靠自行车行李架。鉴于电动自行车相对较高的购买成本而导致的这种自行车频繁被盗情况已经成为不可忽视的问题。此外，在自行车上携带的蓄电池形式的蓄能器相对较贵。由于蓄电池常常都是可拆卸和可更换地安置在自行车上，因此通常不考虑为了蓄电池的防盗而与自行车建立不可拆卸的连接。

技术实现要素：
因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种尤其是用于电动自行车的改进的防盗方法，该方法能够有效防止未经授权地拆卸蓄能器和未经授权地使用电动自行车并且采用尽可能简单和廉价的器件。所述技术问题通过一种用于两轮车、尤其电动自行车的驱动单元的控制装置、一种用于电动自行车的驱动单元、一种电动自行车、一种用于运行电动自行车的方法以及一种计算机程序产品得以解决。相应设置的控制装置设计用于具有电动机和蓄能器的电动自行车的驱动单元。在此，所述控制装置设计用于处理通过终端设备接收到的信号，以便根据至少一个接收到的信号启动或关闭或停止所述驱动单元的至少一个功能。所述终端设备在此并不是控制装置的一部分或部件，而是完全独立于控制装置，尤其设计为移动的且由用户携带的终端设备。所述控制装置这样配置，使得所述控制装置能够与终端设备优选双向通信。也就是说，终端设备一方面用作输入设备，用以将指令发送给控制装置，另一方面控制装置也能够将信号发送给终端设备，以便尤其使用户获得关于驱动单元或电动自行车的运行状态的信息。控制装置优选是驱动单元的集成组件，并且尤其可以作为设置在驱动单元上的电动机和/或优选直接设置在驱动单元上的蓄能器的控制器。驱动单元待启动和/或待关闭的功能例如是松开和更换设计为蓄电池的蓄能器以及电动机自身的运行。此外可以考虑，电动机甚至能够禁止单纯通过踏板作用力和人力操作使用电动自行车。因此尤其可以规定，将电动机也用作制动器，使得在关闭或停止功能时，阻止或至少明显阻碍单纯地机械操作电动自行车。通过这种方式方法，蓄能器以及电动自行车能够共同有效地并且特别有效率地防止被盗和未经授权的使用。根据一种有利的实施例，所述控制装置与锁止机构的优选机电式致动器建立有效连接，其中，锁止机构设计用于使可固定在驱动单元上的蓄能器可拆卸。所述致动器在此优选位于驱动单元的侧面，尤其与驱动侧的锁止机构耦连，使得蓄能器的机械解锁仅通过致动器和最终通过操作致动器的控制装置实现。如果控制装置并不是为了更换而启动致动器以及由此启动蓄能器，则相关蓄能器不能以预定的方式方法(例如为了更换)与驱动单元分离。按照另一种实施例，控制装置还设计用于，当通过终端设备接收到预定的解锁信号时，才使锁止机构转入解锁形态。控制装置和终端设备之间的通信在此已经能够提供足够和稳定的安全功能。如果在终端设备和控制装置之间没有联系或通信，则可以标准地停止或关闭解锁功能。根据不同的通信协议和识别数据的相互交换，当终端设备与控制装置实现预定的耦连时，所谓的解锁功能能够标准地启动。也就是说，在优选移动终端设备和控制装置之间建立联系或通信频道后，能够标准地解锁锁止机构，从而使终端用户不必在终端设备上选择绝对明确的用于分离蓄能器的控制指令。当然也可以规定，该终端设备被这样设置，使其提供用于锁止机构的解锁或锁止功能，所述功能由终端用户在需要时明确通过终端设备激活或关闭。此外，在终端设备一侧通过启动代码确保对解锁功能或锁止功能的选择。在此，相应的权限询问既可以直接在终端设备上，也可以在控制装置中实施。根据进一步优选的实施方案，所述控制装置还被设计用于阻止电动机的启动，直到通过终端设备接收到预定的激活代码。通过这种方式方法，电动自行车能够特别简单地防止被盗。