DE102010039860A1 - Komponentenüberwachung in einem elektrisch betriebenen Fahrzeug - Google Patents

Komponentenüberwachung in einem elektrisch betriebenen Fahrzeug Download PDF

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Andreas Windmueller
Gregor Dasbach
Pierre Nonnenmacher
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein System zum elektrischen Betreiben eines Fahrzeug und ein Fahrzeug mit einem derartigen System sowie ein Betriebsverfahren beansprucht, welches in einem derartigen System verwendet wird. Dabei ist vorgesehen, dass das System einen elektrischen Antrieb, eine Steuereinheit zum Betreiben des elektrischen Antriebs sowie eine beide Komponenten verbindende Kommunikationseinrichtung aufweist. Die Kommunikationseinrichtung ist dabei derart ausgestaltet, dass durch sie weitere Komponenten in das System integrierbar sind. Der Kern der Erfindung besteht nun darin, dass beim Anschluss der weiteren Komponenten und der Integration in die Kommunikationseinrichtung ein Datenaustausch zwischen der weiteren Komponenten und der an die Kommunikationseinrichtung angeschlossenen Steuereinheit erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zum Betreiben eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb bzw. ein mit einem solchen System ausgestatteten Fahrzeug sowie ein Verfahren, welches zum Betrieb des System erforderlich ist.
  • Stand der Technik
  • In den letzten Jahren wurden zunehmend Fahrzeuge entwickelt, die einen elektrischen Antrieb aufweisen. Insbesondere die Anwendung elektrischer Antriebe bei Fahrrädern stößt auf immer größeres Interesse. Dabei werden Elektromotoren sowohl als separate Antriebseinheit als auch in Kombination mit dem manuellen Antrieb verwendet. Als Energielieferant kommen dabei Energiequellen in Form von Akkumulatoren oder Batterien zum Einsatz,. Um den Akkumulator bzw. die Batterie zu laden, ist oftmals eine Entnahme aus dem System vorgesehen. Zusätzlich dient diese Entnahmemöglichkeit auch dem Diebstahlschutz.
  • Für die Fahrerinformation ist bei den gängigen Systemen zusätzlich ein Anzeigeinstrument vorgesehen, über das der Fahrer aktuelle Fahrdaten sowie Informationen über den elektrischen Antrieb bzw. den Akkumulator angezeigt bekommt. Gleichzeitig dient dieses Element auch als Eingabeinstrument. Die Eingaben des Fahrers haben Einfluss auf die Unterstützung durch den Elektromotor oder aber auch auf die Anzeigen auf dem Anzeigeinstrument.
  • Typischerweise werden alle Komponenten des Systems derart miteinander verbunden, dass eine gemeinsame elektrische Versorgung sichergestellt ist. Darüber hinaus ist bekannt, zusätzlich zu der elektrischen Verbindung eine Kommunikationseinrichtung vorzusehen, die es erlaubt, Informationen zwischen den Komponenten des Systems auszutauschen. Eine mögliche Kommunikationseinrichtung kann mittels eines CAN-Protokolls realisiert werden.
  • Aus dem Stand der Technik ist ein derartiges CAN-Protokoll zur Überwachung einzelner Komponenten bereits bekannt. So ist beispielsweise aus der DE 102 11 279 A1 ein Brake-by-wire System bekannt, bei dem ein Steuergerät bzw. Prozessrechner bei einem Fehlerfall abgeschalten wird. Eine ähnliche Funktion ist in der DE 100 52 343 A1 beschrieben, bei dem der Betrieb eines Steer-by-wire-Lenksystem in eine hydraulische Rückfallebene umgeschalten wird, wenn ein Ausfall des Bordnetzes erkannt wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird ein System zum elektrischen Betreiben eines Fahrzeug und ein Fahrzeug mit einem derartigen System sowie ein Betriebsverfahren beansprucht, welches in einem derartigen System verwendet wird. Dabei ist vorgesehen, dass das System einen elektrischen Antrieb, eine Steuereinheit zum Betreiben des elektrischen Antriebs sowie eine beide Komponenten verbindende Kommunikationseinrichtung aufweist. Die Kommunikationseinrichtung ist dabei derart ausgestaltet, dass durch sie weitere Komponenten in das System integrierbar sind. Der Kern der Erfindung besteht nun darin, dass beim Anschluss der weiteren Komponenten und der Integration in die Kommunikationseinrichtung ein Datenaustausch zwischen der weiteren Komponenten und der an die Kommunikationseinrichtung angeschlossenen Steuereinheit erfolgt.
