EP3341275A1 - Adaptereinrichtung zur verbindung einer fahrzeugsteuereinheit mit einer fahrzeugkomponente - Google Patents

Adaptereinrichtung zur verbindung einer fahrzeugsteuereinheit mit einer fahrzeugkomponente

Info

Publication number
EP3341275A1
EP3341275A1 EP16769877.8A EP16769877A EP3341275A1 EP 3341275 A1 EP3341275 A1 EP 3341275A1 EP 16769877 A EP16769877 A EP 16769877A EP 3341275 A1 EP3341275 A1 EP 3341275A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electronic
cable
vehicle component
control unit
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16769877.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel MEERMANN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bloks AG
Original Assignee
Bloks AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bloks AG filed Critical Bloks AG
Publication of EP3341275A1 publication Critical patent/EP3341275A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K23/00—Rider-operated controls specially adapted for cycles, i.e. means for initiating control operations, e.g. levers, grips
    • B62K23/02—Rider-operated controls specially adapted for cycles, i.e. means for initiating control operations, e.g. levers, grips hand actuated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/20—Cycle computers as cycle accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J50/00—Arrangements specially adapted for use on cycles not provided for in main groups B62J1/00 - B62J45/00
    • B62J50/20—Information-providing devices
    • B62J50/21—Information-providing devices intended to provide information to rider or passenger
    • B62J50/225—Mounting arrangements therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor

Definitions

  • the present invention relates to an adapter device for establishing a connection, in particular communication connection, between an electronic control unit for a vehicle, in particular for a conventional bicycle or an electric light vehicle such as an electric bicycle or an electric scooter, and an electronic vehicle component.
  • Conventional bicycles and electric light vehicles such as electric bicycles or electric scooters, are increasingly being equipped with electronic vehicle components, such as control units, sensors or actuators, to increase the safety or comfort of a user.
  • a vehicle network used by the electronic control unit for communication with other devices which comprises a first, at least one wire or line of the first cable having data bus over which the first messages are sent according to the first data protocol, can use a bus system, the few lines and Accordingly, small cable cross-sections needed, and thereby enables compact electronic connectors based on small-sized plug or sockets.
  • the first data bus For example, be designed as a Local Interconnect Network (LIN) bus system.
  • LIN Local Interconnect Network
  • the wiring of the electronic vehicle components can be made industry-compatible.
  • the electronic vehicle component may be configured to communicate with other devices via a second data bus according to the second data protocol, which may be different than the first data bus, the second data bus having at least one wire of the second cable and the second messages received by the adapter electronics according to the second data protocol are received via the second data bus from the electronic vehicle component.
  • the second data bus can be designed, for example, as a Controller Area Network (CAN) bus system.
  • CAN Controller Area Network
  • the adapter electronics are furthermore configured to receive third messages sent by the electronic vehicle component via the second cable or the second data bus according to the second data protocol, to translate the received third messages into fourth messages according to the first data protocol, and the fourth messages to send via the first cable or the first data bus to the electronic control unit.
  • the translation between the first data protocol of the on-board network and the second manufacturer-proprietary data protocol of the electronic vehicle component of a specific category, which contains the corresponding data and commands, can greatly facilitate the integration of the electronic vehicle component, and incompatible tibilities between electronic vehicle components are avoided.
  • the manufacturer-proprietary second data protocol is translated into a generic first data protocol for this category, so that the on-board network-internal first data protocol represents an abstraction of the actually connected electronic vehicle components, wherein the vehicle electrical system-own first data protocol preferably features and Features of all electronic vehicle components of all categories available on the market.
  • the adapter electronics preferably have a microcontroller which is set up to translate the first messages into the second messages and to translate the third messages into the fourth messages.
  • the adapter electronics are preferably further configured to convert a first voltage supplied by the electronic control unit via the first cable into a second voltage, and to supply the second voltage to the electronic vehicle component via the second cable.
  • the microcontroller can be set up to be operated with the first voltage supplied by the electronic control unit via the first cable.
  • the second voltage may correspond to a supply voltage required for operating the electronic vehicle component.
  • the electronic vehicle component can be supplied with the supply voltage required for the operation of the electronic vehicle component, so that no separate cables are required in addition to the adapter device for supplying the supply voltage to the electronic vehicle component.
  • the adapter device may comprise a voltage supply, which is configured to convert the first voltage into the second voltage.
  • the adapter electronics may be adapted to send a fifth message for initializing a boot program stored in the electronic vehicle component for a control unit of the electronic vehicle component to the electronic vehicle component via the second cable or the second data bus, or a sixth message to Initialization of a downstream program stored in a component downstream of the electronic vehicle component component for a control unit of the downstream component to the downstream component via the second cable or the second data bus to send.
  • the adapter electronics can be configured to send a seventh message for programming the electronic vehicle component to the electronic vehicle component via the second cable or the second data bus, or an eighth message for programming the downstream component to the downstream component via the second cable or to send the second data bus.
  • the downstream component can be, for example, an integrated circuit, whereby initialization and programming, for example, can be used to parameterize a component of the charging circuit.
  • a firmware or basic firmware for detecting a plurality of electronic vehicle components of different types can already be stored during production, so that this base firmware is stored in the adapter electronics when the adapter device is delivered, with the adapter electronics being set up at a connection of a particular electronic Vehicle component to the second cable to determine whether the particular electronic vehicle component is one of the plurality of electronic vehicle components, and in the case that the particular electronic vehicle component is one of the plurality of electronic vehicle components, via the first cable or the first data bus a message to the electronic control unit to send a firmware required for communication with the particular electronic vehicle component.
  • the adapter electronics may include a transceiver configured to receive messages sent from the electronic control unit via the first cable and the first data bus and to send messages to the electronic control unit via the first cable and the first data bus, respectively receive messages sent by the electronic vehicle component via the second cable or the second data bus and send messages to the electronic vehicle component via the second cable or the second data bus.
  • the type of transceiver component used is determined by the type of the second data bus, which may be, for example, a CAN or a LIN data bus.
  • the transceiver may include a first transceiver device for communicating with the electronic controller and a second transceiver device for communicating with the electronic vehicle component.
  • the adapter device may further include a first connector adapted to be connected to a connector connected to the electronic control unit and a second connector adapted to be connected to a connector connected to the electronic vehicle component. to be connected.
  • the adapter device may be formed as a single component or in one piece.
  • the adapter device according to the invention with integrated adapter electronics thus enables the cost-effective connection of conventional electronic vehicle or bicycle components.
  • This integration does not require any hardware adjustments and may occur at any time along the supply chain comprising the component manufacturer, the vehicle manufacturer, the fleet operator and the vehicle dealer, or on already in-field vehicles.
  • the adapter device is so far component-specific with respect to the supply voltage required by the electronic vehicle component by a suitably designed power supply, and arranged on the firmly connected to the electronic vehicle component connector that any modifications can be made exclusively by reprogramming the electronic vehicle component to be integrated.
  • a device according to the invention for controlling an electronic vehicle component comprises an electronic control unit and one of the adapter devices described above.
  • An arrangement according to the invention comprises the device for controlling an electronic vehicle component and an electronic vehicle component.
  • a vehicle according to the invention in particular a conventional bicycle or an electric light vehicle such as an electric bicycle or an electric scooter, comprises the device for controlling an electronic vehicle component.
  • the vehicle may further comprise an electronic vehicle component.
  • the electronic vehicle components designed as sensors and actuators belong to the vehicle electrical system which is dependent on the electronic control unit is provided, provided interfaces may include both data and commands.
  • data of a brightness sensor in an electronic vehicle component embodied as a bicycle lamp can be sent as messages via the adapter device and the first data bus or the vehicle electrical system to the electronic control unit.
