DE102010039860A1

DE102010039860A1 - Vehicle e.g. electrically operated bicycle comprises accumulator, display element and sensor, that are integrated over the communication unit so that data exchange with respect to control unit is possible in both directions

Info

Publication number: DE102010039860A1
Application number: DE201010039860
Authority: DE
Inventors: Andreas Windmueller; Gregor Dasbach; Pierre Nonnenmacher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2012-03-01

Abstract

The vehicle has an electrically operated system (260) comprising a control unit (200) for operating an electric drive (220). A communication unit (210) is connected with electric drive and control unit. The components such as an accumulator (230), a display element (240) and a sensor (250) are integrated over the communication unit so that data exchange between the components and control unit is possible in both directions. An independent claim is included for method for operating electrically operated system.

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.The invention relates to a system for operating an electric vehicle or a vehicle equipped with such a system and to a method which is required for operating the system.

Stand der TechnikState of the art

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.In recent years, increasingly developed vehicles that have an electric drive. In particular, the use of electric drives in bicycles encounters more and more interest. Electric motors are used both as a separate drive unit and in combination with the manual drive. Energy sources in the form of rechargeable batteries or batteries are used as energy suppliers. In order to charge the accumulator or the battery, a removal from the system is often provided. In addition, this removal option also serves the theft protection.

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.For driver information, a display instrument is additionally provided in the conventional systems, via which the driver receives current driving data as well as information about the electric drive or the accumulator. At the same time, this element also serves as input instrument. The inputs of the driver have an influence on the support by the electric motor or also on the displays on the display instrument.

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.Typically, all components of the system are interconnected such that a common electrical supply is ensured. Moreover, it is known to provide, in addition to the electrical connection, a communication device that allows information to be exchanged between the components of the system. A possible communication device can be realized by means of a CAN protocol.

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.Such a CAN protocol for monitoring individual components is already known from the prior art. For example, from the DE 102 11 279 A1 a brake-by-wire system is known in which a control unit or process computer is turned off in the event of an error. A similar function is in the DE 100 52 343 A1 described in which the operation of a steer-by-wire steering system is switched to a hydraulic fallback when a failure of the electrical system is detected.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

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.The present invention claims a system for electrically operating a vehicle and a vehicle having such a system as well as an operating method which is used in such a system. It is provided that the system comprises an electric drive, a control unit for operating the electric drive and a communication device connecting both components. The communication device is designed such that further components can be integrated into the system through it. The core of the invention consists in the fact that when connecting the further components and the integration into the communication device, data exchange takes place between the further components and the control unit connected to the communication device.

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.The performed data exchange can be used to inform the control unit about the connection of the other components. In particular, the data exchange can lead to the control unit detecting the functionality of the further component. This can be, for example, that the state of charge of a connected battery or a battery is detected.

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.In a further development of the invention, it is provided that the control unit integrates the components after the reception of the data exchange in the manner of a key-lock principle or a plug-in detection in the system and thus in the control of the electric drive.

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.By registering the further components according to the invention with the system, the control unit can optimize the activation of the drive by recognizing the available functionality of the further components and thus taking it into account.

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.Optionally, it can be provided that the driver is informed about the data exchange that has taken place. It is thus conceivable to visually and / or acoustically indicate to the driver the connection of a component or the detected functionality.

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.Advantageously, a CAN bus or a CAN protocol is used for the communication device. Such a protocol has the advantage that in addition to the information of the data exchange and the supply of the individual components can be done with electrical energy. Thus, two redundant connections between the components of the system can be dispensed with.

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.When using a CAN protocol, it is provided that predefined CAN sequences are exchanged between the components and the control unit, so that a (unambiguous) identification of the components in the system is possible, for. B. in the form of a hand shake. By doing so It is possible to prevent non-operating components or components that are not approved for operation in the system and possibly endanger the system from being integrated into the functionality. Thus, it can be achieved via the identification that the functionality associated with the components is completely blocked for operation, if the data exchange, for example as a CAN sequence, does not correspond to a predetermined form. Of course, it can be provided that only parts of the functionality can be released by such a query.

