DE102016102470A1

DE102016102470A1 - Portable navigation device for an electric bicycle

Info

Publication number: DE102016102470A1
Application number: DE102016102470.8A
Authority: DE
Inventors: Alexander Osberger
Original assignee: Baros GmbH
Current assignee: Baros GmbH
Priority date: 2016-02-12
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2017-08-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine tragbare Navigationseinrichtung (10) zur Anbringung an einem elektrischen Fahrrad (1), wobei die Navigationseinrichtung (10) aufweist: einen internen Datenbus (9) zur internen Datenverbindung und Stromversorgung, eine Steuereinrichtung (16) mit einer Routenberechnungs-Einrichtung (16a) zur Ermittlung einer Fahrtroute und einer Reichweite des elektrischen Fahrrades, eine Fahrzeugdatenbus-Schnittstelle (8) zum Anschluss an einen fahrzeuginternen Datenbus (7) des elektrischen Fahrrades (1), einen Karten-Speicher (24) mit gespeicherten Kartendaten, eine Spannungs-Versorgungseinrichtung (17), zur Aufnahme einer Versorgungsspannung über den fahrzeuginternen Datenbus (7) und zur Spannungsversorgung der Elemente (12, 15, 16, 25, 24, 26) der Navigationseinrichtung (10), eine Satelliten-Navigationseinrichtung (25) zur Ermittlung einer geografischen Position durch Satelliten-Ortung, eine berührungssensitive Ein- und Ausgabeeinrichtung (15) zur Anzeige und zur Eingabe von Einstellungen oder Aktivierung von Funktionen, eine mechanische Aufnahme (14) zur Befestigung an dem elektrischen Fahrrad (1), wobei die Steuereinrichtung (16) eine Routenberechnungs-Einrichtung (16a) aufweist zur Ermittlung einer Fahrtroute und einer Reichweite des elektrischen Fahrrades (1) mittels Aufnahme von: – von der Satelliten-Navigationseinrichtung (25) aufgenommen Ortsdaten (S2) und in dem Kartenspeicher (24) gespeicherten Kartendaten.The invention relates to a portable navigation device (10) for attachment to an electric bicycle (1), wherein the navigation device (10) comprises: an internal data bus (9) for internal data connection and power supply, a control device (16) with a route calculation device ( 16a) for determining a travel route and a range of the electric bicycle, a vehicle data bus interface (8) for connection to an in-vehicle data bus (7) of the electric bicycle (1), a map memory (24) with stored map data, a voltage Supply device (17) for receiving a supply voltage via the in-vehicle data bus (7) and for powering the elements (12, 15, 16, 25, 24, 26) of the navigation device (10), a satellite navigation device (25) for determining a geographic position by satellite positioning, a touch-sensitive input and output device (15) for display and input adjustment or activation of functions, a mechanical receptacle (14) for attachment to the electric bicycle (1), the control device (16) having a route calculation device (16a) for determining a travel route and a range of the electric bicycle (1) by recording: - location data (S2) recorded by the satellite navigation device (25) and map data stored in the map memory (24).

Description

Die Erfindung betrifft eine tragbare Navigationseinrichtung, die für ein elektrisches Fahrrad einsetzbar ist.The invention relates to a portable navigation device that can be used for an electric bicycle.

Elektrische Fahrräder, allgemein auch als EPAC (Electric Power Assisted Cycle) bezeichnet, z. B. Pedelecs, weisen zusätzlich zu dem Pedalantrieb durch den Fahrrad-Fahrer eine elektrische Unterstützung auf.Electric bicycles, commonly referred to as EPAC (Electric Power Assisted Cycle), e.g. As pedelecs, in addition to the pedal drive by the bicycle rider on an electrical support.

Hierbei sind derartige elektrische Fahrräder mit einigen Komfort-Funktionen und Funktionalitäten ausgestattet, die über einen fahrzeuginternen Datenbus, wie z. B. den auch aus dem Automobilbereich bekannten CAN-Datenbus, gesteuert werden Der Fahrer kann somit z. B. eine Fahrstufenunterstützung einstellen, die den Grad der Unterstützung des von ihm aufgebrachten Pedal-Antriebes durch den elektrischen Motor festlegt. Weiterhin weisen die elektrischen Fahrräder Anzeigeeinrichtungen auf, auf denen z. B. der Ladezustand des elektrischen Akkumulators angezeigt werden kann.In this case, such electric bicycles are equipped with some comfort features and functionalities, which via an in-vehicle data bus, such. B. also known from the automotive field CAN data bus to be controlled, the driver can thus z. B. set a speed step support that determines the degree of support of the applied pedal drive by him by the electric motor. Furthermore, the electric bicycles display devices on which z. B. the state of charge of the electric accumulator can be displayed.

Weiterhin beinhaltet die Erfindung eine Navigationseinrichtung, um ein kontinuierliches „Routing” (Streckenführung) von einem Start- zu einem Zielpunkt zu gewährleiten. Derartige Navigationseinrichtungen weisen im Allgemeinen einen Empfänger für die Navigation mit Hilfe von Satelliten auf, und können zum Teil auf intern gespeicherte Kartendaten für die Routenberechnung bzw. Positionierung zurückgreifen. Somit kann z. B. nach Eingabe einer Zieladresse eine Fahrtroute aus den Kartendaten ermittelt und angezeigt werden.Furthermore, the invention includes a navigation device to ensure a continuous "routing" from a start to a destination point. Such navigation devices generally include a receiver for satellite navigation, and may rely in part on internally stored map data for route calculation. Thus, z. B. after entering a destination address a route from the map data are determined and displayed.