  • commands to instruct the bicycle lamp to assume a certain predefined angular position based on an inclination angle of the vehicle determined by the electronic control unit may be sent as messages to the electronic vehicle component by the electronic control unit.
  • the adapter device is mechanically usable only with compatible plugs / sockets of the same type of respective electronic control units and electronic vehicle components.
  • the adapter electronics recognizes which electronic vehicle component is connected by means of a hand-shake method (challenge-response method or PKI (public-key-infrastructure) -based method).
  • the capabilities of the electronic vehicle component disclosed by the interfaces provided by an electronic vehicle component are defined by the second data protocol agreed between the electronic vehicle component and the adapter electronics. Because the adapter electronics or indirectly the electronic control unit can initialize the start program of the electronic vehicle component, the second data protocol and thus the disclosed capabilities can be changed at any time. Thus, the adapter electronics with a base firmware for detecting a electronic vehicle component programmed at the time of manufacture, to request the first time the detection of an electronic vehicle component required for communication with the electronic vehicle component firmware from the communicating with the adapter electronics electronic control unit via the electrical system. In this way, generic adapter electronics can be adapted dynamically to the respective vehicle concept.
  • the manufacturer of the electronic vehicle component must make no modification to the hardware or software of its existing solution for conventional vehicle concepts that do not require a bus connection. He thus avoids the production of different variants of his products or reduces the development and marketing risk.
  • the vehicle manufacturer, the dealer, the fleet operator or the end user may connect the same electronic vehicle component to the electronic control unit at the time of production, at the time of delivery, at the time of integration with the vehicle, or by retrofitting. This means that even electronic vehicle components which were originally developed for conventional vehicle concepts can be combined at any time and without modification using the adapter device according to the invention with a corresponding electronic control unit and thus become part of a networked, intelligent vehicle concept based on a control model.
  • the single FIGURE shows a schematic representation of an arrangement which comprises an electronic control unit 20 for a vehicle, in particular for a conventional bicycle or an electric light vehicle such as an electric bicycle or an electric scooter, a first electronic vehicle component 30A, a second electronic vehicle component 30B, a first adapter device 1 according to the invention and a second adapter device 1 according to the invention ,
  • the two adapter devices 1 serve to produce a respective connection, in particular communication connection, between the electronic control unit 20 and the electronic bicycle components 30A or 30B. Furthermore, the respective adapter devices 1 serve to convert a first voltage supplied by the electronic control unit 20 into a respective second voltage or supply voltage required for the operation of the respective electronic bicycle component 30A, 30B and possibly different from the first voltage, and for supplying the respective second voltage to the respective electronic bicycle component 30A, 30B.
  • the respective adapter devices 1 may be configured such that the second voltage supplied to the bicycle component 30A may be different from that of the second voltage supplied to the electronic bicycle component 30B.
  • the adapter device 1 has an adapter electronics 4A, 4B and a first cable 5A, 5B and a second cable 6A, 6B, which each comprise a plurality of wires or electrical lines.
  • a respective end of the first cable 5A, 5B and the second cable 6A, 6B is connected to the adapter electronics 4A, 4B, the adapter electronics 4A, 4B preferably being fixedly connected to the first cable 5A, 5B and the second cable 6A, 6B and the adapter electronics 4A, 4B as well as the respective ends of the first cable 5A, 5B and the second cable 6A, 6B together, for example, with plastic. are injected, so that the adapter device 1 is formed by a single component.
  • a plug 2A, 2B which is adapted to be connected to a plug 21, 22 connected to the electronic control unit 20 via a cable 23A, 23B.
  • a plug 3A which is adapted to be connected to a plug 31A connected to the first electronic bicycle component 30A via a cable.
  • a plug 3B adapted to be connected to a plug 31B connected to the second electronic bicycle component 30B via a cable.
  • the electronic bicycle components 30A, 30B may, for example, as sensors such as brightness sensors or speed sensors, and the like, as a control unit for receiving a command to control another of the electronic bicycle components 30A, 30B or as actuators such as a lamp, a battery, a motor, in particular as an electric motor for driving an electric light vehicle such as an electric bicycle or an electric scooter, or as a battery for powering the electric motor, and the like.
  • a vehicle electrical system controlled by the electronic control unit 20 is operated with the first voltage, for example 12 V, and a current of at most 3A, and a first data protocol.
  • a bus used in the vehicle electrical system for data and command transmission or transmission of messages between individual devices connected to the bus can be, for example, a UN bus.
  • the electronic bicycle components 30A, 30B are adapted to be supplied with a supply voltage, for example 48V, 36V, 24V, or 6V, which corresponds to a second voltage to be operated, and messages with a different from the first data protocol second data protocol on a different bus system of the electrical system bus system, such as a CAN, UN, UART , etc. bus system to send to and receive from the electronic control unit 20.
  • a supply voltage for example 48V, 36V, 24V, or 6V
  • a different bus system of the electrical system bus system such as a CAN, UN, UART , etc. bus system to send to and receive from the electronic control unit 20.
  • the adapter electronics 4A, 4B comprise a microcontroller 12A, 12B, a transceiver 9A, 9B, and a power supply 7A, 7B on.
  • Transceiver 9A, 9B operated by the first voltage supplied from the electronic control unit 20 via the first cable 5A, 5B.
  • the adapter electronics 4A, 4B are configured to receive messages from the electronic control unit 20 via the electrical system or the first data bus, which has at least one individual line or at least one wire of the cable 23A, 23B and the first cable 5A, 5B of the adapter device 1 comprises, in accordance with the first data protocol were sent to receive the received messages in messages according to a second data protocol of a second data bus, the at least one single wire or at least one wire of the second cable 6A, 6B and the cable, the plug 31A, 31B with the electronic bicycle component 30A, 30B connects, to superimpose, and to transmit the translated messages over the second data bus to the electronic bicycle component 30A, 30B.
  • a software executed on the microcontroller 12A, 12B can be programmed by the electronic control unit 20 by sending a corresponding message to the adapter electronics 4A, 4B.
  • the adapter electronics 4A, 4B are configured to receive messages sent from the electronic bicycle component 30A, 30B over the second data bus according to the second data protocol, translate the received messages into messages according to the first data protocol, and the translated messages via the first data bus to the electronic control unit 20 to send.
  • the first connector 2A and the first connector 2A are configured to be connected to the plug 21 and the socket 21 of the cable 23A of the electronic control unit 20, respectively, so as to allow data communication between the adapter electronics 4A and the electronic control unit 20, and the first voltage may be supplied from the electronic control unit 20 to the adapter electronics 4A.
  • the second plug 3A and the second socket 3A are configured to be connected to the plug 31A and the socket 31A of the cable of the electronic bicycle component 30A, respectively, so as to enable data communication between the adapter electronics 4A and the electronic bicycle component 30A, and a second voltage may be supplied from the adapter electronics 4A to the electronic bicycle component 30A.
  • the adapter electronics 4A supplied first voltage on the one hand to supply the adapter electronics 4A with energy or
  • a first data bus extends from the electronic control unit 20 into the interior of the adapter electronics 4A, for example, up to a limit illustrated by the dashed line 10A.
  • a second data bus extends from dashed line border 10A to electronic bicycle component 30A.
  • the first message is received by the transceiver 9A.
  • the received first message is translated by the microcontroller 12A, in particular a processor IIA of the microcontroller 12A, into a second message according to the second data protocol of the second data bus, and the transceiver 9A transmits the second message to the electronic bicycle component 30A via the second data bus.
  • the third message is received by the transceiver 9A.
  • the received third message is translated by the microcontroller 12A, in particular the processor IIA of the microcontroller 12A, into a fourth message according to the first data protocol of the first data bus, and the transceiver 9A sends the fourth message to the electronic control unit 20 via the first data bus.