  • Der durchgeführte Datenaustausch kann dazu genutzt werden, das die Steuereinheit über die Anbindung der weiteren Komponenten informiert wird. Insbesondere kann der Datentausch dazu führen, dass die Steuereinheit die Funktionalität der weiteren Komponente erfasst. Dies kann beispielsweise darin bestehen, dass der Ladezustand eines angeschlossenen Akkumulators bzw. einer Batterie erfasst wird.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit die Komponenten nach dem Empfang des Datenaustauschs nach Art eines Schlüssel-Schloß-Prinzips oder einer Plug-In Erkennung in das System und somit in die Ansteuerung des elektrischen Antriebs einbindet.
  • Durch eine erfindungsgemäße Anmeldung der weiteren Komponenten an das System kann die Steuereinheit die Ansteuerung des Antriebs optimieren, indem die zur Verfügung stehende Funktionalität der weiteren Komponenten erkannt und somit berücksichtigt werden kann.
  • Optional kann vorgesehen sein, dass der Fahrer über den erfolgten Datenaustausch informiert wird. So ist denkbar, dem Fahrer optisch und/oder akustisch die Zuschaltung einer Komponenten oder der erfassten Funktionalität anzuzeigen.
  • Vorteilhafterweise wird für die Kommunikationseinrichtung ein CAN-Bus bzw. ein CAN-Protokoll verwendet. Ein derartiges Protokoll hat den Vorteil, dass neben den Informationen des Datenaustauschs auch die Versorgung der einzelnen Komponenten mit elektrischer Energie erfolgen kann. Somit kann auf zwei redundante Verbindungen zwischen den Komponenten des Systems verzichtet werden.
  • Bei der Verwendung eines CAN-Protokolls ist vorgesehen, dass zwischen der Komponenten und der Steuereinheit vordefinierte CAN-Sequenzen ausgetauscht werden, so dass eine (eindeutige) Identifikation der Komponenten im System möglich ist, z. B. in Form eines Hand-Shakes. Durch dieses Vorgehen kann verhindert werden, dass betriebsfremde Komponenten oder Komponenten, die nicht für den Betrieb in dem System zugelassen sind und ggf. das System gefährden können, nicht in die Funktionalität eingebunden werden. So kann über die Identifikation erreicht werden, dass die mit der Komponenten verbundenen Funktionalität gänzlich für den Betrieb gesperrt wird, falls der Datenaustausch beispielsweise als CAN-Sequenz nicht einer vorgegebenen Form entspricht. Selbstverständlich kann vorgesehen sein, dass durch eine derartige Abfrage auch nur Teile der Funktionalität frei geschalten werden können.
  • Statt einer direkten Anbindung der Komponenten an die Kommunikationseinrichtung des Systems kann auch ein Adapter zum Einsatz kommen, über den die Komponente angeschlossen wird. Dabei ist der Adapter fest mit dem Fahrzeug verbunden und über die Kommunikationseinrichtung an das System angebunden. Bei diesem Aufbau kann der Adapter als reine Weiterleitung der Daten von der Komponenten oder auch als (halb-)intelligentes Abfrageelement dienen, welches die Daten bei der Komponenten erfasst und über die Kommunikationseinrichtung an die Steuereinheit weiterleitet.