Der Einsatz von konventionellen tragbaren Navigationseinrichtung an einem elektrischen Fahrrad ist oftmals nicht vorteilhaft ist, da sich die Navigationseinrichtung und die Systeme des Fahrrades nicht ergänzen oder nicht zusammenwirken.The use of conventional portable navigation device on an electric bicycle is often not advantageous because the navigation device and the systems of the bicycle do not complement or interact.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine tragbare Navigationseinrichtung zum Einsatz an einem elektrischen Fahrrad zu schaffen, die mit relativ geringem Aufwand eine hohe Funktionalität, insbesondere auch eine Routenberechnung ermöglicht.The invention has for its object to provide a portable navigation device for use on an electric bicycle, which allows for relatively little effort high functionality, especially a route calculation.

Diese Aufgabe wird durch eine Navigationseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vorzugsweise Weiterbildungen. Weiterhin ist eine Anordnung aus einem elektrischen Fahrrad mit der tragbaren Navigationseinrichtung vorgesehen.This object is achieved by a navigation device according to claim 1. The subclaims preferably describe further developments. Furthermore, an arrangement of an electric bicycle is provided with the portable navigation device.

Somit kann die Navigationseinrichtung an den fahrzeuginternen Datenbus, insbesondere CAN-Bus angeschlossen werden und über den fahrzeuginternen Datenbus Aggregatzustände des Fahrrades auslesen, die die Navigationseinrichtung zur Ermittlung der Route heranzieht.Thus, the navigation device can be connected to the in-vehicle data bus, in particular CAN bus and read on the in-vehicle data bus aggregate states of the bicycle, which uses the navigation device to determine the route.

Hierbei weist der Mikrocontroller bzw. die Steuereinrichtung der Navigationseinrichtung vorteilhafterweise eine Routenberechnungseinrichtung auf, die hardwaremäßig oder auch softwaremäßig ausgeführt sein kann und aus Kartendaten und den über die CAN-Schnittstelle aufgenommenen Signalen eine Route berechnet.In this case, the microcontroller or the control device of the navigation device advantageously has a route calculation device, which can be designed in terms of hardware or software, and calculates a route from map data and the signals recorded via the CAN interface.

Vorteilhafterweise sind die Kartendaten in einem Kartenspeicher auf der Navigationseinrichtung vorgesehen, so dass z. B. keine Mobilfunkverbindung erforderlich ist. Somit kann die Navigationseinrichtung auch vollständig ohne Mobilfunk-Schnittstelle bzw. GSM-Modul ausgebildet sein.Advantageously, the map data are provided in a map memory on the navigation device, so that z. B. no mobile connection is required. Thus, the navigation device can also be designed completely without a mobile radio interface or GSM module.

Die Steuereinrichtung bzw. ihre Routenberechnungseinrichtung nimmt hierbei über den fahrzeuginternen Datenbus insbesondere auch Daten bzw. Signale über den Ladezustand des Akkus und die Fahrstufenunterstützung auf, um aus diesen Signalen und den Kartendaten Routenberechnungen durchzuführen.In this case, the control device or its route calculation device in particular also receives data or signals about the state of charge of the battery and the speed step support via the vehicle-internal data bus in order to carry out route calculations from these signals and the map data.

Hierbei kann zum einen eine Adresse eingegeben werden, insbesondere über eine optische Ein- und Ausgabeeinrichtung, z. B. eine berührungssensitive Fläche wie z. B. einen Touch-Screen, woraufhin eine Routenberechnung angezeigt wird.Here, on the one hand, an address can be entered, in particular via an optical input and output device, for. B. a touch-sensitive surface such. As a touch screen, whereupon a route calculation is displayed.

Weiterhin ist insbesondere auch vorgesehen, dass die Steuereinrichtung bzw. ihre Routenberechnungseinrichtung eine Reichweite des elektrischen Fahrrads aufgrund aktueller oder zurückliegender Aggregatzustände des Fahrrades ermittelt. Hierbei wird vorteilhafterweise der Ladezustand des Akkumulators (Fahrradbatterie) herangezogen, weiterhin eine aktuelle oder in einem zurückliegenden Zeitraum eingesetzte Fahrzeugunterstützung und gegebenenfalls weitere Parameter der Verbrauchsleistung, auch z. B. die Fahrgeschwindigkeit, um eine eingesetzte elektrische Leistung und somit den zu erwartenden Energieverbrauch zu ermitteln. Aus den Kartendaten werden zum einen Entfernungen und weiterhin auch z. B. ein Höhenprofil herangezogen, um den voraussichtlichen Energieverbrauch zu ermitteln bzw. abzuschätzen.Furthermore, it is also provided in particular that the control device or its route calculation device determines a range of the electric bicycle based on current or past states of aggregation of the bicycle. In this case, advantageously, the state of charge of the battery (bicycle battery) is used, also a current or used in a past period vehicle support and optionally other parameters of consumption power, including z. B. the driving speed to determine a used electrical power and thus the expected energy consumption. From the map data are on the one hand distances and also z. B. a height profile used to determine the estimated energy consumption or estimate.