  • the adapter electronics 4A a basic firmware for detecting a plurality of electronic vehicle components 30A, 30B of different types and from different manufacturers is already stored in a memory area 8A of the microcontroller 12A at the time of delivery.
  • the adapter electronics 4A recognizes by a handshake method such as a challenge-response method or a public key infrastructure (PKI) -based method whether the connected certain electronic bicycle component 30A is one of the plurality of electronic vehicle components 30A, 30B.
  • a handshake method such as a challenge-response method or a public key infrastructure (PKI) -based method whether the connected certain electronic bicycle component 30A is one of the plurality of electronic vehicle components 30A, 30B.
  • PKI public key infrastructure
  • the adapter device 1 sends via the first cable 5A a message to the electronic control unit 20 requesting data and command specific communication with the particular electronic vehicle component 30A required firmware.
  • the electronic control unit 20 Upon receipt of the request, the electronic control unit 20 sends the firmware required for the transmission of data and instruction messages between the adapter electronics 4A and the electronic bicycle component 30A to the adapter electronics 4A, which stores the obtained firmware in the memory area 8A.
  • the adapter device 1 is further configured to program software of the electronic bicycle component 30A.
  • the adapter electronics 4A first sends a message via the second data bus for initialization of a start program for a control unit of the electronic bicycle component 30A stored in the electronic bicycle component 30A to the electronic bicycle component 30A.
  • the adapter electronics 4A transmits another message via the second data bus to the electronic driver.
  • wheel component 30A which contains appropriate information to program the electronic bicycle component 30A.
  • the adapter device 1 is set up to program a software of a component not shown downstream of the electronic bicycle component 30A.
  • the adapter electronics 4A first sends via the second data bus a message for initialization of a stored in the downstream component start program for a control unit of the downstream component to the downstream component. After initialization, the adapter electronics 4A sends another message via the second data bus to the downstream component to program the downstream component.

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Abstract

Eine Adaptereinrichtung (1) zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer elektronischen Steuereinheit (20) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein konventionelles Fahrrad oder ein Elektroleichtfahrzeug wie etwa ein Elektrofahrrad oder einen Elektroroller, und einer elektronischen Fahrzeugkomponente (30) umfasst ein erstes Kabel (5A, 5B), das dazu eingerichtet ist mit der elektronischen Steuereinheit (20) verbunden zu werden, eine Adapterelektronik (4A, 4B), und ein zweites Kabel (6A, 6B), das dazu eingerichtet ist mit der elektronischen Fahrzeugkomponente (30A, 30B) verbunden zu werden. Dabei ist die Adapterelektronik (4A, 4B) zwischen das erste Kabel (5A, 5B) und das zweite Kabel (6A, 6B) geschaltet, und dazu eingerichtet, von der elektronischen Steuereinheit (20) über das erste Kabel (5A, 5B) gemäß einem ersten Datenprotokoll gesendete erste Nachrichten zu empfangen, die empfangenen ersten Nachrichten in zweite Nachrichten gemäß eines zweiten Datenprotokolls zu übersetzen, und die zweiten Nachrichten über das zweite Kabel (6A, 6B) an die elektronische Fahrzeugkomponente (30A, 30B) zu senden.

Description

ADAPTEREINRICHTUNG ZU INDUNG EINER FAHRZEUGSTEUEREINHEIT MIT EINER FAHRZEUGKOMPONENTE
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Adaptereinrichtung zur Herstellung einer Verbindung, insbesondere Kommunikationsverbindung, zwischen einer elektronischen Steuereinheit für ein Fahrzeug, insbesondere für ein konventionelles Fahrrad oder ein Elektroleichtfahr- zeug wie etwa ein Elektrofahrrad oder einen Elektroroller, und einer elektronischen Fahrzeugkomponente.
Konventionelle Fahrräder und Elektroleichtfahrzeuge wie etwa Elektrofahrräder oder Elektroroller werden in zunehmendem Maße mit elektronischen Fahrzeugkomponenten wie etwa Bedieneinheiten, Sensoren oder Aktoren ausgerüstet, um die Sicherheit oder den Komfort eines Benutzers zu erhöhen.
Dabei weisen üblicherweise elektronische Fahrzeug- bzw. Fahrradkomponenten der gleichen Kategorie wie etwa Lampen, elektronische Schaltungen, elektronische Schlösser, etc. von unterschiedlichen Herstellern eine große Schnittmenge hinsichtlich der von der elektronischen Fahrradkomponente an ein Anzeige- und Bedienelement gesendeten Daten und der von dem Anzeige- und Bedienelement an die elektronische Fahrradkomponente gesendeten Befehle auf. Bei elektronischen Schaltungen können diese Daten beispielsweise eine Information über einen aktuell eingelegten Gang, und die Befehle eine Anweisung enthalten, einen Gang nach unten oder nach oben zu schalten.
Trotz dieser großen Schnittmenge implementiert jeder Hersteller die von seinen elektronischen Fahrzeugkomponenten empfangenen bzw. gesendeten Daten und Befehle anders, auch um sich so von Wettbewerbern zu differenzieren. Die unterschiedliche Ausgestaltung der zur Übertragung der Daten und Befehle verwendeten Daten Protokolle verschiedener elektronischer Fahrzeugkomponenten der gleichen Kategorie führt zu einer Fragmentierung, die fehleranfällig ist, die Integration von elektronischen Fahrzeugkomponenten in ein Fahrzeug erheblich er- schwert und zu Inkompatibilitäten zwischen elektronischen Fahrzeugkomponenten der gleichen Kategorie führen kann.
Mit der Zunahme der unter der Steuerung einer einzelnen elektronischen Steuereinheit zu Integrierenden elektronischen Fahrzeugkomponenten steigen die Anzahl der unterschiedlichen elektrischen Anforde rungen, wie etwa der Versorgungsspannung, der nominalen und maximalen Stromstärke, etc., die Anzahl der zu integrierenden Datenprotokolle, und die Anzahl der zu verbauenden unterschiedlichen Stecker.
Am Markt befindliche Lösungen versuchen diese Fragmentierung durch eine Vereinheitlichung zu lösen, indem die elektronischen Fahrzeugkomponenten beispielsweise mit einer einheitlichen Versorgungsspannung betrieben werden und einheitliche Datenprotokolle sowie einheitliche Stecker verwendet werden. Jedoch bedeuten solche Lösungen zur Vereinheitlichung für die Hersteller der elektronischen Fahrzeugkomponenten, dass einerseits kompatible Mikrocontroller mit ausreichend Speicher und kompatible Transceiver verbaut werden müssen, und andererseits eine entsprechende Software zur Kommunikation zwischen der elektronischen Steuereinheit und der elektronischen Fahrzeugkomponente von dem das Datenprotokoll definierenden Unternehmen lizenziert werden muss. Zusammen mit proprietärer Verbindungstechnik entsteht so eine Lösung, bei der eine Abhängigkeit von diesen Vorlieferanten besteht und die einfache Austauschbarkeit mit den elekt ronischen Fahrzeugkomponenten dritter Hersteller ermöglicht wird. Jedoch ist es selbst bei dieser Herangehensweise für die Hersteller erforderlich, mindestens eine zusätzliche und gegebenenfalls teurere Varian te für konventionelle Fahrzeugkonzepte, die keine Datenbusanbindung erfordern, anzubieten.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur erleichterten Integration elektronischer Fahrzeugkomponenten von unterschiedlichen Herstellern in ein Fahrzeug bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Adaptereinrichtung zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer elektronischen Steuereinheit für ein Fahrzeug und einer elektronischen Fahrzeugkomponente gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Eine Adaptereinrichtung gemäß einer Ausführungsform zur Herstellung einer Verbindung, insbesondere Kommunikationsverbindung zwischen einer elektronischen Steuereinheit für ein Fahrzeug, insbesondere für ein konventionelles Fahrrad oder ein Elektroleichtfahrzeug wie etwa ein Elektrofahrrad oder einen Elektroroller, und einer elektronischen Fahrzeugkomponente umfasst ein erstes Kabel, das dazu eingerichtet ist mit der elektronischen Steuereinheit verbunden zu werden, eine Adapterelektronik, und ein zweites Kabel, das dazu eingerichtet ist mit der elektronischen Fahrzeugkomponente verbunden zu werden, wobei die Adapterelektronik zwischen das erste Kabel und das zweite Kabel geschaltet ist, und dazu eingerichtet ist, von der elektronischen Steuereinheit über das erste Kabel gemäß einem ersten Datenprotokoll gesendete erste Nachrichten zu empfangen, die empfangenen ersten Nachrichten in zweite Nachrichten gemäß eines zweiten Datenprotokolls zu übersetzen, und die zweiten Nachrichten über das zweite Kabel an die elektronische Fahrzeugkomponente zu senden.