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.Instead of a direct connection of the components to the communication device of the system, an adapter can be used via which the component is connected. The adapter is firmly connected to the vehicle and connected via the communication device to the system. In this structure, the adapter can serve as a pure forwarding of the data from the components or as (semi) intelligent query element which detects the data in the components and forwards via the communication device to the control unit.

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.A typical component that can be integrated into the system is, for example, an accumulator, a battery, a display and / or operating element but also a 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.When integrating a rechargeable battery or even a battery, in addition to the identification, the state of charge can also be transmitted during data exchange, so that the control unit can control or optimize the electric drive as a function of this information. It is conceivable that certain operating modes are no longer performed, for. B. particularly energy-intensive drive support. In addition, with a sensor, the transmission of a self-test is possible to signal the system, the readiness of the sensor. This self-test can take place both in the sensor itself or else initiated or carried out during the data exchange by the control unit.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.Further advantages will become apparent from the following description of exemplary embodiments or from the dependent claims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

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.In the 1 is schematically illustrated an electrically operated bicycle with a power unit and a motor unit. The 2 shows a block diagram of the system according to the invention with various components. A special embodiment of the system with an adapter is in 3 shown. With the flowchart in the 4 the sequence of the method according to the invention will be described.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

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 the following description of the embodiment, the invention will be described using the example of an electrically operated bicycle. In addition, however, the invention should also be used in any other type of electrically powered vehicle. Conceivable, for example, the application of an electric scooter, an electric cart, an electric car, a wheelchair, an electric skateboard, an electric golf cart, a scooter, a Segway or otherwise powered electric vehicle.

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.In the 1 is schematically a bicycle 100 represented by means of a in a motor unit 110 integrated electric motor can be driven. It can be left undecided whether the proposed drive allows independent driving or only a supporting drive. Furthermore, in the 1 an energy unit 130 with associated attachment 140 to supply the motor unit 110 to recognize with electrical energy. This pictured power unit represents a special battery pack that is housed within the frame triangle. In addition to this form of battery pack, however, other compact designs are conceivable.

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.Between the energy unit 130 and the motor unit 110 An electrical connection is provided which is both the power supply of the electric motor 110 as well as a communication device (not shown). This electrical connection can be realized by placing in at least one of the energy units 130 associated attachment 140 a corresponding interface is housed, which connects to the removable power unit or the battery pack 130 manufactures. This interface can then by means of electrical cables or ribbon cables with the electric motor 110 or other components such as a display and / or control 120 get connected.

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.All or the essential components located on the vehicle can communicate with one another via the communication device in order to coordinate with one another or optimal control of the motor unit 110 to enable. Furthermore, via the communication device, a transfer of the data to the display and control element 120 possible.

Optional kann auch vorgesehen sein, die elektrische Verbindung in die Kommunikationseinrichtung zu integrieren, beispielsweise durch die Verwendung eines CAN-Bus.Optionally, it can also be provided that the electrical connection in the Integrate communication device, for example by the use of a 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.In the 2 is shown schematically a block diagram showing the connection of various components in the system 260 shows. Central elements of this system are the control unit 200 and the communication device 210 which connects all the components. In this example, the communication device 210 in addition to the transfer of information between the system components 200 such as 220 to 250 also allow the electrical supply of the connected components. Optionally, however, it can also be provided that the electrical supply is effected by a separate connection.

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.One of the essential components in the system 260 must be present to allow operation, is the electric drive 220 , The drive 220 is using control signals of the control unit 200 via the communication device 210 controlled or regulated. It can be left open for the present invention whether the vehicle in which the system 260 is used, alone with the drive 220 can be moved or the drive 220 only used as support. This is the case with an electric bicycle 100 of the 1 possible, the drive 220 as an independent means of transportation or only in conjunction with a manual start to use.