Somit kann auf der optischen Ein- und Ausgabeeinrichtung die die aktuell ermittelte Reichweite angezeigt werden z. B. auf einer Karte durch farbliche Hinterlegung oder auch eine Helligkeits-Änderung.Thus, on the optical input and output device, the currently detected range can be displayed z. B. on a card by color deposit or a brightness change.

Bei dem Routing können z. B. Richtungsänderungen auch akustisch angezeigt werden, z. B. als eindeutig verständliche Signaltöne.In the routing z. B. direction changes are also displayed acoustically, z. B. as clearly understandable beeps.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ermittelt die Steuereinrichtung bzw. ihre Routenberechnungseinrichtung bei Eingabe einer Adresse außerhalb der ermittelten Reichweite Änderungen des Aggregatzustandes, um die eingegebene Adresse zu erreichen. So kann insbesondere eine Änderung der Fahrstufenunterstützung ermittelt werden, um die Verbrauchsleistung zu senken und die eingegebene Adresse zu erreichen. Falls somit die Routenberechnungseinrichtung ermittelt, dass bei einer Verringerung der Verbrauchsleistung durch Senken der Fahrstufenunterstützung um z. B. zwei Stufen die eingegebene Adresse erreicht ist, so kann dieses dem Fahrer, z. B. als direkte Aufforderung der Änderung der Fahrstufenunterstützung anzeigen. According to a further embodiment, the control device or its route calculation device determines changes in the state of aggregation when entering an address outside the determined range in order to reach the entered address. In particular, a change of the speed step assistance can be determined in order to reduce the consumption power and to reach the entered address. Thus, if the route calculating means determines that a reduction of the consumption power by lowering the speed step support by z. B. two levels the address entered is reached, this can the driver, z. B. as a direct request to change the speed step support.

Weiterhin können Änderungen einer vom Fahrer gewünschten Route angezeigt werden, z. B. mit geringerem Höhenprofil, um eine eingegebene Adresse mit der verbleibenden Restkapazität des Akkumulators zu erreichen.Furthermore, changes to a route desired by the driver can be displayed, e.g. B. with a lower elevation profile to achieve an input address with the remaining capacity remaining of the accumulator.

Die Navigationseinrichtung 10 kann intern einen USB-Bus aufweisen, über den ihre Elemente miteinander verbunden sind.The navigation device 10 can internally have a USB bus, through which their elements are interconnected.

Erfindungsgemäß werden somit einige Vorteile erreicht:
Es wird eine tragbare Navigationseinrichtung geschaffen, die vom Fahrer bei Bedarf ergänzend an einem elektrischen Fahrrad angebracht werden kann, so dass eine Nachrüstung ermöglicht wird. Die Navigationseinrichtung liest die erforderliche Daten selbsttätig aus dem fahrzeuginternen Datenbus aus und kann somit eine hohe Funktionalität ermöglichen, wobei dem Fahrer eine vertraute Anzeige- und Komfortfunktionalität geboten wird.According to the invention thus some advantages are achieved:
There is provided a portable navigation device that can be attached by the driver as needed in addition to an electric bicycle, so that retrofitting is possible. The navigation device automatically reads the required data from the in-vehicle data bus and thus can provide high functionality, offering the driver familiar display and convenience functionality.

Die Stromversorgung der Navigationseinrichtung erfolgt vorzugsweise über den fahrzeuginternen Datenbus, so dass keinen weiteren Stecker erforderlich sind, wobei die interne Spannungsversorgung der Navigationseinrichtung z. B. unterschiedliche Versorgungsspannungen für unterschiedliche Komponenten der Navigationseinrichtung bereitstellen kann.The power supply of the navigation device preferably takes place via the vehicle-internal data bus, so that no further connector is required, wherein the internal power supply of the navigation device z. B. can provide different supply voltages for different components of the navigation device.

Insbesondere die Anzeige der Reichweite aufgrund der aktuellen Position und der aktuellen Verbrauchsleistung ermöglichen einen hohen Fahrkomfort und eine flexible Planung einer Route.In particular, the display of the range due to the current position and the current consumption performance allow a high level of ride comfort and flexible planning of a route.

Die Navigationseinrichtung weist weiterhin vorteilhafterweise eine zweite Schnittstelle für einen Datenbus, insbesondere eine USB-Schnittstelle, zur periphereren Anbringung an einem Rechner auf. Durch die USB-Schnittstelle kann die Navigationseinrichtung somit an einen Rechner, wie z. B. einen Personal Computer angeschlossen werden, um z. B. aktuelle Kartendaten zur Aktualisierung hinzuzufügen, das Betriebssystem bzw. die Programmanwendung zu aktualisieren, weitere Funktionen als Software zu laden oder gegebenenfalls den internen Energiespeicher aufzuladen. Hierbei zeigt sich, dass die Anbringung zweier Schnittstellen unproblematisch ist und verbesserte Komfortfunktionen ermöglicht.The navigation device further advantageously has a second interface for a data bus, in particular a USB interface, for peripheral attachment to a computer. Through the USB interface, the navigation device can thus be connected to a computer such. B. a personal computer can be connected to z. For example, to update current map data for updating, to update the operating system or program application, to load additional functions as software or, if necessary, to charge the internal energy store. This shows that the attachment of two interfaces is unproblematic and allows improved comfort functions.