Ein von der elektronischen Steuereinheit zur Kommunikation mit anderen Geräten genutztes Bordnetz, welches einen ersten, zumindest eine Ader bzw. Leitung des ersten Kabels aufweisenden Datenbus umfasst über den die ersten Nachrichten gemäß dem ersten Datenprotokoll gesendet werden, kann ein Bussystem nutzen, das wenige Leitungen und dementsprechend kleine Kabelquerschnitte benötigt, und dadurch kompakte elektronische Steckverbindungen anhand klein dimensionierter Stecker bzw. Buchsen ermöglicht. Dabei kann der erste Datenbus beispielsweise als ein Local Interconnect Network (LIN)-Bussystem ausgebildet sein.
Da beispielsweise viele Lochbohrungen in Fahrradrahmen einen einheitlichen Durchmesser von 8mm, und Langlöcher dementsprechend einen Öffnungsbereich von 8mm x 16mm aufweisen, kann durch Verwendung der Adaptereinrichtung die Verkabelung der elektronischen Fahrzeugkomponenten branchenkompatibel gestalten werden.
Demgegenüber kann die elektronische Fahrzeugkomponente dazu eingerichtet sein mit anderen Geräten über einen zweiten Datenbus gemäß dem zweiten Datenprotokoll, das gegebenenfalls unterschiedlich zu dem ersten Datenbus ist, zu kommunizieren, wobei der zweite Datenbus zumindest eine Ader bzw. Leitung des zweiten Kabels aufweist und die zweiten Nachrichten, die von der Adapterelektronik gemäß des zweiten Datenprotokolls gesendet werden, über den zweiten Datenbus von der elektronischen Fahrzeugkomponente empfangen werden. Dabei kann der zweite Datenbus beispielsweise als ein Controller Area Network (CAN)-Bussystem ausgebildet sein.
Bevorzugt ist die Adapterelektronik des Weiteren dazu eingerichtet, von der elektronischen Fahrzeugkomponente über das zweite Kabel bzw. den zweiten Datenbus gemäß des zweiten Datenprotokolls gesendete dritte Nachrichten zu empfangen, die empfangenen dritten Nachrichten in vierte Nachrichten gemäß des ersten Datenprotokolls zu übersetzen, und die vierten Nachrichten über das erste Kabel bzw. den ersten Datenbus an die elektronische Steuereinheit zu senden.
Durch die mittels der Adapterelektronik durchgeführte Übersetzung zwischen dem ersten Datenprotokoll des Bordnetzes und dem zweiten, Hersteller-proprietären Datenprotokoll der elektronischen Fahrzeugkomponente einer bestimmten Kategorie, welches die entsprechenden Daten und Befehle umfasst, kann die Integration der elektronischen Fahrzeugkomponente erheblich erleichtert werden, und Inkompa- tibilitäten zwischen elektronischen Fahrzeugkomponenten vermieden werden.
Dabei wird insbesondere das Hersteller-proprietäre zweite Datenprotokoll in ein für diese Kategorie Bordnetz-generisches erstes Datenprotokoll übersetzt, so dass das Bordnetz-interne erste Daten Protokoll eine Abstraktion der tatsächlich angeschlossenen elektronischen Fahrzeugkomponenten darstellt, wobei das Bordnetz-eigene erste Datenprotokoll bevorzugt die Merkmale und Eigenschaften aller auf dem Markt erhältlichen elektronischen Fahrzeugkomponenten aller Kategorien um- fasst.
Bevorzugt weist die Adapterelektronik einen Mikrocontroller auf, der dazu eingerichtet ist die ersten Nachrichten in die zweiten Nachrichten zu übersetzen und die dritten Nachrichten in die vierten Nachrichten zu übersetzen.
Die Adapterelektronik ist vorzugsweise ferner dazu eingerichtet, eine von der elektronischen Steuereinheit über das erste Kabel zugeführte erste Spannung in eine zweite Spannung umzuwandeln, und die zweite Spannung über das zweite Kabel der elektronischen Fahrzeugkomponente zuzuführen.
Dabei kann der Mikrocontroller dazu eingerichtet sein, mit der von der elektronischen Steuereinheit über das erste Kabel zugeführten ersten Spannung betrieben zu werden.
Des Weiteren kann die zweite Spannung einer Versorgungsspannung entsprechen, die zum Betrieb der elektronischen Fahrzeugkomponente erforderlich ist. Auf diese Weise kann die elektronische Fahrzeugkomponente durch Verwendung der Adaptereinrichtung mit der zu dem Betrieb der elektronischen Fahrzeugkomponente erforderlichen Versorgungsspannung versorgt werden, so dass keine separaten Kabel zusätzlich zu der Adaptereinrichtung zur Zuführung der Versorgungsspannung zu der elektronischen Fahrzeugkomponente erforderlich sind. Weiterhin kann die Adaptereinrichtung eine Spannungsversorgung umfassen, weiche dazu eingerichtet ist, die erste Spannung in die zweite Spannung umzuwandein.
Die Adapterelektronik kann dazu eingerichtet sein, eine fünfte Nachricht zur Initialisierung eines in der elektronischen Fahrzeugkomponente gespeicherten Startprogramms bzw. Bootloaders für eine Steuereinheit der elektronischen Fahrzeug komponente an die elektronische Fahrzeugkomponente über das zweite Kabel bzw. den zweiten Datenbus zu senden, oder eine sechste Nachricht zur Initialisierung eines in einer der elektronischen Fahrzeugkomponente nachgeschalteten Komponente gespeicherten Startprogramms für eine Steuereinheit der nachgeschalteten Komponente an die nachgeschaltete Komponente über das zweite Kabel bzw. den zweiten Datenbus zu senden.
Weiterhin kann die die Adapterelektronik dazu eingerichtet sein eine siebte Nachricht zur Programmierung der elektronischen Fahrzeugkomponente an die elektronische Fahrzeugkomponente über das zweite Kabel bzw. den zweiten Datenbus zu senden, oder eine achte Nachricht zur Programmierung der nachgeschalteten Komponente an die nachgeschaltete Komponente über das zweite Kabel bzw. den zweiten Datenbus zu senden.
Die nachgeschaltete Komponente kann beispielsweise eine integrierte Schaltung sein, wobei durch die Initialisierung und Programmierung beispielsweise eine Parametrisierung eines Bausteins der Ladeschaltung erfolgen kann.
