DE102022200183A1

DE102022200183A1 - Device for predictively controlling supply energy and range of a bicycle with an electric motor and with a supply energy source

Info

Publication number: DE102022200183A1
Application number: DE102022200183.4A
Authority: DE
Inventors: Reiner Kriesten; Michael Weber; Yannick Rauch; Philipp Nenninger
Original assignee: Hochschule Karlsruhe Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts
Current assignee: Hochschule Karlsruhe Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts
Priority date: 2022-01-11
Filing date: 2022-01-11
Publication date: 2023-07-13

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (100) zum prädiktiven Regeln einer Versorgungsenergie und Reichweite eines Fahrrads (102) mit einem Elektromotor (104) und mit einer Versorgungsenergiequelle (106) vorgeschlagen. Die Vorrichtung (100) umfasst eine Eingabeeinrichtung (112) zum Eingeben einer Fahrstrecke und einer gewünschten Anstrengung, eine erste Ermittlungseinrichtung (114) zum Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke, eine zweite Ermittlungseinrichtung (120) zum Ermitteln einer Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke basierend auf der eingegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und eines vorbestimmten Anteils einer aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle (106) des Fahrrads (102), und eine Regelungseinrichtung (122). Die Regelungseinrichtung (122) ist eingerichtet zum Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors (104) entsprechend der gewünschten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle (106), falls die zweite Ermittlungseinrichtung (120) eine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt, wobei die Regelungseinrichtung (122) eingerichtet ist zum Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors (104) entsprechend einer korrigierten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle (106), falls die zweite Ermittlungseinrichtung (120) keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt. Weiterhin wird ein Verfahren zum prädiktiven Regeln einer Versorgungsenergie und Reichweite eines Fahrrads (102) mit einem Elektromotor (104) und mit einer Versorgungsenergiequelle (106) vorgeschlagen.A device (100) for the predictive regulation of supply energy and range of a bicycle (102) with an electric motor (104) and with a supply energy source (106) is proposed. The device (100) comprises an input device (112) for entering a route and a desired effort, a first determination device (114) for determining route parameters of the route, a second determination device (120) for determining the feasibility of the entered route based on the entered desired exertion, the route parameters and a predetermined proportion of a current capacity of the supply energy source (106) of the bicycle (102), and a control device (122). The control device (122) is set up to control an assisting power of the electric motor (104) according to the desired effort and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source (106) if the second determination device (120) determines that the route entered can be realized, the control device (122) is set up to regulate an assisting force of the electric motor (104) according to a corrected effort and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source (106) if the second determination device (120) does not determine the feasibility of the route entered. Furthermore, a method for the predictive regulation of supply energy and range of a bicycle (102) with an electric motor (104) and with a supply energy source (106) is proposed.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum prädiktiven Regeln einer Versorgungsenergie und Reichweite eines Fahrrads mit einem Elektromotor und mit einer Versorgungsenergiequelle. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrrad mit einem Elektromotor, einer Versorgungsenergiequelle und einer solchen Vorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum prädiktiven Regeln einer Versorgungsenergie und Reichweite eines Fahrrads mit einem Elektromotor und mit einer Versorgungsenergiequelle.The present invention relates to a device for predictively controlling supply energy and range of a bicycle with an electric motor and with a supply energy source. The present invention further relates to a bicycle with an electric motor, a supply energy source and such a device. The present invention further relates to a method for predictively controlling supply energy and range of a bicycle with an electric motor and with a supply energy source.

Technischer HintergrundTechnical background

Aus dem Stand der Technik sind Fahrräder mit einem Elektromotor und einer Versorgungsenergiequelle bekannt. Derartige Fahrräder, welche den Antrieb durch einen Elektromotor unterstützen, sind sogenannte Pedelecs oder S-Pedelecs. Pedelecs mit einer Unterstützung bis 25 km/h gelten als Fahrrad. S-Pedelecs mit einer Unterstützung bis 45 km/h gelten als Leichtkraftrad. Bei der Versorgungsenergiequelle handelt es sich üblicherweise um einen Akkumulator, auch kurz Akku genannt.Bicycles with an electric motor and a supply energy source are known from the prior art. Such bicycles, which support the drive by an electric motor, are so-called pedelecs or S-pedelecs. Pedelecs with support up to 25 km/h count as bicycles. S-pedelecs with support up to 45 km/h are considered light motorcycles. The supply energy source is usually an accumulator, also referred to as an accumulator for short.

Die EP 2 644 492 A1 beschreibt ein motorunterstütztes Fahrrad, das einen Trittkraftsensor, der eine an einem Pedal erzeugte Trittkraft erfasst, einen Unterstützungsbetrag-Steuer-/Regelteil, der ein Unterstützungsbetrag-Korrekturmittel umfasst, das die Schätzung der Ermüdung eines menschlichen Körpers durchführt und eine Unterstützungskraft entsprechend einer Ausgabe des Trittkraftsensors bestimmt, und einen Motor umfasst, der die Unterstützungskraft erzeugt und eine Antriebskraft unterstützt. Das motorunterstützte Fahrrad umfasst weiterhin einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst. Der Unterstützungsbetrag- Steuer-/Regelteil umfasst einen Basisunterstützungsbetrag-Einstellteil, der durch Berechnung einen Basisunterstützungsbetrag basierend auf der Trittkraft und der Fahrzeuggeschwindigkeit einstellt, und ein Ermüdungslevel-Schätzteil, das die Erhöhungs-/Verringerungskorrektur des Basisunterstützungsbetrags durch Schätzen eines Ermüdungslevels eines Fahrers durchführt.The EP 2 644 492 A1 describes a motor-assisted bicycle that includes a pedaling force sensor that detects a pedaling force generated at a pedal, an assist amount control part that includes an assist amount correction means that performs the estimation of human body fatigue, and an assist force corresponding to an output of the pedaling force sensor is determined, and includes a motor that generates the assisting force and assists a driving force. The motor-assisted bicycle further includes a vehicle speed sensor that detects a vehicle speed of the vehicle. The assist amount control part includes a base assist amount setting part that sets a base assist amount by calculation based on the pedaling force and the vehicle speed, and a fatigue level estimating part that performs the increase/decrease correction of the base assist amount by estimating a fatigue level of a driver.

Die US 2018/056812 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Steuern eines Elektromotors in einem motorunterstützten, pedalbetriebenen oder handgekurbelten Fahrzeug. Die Vorrichtung umfasst einen Prozessor, der ausgebildet ist, um einen Wert für die auf das Fahrzeug wirkende Nettogegenkraft zu berechnen, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einen Beschleunigungsmesser zum Messen einer Komponente der Fahrzeugbeschleunigung in Fahrtrichtung des Fahrzeugs, einen Luftdrucksensor, der den Luftdruck in Fahrtrichtung misst, einen Sensor, der die Kraftabgabe des Elektromotors misst, und einen Leistungsunterstützungsprozessor, der eine von einem Elektromotor zu liefernde Leistungsmenge gemäß gemessenen Werten für Geschwindigkeit, Beschleunigung, Luftdruck und Leistung, die von einer das Fahrzeug fahrenden Person bereitgestellt wird, berechnet.The U.S. 2018/056812 A1 describes an apparatus for controlling an electric motor in a motor-assisted, pedal-operated or hand-cranked vehicle. The device includes a processor configured to calculate a value for the net counterforce acting on the vehicle, a vehicle speed sensor, an accelerometer for measuring a component of the vehicle acceleration in the direction of travel of the vehicle, an air pressure sensor that measures the air pressure in the direction of travel, a Sensor that measures the power output of the electric motor and a power assist processor that calculates an amount of power to be delivered by an electric motor according to measured values of speed, acceleration, barometric pressure and power provided by a person driving the vehicle.

Die EP 3 377 400 A1 beschreibt ein Verwaltungsverfahren für die Energiereichweite eines wiederaufladbaren Batteriepacks eines Elektrofahrrads mit Tretunterstützung, das eine elektrische Maschine umfasst, die zum Liefern eines Drehmoments gemäß einem Tretunterstützungsfaktor steuerbar ist, wobei das Drehmoment zu dem von einem Radfahrer durch das Treten erzeugte Drehmoment addiert wird, wobei das Verwaltungsverfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Auswählen einer von dem Elektrofahrrad zu fahrenden Route ausgehend von einer Anfangsposition; b) Erhalten von Daten, die für das Höhenprofil der ausgewählten Route repräsentativ sind, und Unterteilen der Route in eine Vielzahl von Segmenten, von denen jedes durch einen entsprechenden Höhenparameter gekennzeichnet ist; c) Berechnen eines Werts, der mit dem maximalen Prozentsatz der Entladung des Batteriepacks auf der ausgewählten Route als Funktion des Höhenprofils und eines Grenzpedalunterstützungsfaktors korreliert ist, vorzugsweise Berechnen eines Wertes für jedes Segment, der für den Prozentsatz der Batterie repräsentativ ist Entladung des Packs auf dem Segment als Funktion eines Grenzunterstützungsfaktors, der jedem Segment zugeordnet ist, basierend auf dem dem Segment zugeordneten Höhenparameter; d) Verifizieren, ob der Batteriepack am Ende der Route eine positive Restladung aufweist oder nicht; wobei, wenn nach Schritt d) des Verifizierens bestimmt wird, dass der Batteriepack am Ende der Route keine positive Restladung aufweist, dann das Verwaltungsverfahren iterativ die Schritte c) und d) des Modifizierens des Grenzunterstützungsfaktor basierend auf einer oder mehreren Anpassungskurven wiederholt, die es jeweils ermöglichen, einen neuen Grenzunterstützungsfaktor für jedes Segment als Funktion der Segmentsteigung zu erhalten.The EP 3 377 400 A1 describes a management method for the energy range of a rechargeable battery pack of a pedal assist electric bicycle comprising an electric machine controllable to deliver torque according to a pedal assist factor, the torque being added to the torque produced by a cyclist's pedaling, the management method comprises the following steps: a) selecting a route to be traveled by the electric bicycle starting from an initial position; b) obtaining data representative of the elevation profile of the selected route and dividing the route into a plurality of segments, each characterized by a respective elevation parameter; c) Calculating a value correlated to the maximum percentage of discharge of the battery pack on the selected route as a function of the elevation profile and a limit pedal assist factor, preferably calculating a value for each segment representative of the percentage of battery discharge of the pack on the segment as a function of a limit support factor associated with each segment based on the elevation parameter associated with the segment; d) verifying whether or not the battery pack has a positive residual charge at the end of the route; wherein, if after verifying step d) it is determined that the battery pack does not have a residual positive charge at the end of the route, then the management method iteratively repeats steps c) and d) of modifying the limit support factor based on one or more adaptation curves that it respectively allow to obtain a new limit support factor for each segment as a function of the segment slope.

Die WO 2012/172227 A1 beschreibt ein Verfahren zum Energiemanagement in einem elektrisch unterstützten Fahrzeug mit folgenden Schritten: a) Ermitteln der für eine Fahrt benötigten Gesamtenergiemenge; und b) Zuordnen einer Menge an elektrischer Energie zu der Fahrt und Ableiten daraus der für die Fahrt benötigten Menge an menschlicher Energie oder Zuordnen einer Menge an menschlicher Energie zu der Fahrt und Ableiten der für die Fahrt benötigten Menge an elektrischer Energie auf dieser Basis.The WO 2012/172227 A1 describes a method for energy management in an electrically assisted vehicle with the following steps: a) determining the total amount of energy required for a trip; and b) allocating an amount of electrical energy to the trip and deriving therefrom the amount of human energy required for the trip, or allocating an amount of human energy to the trip and deriving the amount of human energy required for the Ride required amount of electrical energy based on this.

Trotz der zahlreichen Vorteile der aus dem Stand der Technik bekannten Fahrräder mit Unterstützung des Antriebs durch einen Elektromotor beinhalten diese noch Verbesserungspotenzial.Despite the numerous advantages of the bicycles known from the prior art with the support of the drive by an electric motor, these still contain potential for improvement.

Der Fahrer eines E-Bikes muss somit auf Grundlage einfacher Reichweitenvorhersagen, welche entweder generisch gehalten oder spezifisch für eine bestimmte Unterstützungsintensität sind, sowie ggf. der eigenen persönlichen Erfahrung beurteilen, ob die Energie im Akku für die gewünschte Fahrt ausreicht und wie die Unterstützung jeweils zu verwenden ist. Dabei sind die zu beachtenden Zusammenhänge nur schwer abzuschätzen. Mit anderen Worten basieren die bisher bekannten Systeme und Vorrichtungen auf Erfahrungen und Schätzungen der jeweiligen Nutzer und sind damit auch nicht einfach auf andere Personen übertragbar. Insbesondere bei reichweitenkritischen Fahrten kann ohne technische Hilfestellung oder Beurteilung der Strecke nur schwer das jeweils richtige Maß an Unterstützung gefunden werden.The rider of an e-bike must therefore assess whether the energy in the battery is sufficient for the desired ride and how the support should be based on simple range predictions, which are either generic or specific to a certain support intensity, and possibly based on their own personal experience use is. The relationships to be observed are difficult to estimate. In other words, the previously known systems and devices are based on the experiences and estimates of the respective users and are therefore not easily transferrable to other people. In the case of journeys where the range is critical, in particular, it is difficult to find the right level of support without technical assistance or an assessment of the route.

Aufgabe der Erfindungobject of the invention

Es wäre daher wünschenswert, eine Vorrichtung zum Regeln einer Versorgungsenergie und ein Fahrrad bereitzustellen, welche die Nachteile bekannter Vorrichtungen zum Regeln einer Versorgungsenergie und Fahrräder zumindest weitgehend vermeidet. Insbesondere soll durch die Erfindung die Unterstützung des Pedelecs/S-Pedelecs so über die zu fahrende Strecke hinweg verteilt werden, dass der Fahrer mit einer möglichst angemessenen Anstrengung das gewünschte Ziel erreichen kann. So soll die Fahrstrecke mit optimaler Unterstützung des Elektromotors absolviert werden können, so dass eine gleichmäßige, nicht überlastende körperliche Anstrengung infolge nahezu vollständiger Nutzung der Akkuladung erfolgt. Ein Ausfall der Unterstützung aufgrund leerer Versorgungsenergiequelle vor Zielorterreichung soll damit einerseits vermieden werden, andererseits der Fahrer sich aber nicht überlasten und dann am Zielort mit signifikant ungenutzter Kapazität der Versorgungsenergiequelle ankommen.It would therefore be desirable to provide a utility power management device and bicycle that at least largely avoids the disadvantages of known utility power management devices and bicycles. In particular, the invention aims to distribute the support of the pedelec/S-pedelec over the route to be traveled in such a way that the driver can reach the desired destination with as little effort as possible. It should be possible to complete the route with optimal support from the electric motor, so that physical exertion is even and not excessive as a result of almost complete use of the battery charge. A failure of the support due to an empty supply energy source before reaching the destination should be avoided on the one hand, but on the other hand the driver should not overload himself and then arrive at the destination with significantly unused capacity of the supply energy source.