Weiterhin kann die Navigationseinrichtung auch grundsätzlich für andere Anwender-Profile außerhalb des Einsatzes an einem elektrischen Fahrrad eingesetzt werden, z. B. beim Wandern, und anderen mobilen Einsätzen.Furthermore, the navigation device can also be used in principle for other user profiles outside the use of an electric bicycle, z. When hiking, and other mobile uses.

Eine mechanische Aufnahme an der Navigationseinrichtung kann vorteilhafterweise derartig ausgebildet sein, dass sie die Anbringung an einem für den Fahrer sichtbaren Bereich, z. B. am Lenker, mit gleichzeitiger Kontaktierung einer CAN-Schnittstelle ermöglicht, so dass dem Fahrer eine einfache Anbringung bei hohem Komfort ermöglicht wird.A mechanical recording on the navigation device can advantageously be designed such that it attaches to a visible to the driver area, eg. B. on the handlebar, with simultaneous contacting a CAN interface allows, so that the driver is a simple installation with high comfort is possible.

Wird die Navigationseinrichtung an dem elektrischen Fahrrad angebracht und erkennt die Navigationseinrichtung den Anschluss an einen fahrzeuginternen Datenbus, wird zunächst die interne Spannungsversorgung bereitgestellt, woraufhin nachfolgend die Steuereinrichtung anfängt über den fahrzeuginternen Datenbus Signale, insbesondere Aggregatzustände aufzunehmen und zu verarbeiten.If the navigation device is attached to the electric bicycle and the navigation device recognizes the connection to an in-vehicle data bus, the internal voltage supply is initially provided, whereupon the control device subsequently begins to record and process signals, in particular states of aggregation, via the in-vehicle data bus.

Somit weist auch die erfindungsgemäße Anordnung aus elektrischem Fahrrad, insbesondere Pedelec, und der tragbaren Navigationseinrichtung diese Vorteile auf.Thus, the inventive arrangement of electric bicycle, especially Pedelec, and the portable navigation device has these advantages.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einer Ausführungsform erläutert. Es zeigen:The invention will be explained below with reference to the accompanying drawings to an embodiment. Show it:

1 ein Elektro-Fahrrad (Pedelec) mit einer tragbaren Navigationseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 an electric bicycle (pedelec) with a portable navigation device according to an embodiment of the invention;

2 ein Blockschaltbild der Navigationseinrichtung gemäß einer Ausführungsform. 2 a block diagram of the navigation device according to an embodiment.

Ein Pedelec (elektrisch unterstütztes Fahrrad 1) weist in an sich bekannter Weise einen Rahmen 2, einen Lenker 3, einen Pedalantrieb 4 mit Unterstützung eines Elektroantriebs 5 sowie einen Akkumulator 6 als Stromspeicher auf. In dem Pedelec ist z. B. ein CAN-Bus 7 als fahrzeuginterner Datenbus vorgesehen, wobei z. B. an dem Lenker 3 eine CAN-Schnittstelle 8 zum Anschluss einer externen Vorrichtung ausgebildet ist. Über den CAN-Bus 7 können unterschiedliche Zustände bzw. Aggregat-Zustände des Pedelecs 1 ausgelesen werden, insbesondere ein Ladezustand des Akkumulators 6 (battery level), eine Unterstützungsstufe des Pedalantriebs 4 durch den Elektroantrieb 5 sowie ggf. die Fahrgeschwindigkeit als Messwert oder Schätzwert.A pedelec (electrically assisted bicycle 1 ) has a frame in a conventional manner 2 , a handlebar 3 , a pedal drive 4 with the support of an electric drive 5 as well as an accumulator 6 as power storage. In the pedelec z. B. a CAN bus 7 provided as in-vehicle data bus, wherein z. B. on the handlebar 3 a CAN interface 8th is designed for connecting an external device. Over the CAN bus 7 can different states or aggregate states of the pedelec 1 be read, in particular a state of charge of the accumulator 6 (battery level), a support level of the pedal drive 4 by the electric drive 5 as well as the driving speed as a measured value or estimated value.