  • Eine typische Komponente, die in das System eingebunden werden kann, ist beispielsweise ein Akkumulator, eine Batterie, ein Anzeige- und/oder Bedienelement aber auch ein Sensor.
  • Bei der Einbindung eines Akkumulators oder auch einer Batterie kann beim Datenaustausch neben der Identifikation auch der Ladezustand übermittelt werden, so dass die Steuereinheit den elektrischen Antrieb in Abhängigkeit von dieser Information ansteuern bzw. optimieren kann. Denkbar ist hierbei, dass bestimmte Betriebsmodi nicht mehr durchgeführt werden, z. B. besonders energieintensive Antriebsunterstützung. Darüber hinaus ist bei einem Sensor auch die Übermittlung eines Selbsttests möglich, um dem System die Bereitschaft des Sensors zu signalisieren. Dieser Selbsttest kann sowohl im Sensor selbst ablaufen oder aber auch während des Datenaustauschs durch die Steuereinheit initiiert bzw. durchgeführt werden.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • In der 1 ist schematisch ein elektrisch betriebenes Fahrrad mit einer Energieeinheit und einer Motoreinheit abgebildet. Die 2 zeigt in einem Blockschaltbild das erfindungsgemäße System mit verschiedenen Komponenten. Eine besondere Ausgestaltung des Systems mit einem Adapter ist in 3 dargestellt. Mit dem Flussdiagramm in der 4 wird der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsform wird die Erfindung am Beispiel eines elektrisch betriebenen Fahrrads beschrieben. Daneben soll die Erfindung jedoch auch bei jeder anderen Art von elektrisch betriebenen Fahrzeug verwendet werden können. Denkbar ist beispielsweise die Anwendung bei einem Elektroroller, einem Elektrokarren, einem Elektroauto, einem Rollstuhl, einem elektrischen Skateboard, einem elektrischen Golfmobil, einem Elektromobil, einem Segway oder einem in sonstiger Weise angetriebenen elektrischen Fahrzeug.
  • In der 1 ist schematisch ein Fahrrad 100 dargestellt, welches mittels eines in einer Motoreinheit 110 integrierten Elektromotors angetrieben werden kann. Dabei kann dahingestellt bleiben, ob der vorgesehene Antrieb ein selbstständiges Fahren oder nur einen unterstützenden Antrieb ermöglicht. Weiterhin ist in der 1 eine Energieeinheit 130 mit zugehöriger Befestigung 140 zur Versorgung der Motoreinheit 110 mit elektrischer Energie zu erkennen. Diese abgebildete Energieeinheit stellt einen speziellen Akku-Pack dar, der innerhalb des Rahmendreiecks untergebracht ist. Neben dieser Form des Akku-Packs sind jedoch auch andere kompakte Bauweisen denkbar.
  • Zwischen der Energieeinheit 130 und der Motoreinheit 110 ist eine elektrische Verbindung vorgesehen, die sowohl die Energieversorgung des elektrischen Motors 110 als auch eine Kommunikationseinrichtung darstellt (nicht abgebildet). Realisiert werden kann diese elektrische Verbindung, indem in wenigstens einer der Energieeinheit 130 zugeordneten Befestigung 140 eine entsprechende Schnittstelle untergebracht ist, die eine Verbindung zur abnehmbaren Energieeinheit bzw. zum Akku-Pack 130 herstellt. Diese Schnittstelle kann dann mittels elektrischer Leitungen oder auch Flachbandkabeln mit dem Elektromotor 110 oder weiteren Komponenten wie einem Anzeige- und/oder Bedienelement 120 verbunden werden.
  • Über die Kommunikationseinrichtung können alle bzw. die wesentlichen am Fahrzeug befindlichen Komponenten miteinander kommunizieren, um sich gegenseitig aufeinander abzustimmen oder eine optimale Steuerung/Regelung der Motoreinheit 110 zu ermöglichen. Weiterhin ist über die Kommunikationseinrichtung eine Weitergabe der Daten an das Anzeige- und Bedienelement 120 möglich.