Ein Beispiel hierfür ist die Fahrt auf einer hügeligen Strecke, welche mit einem Anstieg beginnt, im Mittelteil abfallend, bzw. flach ist und zum Ende hin einen steilen Anstieg aufweist. Die Erfindung ist dabei in der Lage, die Energie für den Antrieb selbstständig so einzuteilen, dass für den Schlussanstieg noch ausreichend Energie für eine angemessene Unterstützungsnutzung vorhanden ist und die Energie nicht bereits während des ersten Anstiegs durch eine übermäßige Nutzung der Unterstützung aufgebraucht wird und dazu führt, dass der Fahrer auf dem letzten Streckenabschnitt übermäßig belastet wird oder im schlimmsten Fall das gewünschte Ziel aus eigener Kraft nicht erreichen kann. Stattdessen kann die Unterstützung so eingeteilt werden, dass die Anstrengung im ersten Teil der Strecke zwar erhöht ist, dafür für den Schlussanstieg noch ausreichend Unterstützung zur Verfügung steht und die Fahrt damit bezogen auf die Anstrengung des Fahrers ausgeglichener wird. So soll die Vorrichtung einem Fahrer des Fahrrads eine Fahrt mit einer möglichst angemessenen Anstrengung ermöglichen. Insbesondere bei „Fahrten mit knapper Energie“ soll die in der entsprechenden Versorgungsenergiequelle bzw. Speichereinheit vorhandene Energie bedarfsgerecht über die gesamte noch zu fahrende Strecke verteilt werden. Dabei soll die Anstrengung des Fahrers über den gesamten Fahrtverlauf in einem möglichst angemessenen Bereich gehalten werden. Auch bei ausreichend vorhandener Energie für die Unterstützung soll sichergestellt werden, dass sich ein angenehmes Fahrerlebnis einstellt und gleichzeitig die elektrische Energie möglichst effizient verwendet wird, da die Unterstützung immer in entsprechend ausreichender Höhe zur Verfügung steht und so eine übermäßige Verwendung der Unterstützung vermieden werden kann.An example of this is driving on a hilly route that begins with a rise, falls in the middle or is flat and has a steep rise at the end. The invention is able to divide the energy for the drive independently in such a way that there is still sufficient energy for an appropriate use of support for the final climb and the energy is not already used up during the first climb through excessive use of the support and leads to this that the driver is overburdened on the last section of the route or, in the worst case, cannot reach the desired destination on his own. Instead, the support can be divided in such a way that the effort is increased in the first part of the route, but there is still sufficient support available for the final climb and the ride is therefore more balanced in terms of the driver's effort. Thus, the device should enable a rider of the bicycle to ride with as reasonable an effort as possible. The energy available in the corresponding supply energy source or storage unit should be distributed as required over the entire route that is still to be traveled, particularly in the case of "journeys with scarce energy". The driver's effort should be kept within a reasonable range over the entire course of the journey. Even if there is sufficient energy available for the support, it should be ensured that a pleasant driving experience is achieved and at the same time the electrical energy is used as efficiently as possible, since the support is always available at a correspondingly sufficient level and excessive use of the support can thus be avoided.

Allgemeine Beschreibung der ErfindungGeneral Description of the Invention

Diese Aufgabe wird adressiert durch Vorrichtung zum prädiktiven Regeln einer Versorgungsenergie und Reichweite eines Fahrrads und einem Fahrrad mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen, welche einzeln oder in beliebiger Kombination realisierbar sind, sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.This object is addressed by a device for predictively controlling a supply energy and a range of a bicycle and a bicycle having the features of the independent patent claims. Advantageous developments, which can be implemented individually or in any combination, are presented in the dependent claims.

Im Folgenden werden die Begriffe „haben“, „aufweisen“, „umfassen“ oder „einschließen“ oder beliebige grammatikalische Abweichungen davon in nicht-ausschließlicher Weise verwendet. Dementsprechend können sich diese Begriffe sowohl auf Situationen beziehen, in welchen, neben den durch diese Begriffe eingeführten Merkmalen, keine weiteren Merkmale vorhanden sind, oder auf Situationen, in welchen ein oder mehrere weitere Merkmale vorhanden sind. Beispielsweise kann sich der Ausdruck „A hat B“, „A weist B auf”, „A umfasst B“ oder „A schließt B ein“ sowohl auf die Situation beziehen, in welcher, abgesehen von B, kein weiteres Element in A vorhanden ist (d.h. auf eine Situation, in welcher A ausschließlich aus B besteht), als auch auf die Situation, in welcher, zusätzlich zu B, ein oder mehrere weitere Elemente in A vorhanden sind, beispielsweise Element C, Elemente C und D oder sogar weitere Elemente.In the following, the terms "have", "have", "comprise" or "include" or any grammatical deviations thereof are used in a non-exclusive manner. Accordingly, these terms can refer both to situations in which, apart from the features introduced by these terms, no further features are present, or to situations in which one or more further features are present. For example, the expression "A has B", "A has B", "A comprises B", or "A includes B" can both refer to the situation in which, apart from B, no other element in A is present (i.e. to a situation in which A consists exclusively of B), as well as to the situation in which, in addition to B, there are one or more other elements in A, e.g. element C, elements C and D or even other elements .

Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe „mindestens ein“ und „ein oder mehrere“ sowie grammatikalische Abwandlungen dieser Begriffe, wenn diese in Zusammenhang mit einem oder mehreren Elementen oder Merkmalen verwendet werden und ausdrücken sollen, dass das Element oder Merkmal einfach oder mehrfach vorgesehen sein kann, in der Regel lediglich einmalig verwendet werden, beispielsweise bei der erstmaligen Einführung des Merkmals oder Elementes. Bei einer nachfolgenden erneuten Erwähnung des Merkmals oder Elementes wird der entsprechende Begriff „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ in der Regel nicht mehr verwendet, ohne Einschränkung der Möglichkeit, dass das Merkmal oder Element einfach oder mehrfach vorgesehen sein kann.Furthermore, it is pointed out that the terms "at least one" and "one or more" as well as grammatical modifications of these terms if they are used in connection with one or more elements or features and are intended to express that the element or feature can be provided one or more times, are usually only used once, for example when the feature is introduced for the first time or elements. If the feature or element is subsequently mentioned again, the corresponding term “at least one” or “one or more” is usually no longer used, without restricting the possibility that the feature or element can be provided once or more than once.

Weiterhin werden im Folgenden die Begriffe „vorzugsweise“, „insbesondere“, „beispielsweise“ oder ähnliche Begriffe in Verbindung mit optionalen Merkmalen verwendet, ohne dass alternative Ausführungsformen hierdurch beschränkt werden. So sind Merkmale, welche durch diese Begriffe eingeleitet werden, optionale Merkmale, und es ist nicht beabsichtigt, durch diese Merkmale den Schutzumfang der Ansprüche und insbesondere der unabhängigen Ansprüche einzuschränken. So kann die Erfindung, wie der Fachmann erkennen wird, auch unter Verwendung anderer Ausgestaltungen durchgeführt werden. In ähnlicher Weise werden Merkmale, welche durch „in einer Ausführungsform der Erfindung“ oder durch „in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung“ eingeleitet werden, als optionale Merkmale verstanden, ohne dass hierdurch alternative Ausgestaltungen oder der Schutzumfang der unabhängigen Ansprüche eingeschränkt werden soll. Weiterhin sollen durch diese einleitenden Ausdrücke sämtliche Möglichkeiten, die hierdurch eingeleiteten Merkmale mit anderen Merkmalen zu kombinieren, seien es optionale oder nicht-optionale Merkmale, unangetastet bleiben.Furthermore, the terms “preferably”, “particularly”, “for example” or similar terms are used below in connection with optional features, without alternative embodiments being restricted thereby. Thus, features introduced by these terms are optional features and are not intended to limit the scope of the claims, and in particular the independent claims, by these features. Thus, as will be appreciated by those skilled in the art, the invention may be practiced using other configurations. Similarly, features introduced by "in an embodiment of the invention" or by "in an exemplary embodiment of the invention" are understood as optional features without intending to limit alternative configurations or the scope of the independent claims. Furthermore, through these introductory expressions, all possibilities to combine the features introduced here with other features, be they optional or non-optional features, remain untouched.

In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird daher eine Vorrichtung zum prädiktiven Regeln einer Versorgungsenergie und Reichweite eines Fahrrads mit einem Elektromotor und mit einer Versorgungsenergiequelle vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist eine Eingabeeinrichtung zum Eingeben einer Fahrstrecke und einer gewünschten Anstrengung auf. Die Vorrichtung weist weiterhin eine erste Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke auf. Die Vorrichtung weist weiterhin eine zweite Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke basierend auf der eingegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und eines vorbestimmten Anteils einer aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle des Fahrrads auf. Die Vorrichtung weist weiterhin eine Regelungseinrichtung auf. Die Regelungseinrichtung ist eingerichtet zum Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors entsprechend der gewünschten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle, falls die zweite Ermittlungseinrichtung eine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt. Die Regelungseinrichtung ist eingerichtet zum Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors entsprechend einer korrigierten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle, falls die zweite Ermittlungseinrichtung keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt.In a first aspect of the present invention, a device for the predictive regulation of supply energy and range of a bicycle with an electric motor and with a supply energy source is therefore proposed. The device has an input device for inputting a driving distance and a desired effort. The device also has a first determination device for determining route parameters of the route. The device also has a second determination device for determining a feasibility of the entered route based on the entered desired exertion, the route parameters and a predetermined proportion of a current capacity of the supply energy source of the bicycle. The device also has a control device. The control device is set up to control an assisting power of the electric motor according to the desired exertion and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source if the second determination device determines a feasibility of the route entered. The control device is set up to control an assisting force of the electric motor according to a corrected effort and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source if the second determination device does not determine feasibility of the entered route.

Der Begriff „Regeln“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf einen Vorgang beziehen, bei dem fortlaufend eine Größe, die Regelgröße, erfasst, mit einer anderen Größe, der Führungsgröße, verglichen und im Sinne einer Angleichung an die Führungsgröße beeinflusst wird. Kennzeichen für das Regeln ist der geschlossene Wirkungsablauf, bei dem die Regelgröße im Wirkungsweg des Regelkreises fortlaufend sich selbst beeinflusst. Ein technischer Regelvorgang ist eine gezielte Beeinflussung von physikalischen, chemischen oder anderen Größen in technischen Systemen. Die sogenannten Regelgrößen sind dabei auch beim Einwirken von Störungen entweder möglichst konstant zu halten (Festwertregelung) oder so zu beeinflussen, dass sie einer vorgegebenen zeitlichen Änderung folgen (Folgeregelung). Das Regelprinzip ist der Soll-Istwertvergleich der Führungsgröße mit der negativ zurückgeführten gemessenen Regelgröße. Der Regler bestimmt über die Regelabweichung (Regeldifferenz) und den vorgegebenen Regelparametern eine Stellgröße. Diese wirkt über die Regelstrecke so auf die Regelgröße ein, dass sie die Regelabweichung trotz vorhandener Störgrößen minimiert und die Regelgröße je nach gewählten Gütekriterien ein gewünschtes Zeitverhalten annimmt. Bekannte Anwendungen im Haushalt sind die Konstant-Temperaturregelung für die Raumluft (Heizungsregelung), für die Luft im Kühlschrank oder für das Bügeleisen. Mit dem Tempomat wird die Fahrgeschwindigkeit im Kraftfahrzeug konstant gehalten.The term "rules" as used herein is a broad term which should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can, without limitation, refer in particular to a process in which a variable, the controlled variable, is continuously recorded, compared with another variable, the reference variable, and influenced in the sense of an adjustment to the reference variable. A characteristic of regulation is the closed course of action, in which the controlled variable continuously influences itself in the course of action of the control loop. A technical control process is a targeted influencing of physical, chemical or other variables in technical systems. The so-called controlled variables must either be kept as constant as possible (fixed value control) or influenced in such a way that they follow a specified change over time (follow-up control). The control principle is the setpoint/actual value comparison of the command variable with the negatively returned measured control variable. The controller determines a manipulated variable via the control deviation (control difference) and the specified control parameters. This affects the controlled variable via the controlled system in such a way that it minimizes the control deviation despite the presence of disturbance variables and the controlled variable assumes a desired time behavior depending on the selected quality criteria. Known applications in the household are the constant temperature control for the room air (heating control), for the air in the refrigerator or for the iron. With the cruise control, the driving speed in the motor vehicle is kept constant.

Der Begriff „prädiktiven“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf die Eigenschaft beziehen, hinweisend, prognostisch, vorhersagbar, vorhersagend, vorhersehend und/oder voraussehbar zu sein. Insbesondere bezieht sich der Begriff im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die Regelung der Versorgungsenergie derart erfolgt, dass die vor Fahrtbeginn eingegebene gewünschte Fahrstrecke mit der aktuell zur Verfügung stehenden Versorgungsenergie inklusive einer vorbestimmten Sicherheitsreserve der Kapazität und unter Berücksichtigung von Streckenparametern realisierbar bzw. für den Fahrer bewältigbar ist. Mit anderen Worten wird vorrausschauend ermittelt, ob eine gewünschte Fahrstrecke mit der zur Verfügung stehenden Versorgungsenergie inklusive einer vorbestimmten Sicherheitsreserve der Kapazität und unter Berücksichtigung von Streckenparametern für den Fahrer sowie optional eines vom Fahrer eingegebenen gewünschten Anstrengungsniveaus fahrbar ist.The term "predictive" as used herein is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term may refer specifically, without limitation, to the quality of being indicative, prognostic, predictable, predictive, anticipatory, and/or foreseeable. esp In the context of the present invention, the term refers to the regulation of the supply energy in such a way that the desired route entered before the start of the journey can be implemented or managed by the driver with the currently available supply energy, including a predetermined safety reserve of capacity and taking route parameters into account is. In other words, it is determined in advance whether a desired route can be driven with the available supply energy including a predetermined safety reserve of the capacity and taking into account route parameters for the driver and optionally a desired effort level entered by the driver.

Der Begriff „Versorgungsenergiequelle“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine Energiequelle beziehen, die eingerichtet ist, um den Elektromotor des Fahrrads mit elektrischer Energie zu versorgen. Insbesondere kann es sich bei der Energieversorgungsquelle um einen Akkumulator, einen Leistungsspeicher oder eine Kombination aus beiden handeln.The term "utility power source," as used herein, is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. In particular, the term may refer, without limitation, to a power source configured to provide electrical power to the electric motor of the bicycle. In particular, the energy supply source can be an accumulator, a power store or a combination of both.