Eine tragbare Navigationseinrichtung 10 weist einen internen USB-Bus 9 und einen als CAN-Schnittstelle 12 dienenden CAN-Transceiver zum Anschluss an die fahrzeugseitige CAN-Schnittstelle 8 auf, vorzugsweise auch eine USB-Schnittstelle 11 zum externen Anschließen von USB-fähigen Geräten. Weiterhin kann die tragbare Navigationseinrichtung 10 mittels mechanischer Aufnahmen 14 am Pedelec 1, z. B. an dem Lenker 3 sicher befestigt und wieder gelöst werden. Die Navigationseinrichtung 10 weist ein berührungssensitives Eingabe- und Ausgabe-Feld bzw. Touch-Screen 15 auf, der insbesondere zum Auslesen durch den Benutzer, weiterhin auch zur Menüführung bzw. Einstellung von Funktionen der Navigationseinrichtung 10 auf.A portable navigation device 10 has an internal USB bus 9 and one as a CAN interface 12 Serving CAN transceiver for connection to the vehicle-side CAN interface 8th on, preferably also a USB interface 11 for external connection of USB-enabled devices. Furthermore, the portable navigation device 10 by means of mechanical recordings 14 at the pedelec 1 , z. B. on the handlebar 3 securely fastened and loosened again. The navigation device 10 has a touch-sensitive input and output field or touch screen 15 on, in particular for reading by the user, continue to menu navigation or setting functions of the navigation device 10 on.

Die tragbare Navigationseinrichtung 10 weist einen als Steuereinrichtung dienenden Mikrocontroller 16 auf, der mit der CAN-Schnittstelle 12 kommuniziert, der Daten aus dem fahrzeuginternen CAN-Bus 7 ausliest, an den der Elektroantrieb 5 und der Akkumulator 6 angeschlossen sind. Die Navigationseinrichtung 10 weist eine interne Spannungsversorgung 17 auf, die über den CAN-Bus 7 und die CAN-Schnittstelle 12 mit Energie versorgt wird, und vorteilhafterweise zur Ausgabe es 5 V-Versorgungsspannungswertes sowie eines 3,3 V-Versorgungsspannungswertes geeignet ist. Hierbei kann die Spannungsversorgung 17 aus dem CAN-Bus 7 unterschiedliche Versorgungsspannungen bzw. Spannungspegel aufnehmen.The portable navigation device 10 has a serving as a control microcontroller 16 on top of that with the CAN interface 12 communicates the data from the in-vehicle CAN bus 7 read out to the electric drive 5 and the accumulator 6 are connected. The navigation device 10 has an internal power supply 17 on that over the CAN bus 7 and the CAN interface 12 is powered, and advantageously for the output of 5 V supply voltage value and a 3.3 V supply voltage value is suitable. This can be the power supply 17 from the CAN bus 7 record different supply voltages or voltage levels.

Ein Lenkerschalter 20 ist vorteilhafterweise an dem Pedelec 1 bzw. als Teil des Pedelec 1 vorgesehen, z. B. an dem Lenker 3. Der Lenkerschalter 20 weist Bedienfelder 21a, 21b, 21c auf, die mechanische Schalter oder auch berührungssensitive Flächen sein können, und gibt ein Schaltsignal S5 aus; das insbesondere über den CAN-Bus 7 an den Elektroantrieb 5 zur Einstellung einer Unterstützung bzw. eines Unterstützungs-Grades des Pedalantriebs 4 ausgegeben wird; weiterhin liest die Navigationseinrichtung 10 das Schaltsignal S5 über den CAN-Bus 7 und ihre CAN-Schnittstelle 12 aus. Gemäß 2 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der durch die Bedienfelder 21a, 21b, 21c Schalteinrichtungen 22a, 22b, 22c geschaltet werden, durch die z. B. ein Widerstandsarray 23 geschaltet wird, das als Spannungssignal S1 von den Mikrocontroller 16 ausgelesen werden kann, z. B. als Spannungsteilerschaltung mit einem ergänzenden Widerstand R1.A handlebar switch 20 is advantageously on the pedelec 1 or as part of the pedelec 1 provided, z. B. on the handlebar 3 , The handlebar switch 20 has control panels 21a . 21b . 21c which may be mechanical switches or touch-sensitive surfaces, and outputs a switching signal S5; in particular via the CAN bus 7 to the electric drive 5 for setting a support or a degree of support of the pedal drive 4 is issued; The navigation device continues to read 10 the switching signal S5 via the CAN bus 7 and their CAN interface 12 out. According to 2 an embodiment is shown in which by the control panels 21a . 21b . 21c switching devices 22a . 22b . 22c be switched by the z. B. a resistor array 23 is switched as the voltage signal S1 from the microcontroller 16 can be read, z. B. as a voltage divider circuit with a supplementary resistor R1.

Hier sind auch alternative Ausführungen möglich, mit denen die Schaltzustände und somit der Unterstützungsgrad ausgelesen werden kann, insbesondere über den CAN-Bus 7.Here, alternative embodiments are possible with which the switching states and thus the degree of support can be read, in particular via the CAN bus 7 ,

Die Navigationseinrichtung 10 weist weiterhin einen hier angedeuteten GPS-Empfänger 25 zur Positionsbestimmung und Ausgabe von Ortsdaten S2 und eine interne Kartenspeichereinrichtung 24 auf, in der Kartendaten S3, insbesondere OSM-Kartendaten gespeichert sind. Die interne Kartenspeichereinrichtung 24 kann insbesondere in einem Flashmodul der Navigationseinrichtung 10 ausgebildet sein; alternativ hierzu kann die Kartenspeichereinrichtung 24 auch z. B. mit einer SD-Karte oder einem anderen Wechselmedium ausgebildet werden.The navigation device 10 also has a GPS receiver indicated here 25 for position determination and output of location data S2 and an internal map memory device 24 in which map data S3, in particular OSM map data are stored. The internal card storage device 24 can in particular in a flash module of the navigation device 10 be trained; Alternatively, the card storage device 24 also z. B. be formed with an SD card or other removable media.