  • Optional kann auch vorgesehen sein, die elektrische Verbindung in die Kommunikationseinrichtung zu integrieren, beispielsweise durch die Verwendung eines CAN-Bus.
  • In der 2 ist schematisch ein Blockschaltbild dargestellt, das die Anbindung verschiedener Komponenten in das System 260 zeigt. Zentrale Elemente dieses Systems stellen die Steuereinheit 200 und die Kommunikationseinrichtung 210 dar, die alle Komponenten miteinander verbindet. In diesem Beispiel soll die Kommunikationseinrichtung 210 neben der Übertragung von Informationen zwischen den System-Komponenten 200 sowie 220 bis 250 auch die elektrische Versorgung der angeschlossenen Komponenten ermöglichen. Optional kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die elektrische Versorgung durch eine separate Verbindung erfolgt.
  • Eine der wesentlichen Komponenten, die im System 260 vorliegen muss, um einen Betrieb zu ermöglichen, ist der elektrische Antrieb 220. Der Antrieb 220 wird mit Hilfe von Steuersignalen der Steuereinheit 200 über die Kommunikationseinrichtung 210 gesteuert bzw. geregelt. Dabei kann für die vorliegende Erfindung dahingestellt bleiben, ob das Fahrzeug, in dem das System 260 eingesetzt wird, alleine mit dem Antrieb 220 bewegt werden kann oder der Antrieb 220 nur als Unterstützung eingesetzt wird. So ist bei einem Elektrofahrrad 100 der 1 möglich, den Antrieb 220 sowohl als eigenständiges Fortbewegungsmittel oder nur in Verbindung mit einem manuellen Antritt zu verwenden.
  • Zusätzlich zu der Steuereinheit 200 und dem Antrieb 220 ist wenigstens noch eine Energiequelle 230 zum Betrieb des elektrischen Motors notwendig. Diese Energiequelle kann als Akkumulator oder Batterie ausgestaltet sein. Für den Ladevorgang wird diese Energiequelle 230 vom System getrennt, beispielsweise indem der Akkumulator 130 aus der Halterung 140 des Elektrofahrrads 100 entnommen wird, um ihn in einer separaten Ladevorrichtung zu laden. Nach dem Ladevorgang wird die Energiequelle 230 wieder in das System 260 integriert, um die aufgenommene elektrische Energie dem System zur Verfügung zu stellen.
  • Beim Anschluss der Energiequelle 230 an das System ist nun vorgesehen, dass ein Datenaustausch zwischen der Energiequelle 230 und der Steuereinheit 200 erfolgt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass beim Kontaktieren der Energiequelle 230 mit der Kommunikationseinrichtung 210 eine Identifikation der Energiequelle 230 im System 260 bzw. bei der Steuereinheit 200 erfolgt. Diese Identifikation ist im einfachsten Fall eine reine binäre ON/OFF-Information. Darüber hinaus können zur Identifikation jedoch auch weitere Informationen der Energiequelle 230 übertragen werden. Denkbar ist hierbei beispielsweise die Geräteidentifikationsnummer, den Ladezustand oder eine andere für den Betrieb oder die Identifikation verwendbare Information.
  • Ausgehend von der Erkennung der Energiequelle 230 im System 260 bzw. in der Steuereinheit 200 können für den Systembetrieb verschiedene Funktionen aktiviert oder deaktiviert werden. So kann der Betrieb des Antriebs 220 in Abhängigkeit von der Erkennung der korrekten Energiequelle oder auch von einem ausreichenden Ladezustand gesteuert werden. Dabei kann insbesondere bei höheren Leistungsanforderungen durch den Antrieb in Abhängigkeit vom erkannten Ladezustand der Energiequelle eine Begrenzung der Entnahme vorgesehen sein, um einen möglichst langen Betrieb und somit eine möglichst weit zurückgelegte Fahrt zu ermöglichen.