Der Begriff „Fahrstrecke“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine Strecke oder Route von einem Anfangspunkt zu einem Zielpunkt beziehen. Der Verlauf der Strecke kann dabei mittel Koordinaten, wie beispielsweise GPS-Koordinaten, gekennzeichnet sein.The term "travel distance" as used herein is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. In particular, the term may refer, without limitation, to a route or route from a starting point to a destination. The course of the route can be characterized by means of coordinates, such as GPS coordinates.

Der Begriff „Ermittlungseinrichtung“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine Einrichtung beziehen, die eingerichtet ist zum Erwerben von Daten. Die Daten können dabei mittels Rechnen bzw. Berechnungen oder mittels Abfragen ermittelt werden.The term "detecting device" as used herein is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term may refer specifically, without limitation, to a facility configured to acquire data. The data can be determined by means of arithmetic or calculations or by means of queries.

Der Begriff „Streckenparameter“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf einen Parameter oder Daten beziehen, die eine Strecke oder damit im Zusammenhang stehende Umweltbedingungen charakterisieren. Zu den Streckenparametern gehören insbesondere aber nicht ausschließlich das Höhenprofil einer Strecke, Informationen zum Untergrund bzw. zur Untergrundbeschaffenheit der Strecke, das Wetter entlang der Strecke, wobei das Wetter insbesondere die Temperatur, Windstärke, Windrichtung, Luftfeuchtigkeit, Regenwahrscheinlichkeit umfasst.As used herein, the term "link parameter" is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. In particular, the term may refer, without limitation, to any parameter or data characterizing a route or environmental conditions associated therewith. The route parameters include, in particular, but not exclusively, the elevation profile of a route, information about the subsoil or the nature of the subsoil of the route, the weather along the route, the weather including in particular the temperature, wind force, wind direction, humidity, and probability of rain.

Der Begriff „Regelungseinrichtung“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine Einrichtung beziehen, die eingerichtet ist zum Regeln von bestimmten Vorgängen oder Prozessen.The term "control device" as used herein is a broad term which should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. In particular, the term may refer, without limitation, to a device configured to control certain operations or processes.

Der Begriff „Unterstützungskraft“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine Kraft beziehen, mit der der Fahrer des Fahrrads vom Elektromotor beim Treten unterstützt wird.The term "assisting force" as used herein is a broad term which should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. In particular, the term may refer, without limitation, to a force with which the rider of the bicycle is assisted by the electric motor when pedaling.

Der Begriff „Kapazität der Versorgungsenergiequelle“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf einen Kennwert für den Ladezustand der Versorgungsenergiequelle beziehen. Der Ladezustand, state of charge genannt, beschreibt die aktuelle Kapazität einer Batterie oder eines Akkumulators als Prozentangabe im Verhältnis zu ihrer bzw. seiner maximalen Kapazität. Ein Ladezustand von 50 Prozent bedeutet, dass eine Batterie bzw. ein Akkumulator (noch) halb voll (oder halb aufgeladen) ist.As used herein, the term "utility power source capacity" is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. In particular, the term may refer, without limitation, to an indicator of the state of charge of the utility energy source. The state of charge describes the current capacity of a battery or accumulator as a percentage in relation to its or its maximum capacity. A state of charge of 50 percent means that a battery or accumulator is (still) half full (or half charged).

Der Begriff „vorbestimmter Anteil der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf einen vorbestimmten Anteil eines aktuellen Ladezustands der Versorgungsenergiequelle beziehen. Dieser vorbestimmte Anteil berücksichtigt, dass für eine Fahrt nur ein vorbestimmter Anteil der tatsächlich verfügbaren Energiemenge verwendet wird. Dabei berücksichtigt dieser vorbestimmte Anteil der aktuellen Kapazität eine vorbestimmte Menge an Restenergie bzw. Sicherheitsreserve, die vorgehalten wird. Statt der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle soll somit bei Zielankunft eine definierte und ggf. veränderliche Restenergiemenge zur Verfügung stehen. Es darf also nur eine gewisse Energiemenge für die Fahrt verwendet werden, welche Teilmenge der aktuell verfügbaren Gesamtenergiemenge ist. Beispielsweise soll 20% Restenergie aufgespart werden. Diese Restenergie wird bei der Regelung der Unterstützung von der aktuellen Kapazität abgezogen. Beträgt beispielsweise die aktuelle Kapazität 80% und wird eine Restenergie von 20 % vorgehalten, beträgt der vorbestimmte Anteil der aktuellen Kapazität 80 % - 20 % = 60 %, der für die Regelung der Unterstützung verwendet wird. Mit anderen Worten wird statt der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle nur ein Teil dieser Energiemenge für die Fahrt zur Verfügung gestellt. Da die vorgehaltene Restenergie ein vom Hersteller oder Fahrer vorgegebener Wert ist, variiert dieser nicht in Abhängigkeit von der aktuellen Kapazität. Dahingegen variiert der vorbestimmte Anteil der aktuellen Kapazität, der zur Unterstützung verwendet wird, in Abhängigkeit von der aktuellen Kapazität.As used herein, the term "predetermined fraction of the current capacity of the utility power source" is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term may refer, without limitation, to a predetermined portion of a current state of charge of the utility power source. This predetermined proportion takes into account that for a trip only a predetermined proportion of the energy actually available is used. This predetermined proportion of the current capacity takes into account a predetermined amount of residual energy or safety reserve that is held available. Instead of the current capacity of the supply energy source, a defined and possibly variable residual amount of energy should be available when you arrive at your destination. So only a certain amount of energy may be used for the journey, which is a subset of the currently available total amount of energy. For example, 20% residual energy should be saved. This residual energy is subtracted from the current capacity when regulating the support. If, for example, the current capacity is 80% and a residual energy of 20% is kept available, the predetermined proportion of the current capacity is 80%-20%=60%, which is used for regulating the support. In other words, instead of the current capacity of the supply energy source, only part of this amount of energy is made available for the journey. Since the remaining energy is a value specified by the manufacturer or driver, it does not vary depending on the current capacity. On the other hand, the predetermined proportion of the current capacity that is used for support varies depending on the current capacity.

Der Begriff „Realisierbarkeit“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf die Eigenschaft beziehen, ob bei einem aktuellen Ladezustand der Versorgungsenergiequelle eine vorbestimmte Fahrstrecke bei einer gewählten oder vorgegebenen Unterstützungskraft bzw. vom Fahrer eingegebener Daten wie gewünschte Anstrengung, Gewicht, Fitnesszustand und/oder Alter und dergleichen zu realisieren bzw. bewältigen ist.The term "feasibility," as used herein, is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can, without limitation, relate in particular to the property of whether, given the current state of charge of the supply energy source, a predetermined route is possible with a selected or specified assistance force or data entered by the driver, such as desired exertion, weight, fitness level and/or age and the like to realize or cope with.

Der Begriff „gewünschte Anstrengung“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine Klassifikation der Anstrengung beziehen. Beispielsweise lässt sich die Anstrengung in unsportlich, eher unsportlich, normal, eher sportlich und sportlich klassifizieren. Dabei gibt der Bediener vor, in welche dieser genannten Klassen er seine körperliche Konstitution bzw. Kondition einschätzt.As used herein, the term "desired effort" is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term may refer particularly, without limitation, to a classification of effort. For example, the effort can be classified into unsportsmanlike, rather unsportsmanlike, normal, rather sporty and sporty. The operator specifies in which of these classes he assesses his physical constitution or condition.

Der Begriff „korrigierte Anstrengung“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine Anstrengung beziehen, die in ihrer Größenordnung von der gewünschten Abweichung abweicht und insbesondere größer als die gewünschte Anstrengung ist.The term "corrected effort" as used herein is a broad term which should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. In particular, the term may refer, without limitation, to an effort that is out of magnitude in magnitude from the desired deviation, and in particular is greater than the desired effort.

Der Begriff „Fahrrad mit Elektromotor und Versorgungsenergiequelle“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf ein Fahrrad beziehen, welches den Antrieb durch einen Elektromotor unterstützt. Der Begriff bezieht sich insbesondere auf sind sogenannte Pedelecs oder S-Pedelecs. Pedelecs sind Fahrräder mit einer Unterstützung des Antriebs bis 25 km/h. S-Pedelecs sind Fahrräder mit einer Unterstützung des Antriebs bis 45 km/h.As used herein, the term “electric bicycle with utility power source” is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term may refer particularly, without limitation, to a bicycle that assists propulsion by an electric motor. The term refers in particular to so-called pedelecs or S-pedelecs. Pedelecs are bicycles with drive support up to 25 km/h. S-Pedelecs are bicycles with drive support up to 45 km/h.

Die Vorrichtung erlaubt einem Bediener des Fahrrads eine Fahrt mit einer möglichst angemessenen Anstrengung für den jeweiligen Fahrer. Insbesondere bei „Fahrten mit knapper Energie“ kann die in der entsprechenden Versorgungsenergiequelle bzw. Speichereinheit vorhandene Energie bedarfsgerecht über die gesamte noch zu fahrende Strecke verteilt werden. Dabei wird die Anstrengung des Fahrers über den gesamten Fahrtverlauf in einem möglichst angemessenen Bereich gehalten. Auch bei ausreichend vorhandener Energie für die Unterstützung wird sichergestellt, dass sich ein angenehmes Fahrerlebnis einstellt und gleichzeitig die elektrische Energie möglichst effizient verwendet wird, da die Unterstützung immer in entsprechend ausreichender Höhe zur Verfügung steht und so eine übermäßige Verwendung der Unterstützung vermieden werden kann.The device allows an operator of the bicycle to ride with as little effort as possible for that rider. The energy available in the corresponding supply energy source or storage unit can be distributed as required over the entire route still to be traveled, particularly in the case of “journeys with scarce energy”. The effort of the driver is kept within a reasonable range over the entire course of the journey. Even if there is sufficient energy available for the support, it is ensured that a pleasant driving experience is achieved and at the same time the electrical energy is used as efficiently as possible, since the support is always available at a correspondingly sufficient level and excessive use of the support can thus be avoided.

Zum einen wird zumindest anhand einer Anstrengungsvorgabe für die Fahrt des jeweiligen Streckenabschnitts die Unterstützungsintensität des E-Bike-Antriebs geregelt. Die dafür notwendige Vorgabe für die Fahreranstrengung ergibt sich aus einer Optimierung der Fahreranstrengung über die zu fahrende Strecke unter Berücksichtigung der verfügbaren Energie inklusive einer vorgehaltenen Restenergie. Die Regelung der Unterstützungskraft basiert dabei auf einer Energie- und Dynamikvorhersage für die Strecke und die verschiedenen Unterstützungsszenarien. Dafür werden alle relevanten Eigenschaften der Strecke, wie beispielsweise Höhenprofil, Untergrund, Wetter, usw. sowie eingegebener Daten oder Parameter zum Fahrer und Fahrrad für die zu fahrende Strecke bestimmt. Die eingegebenen Daten bzw. Parameter umfassen dabei konstante Parameter, wie beispielsweise Unterstützungscharakteristik, usw., sowie variable Parameter, wie beispielsweise Gewicht des Fahrers optional inklusive Gepäck, maximale Kapazität der Versorgungsenergiequelle unter Berücksichtigung ihrer Alterung usw. Zudem berücksichtigt die Energie- und Dynamikvorhersage den gemeinsamen Antrieb durch Fahrer und E-Bike-Antrieb und erfolgt mit einem geeigneten Berechnungsmodell. Anhand der Vorhersage kann bestimmt werden, ob die gewünschte Anstrengung mit der vorhandenen Energiemenge realisierbar ist. Falls ja, kann diese durch die Regelung während der Fahrt umgesetzt werden. Ist die gewünschte Anstrengung nicht realisierbar, so wird die Anstrengungsvorgabe gesucht, welche mit der Unterstützung umsetzbar ist und die Anstrengung des Fahrers, im Vergleich zur gewünschten Anstrengung, so minimal erhöht. Die so gefundene Anstrengung wird dann als Vorgabe an die Regelung der Unterstützung gegeben.On the one hand, the support intensity of the e-bike drive is regulated at least on the basis of an effort specification for riding the respective section of the route. The specification for the driver's effort required for this results from an optimization of the driver's effort over the route to be driven, taking into account the available energy, including a reserved residual energy. The regulation of the support power is based on an energy and dynamic prediction for the route and the various support scenarios. For this purpose, all relevant properties of the route, such as elevation profile, subsoil, weather, etc., as well as entered data or parameters for the driver and bike for the route to be traveled are determined. The entered data or parameters include constant parameters, such as support characteristics, etc., as well as variable parameters, such as the weight of the rider optionally including luggage, maximum capacity of the supply energy source taking into account its aging, etc. The energy and dynamics prediction also takes into account the joint drive by rider and e-bike -drive and takes place with a suitable calculation model. The prediction can be used to determine whether the desired effort can be achieved with the available amount of energy. If so, this can be implemented by controlling while driving. If the desired exertion cannot be achieved, the effort specification is sought which can be implemented with the support and which increases the driver's exertion minimally compared to the desired exertion. The effort found in this way is then given as a specification for the regulation of the support.

Die Regelungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Anpassen der korrigierten Anstrengung an die aktuelle Kapazität der Versorgungsenergiequelle, falls die zweite Ermittlungseinrichtung keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt.The control device can be set up to adapt the corrected effort to the current capacity of the supply energy source if the second determination device does not determine the feasibility of the route entered.

Damit wird sichergestellt, dass der Fahrer mit der vorhandenen Kapazität der Versorgungsenergiequelle sicher das Ziel erreicht.This ensures that the driver safely reaches the destination with the available capacity of the supply energy source.

Die Regelungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Minimieren einer Abweichung der korrigierten Anstrengung von der eingegebenen gewünschten Anstrengung, falls die zweite Ermittlungseinrichtung keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt.The control device can be set up to minimize a deviation of the corrected effort from the entered desired effort if the second determination device does not determine the feasibility of the entered route.

Ist die gewünschte Anstrengung nicht realisierbar, so wird die Anstrengungsvorgabe gesucht, welche mit der Unterstützung umsetzbar ist und die Anstrengung des Fahrers, im Vergleich zur gewünschten Anstrengung, so minimal wie möglich erhöht. Die so gefundene Anstrengung wird dann als Vorgabe an die Regelung der Unterstützung gegeben.If the desired exertion cannot be achieved, the effort specification is sought which can be implemented with the support and which increases the driver's exertion as minimally as possible compared to the desired exertion. The effort found in this way is then given as a specification for the regulation of the support.