Weiterhin weist die Navigationseinrichtung 10 eine funktionsbezogene Speichereinrichtung 26 auf, in der unter anderem verschiedene Anwendungsprofile, insbesondere ein Fahrradprofil, weiterhin z. B. auch ein Wanderprofil, ein Bootprofil, sowie ein Skifahrerprofil gespeichert sind.Furthermore, the navigation device 10 a function-related storage device 26 on, among other things, various application profiles, especially a bicycle profile, continue z. B. also a hiking profile, a boat profile, and a skier profile are stored.

Der Mikrocontroller 16 weist insbesondere softwaremäßig ausgebildet eine Routenberechnungs-Einrichtung 16a auf, um aus den GPS-Daten den aktuellen geografischen Ort ermitteln, und aus den gespeicherten Kartendaten und ggf. den Anwendungsprofilen Fahrtrouten ermitteln. Hierzu kann z. B. über das Eingabe- und Ausgabe-Feld (Touch-Screen) 15 eine Adresse als Ziel eingegeben werden, zu der dann die Fahrtroute ermittelt wird.The microcontroller 16 has in particular a software configured a route calculation device 16a in order to determine the current geographical location from the GPS data, and to determine routes from the stored map data and possibly the application profiles. For this purpose, z. Eg via the input and output field (touch screen) 15 an address can be entered as the destination to which the route is then determined.

Weiterhin kann der Mikrocontroller 16 eine Reichweite des elektrischen Fahrrades ermitteln und auf seinem Eingabe- und Ausgabe-Feld 15 anzeigen, insbesondere auf einer angezeigten Karte. Zur Ermittlung der Reichweite Mikrocontroller 16 greift der auf die Daten des Akkumulators 6, insbesondere ein Ladezustandssignal S4 über dessen Ladezustand, sowie aktuelle Verbrauchsdaten zurück, wobei als Verbrauchsdaten verschiedene Aggregatzustände des Pedelecs 1 herangezogen werden wie insbesondere die Unterstützungsstufe, weiterhin auch z. B. die Geschwindigkeit und Motorleistung. Weiterhin werden aus den Kartendaten die topographischen Gegebenheiten wie Gefälle und Steigung berücksichtigt. Desweiteren kann in einem hinterlegten Benutzerprofil, z. B. das Gewicht des Fahrrads und des Nutzers in die Routenkalkulation mit einbezogen werden.Furthermore, the microcontroller 16 detect a range of the electric bicycle and on its input and output field 15 show, especially on a displayed map. To determine the range microcontroller 16 accesses the data of the accumulator 6 , In particular, a charge state signal S4 on the state of charge, as well as current consumption data, where as consumption data different aggregate states of the pedelec 1 such as in particular the level of support, continue also z. As the speed and engine power. Furthermore, the topographical conditions such as gradient and incline are taken into account from the map data. Furthermore, in a stored user profile, for. B. the weight of the bicycle and the user are included in the route calculation.

Hierbei ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass auf Eingabe- und Ausgabe-Feld 15 die Reichweite grafisch, z. B. durch Änderung der farblichen Hinterlegung auf der Karte angezeigt wird, wobei entsprechend angezeigt werden kann, ob ein gewähltes Ziel aufgrund der aktuellen Daten innerhalb der Reichweite liegt. Weiterhin kann der Mikrocontroller 16 z. B. eine alternative Route oder die Änderung einer Fahrstufenunterstützung, z. B. eine Absenkung des Unterstützungsgrades, zur Erhöhung der Reichweite vorschlagen, um ein gewähltes Ziel erreichen zu können.It is advantageously provided that on input and output field 15 the range graphically, z. B. is displayed by changing the color deposit on the map, and it can be displayed according to whether a selected destination is due to the current data within reach. Furthermore, the microcontroller 16 z. B. an alternative route or the change of a speed step support, for. B. propose a reduction in the degree of support, to increase the range in order to achieve a selected target can.

Weiterhin ist eine akustische Ausgabeeinrichtung, z. B. ein Beeper 13 vorgesehen, der zur Ausgabe von Routing-Signalen S6, z. B. zur Anzeige eines Abbiegevorgangs, dient. Furthermore, an acoustic output device, for. B. a beeper 13 provided for outputting routing signals S6, z. B. for displaying a turn, serves.

Die Navigationseinrichtung 10 weist weiterhin eine Bluetooth-Schnittstelle 30 aufweisen, über die sie mit einem externen Sensor, z. B. am Fahrer vorgesehenen Sensor wie einem Herzfrequenzsensor kommunizieren kann und hierdurch die Fahrstufenunterstützung einstellen kann, um z. B. einen vom Fahrer vorgegebenen Puls einzuhalten.The navigation device 10 also has a Bluetooth interface 30 have over which they with an external sensor, for. B. the driver provided sensor such as a heart rate sensor can communicate and thereby adjust the speed step support to z. B. to comply with a predetermined pulse by the driver.