在此，任何情况下都需要优选移动终端设备与控制装置的耦连才能运行电动自行车。终端设备可以设计为单独的、设置在控制装置旁并且专为相关电动自行车而配置的终端设备。该终端设备优选被设计为多功能终端设备，例如智能手机，它具有至少一个与控制装置相匹配的程序或相应的应用，该应用在与控制装置进行数据传输连接时优选可自动激活或被激活。根据一种优选的扩展设计，所述终端设备至此不仅用于控制，也就是设计用于选择性地启动或关闭驱动单元的各个功能，而且能够用作输入输出设备，其能够向终端用户提供可以由视觉，听觉或触觉上感知的信息或警告信号。就此还提供一种扩展设计，所述控制装置设计用于查询电动机和/或蓄能器当前的运行状态，并且将该运行状态传送至终端设备上显示给用户。在此尤其能够视觉地或听觉地显示例如蓄能器的充电状态以及电动机当前的或平均的功率消耗或功率输出。根据进一步优选的实施例，所述控制装置设计用于与终端设备进行有线和/或无线的通信。特别是在有线通信中，适用于相应终端设备的支架设置在电动自行车上，所述支架同时能够提供控制装置与已安装的终端设备之间的数据交换。在此原则上可以考虑，配备有自身电池的终端设备通过控制装置充电和相应地供电。有线或无线通信协议例如可以是蓝牙或IEEE802.11标准或类似的数据传输协议。在此，终端设备不需要强制安装在电动自行车上，而是该移动终端设备，优选以智能手机的形式，能够作为无钥匙启动控制器由终端用户携带。在这种情况下，该终端设备可以作为无线密钥和识别设备，一旦该终端设备处于控制单元预定的距离内，则该终端设备便以预定的方式启动或关闭驱动单元预设的功能。根据另一个独立方面，规定一种用于电动自行车的驱动单元，其具有至少一个电动机和蓄能器以及如前所述的控制装置。所述驱动单元在此优选还用作车架部件。因此，驱动单元例如用作电动自行车的鞍座支撑管或底管。在此特别规定，电动机与电动自行车的踏板轴承力传递地有效连接。因此原则上还可以考虑，驱动单元或其主体部分设计为自行车架的一个或多个后轮支撑件或链条支撑件。在此，所述驱动单元可以具有附带主体部分的封闭模块，该主体部分同样用作两轮车车架的承重部件。在驱动单元的主体部分中安装至少一个电动机，该电动机通常作为辅助电动机例如按照助踩式电动辅助自行车的原理提供动力支持。在主体部分自身上还安置至少一个优选一个或多个蓄电池形式的蓄能器。通过将主体部分设计为自行车架的承重部件，从而构成用于两轮车的其它车架部件的装配平台，在该平台上能够固定两轮车车架的其它承重部件。根据另一个独立方面，规定一种电动自行车，其具有如前所述的驱动单元，所述驱动单元同样具有上述控制装置。就此在一种变型中，控制装置也可以独立于驱动单元设置在电动自行车上。但是，至少要在最初装配时手动安装设置控制装置与驱动单元或其电动机和/或用于蓄能器的锁止机构的优选的有线连接。在另一个与之独立的设计方案中，还规定一种用于运行电动自行车的方法，该电动自行车具有电动机、蓄能器和前述控制装置。所述用于运行两轮车的方法在此具有以下步骤：-优选移动终端设备与控制装置相连接，-从终端设备向控制装置发送与功能指令对应的信号，-根据向控制装置传入的信号，启用或禁用驱动单元的至少一个功能。在这种情况下，在控制装置中或也可以在终端设备中进行信号处理。但是，在终端设备中处理信号和评估信号时，需要进行一个或多个终端设备与控制装置的认证或识别。在一种优选的技术方案中还规定，向终端设备中输入具体的功能指令，例如松开蓄能器。也可以考虑的是，通过在控制装置和终端设备之间建立连接自动地生成预设信号并且向该控制单元发送或者在控制单元内产生所述信号。