Die zweite Ermittlungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Ermitteln der Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke vor und/oder während eines Betriebs des Fahrrads basierend auf der eingegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle des Fahrrads.The second determination device can be set up to determine the feasibility of the entered route before and/or during operation of the bicycle based on the entered desired effort, the route parameters and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source of the bicycle.

Da das System auch Abweichungen zwischen der Prädiktion oder den zu Grunde liegenden Streckeneigenschaften und der Realität berücksichtigen muss, wird die Optimierung der Anstrengung regelmäßig für die dann noch zu fahrende Strecke und der dafür zur Verfügung stehenden elektrischen Energie ausgeführt. Zur Berechnung sollen möglich viele relevante Parameter einbezogen werden, die Einfluss auf die Fahrtstrecke und Dynamik haben, wie Länge der Strecke, Steigungsverlauf, aber auch Höhenprofil, Fahrbahnbeschaffenheit, Wettersituation (Windverhältnisse) und Uhr-/Tageszeit. Beispielsweise dient die ermittelte körperliche Anstrengung dann auch während der Fahrt als Ist-Wert für den Umfang der Unterstützungsregelung, wobei die Soll-Anstrengung das Ergebnis der Betrachtung der gesamten (noch zu fahrenden) Strecke ist. Die Software setzt gegebenenfalls auch ein erforderliches höheres Anstrengungsniveau um, so dass die Akkuladung für die Unterstützung ausreichend ist, um dieses Niveau dann bis zur Ankunft am gewünschten Zielort zu halten. Ein Ausfall der Unterstützung aufgrund leeren Akkus vor Zielorterreichung soll damit einerseits vermieden werden, andererseits der Fahrer sich aber nicht überlasten und dann am Zielort mit signifikant ungenutzter Akkuladung ankommen.Since the system must also take into account deviations between the prediction or the underlying route properties and reality, the effort is regularly optimized for the route still to be driven and the electrical energy available for it. For the calculation, as many relevant parameters as possible that influence the route and dynamics should be included, such as length of the route, gradient, but also elevation profile, road surface, weather situation (wind conditions) and time of day/day. For example, the determined physical exertion is then also used while driving as an actual value for the scope of the support control, with the target exertion being the result of the consideration of the entire route (still to be travelled). The software also implements a higher level of exertion if necessary, so that the battery charge for the assistance is sufficient to then maintain this level until the desired destination is reached. A failure of the support due to empty batteries before reaching the destination should be avoided on the one hand, but on the other hand the driver should not overload himself and then arrive at the destination with a significantly unused battery charge.

Die erste Ermittlungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke vor und/oder während eines Betriebs des Fahrrads. Damit lassen sich Abweichungen zwischen der Prädiktion oder den zu Grunde liegenden Streckeneigenschaften und der Realität besonders gut erfassen und als Korrekturgrößen für die Regelung verwenden.The first determination device can be set up to determine route parameters of the route before and/or during operation of the bicycle. Deviations between the prediction or the route properties on which they are based and reality can thus be detected particularly well and used as correction variables for the control.

Die erste Ermittlungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke mittels Abrufens von Streckendaten aus mindestens einer Datenbank. Dadurch wird Speicherbedarf in der Vorrichtung verringert, da nicht sämtliche Streckendaten gespeichert werden müssen, sondern nur temporär die für die vom Fahrer gewählte Route. Die Streckendaten lassen sich zudem aktuell abrufen, was Berechnungen mit veralteten Streckendaten verhindert, die die Regelung negativ beeinflussen könnten. Als eine oder mehrere Datenbanken werden bevorzugt Web-APIs verwendet.The first determination device can be set up to determine route parameters of the route by retrieving route data from at least one database. This reduces storage requirements in the device, since not all route data has to be stored, but only temporarily for the route selected by the driver. The current route data can also be called up, which prevents calculations with outdated route data, which could have a negative impact on the control. Web APIs are preferably used as one or more databases.

Der Begriff „Web-API“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine Programmierschnittstelle (API = Application Programming Interface) beziehen. Mit dieser API-Schnittstelle zur Anwendungsprogrammierung können zwei Anwendungen, die voneinander unabhängig sind, problemlos interagieren und Daten austauschen. Anders ausgedrückt: Eine Programmierschnittstelle dient als „Brücke“ zwischen zwei Programmen, über die Daten hin und her gesendet werden. Ein Kopieren und Einfügen der Daten ist dann nicht mehr nötig.The term "Web API" as used herein is a broad term that should be given its ordinary and customary meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term may refer particularly, without limitation, to an application programming interface (API). This application programming API interface allows two applications that are independent of each other to easily interact and exchange data. In other words, a programming interface serves as a “bridge” between two programs, passing data to and from be sent here. Copying and pasting the data is then no longer necessary.

Die erste Ermittlungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Ersetzen der Streckenparameter durch Schätzwerte und/oder Standardwerte, falls die Streckendaten aus der mindestens einen Datenbank nicht abrufbar sind. Sollten Daten für die beschriebene Funktion nicht zur Verfügung stehen, werden diese somit geschätzt oder durch repräsentative Standardwerte ersetzt.The first determination device can be set up to replace the route parameters with estimated values and/or standard values if the route data cannot be retrieved from the at least one database. If data for the function described is not available, it will be estimated or replaced by representative standard values.

Die Regelungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Regeln der Unterstützungskraft des Elektromotors unter Berücksichtigung einer gemessenen Anstrengung eines Bedieners des Fahrrads. Zur Verbesserung der Qualität der Regelung sind die Größen zur Messung der Fahreranstrengung, sowie die Messung der Energiemenge erforderlich, wobei diese für die ordnungsgemäße Funktion des E-Bike-Antriebssystems ohnehin zur Verfügung stehen müssen.The control device can be set up to control the support power of the electric motor, taking into account a measured effort of an operator of the bicycle. In order to improve the quality of the control, the variables for measuring the rider's effort and the measurement of the amount of energy are required, although these must be available anyway for the e-bike drive system to function properly.

Die gemessene Anstrengung kann Informationen zu einer Trittfrequenz, einem Trittmoment, einer Trittleistung, einem Fahrzustand, einem Puls und/oder einer Atemfrequenz des Bedieners des Fahrrads umfassen. Der Fahrzustand kann insbesondere die Geschwindigkeit des Fahrrads umfassen. Somit wird anhand der jeweils aktuell gemessenen Anstrengung und einer Anstrengungsvorgabe für die Fahrt des jeweiligen Streckenabschnitts die Unterstützungsintensität des E-Bike Antriebs geregelt.The measured exertion can include information on a cadence, a pedaling torque, a pedaling power, a riding condition, a heart rate and/or a breathing rate of the operator of the bicycle. In particular, the driving status can include the speed of the bicycle. The support intensity of the e-bike drive is thus regulated on the basis of the currently measured effort and an effort specification for the journey of the respective route section.

Die Streckenparameter können Informationen mindestens zum Höhenprofil der eingegebenen Fahrstrecke, zum Untergrund der eingegebenen Fahrstrecke und dem Wetter entlang der eingegebenen Fahrstrecke umfassen. Für die Berechnung der Unterstützungskraft werden somit alle relevanten Eigenschaften der Strecke, wie beispielsweise Höhenprofil, Untergrund, Wetter, usw. für die zu fahrende Strecke bestimmt.The route parameters can include information at least on the elevation profile of the entered route, the subsoil of the entered route and the weather along the entered route. All relevant properties of the route, such as elevation profile, subsoil, weather, etc., are thus determined for the route to be traveled in order to calculate the assistance force.

Die zweite Ermittlungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Ermitteln der Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke mittels mindestens eines Algorithmus. Der Algorithmus, welcher die Anstrengung des Fahrers über die zu fahrende Strecke in der Art optimiert, dass diese möglichst wenig vom Anstrengungswunsch des Fahrers abweicht, basiert dabei auf einer Energie- und Dynamikvorhersage für die Strecke und die verschiedenen Unterstützungsszenarien.The second determination device can be set up to determine the feasibility of the entered route using at least one algorithm. The algorithm, which optimizes the driver's effort over the route to be driven in such a way that it deviates as little as possible from the driver's desired effort, is based on an energy and dynamic prediction for the route and the various support scenarios.

Der Begriff „Algorithmus“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine eindeutige Handlungsvorschrift zur Lösung eines Problems oder einer Klasse von Problemen beziehen. Algorithmen bestehen aus endlich vielen, wohldefinierten Einzelschritten. Damit können sie zur Ausführung in ein Computerprogramm implementiert, aber auch in menschlicher Sprache formuliert werden.The term "algorithm" as used herein is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. In particular, the term may refer, without limitation, to a clear course of action to solve a problem or class of problems. Algorithms consist of a finite number of well-defined individual steps. This means that they can be implemented in a computer program for execution, but can also be formulated in human language.

Die zweite Ermittlungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Trainieren des Algorithmus mittels während eines Betriebs des Fahrrads ermittelter Streckenparameter. Dadurch lässt sich die Ausgabe des Algorithmus verbessern.The second determination device can be set up to train the algorithm using route parameters determined during operation of the bicycle. This can improve the output of the algorithm.

Die Eingabeeinrichtung kann eingerichtet sein zum Eingeben von Daten zum Fahrer und/oder Fahrrad. Die Daten zum Fahrer umfassen insbesondere Daten zum Gewicht des Fahrers, Alters des Fahrers, Fitnesszustand des Fahrers. Das Gewicht des Fahrers kann dabei auch das Gewicht von Gepäck des Fahrers umfassen. Die Daten zum Fahrrad umfassen insbesondere Daten zu einem maximalen Energieverbrauch der Versorgungsenergiequelle und Antriebssystem des Fahrrads. Somit können oder sollen Daten zu Fahrer und Fahrrad, inklusive Antriebssystem, vom Nutzer eingegeben werden. Dadurch sind die Berechnungen spezifisch für das Fahrrad, das verbaute Antriebssystem und den Fahrer. Außerdem können diese pro Fahrt individualisiert werden, um beispielsweise unterschiedliches Gepäckgewicht zu berücksichtigen.The input device can be set up to input data about the driver and/or the bicycle. The data on the driver include, in particular, data on the driver's weight, driver's age, driver's level of fitness. The weight of the driver can also include the weight of the driver's luggage. The data relating to the bicycle includes, in particular, data relating to a maximum energy consumption of the supply energy source and the drive system of the bicycle. Thus, data on the rider and bike, including the drive system, can or should be entered by the user. This means that the calculations are specific to the bike, the built-in drive system and the rider. In addition, these can be individualized for each trip, for example to take different luggage weights into account.

Die Vorrichtung kann mit einem Bordcomputer des Fahrrads verbindbar oder in einen Bordcomputer des Fahrrads integrierbar sein. Entsprechend kann die Vorrichtung in einer einzigen Rechnereinheit des Fahrrads integriert sein. Alternativ lässt sich die Vorrichtung ohne großen Aufwand auch an bestehende E- Bikes nachrüsten oder anbinden. Voraussetzung ist in diesem Fall das Vorhandensein einer Schnittstelle, z.B. Bluetooth, sodass für die Datengenerierung und ggf. die Optimierungsausführung über ein Smartphone genutzt werden kann. Eine solche Schnittstelle ist zum Teil schon vorhanden oder lässt sich über einen entsprechenden Adapter, ohne großen Installationsaufwand, am E-Bike-System anbringen.The device can be connected to an on-board computer of the bicycle or can be integrated into an on-board computer of the bicycle. Accordingly, the device can be integrated in a single computer unit of the bicycle. Alternatively, the device can also be retrofitted or connected to existing e-bikes with little effort. In this case, the prerequisite is the presence of an interface, e.g. Bluetooth, so that a smartphone can be used for data generation and, if necessary, execution of the optimization. Such an interface is already available in some cases or can be attached to the e-bike system using an appropriate adapter without much installation effort.

Der Begriff „Bordcomputer“, wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf ein eingebettetes System eines Fahrrads beziehen. Das Gerät dient zur Überwachung und Anzeige von Betriebs- und Umgebungszuständen sowie in manchen Fällen auch direkt der Navigation. Insbesondere bezieht sich der Begriff auf ein elektronisches Gerät zur kontinuierlichen Messung von Geschwindigkeit und der zurückgelegten Wegstrecke beim Fahrradfahren. Fast alle Fahrradcomputer haben weitere Funktionen, beispielsweise die Messung der Trittfrequenz über einen neben der Tretkurbel angebrachten Sensor, die Bestimmung der Höhe über dem Meeresspiegel (üblicherweise über eine barometrische Höhenmessung), die Messung von Steigung bzw. Gefälle inklusive Zusammenfassung der gefahrenen Höhenmeter, die Messung der Herzfrequenz über einen Brustgurt, die Schätzung der vom Fahrer verbrauchten Energie mittels Herzfrequenz unter Berücksichtigung des Geschlechts und der Körpermasse des Fahrers, die Anzeige der Uhrzeit, die Anzeige der Temperatur, die Nutzung an zwei Fahrrädern mit getrennten Kilometer- und Fahrzeitzählern, die Möglichkeit der Datenspeicherung und -übertragung auf einen PC, wodurch beispielsweise Wege der Trainingsauswertung geschaffen werden.The term "on-board computer" as used herein is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term may refer particularly, without limitation, to an embedded system of a bicycle. The device is designed to monitor and display operational and environmental states, and in some cases also directly to the navigation. In particular, the term refers to an electronic device for continuously measuring speed and distance covered when riding a bicycle. Almost all bike computers have additional functions, such as measuring the cadence using a sensor attached next to the crank, determining the height above sea level (usually using a barometric altitude measurement), measuring the uphill or downhill gradient including a summary of the meters in altitude ridden, the measurement heart rate via a chest strap, estimation of the energy consumed by the driver using heart rate, taking into account the gender and body mass of the driver, display of the time, display of the temperature, use of two bicycles with separate kilometer and trip time counters, the possibility of Data storage and transfer to a PC, creating ways of training evaluation, for example.

Die Vorrichtung kann weiterhin eine Speichervorrichtung zum Speichern von während eines Betriebs des Fahrrads ermittelter Streckenparametern umfassen. Damit kann auf die Streckenparameter j ederzeit zugegriffen werden.The device can also include a storage device for storing route parameters determined during operation of the bicycle. This means that the route parameters can be accessed at any time.

In einem weiteren Aspekt wird ein Fahrrad vorgeschlagen. Das Fahrrad umfasst einen Elektromotor, eine Versorgungsenergiequelle und eine Vorrichtung nach einer der vorstehend beschriebenen oder nachstehend beschriebenen Ausführungsformen.In another aspect, a bicycle is proposed. The bicycle comprises an electric motor, a supply energy source and a device according to one of the embodiments described above or described below.

Das Fahrrad kann weiterhin einen Bordcomputer umfassen. Die Vorrichtung kann mit dem Bordcomputer verbunden oder in den Bordcomputer integriert sein.The bicycle may further include an on-board computer. The device can be connected to the on-board computer or integrated into the on-board computer.