In der Adapterelektronik kann bereits bei der Herstellung eine Firmware bzw. Basis- Firmware zum Erkennen von mehreren elektronischen Fahrzeugkomponenten unterschiedlicher Art gespeichert werden, so dass diese Basis- Firmware bei Auslieferung der Adaptereinrichtung in der Adapterelektronik gespeichert ist, wobei die Adapterelektronik dazu eingerichtet ist, bei einem Anschluss einer bestimmten elektronischen Fahrzeugkomponente an das zweite Kabel zu ermitteln, ob die bestimmte elektronische Fahrzeugkomponente eine der mehreren elektronischen Fahrzeugkomponenten ist, und im Falle dass die bestimmte elektronische Fahrzeugkomponente eine der mehreren elektronischen Fahrzeugkomponenten ist, über das erste Kabel bzw. den ersten Datenbus eine Nachricht an die elektronische Steuereinheit zur Anforderung einer für eine Kommunikation mit der bestimmten elektronischen Fahrzeugkomponente erforderlichen Firmware zu senden.
Weiterhin kann die Adapterelektronik einen Transceiver aufweisen, der dazu eingerichtet ist, von der elektronischen Steuereinheit über das erste Kabel bzw. den ersten Datenbus gesendete Nachrichten zu empfangen, und Nachrichten an die elektronische Steuereinheit über das erste Kabel bzw. den ersten Datenbus zu senden, und von der elektronischen Fahrzeugkomponente über das zweite Kabel bzw. den zweiten Datenbus gesendete Nachrichten zu empfangen, und Nachrichten an die elektronische Fahrzeugkomponente über das zweite Kabel bzw. den zweiten Datenbus zu senden.
Dabei wird die Art des verwendeten Transceiver-Bausteins durch die Art des zweiten Datenbusses, welcher beispielsweise ein CAN- oder ein LIN-Datenbus sein kann, bestimmt. Bei einer Ausführungsform kann der Transceiver einen ersten Transceiver-Baustein zur Kommunikation mit der elektronischen Steuereinheit und einen zweiten Transceiver- Baustein zur Kommunikation mit der elektronischen Fahrzeugkomponente umfassen.
Die Adaptereinrichtung kann ferner einen ersten Stecker, der dazu eingerichtet ist mit einem Stecker, welcher mit der elektronischen Steuereinheit verbunden ist, verbunden zu werden, und einen zweiten Stecker umfassen, der dazu eingerichtet ist mit einem Stecker, welcher mit der elektronischen Fahrzeugkomponente verbunden ist, verbunden zu werden. Bei einer Ausführungsform kann die Adaptereinrichtung als ein einzelnes Bauteil bzw. einstückig ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Adaptereinrichtung mit integrierter Adapterelektronik ermöglicht somit die kostengünstige Anbindung konventioneller elektronischer Fahrzeug- bzw. Fahrradkomponenten. Diese Integration erfordert keinerlei Hardwareanpassungen und kann zu einem beliebigen Zeitpunkt entlang der Supply-Chain bzw. Lieferkette, welche den Komponentenhersteller, den Fahrzeughersteller, den Flottenbetreiber und den Fahrzeughändler umfasst, oder an bereits im Feld befindlichen Fahrzeugen erfolgen. Dazu ist die Adaptereinrichtung soweit komponentenspezifisch mit Bezug auf die von der elektronischen Fahrzeugkomponente benötigte Versorgungsspannung durch eine entsprechend ausgebildete Spannungsversorgung, und auf den mit der elektronischen Fahrzeugkomponente fest verbundenen Stecker eingerichtet, dass etwaige Modifikationen ausschließlich durch Neuprogrammierung der zu integrierenden elektronischen Fahrzeugkomponente erfolgen kann.
Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Steuerung einer elektronischen Fahrzeugkomponente umfasst eine elektronische Steuereinheit und eine der oben beschriebenen Adaptereinrichtungen.
Eine erfindungsgemäße Anordnung umfasst die Einrichtung zur Steuerung einer elektronischen Fahrzeugkomponente und eine elektronische Fahrzeugkomponente.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, insbesondere konventionelles Fahrrad oder ein Eiektroleichtfahrzeug wie etwa ein Elektrofahrrad oder ein Elektroroller, umfasst die Einrichtung zur Steuerung einer elektronischen Fahrzeugkomponente. Dabei kann das Fahrzeug ferner eine elektronische Fahrzeugkomponente aufweisen.
Die von den als Sensoren und Aktuatoren ausgebildeten elektronischen Fahrzeugkomponenten dem Bordnetz, welches von der elektroni- schen Steuereinheit gesteuert wird, zur Verfügung gestellten Schnittstellen können sowohl Daten als auch Befehle umfassen.
Mittels der zur Verfügung gestellten Schnittstellen können beispielsweise Daten eines Helligkeitssensors in einer als Fahrradlampe ausgebildeten elektronischen Fahrzeugkomponente als Nachrichten über die Adaptereinrichtung und den ersten Datenbus bzw. das Bordnetz an die elektronische Steuereinheit gesendet werden. In diesem Fall können beispielsweise Befehle, um basierend auf einem von der elektronischen Steuereinheit ermittelten Neigungswinkel des Fahrzeugs die Fahrradlampe anzuweisen, zur Umsetzung einer Kurvenfahrlichtfunktion eine bestimmte vordefinierte Winkelposition einzunehmen, von der elektronischen Steuereinheit als Nachrichten an die elektronische Fahrzeugkomponente gesendet werden.
Die erfindungsgemäße Adaptereinrichtung ist mechanisch immer nur mit kompatiblen Steckern/Buchsen derselben Art von jeweiligen elektronischen Steuereinheiten und elektronischen Fahrzeugkomponenten verwendbar. Bei der Inbetriebnahme des Fahrzeugs erkennt die Adapterelektronik anhand eines Hand-Shake-Verfahrens (Challenge- Response-Verfahren oder PKI-(Public-Key-Infrastructure)-basierte- Verfahren) welche elektronische Fahrzeugkomponente angeschlossen ist.
Die durch die von einer elektronischen Fahrzeugkomponente bereitgestellten Schnittstellen offenbarten Fähigkeiten der elektronischen Fahrzeugkomponente sind durch das zwischen der elektronischen Fahrzeugkomponente und der Adapterelektronik vereinbarte zweite Datenprotokoll definiert. Weil die Adapterelektronik bzw. indirekt die elektronische Steuereinheit das Startprogramm der elektronischen Fahrzeugkomponente initialisieren kann, kann das zweite Datenprotokoll und damit die offenbarten Fähigkeiten jederzeit verändert werden. So kann die Adapterelektronik mit einer Basis-Firmware zum Erkennen einer elektronischen Fahrzeugkomponente zum Herstellungszeitpunkt programmiert werden, um beim erstmaligen erkennen einer elektronischen Fahrzeugkomponente die zur Kommunikation mit der elektronischen Fahrzeugkomponente benötigte Firmware von der mit der Adapterelektronik kommunizierenden elektronischen Steuereinheit über das Bordnetz anzufordern. Derart kann eine generische Adapterelektronik dynamisch an das jeweilige Fahrzeugkonzept angepasst werden.