  • Eine weitere Komponente, die durch das System erkannt werden kann, ist ein Anzeige- bzw. Bedienelement 240, welches den Fahrer über bestimmte Parameter des Fahrzeugs oder der Fahrt informiert. So kann dem Fahrer die Geschwindigkeit, der Ladezustand der Energiequelle aber auch die Existenz oder Funktionsfähigkeit der einzelnen Komponenten mitgeteilt werden. Dies kann u. U. auch in Form von akustischen und/oder optischen Hinweisen erfolgen. Eine weitere Möglichkeit besteht bei dieser Komponenten darin, dass bestimmte Betriebsmodi für den Antrieb ausgewählt werden können, z. B. ökonomischer oder sportlicher Betrieb.
  • Nach der Identifikation des Anzeige- bzw. Bedienelements 240 im System durch das Steuergerät 200 kann vorgesehen sein, dass die für die Anzeige erforderlichen Daten ermittelt und über die Kommunikationseinrichtung 210 weitergeleitet werden. Dies hat den Vorteil, dass die Informationen erst dann im System erfasst und ermittelt werden, wenn auch tatsächlich eine Komponente vorhanden ist, die diese Informationen verwerten kann. Gerade bei Fahrzeugen wie dem Elektrofahrrad, bei dem nur eine begrenzte Menge an Energie während der Fahrt mittransportiert wird, ist eine derartige Begrenzung unnötiger Energie verbrauchender Funktionen sinnvoll.
  • Optional kann das Anzeige- bzw. Bedienelement 240 auch als Schlüssel zur Freischaltung des gesamten Fahrsystems verwendet werden. So kann vorgesehen sein, dass der Betrieb des Fahrzeugs erst bei der Installation des für das individuelle System vorgesehene Anzeige bzw. Bedienelement 240 ermöglicht wird. Typischerweise erfolgt die Identifikation des korrekten Anzeige- bzw. Bedienelement 240 über eine vorgegebene Identifikationsnummer, die in dem Anzeige- bzw. Bedienelement 240 hinterlegt ist und die bei der Installation an die Steuereinheit übertragen wird. Es ist jedoch alternativ auch möglich, eine eigene Freigabenummer im Bedienelement 240 zu wählen, die bei den nachfolgenden Installationen im System 260 die Freigabe ermöglicht.
  • In der einfachsten Ausführung wird das CAN-Protokoll als solches als Schlüssel und Schloss eingesetzt. Wird das zu identifizierende Element in das System eingesetzt, wird gleichzeitig das CAN-Protokoll aktiviert. Erhält das System von der Komponente die passenden Antworten, werden die weiteren Funktion freigeschaltet.
  • In einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens ein Sensor 250 im System vorhanden ist, der für den Betrieb verwendbare Fahrparameter erfasst. Zur Optimierung der Ansteuerung bzw. Regelung der Antriebseinheit 220 können bei Vorhandensein eines derartigen Sensors 250 die von diesem Sensor 250 ermittelten Parameter von der Steuereinheit 200 verwendet werden. Um jedoch eine Steuerung/Regelung durch falsche Sensordaten zu verhindern, ist es vorteilhaft ein vorstehend beschriebenes Schlüssel-Schloß-Prinzip auch beim Einbau des Sensors zu verwenden, um die Datenerhebung und -weitergabe von unpassenden Sensoren zu verhindern.
  • Als Kommunikationseinrichtung 210 kann eine normale Verdrahtung vorgesehen sein, bei der die Informationsübermittlung mittels geeigneter Kodierung erfolgt, beispielsweise über High-/Low-Level Signale. Optional kann aber auch vorgesehen sein, dass als Kommunikationseinrichtung 210 ein CAN-Bus verwendet wird, über den entsprechende CAN-Sequenzen übermittelt werden. So ist möglich, dass jede Komponente eine eigene CAN-Identifikationssequenz aufweist, die in der Steuereinheit erfasst und mit hinterlegten Identifikationssequenzen verglichen wird. In Abhängigkeit der so erkannten korrekte CAN-Sequenzen kann die Steuereinheit 200 vorgesehene Funktionen durchführen bzw. entsperren und so den Betrieb des Systems 260 ermöglichen.