In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum prädiktiven Regeln einer Versorgungsenergie und Reichweite eines Fahrrads mit einem Elektromotor und mit einer Versorgungsenergiequelle vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge:

- Vorgeben einer Fahrstrecke und einer gewünschten Anstrengung,
- Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke,
- Ermitteln einer Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke basierend auf der eingegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und eines vorbestimmten Anteils einer aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle des Fahrrads,
- Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors entsprechend der gewünschten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle, falls eine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt wurde, oder Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors entsprechend einer korrigierten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle, falls keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt wurde.

In a further aspect, a method for predictively controlling supply energy and range of a bicycle with an electric motor and with a supply energy source is proposed. The method comprises the following steps, preferably in the order given:

- Specifying a route and a desired effort,
- Determination of route parameters of the route,
- determining a feasibility of the entered route based on the entered desired effort, the route parameters and a predetermined proportion of a current capacity of the supply energy source of the bicycle,
- Regulating an assist force of the electric motor according to the desired effort and the predetermined proportion of the current capacity of the utility energy source, if a feasibility of the entered route has been determined, or regulating an assist force of the electric motor according to a corrected effort and the predetermined fraction of the current capacity of the utility energy source, if no feasibility of the route entered was determined.

Das Verfahren kann weiterhin Anpassen der korrigierten Anstrengung an die aktuelle Kapazität der Versorgungsenergiequelle, falls keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt wurde, umfassen.The method may further include adjusting the corrected effort to the current capacity of the utility energy source if feasibility of the input route has not been determined.

Das Verfahren kann weiterhin Minimieren einer Abweichung der korrigierten Anstrengung von der vorgegebenen gewünschten Anstrengung, falls keine Realisierbarkeit der vorgegebenen Fahrstrecke ermittelt wurde, umfassen.The method may further include minimizing a deviation of the corrected effort from the predetermined desired effort if feasibility of the predetermined route has not been determined.

Die Realisierbarkeit der vorgegebenen Fahrstrecke kann vor und/oder während eines Betriebs des Fahrrads basierend auf der vorgegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle des Fahrrads ermittelt werden.Feasibility of the predetermined route may be determined prior to and/or during operation of the bicycle based on the predetermined desired effort, the route parameters, and the predetermined proportion of the current capacity of the bicycle's utility power source.

Die Streckenparameter der Fahrstrecke können vor und/oder während eines Betriebs des Fahrrads ermittelt werden.The route parameters of the route can be determined before and/or during operation of the bicycle.

Die Streckenparameter der Fahrstrecke können mittels Abrufens von Streckendaten aus mindestens einer Datenbank ermittelt werden.The route parameters of the route can be determined by retrieving route data from at least one database.

Das Verfahren kann weiterhin Ersetzen der Streckenparameter durch Schätzwerte und/oder Standardwerte, falls die Streckendaten aus der mindestens einen Datenbank nicht abrufbar sind, umfassen.The method can also include replacing the route parameters with estimated values and/or standard values if the route data cannot be retrieved from the at least one database.

Das Verfahren kann weiterhin Regeln der Unterstützungskraft des Elektromotors unter Berücksichtigung einer gemessenen Anstrengung eines Bedieners des Fahrrads umfassen.The method may further include controlling the assist power of the electric motor taking into account a measured effort of an operator of the bicycle.

Die gemessene Anstrengung kann Informationen zu einer Trittfrequenz, einem Trittmoment, einer Trittleistung, einem Fahrzustand, einem Puls und/oder einer Atemfrequenz des Bedieners des Fahrrads umfassen.The measured exertion can include information on a cadence, a pedaling torque, a pedaling power, a riding condition, a heart rate and/or a breathing rate of the operator of the bicycle.

Die Streckenparameter können Informationen mindestens zum Höhenprofil der vorgegebenen Fahrstrecke, zum Untergrund der vorgegebenen Fahrstrecke und dem Wetter entlang der vorgegebenen Fahrstrecke umfassen.The route parameters can contain information at least on the height profile of the specified route, on the subsoil of the specified Include route and the weather along the specified route.

Die Realisierbarkeit der vorgegebenen Fahrstrecke kann mittels mindestens eines Algorithmus ermittelt werden.The feasibility of the specified route can be determined using at least one algorithm.

Das Verfahren kann weiterhin Trainieren des Algorithmus mittels während eines Betriebs des Fahrrads ermittelter Streckenparameter umfassen.The method can also include training the algorithm using route parameters determined during operation of the bicycle.

Das Verfahren kann weiterhin Eingeben bzw. Vorgeben von Daten zum Fahrer und/oder Fahrrad umfassen. Die Daten zum Fahrer umfassen insbesondere Daten zum Gewicht des Fahrers, Alters des Fahrers, Fitnesszustand des Fahrers. Das Gewicht des Fahrers kann dabei auch das Gewicht von Gepäck des Fahrers umfassen. Die Daten zum Fahrrad umfassen insbesondere Daten zu einem maximalen Energieverbrauch der Versorgungsenergiequelle und Antriebssystem des Fahrrads. Somit können oder sollen Daten zu Fahrer und Fahrrad, inklusive Antriebssystem, vom Nutzer eingegeben werden. Dadurch sind die Berechnungen spezifisch für das Fahrrad, das verbaute Antriebssystem und den Fahrer. Außerdem können diese pro Fahrt individualisiert werden, um beispielsweise unterschiedliches Gepäckgewicht zu berücksichtigen.The method can also include entering or specifying data about the driver and/or the bicycle. The data on the driver include, in particular, data on the driver's weight, driver's age, driver's level of fitness. The weight of the driver can also include the weight of the driver's luggage. The data relating to the bicycle includes, in particular, data relating to a maximum energy consumption of the supply energy source and the drive system of the bicycle. Thus, data on the rider and bike, including the drive system, can or should be entered by the user. This means that the calculations are specific to the bike, the built-in drive system and the rider. In addition, these can be individualized for each trip, for example to take different luggage weights into account.

Das Verfahren kann weiterhin Speichern von während eines Betriebs des Fahrrads ermittelter Streckenparametern umfassen.The method can also include storing route parameters determined during operation of the bicycle.

Das Verfahren kann weiterhin Verwenden einer Vorrichtung nach einer der zuvor beschriebenen oder nachstehend beschriebenen Ausführungsformen umfassenThe method may further comprise using an apparatus according to any of the embodiments described above or described below

Das Verfahren kann computerimplementiert sein.The method can be computer implemented.

Ferner wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Computerprogramm vorgeschlagen, das bei Ablauf auf einem Computer oder Computer-Netzwerk das erfindungsgemäße Verfahren in einer seiner Ausgestaltungen ausführt.Furthermore, within the scope of the present invention, a computer program is proposed which, when run on a computer or computer network, executes the method according to the invention in one of its configurations.

Weiterhin wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln vorgeschlagen, um das erfindungsgemäße Verfahren in einer seiner Ausgestaltungen durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer oder Computer-Netzwerk ausgeführt wird. Insbesondere können die Programmcode-Mittel auf einem computerlesbaren Datenträger und/oder einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein.Furthermore, within the scope of the present invention, a computer program with program code means is proposed in order to carry out the method according to the invention in one of its configurations when the program is run on a computer or computer network. In particular, the program code means can be stored on a computer-readable data carrier and/or a computer-readable storage medium.

Der Begriffe „computerlesbarer Datenträger“ und „computerlesbares Speichermedium“, wie sie hier verwendet werden, können sich insbesondere auf nicht-transitorische Datenspeicher beziehen, beispielsweise ein Hardware-Datenspeichermedium, auf welchem computer-ausführbare Instruktionen gespeichert sind. Der computerlesbare Datenträger oder das computerlesbare Speichermedium können insbesondere ein Speichermedium wie ein Random-Access Memory (RAM) und/oder ein Read-Only Memory (ROM) sein oder umfassen.As used herein, the terms "computer-readable data carrier" and "computer-readable storage medium" may refer in particular to non-transitory data storage, for example a hardware data storage medium on which computer-executable instructions are stored. The computer-readable data carrier or the computer-readable storage medium can in particular be or include a storage medium such as a random access memory (RAM) and/or a read-only memory (ROM).

Außerdem wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Datenträger vorgeschlagen, auf dem eine Datenstruktur gespeichert ist, die nach einem Laden in einen Arbeits- und/oder Hauptspeicher eines Computers oder Computer-Netzwerkes das erfindungsgemäße Verfahren in einer seiner Ausgestaltungen ausführen kann.In addition, the present invention proposes a data carrier on which a data structure is stored which, after loading into a working memory and/or main memory of a computer or computer network, can execute the method according to the invention in one of its configurations.

Auch wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Computerprogramm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode-Mitteln vorgeschlagen, um das erfindungsgemäße Verfahren in einer seiner Ausgestaltungen durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer oder Computer-Netzwerk ausgeführt wird.A computer program product with program code means stored on a machine-readable carrier is also proposed within the scope of the present invention in order to carry out the method according to the invention in one of its configurations when the program is executed on a computer or computer network.

Dabei wird unter einem Computer-Programmprodukt das Programm als handelbares Produkt verstanden. Es kann grundsätzlich in beliebiger Form vorliegen, so zum Beispiel auf Papier oder einem computerlesbaren Datenträger und kann insbesondere über ein Datenübertragungsnetz verteilt werden.A computer program product is understood as the program as a tradable product. In principle, it can be in any form, for example on paper or on a computer-readable data medium, and can be distributed in particular via a data transmission network.

Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein moduliertes Datensignal vorgeschlagen, welches von einem Computersystem oder Computernetzwerk ausführbare Instruktionen zum Ausführen eines Verfahrens nach einer der beschriebenen Ausführungsformen enthält.Finally, within the scope of the present invention, a modulated data signal is proposed, which contains instructions that can be executed by a computer system or computer network for executing a method according to one of the described embodiments.

Im Hinblick auf die computer-implementierten Aspekte der Erfindung können einer, mehrere oder sogar alle Verfahrensschritte des Verfahrens gemäß einer oder mehreren der hier vorgeschlagenen Ausgestaltungen mittels eines Computers oder Computer-Netzwerks durchgeführt werden. Somit können, allgemein, jegliche der Verfahrensschritte, einschließlich der Bereitstellung und/oder Manipulation von Daten mittels eines Computers oder Computer-Netzwerks durchgeführt werden. Allgemein können diese Schritte jegliche der Verfahrensschritte umfassen, ausgenommen der Schritte, welche manuelle Arbeit erfordern, beispielsweise das Bereitstellen von Proben und/oder bestimmte Aspekte der Durchführung tatsächlicher Messungen.With regard to the computer-implemented aspects of the invention, one, several or even all method steps of the method according to one or more of the configurations proposed here can be carried out by means of a computer or computer network. Thus, in general, any of the method steps including the provision and/or manipulation of data can be performed using a computer or computer network. In general, these steps may include any of the method steps excluding steps that require manual labor, such as providing samples and/or certain aspects of making actual measurements.

Zusammenfassend werden, ohne Beschränkung weiterer möglicher Ausgestaltungen, folgende Ausführungsformen vorgeschlagen:

Ausführungsform 1: Vorrichtung zum prädiktiven Regeln einer Versorgungsenergie und Reichweite eines Fahrrads mit einem Elektromotor und mit einer Versorgungsenergiequelle, umfassend:
- eine Eingabeeinrichtung zum Eingeben einer Fahrstrecke und einer gewünschten Anstrengung,
- eine erste Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke,
- eine zweite Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke basierend auf der eingegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und eines vorbestimmten Anteils einer aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle des Fahrrads, und
- eine Regelungseinrichtung, wobei die Regelungseinrichtung eingerichtet ist zum Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors entsprechend der gewünschten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle, falls die zweite Ermittlungseinrichtung eine Realisierbarkeit der ein- gegebenen Fahrstrecke ermittelt, wobei die Regelungseinrichtung eingerichtet ist zum Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors entsprechend einer korrigierten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle, falls die zweite Ermittlungseinrichtung keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt.
Ausführungsform 2: Vorrichtung nach der Ausführungsform, wobei die Regelungseinrichtung eingerichtet ist zum Anpassen der korrigierten Anstrengung an die aktuelle Kapazität der Versorgungsenergiequelle, falls die zweite Ermittlungseinrichtung keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt.
Ausführungsform 3: Vorrichtung nach der Ausführungsform, wobei die Regelungseinrichtung eingerichtet ist zum Minimieren einer Abweichung der korrigierten Anstrengung von der eingegebenen gewünschten Anstrengung, falls die zweite Ermittlungseinrichtung keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt.
Ausführungsform 4: Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die zweite Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln der Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke vor und/oder während eines Betriebs des Fahrrads basierend auf der eingegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle des Fahrrads eingerichtet ist.
Ausführungsform 5: Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die erste Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke vor und/oder während eines Betriebs des Fahrrads eingerichtet ist.
Ausführungsform 6: Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die erste Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke mittels Abrufens von Streckendaten aus mindestens einer Datenbank ausgebildet ist.
Ausführungsform 7: Vorrichtung nach der Ausführungsform, wobei die erste Ermittlungseinrichtung zum Ersetzen der Streckenparameter durch Schätzwerte und/oder Standardwerte eingerichtet ist, falls die Streckendaten aus der mindestens einen Datenbank nicht abrufbar sind.
Ausführungsform 8: Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Regelungseinrichtung eingerichtet ist zum Regeln der Unterstützungskraft des Elektromotors unter Berücksichtigung einer gemessenen Anstrengung eines Bedieners des Fahrrads.
Ausführungsform 9: Vorrichtung nach der Ausführungsform, wobei die gemessene Anstrengung Informationen zu einer Trittfrequenz, einem Trittmoment, einer Trittleistung, einem Fahrzustand, einem Puls und/oder einer Atemfrequenz des Bedieners des Fahrrads umfasst.
Ausführungsform 10: Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Streckenparameter Informationen mindestens zum Höhenprofil der eingegebenen Fahrstrecke, zum Untergrund der eingegebenen Fahrstrecke und dem Wetter entlang der eingegebenen Fahrstrecke umfassen.
Ausführungsform 11: Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die zweite Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln der Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke mittels mindestens eines Algorithmus eingerichtet ist.
Ausführungsform 12: Vorrichtung nach der Ausführungsform, wobei die zweite Ermittlungseinrichtung zum Trainieren des Algorithmus mittels während eines Betriebs des Fahrrads ermittelter Streckenparameter eingerichtet ist.
Ausführungsform 13: Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Eingabeeinrichtung zum Eingeben von Daten zum Fahrer und/oder Fahrrad eingerichtet ist, insbesondere Daten zum Gewicht des Fahrers, Alters des Fahrers, Fitnesszustand des Fahrers und/oder Daten zu einem maximalen Energieverbrauch der Versorgungsenergiequelle.
Ausführungsform 14: Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Vorrichtung mit einem Bordcomputer des Fahrrads verbindbar oder in einen Bordcomputer des Fahrrads integrierbar ist.
Ausführungsform 15: Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, weiterhin umfassend eine Speichervorrichtung zum Speichern von während eines Betriebs des Fahrrads ermittelter Streckenparametern.
Ausführungsform 16: Fahrrad, umfassend
- einen Elektromotor,
- eine Versorgungsenergiequelle und
- eine Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen.
Ausführungsform 17: Fahrrad nach der Ausführungsform, weiterhin umfassend einen Bordcomputer, wobei die Vorrichtung mit dem Bordcomputer verbunden oder in den Bordcomputer integriert ist.
Ausführungsform 18: Verfahren zum prädiktiven Regeln einer Versorgungsenergie und Reichweite eines Fahrrads mit einem Elektromotor und mit einer Versorgungsenergiequelle, umfassend:
- - Vorgeben einer Fahrstrecke und einer gewünschten Anstrengung,
- - Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke,
- - Ermitteln einer Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke basierend auf der eingegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und eines vorbestimmten Anteils einer aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle des Fahrrads,
- - Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors entsprechend der gewünschten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle, falls eine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt wurde, oder Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors entsprechend einer korrigierten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle, falls keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt wurde.
Ausführungsform 19: Verfahren nach der vorhergehenden Ausführungsform, weiterhin umfassend Anpassen der korrigierten Anstrengung an die aktuelle Kapazität der Versorgungsenergiequelle, falls keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt wurde.
Ausführungsform 20: Verfahren nach der vorhergehenden Ausführungsform, weiterhin umfassend Minimieren einer Abweichung der korrigierten Anstrengung von der eingegebenen gewünschten Anstrengung, falls keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt wurde.
Ausführungsform 21: Verfahren nach einer der Ausführungsformen 18 bis 20, wobei die Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke vor und/oder während eines Betriebs des Fahrrads basierend auf der vorgegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle des Fahrrads ermittelt wird.
Ausführungsform 22: Verfahren nach einer der Ausführungsformen 18 bis 21, wobei die Streckenparameter der Fahrstrecke vor und/oder während eines Betriebs des Fahrrads ermittelt werden.
Ausführungsform 23: Verfahren nach einer der Ausführungsformen 18 bis 22, wobei die Streckenparameter der Fahrstrecke mittels Abrufens von Streckendaten aus einer Datenbank ermittelt werden.
Ausführungsform 24: Verfahren nach der vorhergehenden Ausführungsform, weiterhin umfassend Ersetzen der Streckenparameter durch Schätzwerte und/oder Standardwerte, falls die Streckendaten aus der Datenbank nicht abrufbar sind.
Ausführungsform 25: Verfahren nach einer der Ausführungsformen 18 bis 24, weiterhin umfassend Regeln der Unterstützungskraft des Elektromotors unter Berücksichtigung einer gemessenen Anstrengung eines Bedieners des Fahrrads.
Ausführungsform 26: Verfahren nach der vorhergehenden Ausführungsform, wobei die gemessene Anstrengung Informationen zu einer Trittfrequenz, einem Trittmoment, einer Trittleistung, einem Fahrzustand, einem Puls und/oder einer Atemfrequenz des Bedieners des Fahrrads umfasst.
Ausführungsform 27: Verfahren nach einer der Ausführungsformen 18 bis 26, wobei die Streckenparameter Informationen mindestens zum Höhenprofil der eingegebenen Fahrstrecke, zum Untergrund der eingegebenen Fahrstrecke und dem Wetter entlang der eingegebenen Fahrstrecke umfassen.
Ausführungsform 28: Verfahren nach einer der Ausführungsformen 18 bis 27, wobei die Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke mittels mindestens eines Algorithmus ermittelt wird.
Ausführungsform 29: Verfahren nach der vorhergehenden Ausführungsform, weiterhin umfassend Trainieren des Algorithmus mittels während eines Betriebs des Fahrrads ermittelter Streckenparameter.
Ausführungsform 30: Verfahren nach einer der Ausführungsformen 18 bis 29, weiterhin umfassend Speichern von während eines Betriebs des Fahrrads ermittelter Streckenparametern.
Ausführungsform 31: Verfahren nach einem der Ausführungsformen 18 bis 30, weiterhin umfassend Vorgeben von Daten zum Fahrer und/oder Fahrrad eingerichtet ist, insbesondere Daten zum Gewicht des Fahrers, Alters des Fahrers, Fitnesszustand des Fahrers und/oder Daten zu einem maximalen Energieverbrauch der Versorgungsenergiequelle und Antriebssystem des Fahrrads.
Ausführungsform 32: Verfahren nach einer der Ausführungsformen 18 bis 31, weiterhin umfassend Verwenden einer Vorrichtung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 15.
Ausführungsform 33: Verfahren nach einer der Ausführungsformen 18 bis 32, wobei das Verfahren computerimplementiert ist.

In summary, the following embodiments are proposed without restricting further possible configurations:

Embodiment 1: Device for predictively controlling a supply energy and range of a bicycle with an electric motor and with a supply energy source, comprising:
- an input device for inputting a driving distance and a desired effort,
- a first determination device for determining route parameters of the route,
- a second determination device for determining a feasibility of the input route based on the input desired effort, the route parameters and a predetermined proportion of a current capacity of the utility power source of the bicycle, and
- a control device, wherein the control device is set up to control an assisting power of the electric motor according to the desired exertion and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source if the second determination device determines the feasibility of the route entered, the control device being set up to control an assist power of the electric motor corresponding to a corrected effort and the predetermined ratio of the current capacity of the utility power source if the second determining means does not determine feasibility of the input route.
Embodiment 2: Apparatus according to the embodiment, wherein the control means is configured to adjust the corrected effort to the current capacity of the utility power source if the second determining means does not determine feasibility of the input route.
Embodiment 3: Apparatus according to the embodiment, wherein the controller is configured to minimize a deviation of the corrected effort from the input desired effort if the second determining means does not determine feasibility of the input route.
Embodiment 4: Device according to one of the preceding embodiments, wherein the second determination device for determining the feasibility of the entered route before and/or during operation of the bicycle based on the entered desired effort, the route parameters and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source of the bicycle is set up.
Embodiment 5: Device according to one of the preceding embodiments, wherein the first determination device is set up to determine route parameters of the route before and/or during operation of the bicycle.
Embodiment 6 Device according to one of the preceding embodiments, wherein the first determination device is designed to determine route parameters of the route by retrieving route data from at least one database.
Embodiment 7 Device according to the embodiment, wherein the first determination device is set up to replace the route parameters with estimated values and/or standard values if the route data cannot be retrieved from the at least one database.
Embodiment 8: Device according to one of the preceding embodiments, wherein the control device is set up to control the support force of the electric motor taking into account a measured effort of an operator of the bicycle.
Embodiment 9: The device according to the embodiment, wherein the measured effort includes information on a cadence, a cadence, a cadence, a riding condition, a heart rate and/or a breathing rate of the operator of the bicycle.
Embodiment 10: Device according to one of the preceding embodiments, wherein the route parameters include information at least on the elevation profile of the entered route, the subsoil of the entered route and the weather along the entered route.
Embodiment 11 Device according to one of the preceding embodiments, wherein the second determination device is set up to determine the feasibility of the entered route using at least one algorithm.
Embodiment 12 Device according to the embodiment, wherein the second determination device is set up to train the algorithm using route parameters determined during operation of the bicycle.
Embodiment 13: Device according to one of the preceding embodiments, wherein the input device for inputting data is set up for the driver and/or bicycle, in particular data on the weight of the driver, age of the driver, fitness level of the driver and/or data on a maximum energy consumption of the supply energy source.
Embodiment 14 Device according to one of the preceding embodiments, wherein the device can be connected to an on-board computer of the bicycle or can be integrated into an on-board computer of the bicycle.
Embodiment 15: Device according to one of the preceding embodiments, further comprising a storage device for storing route parameters determined during operation of the bicycle.
Embodiment 16: Bicycle comprising
- an electric motor
- a utility power source and
- a device according to any one of the preceding embodiments.
Embodiment 17: Bicycle according to the embodiment, further comprising an on-board computer, wherein the device is connected to the on-board computer or integrated into the on-board computer.
Embodiment 18: Method for predictively controlling a supply energy and range of a bicycle with an electric motor and with a supply energy source, comprising:
- - Specifying a route and a desired effort,
- - Determination of route parameters of the route,
- - determining a feasibility of the entered route based on the entered desired effort, the route parameters and a predetermined proportion of a current capacity of the supply energy source of the bicycle,
- - Regulating an assist force of the electric motor according to the desired effort and the predetermined proportion of the current capacity of the utility energy source, if a feasibility of the entered route has been determined, or regulating an assist force of the electric motor according to a corrected effort and the predetermined fraction of the current capacity of the utility energy source, if no feasibility of the route entered was determined.
Embodiment 19: The method according to the previous embodiment, further comprising adjusting the corrected effort to the current capacity of the utility energy source if feasibility of the input route has not been determined.
Embodiment 20: The method of the preceding embodiment, further comprising minimizing a deviation of the corrected effort from the input desired effort if feasibility of the input route was not determined.
Embodiment 21: The method according to any one of embodiments 18 to 20, wherein the feasibility of the entered route is determined before and/or during operation of the bicycle based on the predetermined desired effort, the route parameters and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source of the bicycle.
Embodiment 22 Method according to one of embodiments 18 to 21, wherein the route parameters of the route are determined before and/or during operation of the bicycle.
Embodiment 23 Method according to one of embodiments 18 to 22, the route parameters of the route being determined by retrieving route data from a database.
Embodiment 24: Method according to the previous embodiment, further comprising replacing the route parameters with estimated values and/or default values if the route data is not retrievable from the database.
Embodiment 25: The method according to any one of embodiments 18 to 24, further comprising controlling the assist power of the electric motor taking into account a measured effort of an operator of the bicycle.
Embodiment 26: Method according to the previous embodiment, wherein the measured exertion comprises information on a cadence, a pedaling torque, a pedaling power, a riding condition, a heart rate and/or a breathing rate of the operator of the bicycle.
Embodiment 27 Method according to one of embodiments 18 to 26, wherein the route parameters contain information at least on the height profile of the entered route, on the subsurface of the entered route and the weather along the input route.
Embodiment 28 Method according to one of embodiments 18 to 27, wherein the feasibility of the route entered is determined using at least one algorithm.
Embodiment 29 Method according to the preceding embodiment, further comprising training the algorithm using route parameters determined during operation of the bicycle.
Embodiment 30: The method according to any one of embodiments 18 to 29, further comprising storing route parameters determined during operation of the bicycle.
Embodiment 31: Method according to one of embodiments 18 to 30, further set up to include specification of data on the driver and/or bicycle, in particular data on the weight of the driver, age of the driver, fitness level of the driver and/or data on a maximum energy consumption of the supply energy source and drive system of the bicycle.
Embodiment 32: The method according to any one of embodiments 18 to 31, further comprising using an apparatus according to any one of embodiments 1 to 15.
Embodiment 33: The method according to any one of embodiments 18 to 32, wherein the method is computer-implemented.

Figurenlistecharacter list

Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, insbesondere in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente.Further details and features emerge from the following description of exemplary embodiments, in particular in connection with the dependent claims. The respective features can be implemented individually or in combination with one another. The invention is not limited to the exemplary embodiments. The exemplary embodiments are shown schematically in the figures. The same reference numerals in the individual figures designate elements that are the same or have the same function or that correspond to one another in terms of their functions.

Im Einzelnen zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2 eine schematische Darstellung eines Algorithmus der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
3 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Show in detail:

1 a schematic representation of a device according to the invention;
2 a schematic representation of an algorithm of the device according to the invention and
3 a flowchart of a method according to the invention.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 ist eingerichtet zum prädiktiven Regeln einer Versorgungsenergie und Reichweite eines Fahrrads 102 mit einem Elektromotor 104 und mit einer Versorgungsenergiequelle 106. Die Versorgungsenergiequelle 106 ist beispielsweise als Akkumulator ausgebildet. Das Fahrrad 102 weist weiterhin einen Bordcomputer 108 auf. Wie in 1 gezeigt, ist die Vorrichtung 100 mit dem Bordcomputer 108 verbunden. Dadurch können der Bordcomputer 108 und die Vorrichtung 100 miteinander kommunizieren. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Vorrichtung 100 mit dem Bordcomputer 108 kabellos verbunden, wie beispielsweise mittels Bluetooth. Die Vorrichtung 100 ist bei der gezeigten Ausführungsform beispielhaft in ein Smartphone 110 integriert. 1 shows a schematic representation of a device 100 according to the invention. The device 100 is set up for the predictive regulation of supply energy and range of a bicycle 102 with an electric motor 104 and with a supply energy source 106. The supply energy source 106 is designed, for example, as an accumulator. The bicycle 102 also has an on-board computer 108 . As in 1 As shown, the device 100 is connected to the on-board computer 108 . This allows onboard computer 108 and device 100 to communicate with each other. In the embodiment shown, the device 100 is connected to the on-board computer 108 wirelessly, such as via Bluetooth. In the embodiment shown, the device 100 is integrated into a smartphone 110 by way of example.

Die Vorrichtung 100 weist eine Eingabeeinrichtung 112 zum Eingeben einer Fahrstrecke und einer gewünschten Anstrengung auf. Die Eingabeeinrichtung 112 kann zu diesem Zweck eine Tastatur aufweisen. Bevorzugt kann die Eingabeeinrichtung 112 ein Display mit einer dargestellten Tastatur zum Eingeben aufweisen. Es versteht sich jedoch, dass die Eingabeeinrichtung 112 alternativ oder zusätzlich eine Spracheingabeeinrichtung und/oder individuelle Benutzeroberfläche und dergleichen aufweisen kann. Beispielsweise ist die Vorrichtung 100 mit einem nicht näher dargestellten Navigationssystem verbunden oder weist ein Navigationssystem auf. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Navigationssystem als Anwendung (App) auf dem Smartphone 110 implementiert. Die Fahrstrecke kann durch Eingabe eines Startpunkts und eines Zielpunkts definiert werden. Der Startpunkt und der Zielpunkt können in Form einer Adresse oder als GPS-Koordinaten eingegeben werden. Die Eingabeeinrichtung 112 kann weiterhin zum Eingeben von Daten zum Fahrer und/oder Fahrrad eingerichtet sein. So kann der Fahrer insbesondere Daten zum Gewicht des Fahrers, Alters des Fahrers, Fitnesszustand des Fahrers und/oder Daten zu einem maximalen Energieverbrauch der Versorgungsenergiequelle und Antriebssystem des Fahrrads 102 eingeben.The device 100 has an input device 112 for inputting a driving distance and a desired effort. The input device 112 can have a keyboard for this purpose. The input device 112 can preferably have a display with a keyboard for input. However, it goes without saying that the input device 112 can alternatively or additionally have a voice input device and/or individual user interface and the like. For example, the device 100 is connected to a navigation system (not shown) or has a navigation system. In the embodiment shown, the navigation system is implemented as an application (app) on the smartphone 110 . The route can be defined by entering a starting point and a destination. The starting point and the destination can be entered in the form of an address or as GPS coordinates. The input device 112 can also be set up to input data about the driver and/or the bicycle. In particular, the driver can enter data on the weight of the driver, age of the driver, fitness level of the driver and/or data on a maximum energy consumption of the supply energy source and drive system of the bicycle 102 .