Dazu muss der Hersteller der elektronischen Fahrzeugkomponente keinerlei Modifikation an der Hard- oder Software seiner existierenden Lösung für konventionelle Fahrzeugkonzepte, die keine Bus-Anbindung erfordern, vornehmen. Er vermeidet somit die Herstellung verschiedener Varianten seiner Produkte bzw. reduziert das Entwicklungs- sowie Vermarktungsrisiko. Stattdessen kann der Fahrzeughersteller, der Händler, der Flottenbetreiber oder der Endkunde dieselbe elektronische Fahrzeugkomponente zum Produktionszeitpunkt, zum Zeitpunkt der Auslieferung, zum Zeitpunkt der Integration in das Fahrzeug oder durch Nachrüsten, durch Verwendung der erfindungsgemäßen Adaptereinrichtung mit der elektronischen Steuereinheit verbinden. Das heißt, dass auch elektronische Fahrzeugkomponenten, die ursprünglich für konventionelle Fahrzeugkonzepte entwickelt wurden, jederzeit und ohne Modifikation unter Verwendung der erfindungsgemäßen Adaptereinrichtung mit einer entsprechenden elektronischen Steuereinheit kombiniert werden können und so Bestandteil eines vernetzen, intelligenten auf einem Regelmodell basierenden Fahrzeugkonzepts werden können.
Im Folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung eine Ausführungsform einer Adaptereinrichtung zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer elektronischen Steuereinheit für ein Fahrzeug und einer elektronischen Fahrzeugkomponente näher beschrieben.
Die einzige Fig. zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung, welche eine elektronische Steuereinheit 20 für ein Fahrzeug, ins- besondere für ein konventionelles Fahrrad oder ein Elektroleichtfahr- zeug wie etwa ein Elektrofahrrad oder einen Elektroroller, eine erste elektronische Fahrzeug- bzw. Fahrradkomponente 30A, eine zweite elektronische Fahrzeug- bzw. Fahrradkomponente 30B, eine erste erfindungsgemäße Adaptereinrichtung 1 und eine zweite erfindungsgemäße Adaptereinrichtung 1 aufweist.
Die beiden erfindungsgemäßen Adaptereinrichtungen 1 dienen zur Herstellung einer jeweiligen Verbindung, insbesondere Kommunikationsverbindung, zwischen der elektronischen Steuereinheit 20 und den elektronischen Fahrradkomponenten 30A bzw. 30B. Des Weiteren dienen die jeweiligen Adaptereinrichtungen 1 zur Umwandlung einer von der elektronischen Steuereinheit 20 zugeführten ersten Spannung in eine jeweilige zweite Spannung bzw. Versorgungsspannung, welche für den Betrieb der jeweiligen elektronischen Fahrradkomponente 30A, 30B erforderlich ist und gegebenenfalls von der ersten Spannung unterschiedlich ist, und zur Zuführung der jeweiligen zweiten Spannung zu der jeweiligen elektronischen Fahrradkomponente 30A, 30B. Dabei können die jeweiligen Adaptereinrichtungen 1 derart eingerichtet sein, dass die der Fahrradkomponente 30A zugeführte zweite Spannung unterschiedlich zu derjenigen zweiten Spannung sein, welche der elektronischen Fahrradkomponente 30B zugeführt wird.
Die Adaptereinrichtung 1 weist eine Adapterelektronik 4A, 4B sowie ein erstes Kabel 5A, 5B und ein zweites Kabel 6A, 6B auf, die jeweils mehrere Adern bzw. elektrische Leitungen umfassen.
Ein jeweiliges Ende des ersten Kabels 5A, 5B und des zweiten Kabels 6A, 6B ist mit der Adapterelektronik 4A, 4B verbunden, wobei die Adapterelektronik 4A, 4B bevorzugt fest mit dem ersten Kabel 5A, 5B und dem zweiten Kabel 6A, 6B verbunden ist und die Adapterelektronik 4A, 4B sowie die jeweiligen Enden des ersten Kabels 5A, 5B und des zweiten Kabels 6A, 6B zusammen beispielsweise mit Kunststoff um- spritzt sind, so dass die Adaptereinrichtung 1 durch ein einzelnes Bauteil gebildet ist.
An dem anderen Ende des ersten Kabels 5A, 5B ist ein Stecker 2A, 2B vorgesehen, der dazu eingerichtet ist, mit einem Stecker 21, 22, der über ein Kabel 23A, 23B mit der elektronischen Steuereinheit 20 verbunden ist, verbunden zu werden. An dem anderen Ende des zweiten Kabels 6A ist ein Stecker 3A vorgesehen, der dazu eingerichtet ist, mit einem Stecker 31A, der mit der ersten elektronischen Fahrradkomponente 30A über ein Kabel verbunden ist, verbunden zu werden. An dem anderen Ende des zweiten Kabels 6B ist ein Stecker 3B vorgesehen, der dazu eingerichtet ist, mit einem Stecker 31B, der mit der zweiten elektronischen Fahrradkomponente 30B über ein Kabel verbunden ist, verbunden zu werden.
Die elektronischen Fahrradkomponenten 30A, 30B können beispielsweise als Sensoren wie etwa Helligkeitssensoren oder Geschwindigkeitssensoren, und Ähnliches, als Bedieneinheit zur Entgegennahme eines Befehls zur Steuerung einer anderen der elektronischen Fahrradkomponenten 30A, 30B oder als Aktuatoren wie etwa eine Lampe, eine Batterie, ein Motor, insbesondere als ein Elektromotor zum Antrieb eines Elektroleichtfahrzeugs wie etwa eines Elektrofahrrads oder eines Elektrorollers oder als eine Batterie zur Spannungsversorgung des Elektromotors, und Ähnliches ausgebildet sein.
Ein von der elektronischen Steuereinheit 20 gesteuertes Bordnetz wird mit der ersten Spannung, beispielsweise 12 V, und einem Strom von maximal 3A, und einem ersten Datenprotokoll betrieben. Ein in dem Bordnetz verwendeter Bus zur Daten- und Befehlsübertragung bzw. Übertragung von Nachrichten zwischen einzelnen an dem Bus angeschlossenen Geräten kann beispielsweise ein UN-Bus sein.
Die elektronischen Fahrradkomponenten 30A, 30B sind dagegen dazu eingerichtet sind, mit einer Versorgungsspannung, beispielsweise 48V, 36V, 24V, oder 6V, welche einer zweiten Spannung entspricht, betrieben zu werden, und Nachrichten mit einem von dem ersten Datenprotokoll unterschiedlichen zweiten Datenprotokoll auf einem von dem Bussystem des Bordnetzes unterschiedlichen Bussystem, beispielsweise einem CAN-, UN-, UART-, etc. Bussystem, an die elektronische Steuereinheit 20 zu senden und von dieser zu empfangen.
Um die Kommunikationsverbindung zwischen dem elektronischen Steuergerät 20 und den beiden elektronischen Fahrradkomponenten 30A, 30B herzustellen und die erste Spannung in die zweite Spannung umzuwandeln, weist die Adapterelektronik 4A, 4B einen Mikrocontroller 12A, 12B, einen Transceiver 9A, 9B, und eine Spannungsversorgung 7A, 7B auf. Dabei werden der Mikrocontroller 12A, 12B und der
Transceiver 9A, 9B durch die von der elektronischen Steuereinheit 20 über das erste Kabel 5A, 5B zugeführte erste Spannung betrieben.
Die Adapterelektronik 4A, 4B ist dazu eingerichtet, Nachrichten, die von der elektronischen Steuereinheit 20 über das Bordnetz bzw. den ersten Datenbus, welcher zumindest eine Einzelleitung bzw. zumindest eine Ader des Kabels 23A, 23B und des ersten Kabels 5A, 5B der Adaptereinrichtung 1 umfasst, gemäß dem ersten Datenprotokoll gesendet wurden zu empfangen, die empfangenen Nachrichten in Nachrichten gemäß eines zweiten Datenprotokoll eines zweiten Datenbusses, der zumindest eine Einzelleitung bzw. zumindest eine Ader des zweiten Kabels 6A, 6B und des Kabels, welches den Stecker 31A, 31B mit der elektronischen Fahrradkomponente 30A, 30B verbindet, umfasst, zu Obersetzen, und die übersetzten Nachrichten über den zweiten Datenbus an die elektronische Fahrradkomponente 30A, 30B zu senden. Dabei kann eine auf dem Mikrocontroller 12A, 12B ausgeführte Software von der elektronischen Steuereinheit 20 durch Senden einer entsprechenden Nachricht an die Adapterelektronik 4A, 4B programmiert werden. Des Weiteren ist die Adapterelektronik 4A, 4B dazu eingerichtet, Nachrichten, die von der elektronischen Fahrradkomponente 30A, 30B über den zweiten Datenbus gemäß dem zweiten Datenprotokoll gesendet werden zu empfangen, die empfangenen Nachrichten in Nachrichten gemäß des ersten Datenprotokolls zu übersetzen, und die übersetzten Nachrichten über den ersten Datenbus an die elektronische Steuereinheit 20 zu senden.