  • Optional kann auch vorgesehen sein, unterschiedlichen CAN-Sequenzen eine Reihe von möglichen Funktionen zuzuweisen, so dass beispielsweise bei einer inkorrekten CAN-Sequenzen je nach Grad der Abweichung nur ein Teil der Funktionen durch die Steuereinheit 200 frei geschalten werden. Denkbar ist, bei der Anbindung einer inkorrekten Komponenten nur eine Basisfunktion freizugeben, z. B. sicherheitsrelevante Funktionen. Es sei ausdrücklich erwähnt, dass ein derartiges Vorgehen nicht auf die Verwendung eines CAN-Bus oder eines CAN-Protokolls beschränkt ist.
  • Entsprechend lassen sich der CAN-Bus bzw. die CAN-Sequenzen auch bei den anderen erwähnten Komponenten anwenden. Dabei ist insbesondere auf die Möglichkeit einer Schlüssel-Schloß-Funktion zum Freischalten einzelner Betriebsfunktionen oder sogar des ganzen Systems beim Anschluss des mit einer korrekten CAN-Identifikationsnummer ausgestatteten Komponenten im System verwiesen.
  • Weiterhin kann in einer besonderen Ausführung vorgesehen sein, dass die Steuereinheit 200 in die Antriebseinheit integriert ist, so dass der Antrieb 220 und die Steuereinheit 200 eine gemeinsame Einheit bilden. In diesem Fall würden die Ansteuerleitungen des Antriebs 220 entweder einen Teil der Kommunikationseinrichtung 210 darstellen oder separat ausgestaltet sein.
  • Darüber hinaus ist jedoch auch möglich, die Steuereinheit 200 verteilt auf die Komponenten vorzusehen, beispielsweise indem mehrere Teil-Steuereinheiten im Antrieb 220 und in der Energiequelle 230 oder einem für die Energiequelle 230 vorgesehenen Adapter untergebracht sind. Alternativ kann ebenfalls vorgesehen sein, die Steuereinheit 200 redundant in verschiedene Komponenten unterzubringen. Dies hätte den Vorteil, dass bei Ausfall eines der (Teil-)Steuereinheiten 200 eine redundante Steuerung/Regelung des Antriebs möglich ist, so dass die Ausfallsicherheit insbesondere bei sicherheitsunkritischen Ausfällen erhöht wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass der Steuereinheit 200 eine kleine Energiequelle zugeordnet ist, so dass die Überprüfung, inwieweit einzelne Komponenten im System 260 vorhanden sind, auch bei einer Unterbrechung der Energiezufuhr von der Energiequelle 230 autonom möglich ist. Dabei ist optional vorgesehen, diese kleine Energiequelle während der Verbindung mit der Energiequelle 230 zu laden.
  • In der 3 ist eine spezielle Ausführung der Erfindung dargestellt, bei dem zwischen der Kommunikationseinrichtung 210 und der Komponenten 340 ein Adapter 300 vorgesehen ist. Dieser Adapter 300 ist über die Kommunikationseinrichtung 210 mit der Steuereinheit 200 verbunden. Der Adapter 300 hat zur Aufnahme der Komponenten 340 sowohl mechanische als auch elektrische Vorrichtungen, durch den die Komponente 340 fixiert und kontaktiert werden kann. Durch die elektrische Vorrichtung kann ein Datenaustausch 310 zwischen der Komponenten 340 und dem Adapter 300 ermöglicht werden, der seinerseits diese Daten, z. B. eine Identifikationskennung, an das Steuergerät 200 weiterleitet.
  • Neben den Kommunikationsleitungen 210 und 310 sind in der 3 zusätzlich elektrische Verbindungen 320 und 330 dargestellt, die die Versorgung der Komponente 340 darstellen sollen. Diese separate elektrische Verbindung kann ggf. auch in Kombination mit der Kommunikationseinrichtung 210 oder der Datenanbindung 310 der Komponenten 340 an den Adapter 300 erfolgen.