Die Vorrichtung 100 weist weiterhin eine erste Ermittlungseinrichtung 114 zum Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke auf. Die erste Ermittlungseinrichtung 114 kann als ein Computer ausgebildet sein oder einen Computer umfassen. Die Streckenparameter umfassen Informationen mindestens zum Höhenprofil der eingegebenen Fahrstrecke, zum Untergrund der eingegebenen Fahrstrecke und dem Wetter entlang der eingegebenen Fahrstrecke. Das Wetter umfasst die Temperatur, Windstärke, Windrichtung, Luftfeuchtigkeit, Regenwahrscheinlichkeit entlang der Fahrstrecke. Die erste Ermittlungseinrichtung 114 ist eingerichtet zum Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke mittels Abrufens von Streckendaten aus mindestens einer Datenbank 116. Beispielsweise kann die erste Ermittlungseinrichtung 114 drahtlos über das Internet aus mindestens einer Datenbank 116 eines Providers abrufen. Bevorzugt werden mehrere Web-APIs verwendet. Entsprechend kann die Datenbank in einer Cloud 118 realisiert sein. Die erste Ermittlungseinrichtung 114 ist insbesondere eingerichtet zum Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke vor und während eines Betriebs des Fahrrads 102. Die erste Ermittlungseinrichtung 114 ist eingerichtet zum Ersetzen der Streckenparameter durch Schätzwerte und/oder Standardwerte, falls die Streckendaten aus der Datenbank nicht abrufbar sind. Sollte beispielsweise keine Internetverbindung zur Datenbank während einer Fahrt oder vor einer Fahrt bestehen, kann die erste Ermittlungseinrichtung 114 anstelle abgerufener Streckenparameter Schätzwerte und/oder Standardwerte verwenden, die in einem nicht näher gezeigten internen Speicher der Vorrichtung 100 hinterlegt sind.Device 100 also has a first determination device 114 for determining route parameters of the route. The first determination device 114 can be embodied as a computer or can include a computer. The route parameters include information at least on the elevation profile of the entered route, the subsoil of the entered route and the weather along the entered route. Weather includes temperature, wind force, wind direction, humidity, Probability of rain along the route. The first determination device 114 is set up to determine route parameters of the route by retrieving route data from at least one database 116. For example, the first determination device 114 can retrieve wirelessly via the Internet from at least one database 116 of a provider. Multiple web APIs are preferred. Accordingly, the database can be implemented in a cloud 118 . First determination device 114 is set up, in particular, to determine route parameters of the route before and during operation of bicycle 102. First determination device 114 is set up to replace the route parameters with estimated values and/or standard values if the route data cannot be retrieved from the database. If, for example, there is no Internet connection to the database during a trip or before a trip, first determination device 114 can use estimated values and/or standard values that are stored in an internal memory of device 100 (not shown in detail) instead of retrieved route parameters.

Die Vorrichtung 100 weist weiterhin eine zweite Ermittlungseinrichtung 120 zum Ermitteln einer Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke basierend auf der eingegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und eines vorbestimmten Anteils einer aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle 106 des Fahrrads 102 auf. Die zweite Ermittlungseinrichtung 120 kann als ein Computer ausgebildet sein oder einen Computer umfassen. Die erste Ermittlungseinrichtung 114 und die zweite Ermittlungseinrichtung 120 können separate Einrichtungen sein oder zu einer Einheit integriert sein. Die zweite Ermittlungseinrichtung 120 ist insbesondere eingerichtet zum Ermitteln der Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke vor und/oder während eines Betriebs des Fahrrads 102 basierend auf der eingegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle 106 des Fahrrads 102. Dabei wird von der zweiten Ermittlungseinrichtung 120 für die Ermittlung der Realisierbarkeit berücksichtigt, dass nicht die gesamte aktuelle Kapazität für die Regelung einer Unterstützungskraft des Elektromotors 104 zur Verfügung steht, sondern eine Reserve oder Restenergie von beispielsweise 20 %, 15% oder 10% vorgehalten wird. Die Menge an vorgehaltener Restenergie kann vom Fahrer oder vom Hersteller vorgegeben sein bzw. werden. Die zweite Ermittlungseinrichtung 120 ist eingerichtet zum Ermitteln der Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke mittels mindestens eines Algorithmus, der nachstehend unter Bezugnahme auf 2 näher beschrieben wird. Die zweite Ermittlungseinrichtung 120 ist eingerichtet zum Trainieren des Algorithmus mittels Streckenparameter, die während eines Betriebs des Fahrrads 102 ermittelt wurden.The device 100 also has a second determination device 120 for determining a feasibility of the entered route based on the entered desired exertion, the route parameters and a predetermined proportion of a current capacity of the supply energy source 106 of the bicycle 102 . The second determination device 120 can be embodied as a computer or can include a computer. The first determination device 114 and the second determination device 120 can be separate devices or can be integrated into one unit. The second determination device 120 is set up in particular to determine the feasibility of the route entered before and/or during operation of the bicycle 102 based on the desired effort entered, the route parameters and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source 106 of the bicycle 102 second determination device 120 for determining feasibility takes into account that not all of the current capacity is available for controlling an assisting force of electric motor 104, but that a reserve or residual energy of, for example, 20%, 15% or 10% is reserved. The amount of residual energy that is held available can be or will be specified by the driver or by the manufacturer. The second determination device 120 is set up to determine the feasibility of the route that has been entered using at least one algorithm, which is described below with reference to FIG 2 is described in more detail. The second determination device 120 is set up to train the algorithm using route parameters that were determined during operation of the bicycle 102 .

Die Vorrichtung 100 weist weiterhin eine Regelungseinrichtung 122 auf. Die Regelungseinrichtung 122 ist eingerichtet zum Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors 104 entsprechend der gewünschten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle 106, falls die zweite Ermittlungseinrichtung 120 eine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt. Die Regelungseinrichtung 122 ist weiterhin eingerichtet zum Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors 104 entsprechend einer korrigierten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle 106, falls die zweite Ermittlungseinrichtung 120 keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt. Die Regelungseinrichtung 122 ist eingerichtet zum Anpassen der korrigierten Anstrengung an die aktuelle Kapazität der Versorgungsenergiequelle 106, falls die zweite Ermittlungseinrichtung 120 keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt. Insbesondere ist die Regelungseinrichtung 122 eingerichtet zum Minimieren einer Abweichung der korrigierten Anstrengung von der eingegebenen gewünschten Anstrengung, falls die zweite Ermittlungseinrichtung 120 keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt. Die Regelungseinrichtung 122 ist weiterhin eingerichtet zum Regeln der Unterstützungskraft des Elektromotors 104 unter Berücksichtigung einer gemessenen Anstrengung eines Bedieners des Fahrrads 102. Die gemessene Anstrengung umfasst Informationen zu einer Trittfrequenz, einem Trittmoment, einer Trittleistung, einem Fahrzustand, insbesondere Geschwindigkeit, einem Puls und/oder einer Atemfrequenz des Bedieners des Fahrrads 102. Die Trittfrequenz kann beispielsweise mittels eines Drehzahlsensors des Fahrrads 102 erfasst werden. Der Puls und/oder die Atemfrequenz des Bedieners des Fahrrads 102 kann mittels Sensoren in einem Brustgurt und/oder einer Uhr, wie beispielsweise einer Smartwatch, erfasst werden, die mit der Vorrichtung 100 kommunizierend verbunden sind, wie beispielsweise mittels Bluetooth.The device 100 also has a control device 122 . The control device 122 is set up to control an assisting power of the electric motor 104 according to the desired exertion and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source 106 if the second determination device 120 determines a feasibility of the route entered. The control device 122 is also set up to control an assisting power of the electric motor 104 according to a corrected effort and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source 106 if the second determination device 120 does not determine the feasibility of the route entered. The control device 122 is set up to adapt the corrected effort to the current capacity of the supply energy source 106 if the second determination device 120 does not determine the feasibility of the route entered. In particular, the control device 122 is set up to minimize a deviation of the corrected effort from the entered desired effort if the second determination device 120 does not determine the feasibility of the entered route. The control device 122 is also set up to control the support power of the electric motor 104, taking into account a measured exertion by an operator of the bicycle 102. The measured exertion includes information on a cadence, a pedaling torque, a pedaling power, a riding condition, in particular speed, a heart rate and/or a breathing rate of the operator of the bicycle 102. The cadence can be detected, for example, by means of a speed sensor of the bicycle 102. The pulse and/or breathing rate of the operator of the bicycle 102 may be detected using sensors in a chest strap and/or a watch, such as a smartwatch, that are communicatively connected to the device 100, such as via Bluetooth.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Algorithmus der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100. Anhand von zuvor ermittelten Eigenschaften der Strecke, den Eigenschaften des Fahrrads 102 inklusive des Antriebssystems und den Eigenschaften des Fahrers erfolgt eine Energie- und Dynamikprädiktion für die verschiedenen Unterstützungsszenarien für die jeweils noch zu fahrende Strecke. Dabei wird der fahrdynamische Einfluss der genannten Eigenschaften anhand eines Berechnungsmodells, welches den gemeinsamen Antrieb durch Fahrer und Antriebssystem des Fahrrads 102 abbildet, dargestellt. Anhand dieser Daten wird anschließend die (optimale) Unterstützung berechnet, welche benötigt wird, um die vorgegebene Fahreranstrengung zu erreichen. Die initiale Vorgabe erfolgt dabei durch den Fahrer, welcher die für die Fahrt gewünschte Anstrengung angeben kann. Nachdem die benötigte Unterstützung zum Erreichen der gewünschten Fahreranstrengung bestimmt ist, wird geprüft, ob dies mit der verfügbaren elektrischen Energiemenge unter Berücksichtigung einer Restenergie bzw. Restkapazität der Versorgungsenergiequelle 106 realisierbar ist. Falls die Fahrt realisierbar ist, kann diese Anstrengungsvorgabe durch die Unterstützungsregelung umgesetzt werden. Ergibt die Prüfung, dass die Fahrt mit der ermittelten Unterstützung zum Erreichen der Anstrengungsvorgabe nicht realisierbar ist, erfolgt eine Korrektur der Fahreranstrengungsvorgabe und erneute Berechnung der dafür benötigten Unterstützung und anschließenden Überprüfung der Realisierbarkeit. Dies wird so lange wiederholt, bis eine Vorgabe für die Fahreranstrengung gefunden ist, welche mit der verfügbaren Energie unter Berücksichtigung einer Restenergie bzw. Restkapazität der Versorgungsenergiequelle 106 realisierbar ist. 2 shows a schematic representation of an algorithm of the device 100 according to the invention. Based on previously determined properties of the route, the properties of the bicycle 102 including the drive system and the properties of the driver, an energy and dynamics prediction for the various support scenarios for the route still to be traveled takes place. The driving-dynamic influence of the named properties is calculated using a calculation model that depicts the joint drive by the driver and the drive system of the bicycle 102. shown. This data is then used to calculate the (optimal) support that is required to achieve the specified driver effort. The initial specification is made by the driver, who can specify the effort desired for the journey. After the support required to achieve the desired driver effort has been determined, it is checked whether this can be implemented with the available amount of electrical energy, taking into account a residual energy or residual capacity of the supply energy source 106 . If the journey is feasible, this effort specification can be implemented by the support control. If the check reveals that the journey cannot be implemented with the determined support to achieve the effort specification, the driver effort specification is corrected and the support required for this is recalculated and feasibility is then checked. This is repeated until a specification for the driver's effort is found, which can be realized with the available energy, taking into account a residual energy or residual capacity of the supply energy source 106 .

Die Vorrichtung 100 kann wie folgt modifiziert werden. Die Vorrichtung 100 kann eine eigene Vorrichtung 100 sein. Die Vorrichtung 100 kann mit dem Bordcomputer 108 mittels mindestens eines Kabels verbindbar oder verbunden sein, wie beispielsweise mittels eines USB-Kabels. Alternativ kann die Vorrichtung 100 in den Bordcomputer 108 integrierbar oder integriert sein. Alternativ zu der beschriebenen dargestellten Tastatur der Eingabeeinrichtung 112 kann die Tastatur eine physische Tastatur sein.The device 100 can be modified as follows. The device 100 may be a device 100 in its own right. The device 100 may be connectable or connected to the on-board computer 108 via at least one cable, such as via a USB cable. Alternatively, the device 100 can be integrated into the on-board computer 108 or can be integrated. As an alternative to the illustrated keyboard of the input device 112 described, the keyboard can be a physical keyboard.