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.In addition to the control unit 200 and the drive 220 is at least another source of energy 230 necessary for the operation of the electric motor. This energy source can be designed as an accumulator or battery. For charging this source of energy 230 disconnected from the system, for example by the accumulator 130 from the holder 140 of the electric bicycle 100 is removed to load it in a separate loader. After charging, the power source becomes 230 back in the system 260 integrated to provide the absorbed electrical energy to the system.

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.When connecting the power source 230 to the system is now provided that a data exchange between the energy source 230 and the control unit 200 he follows. This can be done, for example, by contacting the energy source 230 with the communication device 210 an identification of the energy source 230 in the system 260 or at the control unit 200 he follows. This identification is in the simplest case a pure binary ON / OFF information. In addition, however, further information of the energy source can be used for identification 230 be transmitted. It is conceivable, for example, the device identification number, the state of charge or other information that can be used for operation or identification.

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.Starting from the detection of the energy source 230 in the system 260 or in the control unit 200 For system operation various functions can be activated or deactivated. So can the operation of the drive 220 be controlled depending on the detection of the correct power source or by a sufficient state of charge. In this case, in particular at higher power requirements by the drive in dependence on the detected state of charge of the energy source, a limitation of the removal may be provided to allow the longest possible operation and thus the longest possible journey.

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.Another component that can be detected by the system is a display or control 240 which informs the driver of certain parameters of the vehicle or the ride. Thus, the speed, the state of charge of the energy source but also the existence or functionality of the individual components can be communicated to the driver. This can u. U. also take place in the form of acoustic and / or visual indications. Another possibility with these components is that certain operating modes can be selected for the drive, eg. B. economic or sporting operation.

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.After identification of the display or operating element 240 in the system by the controller 200 it can be provided that the data required for the display is determined and via the communication device 210 to get redirected. This has the advantage that the information is only recorded and determined in the system when there is actually a component that can use this information. Especially with vehicles such as the electric bicycle, in which only a limited amount of energy is transported while driving, such a limitation of unnecessary energy consuming functions makes sense.

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.Optionally, the display or operating element 240 can also be used as a key to unlock the entire driving system. Thus, it can be provided that the operation of the vehicle only when installing the intended for the individual system display or control 240 is possible. Typically, the identification of the correct display or operating element takes place 240 via a predetermined identification number contained in the display or operating element 240 and is transferred to the control unit during installation. However, it is alternatively also possible to have a separate release number in the operating element 240 to be selected during subsequent installations in the system 260 enables the release.

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 the simplest version, the CAN protocol is used as such as a key and lock. If the element to be identified is inserted in the system, the CAN protocol is activated at the same time. If the system receives the appropriate answers from the component, the further function is activated.

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.In a particular embodiment, it is provided that at least one sensor 250 is present in the system, which records driving parameters that can be used for operation. To optimize the control or regulation of the drive unit 220 can in the presence of such a sensor 250 the from this sensor 250 determined parameters from the control unit 200 be used. However, in order to prevent control by false sensor data, it is advantageous to use a key-lock principle described above also in the installation of the sensor in order to prevent the data collection and transmission of inappropriate sensors.

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.As a communication device 210 a normal wiring can be provided, in which the information is transmitted by means of suitable coding, for example via high / low-level signals. Optionally, however, it can also be provided that as a communication device 210 a CAN bus is used, via which appropriate CAN sequences are transmitted. It is thus possible that each component has its own CAN identification sequence, which is detected in the control unit and compared with stored identification sequences. Depending on the thus recognized correct CAN sequences, the control unit 200 perform and / or unlock the functions provided, and thus the operation of the system 260 enable.