按照所述方法的一种优选的设计方案，在终端设备上提供至少一个用于将蓄能器从驱动单元上松开的解锁功能。所述解锁功能这样设计，使得由于解锁功能被激活，蓄能器能够从驱动单元上取下或被更换。在一种有利的扩展设计中规定，所述终端设备设计用于询问用户识别标识，并且终端设备和/或控制装置仅在输入预设的用户识别标识或相应的激活代码时启动电动机的运行，或可选地通过人工的、纯粹人力地驱动电动自行车来取消其制动功能。也可以规定，所述控制装置在未授权地使用电动自行车时向终端设备发出警报信号。所述功能尤其在终端设备和控制装置之间无线通信时是有利的。当正在盗窃所述自行车时，在未经授权地使用时控制单元可以检测到该盗窃行为。然后借助控制单元可以向优选设计为智能手机的终端设备发送盗窃警报。根据另一个独立方面，规定一种用于运行电动自行车的计算机程序产品，其中，所述电动自行车具有电动机、蓄能器和控制装置，其中控制装置可以与优选移动终端设备耦连。所述计算机程序产品在此能够在控制装置和/或优选的移动终端设备中实施。所述计算机程序产品具有用于使终端设备和控制装置相连接的程序模块，优选还具有用于在终端设备中输入至少一个功能指令的程序模块；此外还具有用于将与功能指令对应的信号从终端设备传送至控制装置的程序模块，以及用于根据信号启用或禁用至少一个驱动单元的功能的程序模块。最后根据另一个独立方面，规定一种用于运行所述电动自行车的设备，其中，该设备包括：-用于使优选移动终端设备与控制装置相连接的装置或模块，-用于将与功能指令对应的信号从终端设备传送到控制装置的装置或模块，-用于根据向控制装置传入的信号，启用或禁用至少一个驱动单元的功能的装置或模块。该设备可以理解为纯软件地或者说纯粹依靠计算机程序实现的功能模块构架。通常需要注意的是，目前所描述的所有特征、优点和实施方案也同样适用于控制装置、驱动单元、电动自行车以及用于运行电动自行车的方法和计算机程序产品。这些所述与控制装置和/或驱动单元相关的特征和优点尤其同样适用于所述方法和计算机程序产品，反之亦然。附图说明在以下参照附图描述的实施例中说明了本发明的其他目的，特征和有利的设计方案。在附图中：图1示出配备驱动单元的电动自行车的侧视图，图2示出按照图1的自行车从斜后方观察的立体图，图3示出从斜前方观察的电动自行车的另一立体图，图4示出在容纳蓄能器的区域内的底管段的放大图，图5a示出驱动单元的单独的侧视图，图5b示出带有已拆卸的蓄能器的按照图5的驱动单元，图6a示出带有已装配的驱动单元的立体图，和图6b示出具有已拆卸的蓄能器的驱动单元的立体图;图7示出用于操纵控制装置的移动终端设备的可能的图形界面，图8示出电动自行车的操作方法的流程图，和图9示出电动自行车的操作方法的另一流程图。具体实施方式在图1至图3中所示的设计为两轮车的电动自行车，除了车架16还具有前轮12和后轮14。车架16是在这种情况下至少由两部分组成。所述车架16具有设计为车架部件的驱动单元20以及与之相连的弓形设计的上部车架18。此外，在图4中单独示出的驱动单元20上可转动地支承有后轮摇臂30，其通过它远离驱动单元20的末段容纳有后轮毂。此外，在上部车架18上设置具有鞍座48的鞍座支撑件46。前轮12支承在轮叉60中，该轮叉在车架前管部段66的区域中与车架16相连接。车轮12，14还配备有制动器36，38，其中，优选设计为可液压操纵的盘式制动器。两轮车10还可以具有变速器34，例如可以设计为轮毂变速器或链条转轨变速器。在踏板轴承25、其上支承的踏板曲柄26和后轮14之间的力传递能够通过链条或传动带32实现。