  • Optional kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit 200 bei einer nicht korrekt identifizierten Komponenten 340 die Energiezufuhr 320 bzw. 330 unterbricht. Diese Unterbrechung verhindert eine ungewollte Störung des Systems durch falsch kontaktierte oder nicht erkannte Komponenten.
  • In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass der Datenaustausch zwischen Steuereinheit 200 und den Komponenten 220 bis 250 bzw. 340 in beiden Richtungen erfolgen kann. Somit ist möglich, dass auch die Komponenten Informationen des Steuergeräts empfangen und ggf. beim Betrieb berücksichtigen können.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, den Datenaustausch nicht nur bei der Installation bzw. Kontaktierung der einzelnen Komponenten im System vorzunehmen, sondern auch in gewissen Zeitabständen zu wiederholen. So können bestimmte Ereignisse, wie beispielsweise die Neuinstallation einer Komponenten oder der Zustand einer Komponenten (z. B. der Ladezustand oder die Bedienung den Bedienelements) als Auslöser dienen, die restlichen Komponenten zu überprüfen. Auch hierbei ist möglich, bestimmte Funktionen in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Überprüfung zu sperren oder freizuschalten.
  • In der 4 ist ein einfaches Flussdiagramm dargestellt, welches ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben des ausgeführten Systems beschreibt und beispielsweise in einer zentralen Steuereinheit 200 abläuft. Nach dem Start des Algorithmus wird im Schritt 400 zunächst überprüft, ob im System eine Kennung vorliegt, die zu einer abgespeicherten Komponenten gehört. Dies kann dadurch geschehen, dass die Steuereinheit 200 auf eine bestimmte CAN-Sequenz reagiert oder spezifische Abfrageimpulse in die Kommunikationseinrichtung 210 sendet, auf die die Komponenten mit entsprechenden Antwortsignalen reagiert. Im Schritt 420 wird erkannt, ob eine Identifikation erfolgt ist. Falls keine oder eine falsche Identifikation erkannt wird, wird in Schritt 440 überprüft, ob eine Sperrung bestimmter Funktionen durchgeführt werden soll. Wie eingangs bereits ausgeführt, kann es sinnvoll sein, dass bei Erkennung einer nicht vorgesehenen Komponenten oder dem kompletten Fehlen wichtiger Komponenten einige oder alle Funktionen gesperrt werden. Neben Sicherheitsaspekten kann somit auch eine Diebstahlsicherung realisiert werden. Falls jedoch die Komponente einwandfrei identifiziert worden ist, steht einer Freischaltung der Funktionen oder des Systems in Schritt 460 nichts entgegen.
  • Für den Sonderfall, dass die Kommunikationseinrichtung 210 defekt oder unterbrochen ist, kann vorgesehen sein, dass der Antrieb nach einer gewissen Wartezeit generell abgeschalten wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10211279 A1 [0005]
    • DE 10052343 A1 [0005]

Claims (14)

  1. Fahrzeug mit einem System zum elektrischen Betreiben des Fahrzeugs, insbesondere eines elektrisch betriebenen Fahrrads (100), wobei das System (260) – einen elektrischen Antrieb (110, 220) und – wenigstens eine Steuereinheit (200) zum Betreiben des elektrischen Antriebs (110, 220) und – eine Kommunikationseinrichtung (210), aufweist, wobei – die Kommunikationseinrichtung (210) mit dem Antrieb und der Steuereinheit verbunden ist, und – wenigstens eine weitere Komponente (230, 240, 250) des Systems (260) vorgesehen ist, die über die Kommunikationseinrichtung (210) integrierbar ist, dadurch gekennzeichnet dass die weitere Komponente beim Kontaktieren mit der Kommunikationseinrichtung einen Datenaustausch mit der Steuereinheit erzeugt.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Steuereinheit (200) in Abhängigkeit von dem Datenaustausch die Komponenten (230, 240, 250) in das System (260) einbindet, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass in Abhängigkeit von dem Datenaustausch eine optische und/oder akustische Mitteilung an den Fahrer erfolgt.