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.Optionally, it can also be provided to assign a number of possible functions to different CAN sequences, so that only a part of the functions are used by the control unit, for example in the case of incorrect CAN sequences, depending on the degree of deviation 200 be switched freely. It is conceivable to release only a basic function when connecting an incorrect components, z. B. safety-related functions. It should be expressly mentioned that such a procedure is not limited to the use of a CAN bus or a CAN protocol.

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.Accordingly, the CAN bus or the CAN sequences can also be applied to the other components mentioned. Particular reference is made here to the possibility of a key-lock function for enabling individual operating functions or even of the entire system when connecting the components equipped with a correct CAN identification number in the system.

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.Furthermore, it can be provided in a particular embodiment that the control unit 200 integrated into the drive unit so that the drive 220 and the control unit 200 form a common entity. In this case, the drive lines of the drive 220 either a part of the communication device 210 represent or be designed separately.

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 addition, however, it is also possible to use the control unit 200 distributed to provide the components, for example by several sub-control units in the drive 220 and in the energy source 230 or one for the energy source 230 provided adapter are housed. Alternatively, it may also be provided, the control unit 200 redundant in different components accommodate. This would have the advantage that if one of the (sub-) control units fails 200 a redundant control / regulation of the drive is possible, so that the reliability is increased, especially in safety-critical failures.

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 a further embodiment it can also be provided that the control unit 200 a small energy source is assigned, so that the review, to what extent individual components in the system 260 are present, even with an interruption of the power supply from the power source 230 is autonomously possible. Optionally, this small energy source is provided during the connection to the energy source 230 to load.

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.In the 3 a special embodiment of the invention is shown in which between the communication device 210 and the components 340 an adapter 300 is provided. This adapter 300 is about the communication device 210 with the control unit 200 connected. The adapter 300 has to pick up the components 340 both mechanical and electrical devices through which the component 340 can be fixed and contacted. Through the electrical device can be a data exchange 310 between the components 340 and the adapter 300 be enabled, in turn, this data, for. B. an identifier, to the controller 200 forwards.

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.Next to the communication lines 210 and 310 are in the 3 additional electrical connections 320 and 330 representing the supply of the component 340 should represent. If necessary, this separate electrical connection can also be used in combination with the communication device 210 or the data connection 310 of the components 340 to the adapter 300 respectively.

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.Optionally, it can be provided that the control unit 200 with an incorrectly identified component 340 the energy supply 320 respectively. 330 interrupts. This interruption prevents accidental system malfunction due to mis-contacted or unrecognized components.

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.In a further embodiment it is provided that the data exchange between the control unit 200 and the components 220 to 250 respectively. 340 can be done in both directions. Thus, it is possible that the components may receive information from the controller and possibly take into account during operation.

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.Furthermore, it can be provided to carry out the data exchange not only during the installation or contacting of the individual components in the system, but also to repeat it at certain intervals. For example, certain events, such as the reinstallation of a component or the state of a component (eg, the state of charge or the operation of the control element) can trigger the remaining components. Again, it is possible to lock or unlock certain functions depending on the result of this check.

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.In the 4 a simple flow chart is shown, which describes a method according to the invention for operating the executed system and, for example, in a central control unit 200 expires. After the start of the algorithm is in step 400 first checks whether there is an identifier in the system that belongs to a stored components. This can be done by the control unit 200 responds to a particular CAN sequence or specific interrogation pulses in the communication device 210 sends to which the components respond with corresponding response signals. In step 420 it is detected whether an identification has been made. If no or a wrong identification is detected, in step 440 Checks whether a blockage of certain functions should be performed. As already stated, it may be useful to block some or all functions when detecting an unintended component or the complete absence of important components. In addition to safety aspects, an anti-theft device can thus be realized. However, if the component has been properly identified, activation of the functions or system is in step 460 nothing contrary.