Im Folgenden wird am Beispiel der Nachrichtenübertragung zwischen der elektronischen Steuereinheit 20 und der elektronischen Fahrradkomponente 30A die Funktionalität der erfindungsgemäßen Adaptereinrichtung 1 genauer beschrieben.
Der erste Stecker 2A bzw. die erste Buchse 2A ist dazu konfiguriert, mit dem Stecker 21 bzw. der Buchse 21 des Kabels 23A der elektronischen Steuereinheit 20 derart verbunden zu werden, dass eine Datenkommunikation zwischen der Adapterelektronik 4A und der elektronischen Steuereinheit 20 ermöglicht wird, und die erste Spannung von der elektronischen Steuereinheit 20 der Adapterelektronik 4A zugeführt werden kann.
Der zweite Stecker 3A bzw. die zweite Buchse 3A ist dazu konfiguriert, mit dem Stecker 31A bzw. der Buchse 31A des Kabels der elektronischen Fahrradkomponente 30A derart verbunden zu werden, dass eine Datenkommunikation zwischen der Adapterelektronik 4A und der elektronischen Fahrradkomponente 30A ermöglicht wird, und eine zweite Spannung von der Adapterelektronik 4A der elektronischen Fahrradkomponente 30A zugeführt werden kann.
Die der Adapterelektronik 4A zugeführte erste Spannung wird einerseits zur Versorgung der Adapterelektronik 4A mit Energie bzw.
Strom verwendet, und andererseits wird die zugeführte erste Spannung durch die Spannungsversorgung 7A in die zweite Spannung umgewandelt, wobei die zweite Spannung der elektronischen Fahrradkomponente 30A über das zweite Kabel 6A zugeführt wird, um die elektronische Fahrradkomponente 30A mit Energie bzw. Strom zu versorgen. Ein erster Datenbus erstreckt sich von der elektronischen Steuereinheit 20 bis ins Innere der Adapterelektronik 4A, beispielsweise bis zu einer durch die gestrichelte Linie 10A veranschaulichten Grenze. Ein zweiter Datenbus erstreckt sich von der gestrichelt veranschaulichten Grenze 10A hin zu der elektronischen Fahrradkomponente 30A.
Beim Senden einer ersten Nachricht von der elektronischen Steuereinheit 20 über den ersten Datenbus gemäß dem ersten Datenprotokoll an die elektronische Fahrradkomponente 30A wird die erste Nachricht von dem Transceiver 9A empfangen. Die empfangene erste Nachricht wird von dem MikroController 12A, insbesondere einem Prozessor IIA des Mikrocontrollers 12A, in eine zweite Nachricht gemäß dem zweiten Daten Protokoll des zweiten Datenbusses übersetzt, und der Transceiver 9A sendet die zweite Nachricht über den zweiten Datenbus an die elektronische Fahrradkomponente 30A.
Beim Senden einer dritten Nachricht von der elektronischen Fahrradkomponente 30A über den zweiten Datenbus an die elektronische Steuereinheit 20 wird die dritte Nachricht von dem Transceiver 9A empfangen. Die empfangene dritte Nachricht wird von dem MikroController 12A, insbesondere dem Prozessor IIA des Mikrocontrollers 12A, in eine vierte Nachricht gemäß dem ersten Datenprotokoll des ersten Datenbusses übersetzt, und der Transceiver 9A sendet die vierte Nachricht über den ersten Datenbus an die elektronische Steuereinheit 20.
In der Adapterelektronik 4A ist in einem Speicherbereich 8A des Mikrocontrollers 12A bereits bei der Auslieferung eine Basis-Firmware zum Erkennen von mehreren elektronischen Fahrzeugkomponenten 30A, 30B unterschiedlicher Art und von unterschiedlichen Herstellern gespeichert. Bei einer Inbetriebnahme des Fahrzeugs bzw. einem An- schluss einer bestimmten elektronischen Fahrradkomponente 30A, 30B an das zweite Kabel 6A der Adaptereinrichtung 4A durch Verbinden des Steckers 3A mit dem Stecker 31A erkennt die Adapterelektronik 4A anhand eines Hand-Shake-Verfahrens wie etwa eines Challenge- Response-Verfahrens oder eines Public Key Infrastructure (PKI)- basierten Verfahrens, ob die angeschlossene bestimmte elektronische Fahrradkomponente 30A eine der mehreren elektronischen Fahrzeugkomponenten 30A, 30B ist.
Falls die bestimmte elektronische Fahrzeugkomponente 30A eine der mehreren elektronischen Fahrzeugkomponenten 30A, 30B ist, sendet die Adaptereinrichtung 1 über das erste Kabel 5A eine Nachricht an die elektronische Steuereinheit 20 zur Anforderung einer für eine mit Bezug auf Daten und Befehle spezifische Kommunikation mit der bestimmten elektronischen Fahrzeugkomponente 30A erforderlichen Firmware. Nach Erhalt der Anforderung sendet die elektronische Steuereinheit 20 die für die Übermittlung von als Daten und Befehle ausgebildeten Nachrichten zwischen der Adapterelektronik 4A und der elektronischen Fahrradkomponente 30A erforderliche Firmware an die Adapterelektronik 4A, welche die erhaltene Firmware in dem Speicherbereich 8A speichert.
Die Adaptereinrichtung 1 ist ferner dazu eingerichtet, eine Software der elektronischen Fahrradkomponente 30A zu programmieren. Dazu sendet die Adapterelektronik 4A zunächst über den zweiten Datenbus eine Nachricht zur Initialisierung eines in der elektronischen Fahrradkomponente 30A gespeicherten Startprogramms für eine Steuereinheit der elektronischen Fahrradkomponente 30A an die elektronische Fahrradkomponente 30A. Nach der Initialisierung bzw. nach Erhalt einer Nachricht von der elektronischen Fahrradkomponente, dass die Initialisierung abgeschlossen ist, sendet die Adapterelektronik 4A eine weitere Nachricht über den zweiten Datenbus an die elektronische Fahr- radkomponente 30A, welche entsprechende Informationen enthält, um die elektronische Fahrradkomponente 30A zu programmieren.
Des Weiteren ist die Adaptereinrichtung 1 dazu eingerichtet, eine Software einer der elektronischen Fahrradkomponente 30A nachgeschalteten nicht gezeigten Komponente zu programmieren. Dazu sendet die Adapterelektronik 4A zunächst über den zweiten Datenbus eine Nachricht zur Initialisierung eines in der nachgeschalteten Komponente gespeicherten Startprogramms für eine Steuereinheit der nachgeschalteten Komponente an die nachgeschaltete Komponente. Nach der Initialisierung sendet die Adapterelektronik 4A eine weitere Nachricht über den zweiten Datenbus an die nachgeschaltete Komponente, um die nachgeschaltete Komponente zu programmieren.