在这种情况下，车架16或上部的或三角形主车架由驱动单元20和与其相连的上部车架18构成。驱动单元20在此具有主体部分21，其用于容纳在图1至图3中仅简略示出的电动机80和蓄能器50，所述蓄能器50优选设计为一个或多个蓄电池形式。在此，主体部分21具有容纳踏板轴承25的踏板轴承段24以及与之优选一体式连接的底管段22，该底管段22从踏板轴承段24沿纵向且斜向上地延伸至车架前管部段66的区域中。底管段22在其面对上部车架18的一侧设计为尽可能直线形的。但是在其面对前轮12的下侧具有在图3中可识别的沟槽状凹部72，该凹部72用作蓄能器50的可拆卸的容纳空间。凹部72在此设计为足够弧形的，用于赋予底管段22尽可能美观的外形和高抗扭刚度。在将蓄能器集成和固定在该凹部72中时可以使相对较重的、例如蓄电池形式的蓄能器相对车架几何结构移动至靠近重心的位置，因此整个车架的重心会尽可能地降低。如在图3进一步显示，在凹部72面向踏板轴承段24的端面区域中设置用于充电线的插座连接70，蓄能器50借助该插座连接通过充电线的连接也可以在已装入底管段22内或之上的位置中进行充电。该插座连接70在此可以设计为磁性插头。如在图1中所示，蓄能器50具有与底管段22配合的外形，因此例如蓄能器50面向前轮12的壳体部段基本平行于底管段22面向上部车架的上部边界延伸。向下与底管段22邻接，在主体部分21上设置有踏板轴承段24，其不仅容纳有与踏板曲柄26和踏板28耦连的踏板轴承25，还容纳着电动机80。电动机80和蓄能器50一起固定在主体部分21上，其中，尤其蓄能器可拆卸地设置在主体部分21上。在此，主体部分21还设计为车架16的承重部件。主体部分21和驱动单元20构成所谓的车架16的、相应地用于整个两轮车10的装配平台或装配基础。其他的车架部件，例如上部车架18和后轮摇臂30在此仅视作附件，其根据两轮车10预设的尺寸和使用目的可以个性化地依据不同的需求进行适配。以这种方式和方法，这种驱动单元20能够用于大量不同形式的两轮车10。优选设计为电动自行车的两轮车例如可以是山地车、全地形自行车，城市自行车、巡航电动自行车以及比赛用自行车。对于所有这些不同类型的自行车可以总是可以使用一种或多个相同的驱动单元20，使得驱动单元20可以大量地或批量地廉价制造。主体部分21在此尤其可以设计为用于电动机80以及在此可拆卸安置的蓄能器50的金属铸件或由金属基体铣削而成的壳体。但是也可以考虑主体部分21由多个冲压而成的且相应变形的相互连接的金属板构成。后轮摇臂30具有两个平行的边段，后轮14支承在其间，后轮摇臂30优选可转动地支承在主体部分21的踏板轴承段24中，其中后轮摇臂30和主体部分21的转轴与踏板轴承25重合。在根据图1至图3的实施例中，后轮摇臂30进一步通过减震元件40与主体部分21的底管段22耦连。减震元件40在此优选设计液压或气压弹簧，并且在后轮摇臂侧的固定部段44和设置在底管段22的下端上的固定部段42之间延伸。上部车架18具有大致C形或弧形的轮廓。向下突出的下部段19在此固定在踏板轴承段24和主体部分21的底管段22之间的过渡区域中，同时上部段17的自由端部与主体部分21的底管段22的上部自由末段相连接。上部段17和底管22的向上突出的末段23的连接在此构成车架16的车架前管部段66，该车架前管部段66还容纳有转向头64、转向轴承组65和轮叉60。上部车架18的下部段19在此基本固定在踏板轴承段24和主体部分21的底管段22之间的过渡区域中。