Für den Sonderfall, dass die Kommunikationseinrichtung 210 defekt oder unterbrochen ist, kann vorgesehen sein, dass der Antrieb nach einer gewissen Wartezeit generell abgeschalten wird.For the special case that the communication device 210 is defective or interrupted, it can be provided that the drive is generally switched off after a certain waiting time.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10211279 A1 [0005]
DE 10052343 A1 [0005]

Claims

Vehicle having a system for electrically operating the vehicle, in particular an electrically operated bicycle ( 100 ), whereby the system ( 260 ) - an electric drive ( 110 . 220 ) and - at least one control unit ( 200 ) for operating the electric drive ( 110 . 220 ) and - a communication device ( 210 ), wherein - the communication device ( 210 ) is connected to the drive and the control unit, and - at least one further component ( 230 . 240 . 250 ) of the system ( 260 ) provided by the communication device ( 210 Is integrable), characterized in that the further component in contact with the communication device creates a data exchange with the control unit.

Vehicle according to claim 1, characterized in that the control unit ( 200 ) depending on the data exchange the components ( 230 . 240 . 250 ) into the system ( 260 ), wherein provision is made, in particular, for an optical and / or acoustic message to be sent to the driver as a function of the data exchange.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the drive ( 110 . 220 ) is controlled in dependence on the data exchange.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the communication device ( 210 ) has a CAN bus.

Vehicle according to claim 4, characterized in that between the components ( 230 . 240 . 250 ) and the control unit ( 200 ) predefined CAN sequences are exchanged, wherein it is provided in particular that a function of the system is available as a function of the exchange of a predefined CAN sequence.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the further components are mounted on an adapter ( 140 . 300 ) is applied and the communication device ( 210 ) with the adapter ( 140 . 300 ) connected is.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the further component is an accumulator ( 130 . 230 ), a battery ( 130 . 230 ), a display element ( 120 . 240 ), a control element ( 120 . 240 ) or a sensor ( 250 ) having.

System for electrically operating a vehicle according to one of Claims 1 to 7, in particular an electrically operated bicycle ( 100 ), whereby the system ( 260 ) - an electric drive ( 110 . 220 ) and - at least one control unit ( 200 ) for operating the electric drive ( 110 . 220 ) and - a communication device ( 210 ), wherein - the communication device ( 210 ) is connected to the drive and the control unit, and - at least one further component ( 230 . 240 . 250 ) of the system ( 260 ) provided by the communication device ( 210 ), characterized in that the further component ( 230 . 240 . 250 ) when contacting with the communication device generates a data exchange with the control unit.

System according to claim 8, characterized in that between the components ( 230 . 240 . 250 ) and the control unit ( 200 ) predefined CAN sequences are exchanged, wherein it is provided in particular that a function of the system is available as a function of the exchange of a predefined CAN sequence.

System according to claim 8 or 9, characterized in that the further component is an accumulator ( 130 . 230 ), a battery ( 130 . 230 ), a display element ( 120 . 240 ), a control element ( 120 . 240 ) or a sensor ( 250 ) having.

Method for operating a system according to one of claims 1 to 10, wherein the system ( 260 ) - an electric drive ( 110 . 220 ) and - at least one control unit ( 200 ) for operating the electric drive ( 110 . 220 ) and - a communication device ( 210 ), wherein - the communication device ( 210 ) is connected to the drive and the control unit, and - at least one further component ( 230 . 240 . 250 ) of the system ( 260 ) provided by the communication device ( 210 ) is integrable, characterized in that when contacting the other components with the communication device, a data exchange with the control unit is generated.

A method according to claim 11, characterized in that the control unit in dependence on the data exchange component ( 230 . 240 . 250 ) is incorporated into the system, wherein it is provided in particular that a visual and / or acoustic message to the driver takes place as a function of the data exchange.

Method according to claim 11 or 12, characterized in that the drive ( 110 , 220 ) is controlled in dependence on the data exchange.

Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that between the components ( 230 . 240 . 250 ) and the control unit ( 200 ) predefined CAN sequences are exchanged, wherein it is provided in particular that a function of the system is enabled depending on the exchange of a predefined CAN sequence.