Claims

Patentansprüche
1. Adaptereinrichtung (1) zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer elektronischen Steuereinheit (20) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein konventionelles Fahrrad oder ein Elektroleichtfahr- zeug wie etwa ein Elektrofahrrad oder einen Elektroroller, und einer elektronischen Fahrzeugkomponente (30Af 30B), umfassend
ein erstes Kabel (5A, 5B), das dazu eingerichtet ist mit der elektronischen Steuereinheit (20) verbunden zu werden,
eine Adapterelektronik (4A, 4B), und
ein zweites Kabel (6A, 6B), das dazu eingerichtet ist mit der elektronischen Fahrzeugkomponente (30A, 30B) verbunden zu werden, wobei
die Adapterelektronik (4A, 4B) zwischen das erste Kabel (5A, 5B) und das zweite Kabel (6A, 6B) geschaltet ist, und dazu eingerichtet ist, von der elektronischen Steuereinheit (20) über das erste Kabel (5A, 5B) gemäß einem ersten Datenprotokoll gesendete erste Nachrichten zu empfangen, die empfangenen ersten Nachrichten in zweite Nachrichten gemäß eines zweiten Datenprotokolls zu übersetzen, und die zweiten Nachrichten über das zweite Kabel (6A, 6B) an die elektronische Fahrzeugkomponente (30A, 30B) zu senden.
2. Adaptereinrichtung (1) gemäß Anspruch 1, bei der die Adapterelektronik (4A, 4B) dazu eingerichtet ist, von der elektronischen Fahrzeugkomponente (30A, 30B) über das zweite Kabel (6A, 6B) gemäß des zweiten Datenprotokolls gesendete dritte Nachrichten zu empfangen, die empfangenen dritten Nachrichten in vierte Nachrichten gemäß des ersten Datenprotokolls zu übersetzen, und die vierten Nachrichten über das erste Kabel (5A, 5B) an die elektronische Steuereinheit (20) zu senden.
3. Adaptereinrichtung (1) gemäß Anspruch 2, bei der die Adapterelektronik (4A, 4B) einen MikroController (12A, 12B) umfasst, der dazu eingerichtet ist die ersten Nachrichten in die zweiten Nachrichten zu übersetzen und die dritten Nachrichten in die vierten Nachrichten zu übersetzen.
4. Adaptereinrichtung (1) gemäß Anspruch 3, bei der die Adapterelektronik (4A, 4B) dazu eingerichtet, eine von der elektronischen Steuereinheit (20) über das erste Kabel (5A, 5B) zugeführte erste Spannung in eine zweite Spannung umzuwandeln, und die zweite Spannung über das zweite Kabel (6A, 6B) der elektronischen Fahrzeugkomponente (30A, 30B) zuzuführen.
5. Adapterein richtung (1) gemäß Anspruch 4, bei der der Mik- rocontroller (IIA, IIB) dazu eingerichtet ist, mit der von der elektronischen Steuereinheit (20) über das erste Kabel (5A, 5B) zugeführten ersten Spannung betrieben zu werden.
6. Adaptereinrichtung (1) gemäß Anspruch 4 oder 5, bei der die Adapterelektronik (4A, 4B) eine Spannungsversorgung (7A, 7B) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, die erste Spannung in die zweite Spannung umzuwandeln.
7. Adaptereinrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Adapterelektronik (4A, 4B) dazu eingerichtet ist, eine fünfte Nachricht zur Initialisierung eines in der elektronischen Fahrzeugkomponente (30A, 30B) gespeicherten Startprogramms für eine Steuereinheit der elektronischen Fahrzeugkomponente (30A, 30B) an die elektronische Fahrzeugkomponente (30A, 30B) über das zweite Kabel (6A, 6B) zu senden, oder eine sechste Nachricht zur Initialisierung eines in einer der elektronischen Fahrzeugkomponente (30A, 30B) nachgeschalteten Komponente gespeicherten Startprogramms für eine Steuereinheit der nachgeschalteten Komponente an die nachgeschaltete Komponente über das zweite Kabel (6A, 6B) zu senden.
8. Adaptereinrichtung (1) gemäß Anspruch 7, bei der die Adapterelektronik (4A, 4B) dazu eingerichtet ist eine siebte Nachricht zur Programmierung der elektronischen Fahrzeugkomponente (30A, 30B) an die elektronische Fahrzeugkomponente (30A, 30B) über das zweite Kabel (6A, 6B) zu senden, oder eine achte Nachricht zur Programmierung der nachgeschalteten Komponente an die nachgeschaltete Komponente über das zweite Kabel (6A, 6B) zu senden.
9. Adaptereinrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der in der Adapterelektronik (4A, 4B) eine Firmware zum Erkennen von mehreren elektronischen Fahrzeugkomponenten (30A, 30B) unterschiedlicher Art gespeichert ist, und die Adapterelektronik (4A, 4B) dazu eingerichtet ist, bei einem Anschluss einer bestimmten elektronischen Fahrzeugkomponente (30A, 30B) an das zweite Kabel (6A, 6B) zu ermitteln, ob die bestimmte elektronische Fahrzeugkomponente (30A, 30B) eine der mehreren elektronischen Fahrzeugkomponenten (30A, 30B) ist, und im Falle dass die bestimmte elektronische Fahrzeugkomponente (30A, 30B) eine der mehreren elektronischen Fahrzeugkomponenten (30A, 30B) ist, über das erste Kabel (5A, 5B) eine Nachricht an die elektronische Steuereinheit (20) zur Anforderung einer für eine Kommunikation mit der bestimmten elektronischen Fahrzeugkomponente (30A, 30B) erforderlichen Firmware zu senden.
10. Adaptereinrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Adapterelektronik (4A, 4B) einen Transceiver (9A, 9B) aufweist, der dazu eingerichtet ist,
von der elektronischen Steuereinheit (20) über das erste Kabel (5A, 5B) gesendete Nachrichten zu empfangen, und Nachrichten an die elektronische Steuereinheit (20) über das erste Kabel (5A, 5B) zu senden, und
von der elektronischen Fahrzeugkomponente (30A, 30B) über das zweite Kabel (6A, 6B) gesendete Nachrichten zu empfangen, und Nachrichten an die elektronische Fahrzeugkomponente (30A, 30B) über das zweite Kabel (6A, 6B) zu senden.
11. Adaptereinrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend
einen ersten Stecker (2A, 2B), der dazu eingerichtet ist mit einem Stecker (21, 22), welcher mit der elektronischen Steuereinheit (20) verbunden ist, verbunden zu werden, und
einen zweiten Stecker (3A, 3B), der dazu eingerichtet ist mit einem Stecker (31A, 31B), welcher mit der elektronischen Fahrzeugkomponente (30A, 30B) verbunden ist, verbunden zu werden.
12. Adaptereinrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Adaptereinrichtung (1) als ein einzelnes Bauteil ausgebildet ist.
13. Einrichtung zur Steuerung einer elektronischen Fahrzeugkomponente (30A, 30B), umfassend
eine elektronische Steuereinheit (20), und
eine Adaptereinrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
14. Anordnung, umfassend
eine Einrichtung zur Steuerung einer elektronischen Fahrzeugkomponente (30A, 30B) gemäß Anspruch 13, und
eine elektronische Fahrzeugkomponente (30A, 30B).
15. Fahrzeug, insbesondere konventionelles Fahrrad oder ein Elektroleichtf ahrzeug wie etwa ein Elektrofahrrad oder einen Elektrorol- ler, umfassend eine Einrichtung zur Steuerung einer elektronischen Fahrzeugkomponente (30A, 30B) gemäß Anspruch 13.
16. Fahrzeug gemäß Anspruch 15, ferner umfassend eine elektronische Fahrzeugkomponente (30A, 30B).
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