Somit ist die Navigationseinrichtung 10 auch dafür vorgesehen, mit ihrem optischen Eingabe- und Ausgabe-Feld 15 (Touch Screen) das serienmäßige Anzeigefeld (Display) des Pedelecs 1 zu substituieren, und die relevanten systemspezifischen Daten auf dem Ein- und Ausgabefeld 15 anzuzeigen.Thus, the navigation device 10 also provided with their optical input and output field 15 (Touch Screen) the standard display field (display) of the pedelec 1 and the relevant system-specific data on the input and output field 15 display.

Die Navigationseinrichtung 10 kann ihre internen Komponenten insbesondere über ihren internen USB-Bus verbinden, so dass die CAN-Schnittstelle 12 als CAN-USB-Bus-Converter dient, um Daten aus dem Datenbus aufzunehmen und in den internen USB-Bus der Navigationseinrichtung zu transferieren.The navigation device 10 can connect their internal components in particular via their internal USB bus, so that the CAN interface 12 Serves as a CAN-USB bus converter to record data from the data bus and transfer it to the internal USB bus of the navigation device.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann auch die Ausgabe von Daten von der Navigationseinrichtung 10 über den CAN-Bus 7 zur Einstellung der Elemente des Pedelecs 1 vorgesehen sein, z. B. zur Einstellung der Fahrstufenunterstützung, ggf. auch weiterer Aggregatzustände wie Licht usw.According to a further embodiment, the output of data from the navigation device 10 over the CAN bus 7 for adjusting the elements of the pedelec 1 be provided, for. B. for setting the speed step support, possibly also other states of aggregation such as light, etc.

Die Montage und Demontage der Navigationseinrichtung 10 ist einfach. Sie kann vom Fahrer z. B. über die USB-Schnittstelle 11 ausgelesen und mit Daten versorgt werden, z. B. mit Kartenmaterial und zusätzlichen Programmen (Applikation, Apps) über das Internet. Weiterhin kann sie vom Fahrer als tragbare Navigationseinrichtung 10 auch mit den weiteren Anwendungsprofilen, z. B. mit dem Wanderprofil oder Bootprofil oder Skifahrerprofil unabhängig von dem Pedelec 1 verwendet werden. Schließt der Fahrer die Navigationseinrichtung 10 an das Pedelec 1 an, so dass die CAN-Schnittstelle 12 über die fahrradseitige CAN-Schnittstelle 8 an den CAN-Bus 7 angeschlossen wird, so stellt die Navigationseinrichtung 10 eine Eingangsspannung fest, die über die interne Spannungsversorgung 17 zur Versorgung des internen USB-Busses der Navigationseinrichtung 10 dient, wobei über die CAN-Schnittstelle 12 eine Datenverbindung des internen USB-Busses mit dem CAN-Bus 7 geschaffen wird.The assembly and disassembly of the navigation device 10 is simple. You can from the driver z. B. via the USB interface 11 be read out and supplied with data, eg. B. with maps and additional programs (application, apps) over the Internet. Furthermore, it can be used by the driver as a portable navigation device 10 also with the other application profiles, eg. B. with the hiking profile or boat profile or skier profile regardless of the pedelec 1 be used. If the driver closes the navigation device 10 to the pedelec 1 on, so the CAN interface 12 via the bicycle-side CAN interface 8th to the CAN bus 7 is connected, so sets the navigation device 10 an input voltage fixed via the internal power supply 17 for supplying the internal USB bus of the navigation device 10 serves, whereby over the CAN interface 12 a data connection of the internal USB bus to the CAN bus 7 is created.

Weiterhin kann ein Filter in der CAN-Schnittstelle 12 initiiert werden, um nur bestimmte bzw. relevante CAN-Botschaften zu empfangen. Weiterhin kann die CAN-Schnittstelle 12, bzw. der Mikrocontroller 16, aus empfangenen CAN-Botschaften Mittelwerte bilden und somit qualitative Filterungen durch führen, um z. B. nur Änderungen der aufgenommenen Signale im internen USB-Bus weiterzugeben.Furthermore, a filter in the CAN interface 12 be initiated in order to receive only certain or relevant CAN messages. Furthermore, the CAN interface 12 , or the microcontroller 16 , averages out received CAN messages and thus carry out qualitative filtering in order, for. For example, to pass only changes to the recorded signals in the internal USB bus.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Pedelec (elektrisch unterstütztes Fahrrad)Pedelec (electrically assisted bicycle)
22: Rahmenframe
33: Lenkerhandlebars
44: PedalantriebCycle
55: Elektroantriebelectric drive
66: Akkumulatoraccumulator
77: CAN-BusCAN bus
88th: fahrzeugseitige CAN-Schnittstelle, am Lenker 3 vehicle-side CAN interface, on the handlebar 3
99: interner USB-Businternal USB bus
1010: tragbare Navigationseinrichtungportable navigation device
1111: USB-Schnittstelle zum externen Anschließen von USB-fähigen GerätenUSB interface for external connection of USB-enabled devices
1212: CAN-Schnittstelle (CAN-Transceiver) der Navigationseinrichtung 10 CAN interface (CAN transceiver) of the navigation device 10
1313: akustische Ausgabeeinrichtung, z. B. Beeperacoustic output device, z. B. Beeper
1414: mechanische Aufnahmenmechanical recordings
1515: berührungssensitives Eingabe- und Ausgabe-Feld (Touch-Screen)touch-sensitive input and output field (touch screen)
1616: Mikrocontroller (Steuereinrichtung)Microcontroller (control device)
16a16a: Routenberechnungs-EinrichtungRoute calculation facility
1717: interne Spannungsversorgung der Navigationseinrichtung 10 internal power supply of the navigation device 10
2020: LenkerschalterLenkerschalter
21a, 21b, 21c21a, 21b, 21c: Bedienfelder des Lenkerschalters 20 Control panels of the handlebar switch 20
22a, 22b, 22c22a, 22b, 22c: Schalteinrichtungenswitching devices
2525: GPS-EmpfängerGPS receiver
2323: Widerstandsarrayresistor array
2424: interne Kartenspeichereinrichtung, z. B. Flashmodul der Navigationseinrichtung 10 internal card storage device, e.g. B. Flash module of the navigation device 10
2626: funktionsbezogene Speichereinrichtungfunction-related storage device
3030: Bluetooth-SchnittstelleBluetooth interface
S1S1: Spannungssignalvoltage signal
S2S2: Ortsdatenlocation data
S3S3: Kartendatenmap data
S4S4: LadezustandssignalCharge level signal
S5S5: Schaltsignalswitching signal
S6S6: akustische Routingsignale, insbesondere zur Anzeige eines Abbiegevorgangesacoustic routing signals, in particular for displaying a turning process
R1R1: ergänzender Widerstandsupplementary resistance