  3. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der Antrieb (110, 220) in Abhängigkeit von dem Datenaustausch angesteuert wird.
  4. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Kommunikationseinrichtung (210) ein CAN-BUS aufweist.
  5. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass zwischen der Komponenten (230, 240, 250) und der Steuereinheit (200) vordefinierte CAN-Sequenzen ausgetauscht werden, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass eine Funktion des Systems in Abhängigkeit des Austauschs einer vordefinierten CAN-Sequenz verfügbar ist.
  6. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die weitere Komponenten auf einen Adapter (140, 300) aufgebracht ist und die Kommunikationseinrichtung (210) mit dem Adapter (140, 300) verbunden ist.
  7. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die weitere Komponente einen Akkumulator (130, 230), eine Batterie (130, 230), ein Anzeigeelement (120, 240), ein Bedienelement (120, 240) oder einen Sensor (250) aufweist.
  8. System zum elektrischen Betreiben eines Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 7, insbesondere eines elektrisch betriebenen Fahrrads (100), wobei das System (260) – einen elektrischen Antrieb (110, 220) und – wenigstens eine Steuereinheit (200) zum Betreiben des elektrischen Antriebs (110, 220) und – eine Kommunikationseinrichtung (210), aufweist, wobei – die Kommunikationseinrichtung (210) mit dem Antrieb und der Steuereinheit verbunden ist, und – wenigstens eine weitere Komponente (230, 240, 250) des Systems (260) vorgesehen ist, die über die Kommunikationseinrichtung (210) integrierbar ist, dadurch gekennzeichnet dass die weitere Komponente (230, 240, 250) beim Kontaktieren mit der Kommunikationseinrichtung einen Datenaustausch mit der Steuereinheit erzeugt.
  9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet dass zwischen der Komponenten (230, 240, 250) und der Steuereinheit (200) vordefinierte CAN-Sequenzen ausgetauscht werden, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass eine Funktion des Systems in Abhängigkeit des Austauschs einer vordefinierten CAN-Sequenz verfügbar ist.
  10. System nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet dass die weitere Komponente einen Akkumulator (130, 230), eine Batterie (130, 230), ein Anzeigeelement (120, 240), ein Bedienelement (120, 240) oder einen Sensor (250) aufweist.
  11. Verfahren zum Betreiben eines Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das System (260) – einen elektrischen Antrieb (110, 220) und – wenigstens eine Steuereinheit (200) zum Betreiben des elektrischen Antriebs (110, 220) und – eine Kommunikationseinrichtung (210), aufweist, wobei – die Kommunikationseinrichtung (210) mit dem Antrieb und der Steuereinheit verbunden ist, und – wenigstens eine weitere Komponente (230, 240, 250) des Systems (260) vorgesehen ist, die über die Kommunikationseinrichtung (210) integrierbar ist, dadurch gekennzeichnet dass beim Kontaktieren der weiteren Komponenten mit der Kommunikationseinrichtung ein Datenaustausch mit der Steuereinheit erzeugt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet dass die Steuereinheit in Abhängigkeit von dem Datenaustausch die Komponente (230, 240, 250) in das System einbindet, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass in Abhängigkeit von dem Datenaustausch eine optische und/oder akustische Mitteilung an den Fahrer erfolgt.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet dass der Antrieb (110. 220) in Abhängigkeit von dem Datenaustausch angesteuert wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet dass zwischen der Komponenten (230, 240, 250) und der Steuereinheit (200) vordefinierte CAN-Sequenzen ausgetauscht werden, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass eine Funktion des Systems in Abhängigkeit des Austauschs einer vordefinierten CAN-Sequenz freigeschalten wird.
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