如参照图2和图3可看到，上部车架18在与主体部分21的重合区域中具有配备两个侧向叉腿54、56的叉状结构，其至少部分地侧向包围主体部分21或在那设置的固定部段58。减震元件40在此同样位于上部车架18的相应的叉状部段52的侧向向外突出的叉腿54、56之间。鞍座支撑件46延伸至叉腿54、56的大致直线形的延长段中，并且所述鞍座支撑件46在此与上部车架18的下部段19和上部段17之间的过渡区域或弯曲段15相连接。在面向车把62的上部段17上例如能够可拆卸地固定移动终端设备100。如图1和图3所示，上部段17的车架前管部段66至少稍微从轮叉60处向前突出。上部车架18的两个半壳18a，18b在此能够构成例如用于照明模块68的支座。转向头64此外以已知的方式方法与车把62相连接。优选设计为蓄电池的可更换地设置在底管段22上或中的蓄能器50可以具有槽纹51，其用于抓取蓄能器50的操作并且使蓄能器50的拆卸和再插入底管段22的沟槽状凹部72中变得简单。根据图5a的驱动单元20的局部放大图示出，设计为蓄电池的蓄能器50可拆卸地安置在底管段22的向下开口的沟槽状容纳空间或凹部72中。此外，在凹部72的下端面上显示出优选设计为磁性插座连接的电接头。此外，在图3和图4中显示了控制装置110，所述控制装置110优选设置在驱动单元20的内侧的为此合适的、几乎任意可选的位置上。图5b以框图的形式示出控制器110与在此单独显示的驱动单元20的连接和集成，以及他们与电动自行车10的其他部件的连接。因此尤其设置机电致动的致动器120，其与布置在凹部72的上端部的固定元件114共同作用。在驱动单元20的侧面上设置的固定元件114在此这样设置，使得固定元件114可拆卸地与蓄能器50的与之配合的并且在装配位置中对置的固定元件112配合作用。此外，在凹部72的下端、约靠近插座连接70设置另一固定元件118，其与相配合的、设置在蓄能器50上的固定元件116配合作用。此外，控制装置110与照明模块68耦连，照明模块68优选布置在上部车架18的车架前管部段66中或之上。因此，可以通过控制装置110由蓄能器50向照明模块68供电。但最重要的是，控制装置110与在图7中例如设计为智能手机的移动终端设备100相连接，或能够与其相连。该移动终端设备100可以有线但也可以无线地与控制装置110进行数据交换，用于将关于电动机80的运行状态的数据或关于蓄能器50的充电状态或续驶里程的信息通过移动终端设备100提供给用户。最后尤其规定，控制装置110还与电动机80耦连。控制装置110与电动机80以及与属于锁止机构的致动器120的耦连优选用于可选地锁定、止动或解锁锁止机构或解锁机构112，114以及电动机80。仅在控制装置110和终端设备100之间的配置和相互验证已经足够激活所有功能，例如停止或使用蓄能器50以及用于启动电动机80。但是，也可以提出其他个性化的安全性询问，从而例如为了更换蓄能器50用户可以在终端设备100上选择相应的功能或必须输入为此所需的激活代码。在图6a和6b中再次以立体图示出对优选设计为蓄电池的蓄能器50的拆卸。蓄能器50具有用作把手的侧向槽纹51或相应构造的突起或凹槽，从而凭借弓形设计的凹部72，用户在任何时候都能抓取所述蓄能器50。借助下端部和在该处设置的固定元件116，蓄电池例如能够可转动地与设置在驱动单元20上和与之配合的固定元件118或对应固定元件相连接。在此优选由在凹部72的上端部或在蓄能器50的上端部设置的固定元件112连同与之配合的固定元件114构成锁止结构。固定元件112，114，116，118可以是通用的锁和锁定部件，例如锁钩，锁扣，锁孔，钩和锁销，其中可通过致动器120操纵固定元件114中的至少一个固定元件。