Sichere Steuerung für eine E-Bike-Anfahrhilfe

Aufgabe

Für den Nahverkehr sind E-Bikes ein wichtiger Bestandteil der Mobilitätswende. Und tatsächlich boomt der Absatz von Elektrofahrrädern seit einigen Jahren. Hersteller von E-Bikes und Zubehörhersteller sehen sich allerdings mit zusätzlichen Sicherheitsanforderungen konfrontiert, die für herkömmliche Fahrräder irrelevant sind. So z. B. im Bereich der Antriebssteuerung.

SIGMA plante einen neuen E-Bike-Computer mit Benutzerschnittstelle für den Antrieb, mit dem die Anfahrhilfe bei Bedarf per Sicherheitsschalter am Lenker hinzu- oder abgeschaltet werden kann. Diese Funktion erforderte einen Safety Monitor zur Überwachung der Schalterstellung und um sicherzugehen, dass der Antrieb nur dann zugeschaltet wird, wenn dies auch durch den Fahrer so gewünscht ist – und nicht etwa aufgrund einer fehlerhaften Funktion während einer Bremsphase.

Gefordert war ein marktkonformes Safety-Design sowie die Integration des Safety Monitors in das bereits komplett entwickelte Human-Machine Interface (HMI). Da die Fertigung des neuen E-Bike-Computers in Asien geplant war, sollte die Zertifizierung zudem über den TÜV SÜD Hong Kong erfolgen.

Lösung

NewTec entwickelte zunächst ein umfassendes Safety-Konzept. Auf dieser Grundlage realisierten Safety-Experten von NewTec das komplette Hardware-Design für den Safety Monitor der Anfahrtshilfe sowie die Entwicklung der entsprechenden Firmware zur Überwachung des Sicherheitsschalters. Ebenso wurde die Schnittstelle des Safety Monitors zum HMI definiert.

Mit der NewTec-Lösung ist nun sichergestellt, dass der Aktivierungsbefehl für die Anfahrhilfe nur dann gesendet wird, wenn gleichzeitig der Sicherheitsschalter ausgelöst wird. Dazu wird der Zustand des Sicherheitsschalters mit den per CAN übermittelten Nachrichten verglichen. Im Fehlerfall, wenn z. B. die übermittelte Nachricht nicht der Schalterstellung entspricht, wird der Aktivierungsbefehl unterdrückt.

Die gesamte Entwicklung erfolgte in enger Abstimmung mit der Entwicklungsabteilung des Kunden in Asien. Schließlich begleitete NewTec auch die Zertifizierung durch den TÜV SÜD Hong Kong.