Claims

Portable navigation device ( 10 ) for attachment to an electrically assisted bicycle ( 1 ), the navigation device ( 10 ) comprises: - an internal data bus ( 9 ) for internal data connection and power supply, - a control device ( 16 ), - a vehicle data bus interface ( 12 ) for connection to an in-vehicle data bus ( 7 ) of the electric bicycle ( 1 ), - a card memory ( 24 ) with stored map data, - a voltage supply device ( 17 ), for receiving a supply voltage via the in-vehicle data bus ( 7 ) and to power the elements ( 12 . 15 . 16 . 25 . 24 . 26 ) of the navigation device ( 10 ), - a satellite navigation device ( 25 ) for determining a geographical position by satellite positioning and generation of location data (S2), - a touch-sensitive input and output device ( 15 ) for displaying and entering settings or activating functions, - a mechanical recording ( 14 ) for attachment to the electric bicycle ( 1 ), wherein the control device ( 16 ) a route calculation device ( 16a ) for determining a route and a range of the electric bicycle ( 1 ) by recording: - the satellite navigation device ( 25 ) recorded location data (S2) - in the card memory ( 24 ) stored map data (S3) and - - via the vehicle bus interface ( 12 ) received aggregate state signals (S4, S5) of the electric bicycle, wherein the aggregate state signals at least one state of charge signal (S4) of the bicycle accumulator ( 6 ) and a drive assist signal (S5) of the electric drive ( 5 ) of the electric bicycle ( 1 ), wherein the route calculation device ( 16a ) the travel route and / or the range on its input and output device ( 15 ).

Navigation device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the internal data bus is a USB bus and it has a second interface ( 11 ) for external connection of the USB bus.

Navigation device ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the vehicle bus interface ( 8th ) for a CAN bus ( 7 ) of the electric bicycle ( 1 ), and a second interface ( 11 ) for a peripheral data bus, e.g. B. a USB bus for connection to z. B. is formed on a computer.

Navigation device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the route calculation device ( 16a ) the range of the electric bicycle ( 1 ) due to current via the in-vehicle data bus and the vehicle data bus interface ( 12 ) received aggregate status signals (S4, S5) of the electric bicycle ( 1 ) and on a card on the optical input and output device ( 15 ) indicates, for. B. by a difference in color or brightness difference over other map areas out of reach.

Navigation device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the route calculation device ( 16a ) further uses from the stored map data (S3) a height profile for determining an anticipated electrical consumption and used in the determination of the route and / or the range.

Navigation device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the route calculation device ( 16a ) when entering an address via the input and output device ( 15 ) determines a route and, in the event that the route is outside the determined range, outputs display signals for indicating a proposed modification, for changing an aggregate state of the bicycle ( 1 ), z. For example, to change a speed step support to increase the range and to change the route with a changed altitude profile.

Navigation device ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the speed step assist signal (S5) from a handlebar switch, z. B. via a voltage divider circuit with a resistance regulator ( 23 ), as an analog voltage field is readable.

Navigation device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the power supply ( 17 ) different voltage levels, z. 5V and 3.3V, for internal components or elements.

Navigation device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that different application modes are adjustable in addition to a bicycle mode, to approach the navigation device ( 10 ) outside the electric bicycle ( 1 ).

Navigation device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized that the input and output device ( 15 ) a touch-sensitive field ( 15 ), in particular touch screen or part of a touch screen is.

Arrangement of an electrically assisted bicycle ( 1 ) and a portable navigation device ( 10 ) after one of the previous ones connected to the electrically assisted bicycle ( 1 ) by their mechanical recording ( 14 ) is mechanically connected and connected by at least their vehicle data bus interface in data connection.