对于由固定元件112，114，116，118构成的形状配合连接的变型方案是，也可以采用摩擦接合的连接机构，例如使用磁性的连接或锁止结构。一旦致动器120在相互配合的固定元件114，112的相互啮合中被激活，则在固定元件116,118为了最终拆除蓄能器50而松开相互连接之前，蓄能器50能够以其下端部作为旋转轴，首先通过其上部末段至少部分地从槽状凹部72中旋出。图7示例性地示出移动终端设备100的可能的图形界面。此处所示的移动终端设备100特别设计为智能手机。在此尤其规定，直接通过建立终端设备100和在电动自行车侧设置的控制装置110之间的耦连或连接，使得移动终端设备100能够自动地或根据终端用户的要求启动在电动自行车10的运行中确定的和为此设置的应用或相应的程序。正如在图7中所示，所述应用例如具有三个图标102，104，106或相应的显示。通过选择图标102，104，106既可以调出各种子菜单，也可以直接激活电动自行车的单个功能。图标102例如用于启动和/或关闭照明模块68。图标104用于切换蓄能器50，而图标106例如仅用于显示蓄能器50的充电状态。图8的流程图中示出例如取下蓄能器的四个连续的步骤200，202，204，206。在此，在第一步骤200中示出蓄能器50的充电状态。在随后的步骤202中，终端用户通过选择在图7中所示的图标104启动蓄能器的更换。就此作为响应，终端设备100产生相应的信号，并将其发送到控制装置110。在步骤204中，作为接收到信号的响应，必要时经过预先授权，控制装置110启动致动器120，并且松开由固定构件112，114构成的蓄能器50的锁止机构。在随后的和最后的步骤206中，终端用户能够例如按照图5b和6b所示的方式方法将蓄能器50从驱动单元20中拆下。在图9中示出的另一流程图显示了电动自行车启动，在第一步骤300中，终端设备100与控制装置110相连接。在控制装置110和终端设备100之间的连接建立后，在步骤302中要求启动代码。终端用户在接下来的步骤304中输入启动代码，从而在步骤306中，驱动单元20以及由此使电动自行车10可以被解锁。最后应当指出，在图1至图4中示范性显示的电动自行车10的特殊造型仅是对所保护的控制装置、驱动单元和方法以及计算机程序产品的实用性转化的可能的实施例。所保护的控制装置、驱动单元和方法以及计算机程序产品以及与移动终端设备(尤其是智能手机)的共同作用能够普遍用于任何可想到的电动自行车的类型和相应的实施。所示的实施方式仅显示了本发明的可能的设计方案，对此可以在本发明的框架内考虑到另外大量的变型方案。在本发明的范围、应用或配置可行性方面，绝不仅限于示范性示出的实施例。现有的说明为技术人员仅仅示出了依据本发明的实施例的可行的执行方式。因此，只要没有脱离权利要求所定义的保护范围，便可以依据所描述的部件在功能和结构方面实现多种变化。附图标记清单10电动自行车12前轮14后轮15弯曲段16车架17上部段18上部车架19下部段20驱动单元21主体部分22底管段23末段24踏板轴承段25踏板轴承26曲柄28踏板30后轮摇臂32传动带34变速器36制动器38制动器40减震元件42连接点44连接点46鞍座支撑件48鞍座50蓄能器51槽纹52叉状部段54叉腿56叉腿58固定部段60轮叉62把手64转向头65转向轴承组66车架前管部段68照明模块70插座连接72凹部80电动机100终端设备102图标104图标106图标110控制装置112固定元件114固定元件116固定元件118固定元件120致动器