Nachstehend wird die Betriebsweise der Vorrichtung 100 näher beschrieben. Die Vorrichtung 100 kann im Rahmen eines Verfahrens zum prädiktiven Regeln einer Versorgungsenergie und Reichweite eines Fahrrads 102 mit einem Elektromotor 104 und mit einer Versorgungsenergiequelle 106 verwendet werden. Ein entsprechendes Verfahren als Betriebsweise der Vorrichtung 100 wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 zeigt dabei ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In Schritt S10 gibt ein Bediener bzw. Fahrer des Fahrrads 102 mittels der Eingabeeinrichtung 112 eine Fahrstrecke und eine gewünschte Anstrengung ein. Somit werden die Fahrstrecke und die gewünschte Anstrengung für die nachstehend beschriebenen und nachfolgenden Ermittlungen und Berechnungen vorgegeben. Der Fahrer kann weiterhin Daten zum Fahrer und/oder Fahrrad eingeben. So kann der Fahrer insbesondere Daten zum Gewicht des Fahrers, Alters des Fahrers, Fitnesszustand des Fahrers und/oder Daten zu einem maximalen Energieverbrauch der Versorgungsenergiequelle und Antriebssystem des Fahrrads 102 eingeben. Vor Beginn der Fahrt ermittelt in Schritt S12 die erste Ermittlungseinrichtung 114 Streckenparameter der Fahrstrecke. So ruft die erste Ermittlungseinrichtung 114 die Streckenparameter aus einer Datenbank ab. Beispielsweise kann die erste Ermittlungseinrichtung 114 die Streckenparameter drahtlos über das Internet aus einer Datenbank eines Providers abrufen. Die Datenbank kann beispielsweise in Form einer Anwendung (App) auf dem Smartphone 110 realisiert sein. So ruft die erste Ermittlungseinrichtung 114 Informationen mindestens zum Höhenprofil der eingegebenen Fahrstrecke, zum Untergrund der eingegebenen Fahrstrecke und dem Wetter entlang der eingegebenen Fahrstrecke ab. Falls bei einer Überprüfung auf Abrufbarkeit in Schritt S14 die Streckendaten aus der Datenbank abrufbar sind, werden diese in Schritt S 16 der zweiten Ermittlungseinrichtung 120 zur Verfügung gestellt bzw. an diese übermittelt. Falls bei der Überprüfung auf Abrufbarkeit in Schritt S14 die Streckendaten aus der Datenbank nicht abrufbar sind, kann die erste Ermittlungseinrichtung 114 in Schritt S18 die Streckenparameter durch Schätzwerte und/oder Standardwerte ersetzen. Sollte beispielsweise keine Internetverbindung zur Datenbank vor der Fahrt bestehen, kann die erste Ermittlungseinrichtung 114 anstelle abgerufener Streckenparameter Schätzwerte und/oder Standardwerte verwenden, die in einem nicht näher gezeigten internen Speicher der Vorrichtung 100 hinterlegt sind. Die Schätzwerte und/oder Standardwerte werden dann in Schritt S20 der zweiten Ermittlungseinrichtung 120 zur Verfügung gestellt bzw. an diese übermittelt.The operation of the device 100 is described in more detail below. The device 100 can be used as part of a method for predictively controlling a supply energy and range of a bicycle 102 with an electric motor 104 and with a supply energy source 106 . A corresponding method as the mode of operation of the device 100 is described with reference to FIG 3 described. 3 shows a flow chart of a method according to the invention. In step S10, an operator of the bicycle 102 uses the input device 112 to input a travel distance and a desired effort. Thus, the travel distance and desired effort are predetermined for the determinations and calculations described below and subsequent. The rider can still enter rider and/or bike information. In particular, the driver can enter data on the weight of the driver, age of the driver, fitness level of the driver and/or data on a maximum energy consumption of the supply energy source and drive system of the bicycle 102 . Before the start of the journey, in step S12 the first determination device 114 determines route parameters of the route. The first determination device 114 retrieves the route parameters from a database. For example, the first determination device 114 can call up the route parameters wirelessly via the Internet from a provider's database. The database can be implemented on the smartphone 110 in the form of an application (app), for example. First determination device 114 retrieves information at least on the elevation profile of the entered route, the subsoil of the entered route and the weather along the entered route. If the route data can be retrieved from the database during a check for retrievability in step S14, these are made available to or transmitted to the second determination device 120 in step S16. If the route data cannot be retrieved from the database during the check for retrievability in step S14, the first determination device 114 can replace the route parameters with estimated values and/or standard values in step S18. If, for example, there is no Internet connection to the database before the journey, the first determination device 114 can use estimated values and/or standard values, which are stored in an internal memory of the device 100 (not shown in detail), instead of retrieved route parameters. The estimated values and/or standard values are then made available to or transmitted to the second determination device 120 in step S20.

Die zweite Ermittlungseinrichtung 120 ermittelt in Schritt S22 eine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke basierend auf der eingegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und eines vorbestimmten Anteils einer aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle 106 des Fahrrads 102 vor Beginn der Fahrt. Die zweite Ermittlungseinrichtung 120 ermittelt die Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke mittels mindestens eines Algorithmus.In step S22, the second determination device 120 determines a feasibility of the entered route based on the entered desired exertion, the route parameters and a predetermined proportion of a current capacity of the supply energy source 106 of the bicycle 102 before the start of the journey. The second determination device 120 determines the feasibility of the entered route using at least one algorithm.

Falls die zweite Ermittlungseinrichtung 120 eine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt, regelt die Regelungseinrichtung 122 in Schritt S24 eine Unterstützungskraft des Elektromotors 104 des Fahrrads 102 entsprechend der gewünschten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle 106. Mit anderen Worten kann der Fahrer die Fahrt mit der von ihm gewünschten Anstrengung durchführen, sofern die Berechnungen bzw. Ermittlungen der zweiten Ermittlungseinrichtung 120 ergeben, dass die Versorgungsenergiequelle 106 für die eingegebene Fahrstrecke unter Berücksichtigung der Streckenparameter ausreichend Versorgungsenergie enthält bzw. bereithält.If the second determination device 120 determines the feasibility of the route entered, in step S24 the control device 122 regulates an assisting force of the electric motor 104 of the bicycle 102 according to the desired exertion and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source 106. In other words, the driver can drive with the effort desired by him, provided that the calculations or determinations of the second determination device 120 show that the supply energy source 106 contains or has sufficient supply energy for the route entered, taking into account the route parameters.

Der Hintergrund für die Berechnung bzw. Ermittlung der Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke unter Berücksichtigung unter anderem der Streckenparameter im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist, dass die Streckenparameter unmittelbaren Einfluss auf die für die Fahrstrecke benötigte Menge an Versorgungsenergie haben. So wird bei einer Fahrt auf einer hügeligen oder bergigen Strecke mehr Unterstützungskraft und somit mehr Versorgungsenergie als bei einer Fahrt auf einer ebenem Strecke benötigt. Ebenso wird bei einer Fahrt auf losem oder steinigem Untergrund, wie beispielsweise einem Feldweg, mehr Unterstützungskraft und somit mehr Versorgungsenergie als auf einem asphaltierten Untergrund benötigt. Weiterhin wird bei einer Fahrt mit Gegenwind mehr Unterstützungskraft und somit mehr Versorgungsenergie als bei Rückenwind oder windstillen Wetterverhältnissen benötigt. Weiterhin wird bei einer Fahrt bei hohen Temperaturen, beispielsweise von 30°C oder mehr, mehr Unterstützungskraft und somit mehr Versorgungsenergie als bei vergleichsweise moderaten Temperaturen von beispielsweise 20°C benötigt, da höhere Temperaturen allgemein eine höhere Anstrengung für den Fahrer bedingen als moderate Temperaturen.The background to the calculation or determination of the feasibility of the route entered, taking into account the route parameters, among other things, within the scope of the present invention is that the route parameters have a direct influence on the amount of supply energy required for the route. When driving on a hilly or mountainous route, more support power and thus more supply energy is required than when driving on a level route. Likewise, when driving on loose or stony ground, such as a dirt road, more support power and thus more supply energy is required than on an asphalt surface. Furthermore, when driving with a headwind, more support power and thus more supply energy is required than with a tailwind or windless weather conditions. Furthermore, when driving at high temperatures, for example 30° C. or more, more support power and thus more supply energy is required than at comparatively moderate temperatures of, for example 20° C., since higher temperatures generally require more effort for the driver than moderate temperatures.

Falls dahingegen die zweite Ermittlungseinrichtung 120 keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke basierend auf der gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und der aktuellen Kapazität ermittelt, regelt die Regelungseinrichtung 122 in Schritt S26 die Unterstützungskraft des Elektromotors 104 entsprechend einer korrigierten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle 106. Falls beispielsweise die Versorgungsenergiequelle 106 nicht genügend Versorgungsenergie bereithalten würde, um die Fahrstrecke aufgrund der ermittelten Streckenparameter befahren zu können, wird die Unterstützungsenergie reduziert. Dies kann beispielsweise der Fall sein, falls die Strecke zu viele Steigungen, zu schlechten Untergrund und/oder ungünstige Wetterverhältnisse enthalten würde, die mit der aktuellen Kapazität und bei der gewünschten Anstrengung nicht möglich zu befahren wäre. Insbesondere passt die Regelungseinrichtung 122 die korrigierte Anstrengung an die aktuelle Kapazität der Versorgungsenergiequelle 106 an, falls die zweite Ermittlungseinrichtung 120 keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt. Genauer minimiert die Regelungseinrichtung 122 eine Abweichung der korrigierten Anstrengung von der eingegebenen gewünschten Anstrengung, falls die zweite Ermittlungseinrichtung 120 keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt. Ist die gewünschte Anstrengung nicht realisierbar, so wird also die Anstrengungsvorgabe gesucht, welche mit der Unterstützung bzw. dem vorbestimmten Anteil der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle 106 umsetzbar ist und die Anstrengung des Fahrers, im Vergleich zur gewünschten Anstrengung, so minimal wie möglich erhöht. Die so gefundene Anstrengung wird dann als Vorgabe an die Regelung der Unterstützung gegeben.If, on the other hand, the second determination device 120 does not determine the feasibility of the entered route based on the desired effort, the route parameters and the current capacity, the control device 122 regulates the assisting power of the electric motor 104 in step S26 according to a corrected effort and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source 106. If, for example, the supply energy source 106 does not have enough supply energy ready to be able to travel the route on the basis of the determined route parameters, the support energy is reduced. This can be the case, for example, if the route contains too many inclines, bad ground and/or unfavorable weather conditions that would not be possible to travel with the current capacity and with the desired effort. In particular, the control device 122 adapts the corrected effort to the current capacity of the supply energy source 106 if the second determination device 120 does not determine the feasibility of the route entered. More specifically, if the second determiner 120 does not determine feasibility of the entered route, the controller 122 minimizes a deviation of the corrected effort from the inputted desired effort. If the desired exertion cannot be achieved, the effort specification is sought which can be implemented with the support or the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source 106 and which increases the driver's exertion as minimally as possible compared to the desired exertion. The effort found in this way is then given as a specification for the regulation of the support.

Auch während eines Betriebs des Fahrrads 102 ermittelt die erste Ermittlungseinrichtung 114 die Streckenparameter der Fahrstrecke. Das Verfahren kehrt somit in Anschluss zu Schritt S24 bzw. Schritt S26 zu Schritt S12 zurück. So kann sich beispielsweise während der Fahrt das Wetter ändern, was somit erfasst und für die Regelung berücksichtigt wird. Auch können die tatsächlichen Eigenschaften des Untergrunds von den abgerufenen Daten abweichen, beispielsweise aufgrund von baulichen Veränderungen des Untergrunds. Die während eines Betriebs des Fahrrads 102 ermittelten Streckenparametern können dann optional in einer Speichervorrichtung 124 der Vorrichtung 100 gespeichert werden. Die zweite Ermittlungseinrichtung 120 ermittelt die Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ebenfalls während eines Betriebs des Fahrrads 102 basierend auf der eingegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle 106 des Fahrrads 102. Da die Vorrichtung 100 auch Abweichungen zwischen der Prädiktion oder den zu Grunde liegenden Streckeneigenschaften und der Realität berücksichtigen muss, wird die Optimierung der Anstrengung regelmäßig für die dann noch zu fahrende Strecke und der dafür zur Verfügung stehenden elektrischen Versorgungsenergie ausgeführt.The first determination device 114 also determines the route parameters of the route while the bicycle 102 is being operated. The method thus returns to step S12 following step S24 or step S26. For example, the weather can change while driving, which is thus recorded and taken into account for the control. The actual properties of the subsoil can also deviate from the retrieved data, for example due to structural changes to the subsoil. The route parameters determined during operation of the bicycle 102 can then optionally be stored in a storage device 124 of the device 100 . The second determination device 120 also determines the feasibility of the entered route during operation of the bicycle 102 based on the entered desired exertion, the route parameters and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source 106 of the bicycle 102. Since the device 100 also discrepancies between the prediction or the underlying route properties and reality, the optimization of effort is carried out regularly for the route still to be traveled and the electrical supply energy available for it.

Die Regelungseinrichtung 122 regelt die Unterstützungskraft des Elektromotors 104 unter Berücksichtigung einer gemessenen Anstrengung eines Bedieners des Fahrrads 102. Die gemessene Anstrengung umfasst wie erwähnt Informationen zu einer Trittfrequenz, einem Trittmoment, einer Trittleistung, einem Fahrzustand, wie beispielsweise Geschwindigkeit, einem Puls und/oder einer Atemfrequenz des Bedieners des Fahrrads 102. Um sowohl die Vorhersage der Fahrt als auch den dem Fahrer entsprechenden Anstrengungswertebereich zu spezifizieren, wird anhand von geeigneten Messungen der Fahrerantriebscharakteristik der entsprechende Wertebereich für die Anstrengung definiert. Initial wird der Wertebereich aus einer Angabe des Fahrers über das eigene Fitnesslevel bestimmt. Zudem kann der Fahrer vor jeder Fahrt die gewünschte Anstrengungsintensität einstellen, der Wertebereich wird dann entsprechend skaliert. Sollten die Streckenparameter für die beschriebene Funktion nicht zur Verfügung stehen, werden diese geschätzt oder durch repräsentative Standardwerte ersetzt. In diesem Fall sind allerdings die Größen zur Messung der Fahreranstrengung sowie die Messung der Energiemenge zwingend erforderlich, wobei diese für die ordnungsgemäße Funktion des E-Bike-Antriebssystems ohnehin zur Verfügung stehen müssen.The control device 122 controls the support power of the electric motor 104 taking into account a measured exertion of an operator of the bicycle 102. As mentioned, the measured exertion includes information about a cadence, a pedaling torque, a pedaling power, a driving condition, such as speed, a heart rate and/or a Breathing rate of the operator of the bicycle 102. In order to specify both the prediction of the ride and the range of exertion values corresponding to the rider, the corresponding range of exertion values is defined using appropriate measurements of the rider's driving characteristics. Initially, the range of values is determined from information provided by the driver about their own fitness level. In addition, the driver can set the desired level of exertion before each journey, and the range of values is then scaled accordingly. If the route parameters for the function described are not available, they are estimated or replaced by representative standard values. In this case, however, the variables for measuring the driver's effort and the measurement of the amount of energy are absolutely necessary, these must be available anyway for the e-bike drive system to function properly.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 und dem erfindungsgemäßen Verfahren bekommt der Fahrer eines E-Bikes eine präzise Information über die Realisierbarkeit seines Anstrengungswunsches sowie dem dabei entstehenden Energieverbrauch für eine geplante Strecke. Sollte die Energie nicht für die vom Fahrer gewünschte Anstrengung ausreichen, erfolgt die Erhöhung der Anstrengung in der kleinstmöglichen Art und Weise, indem die Unterstützung entsprechend über die Strecke verteilt wird, und vorhersagt welche Anstrengung jeweils realisierbar ist. Dadurch, dass die Unterstützungsintensität während der Fahrt anhand einer als realisierbar ermittelten Anstrengung geregelt wird und nicht durch die zuvor erfolgte Optimierung vorgegeben wird, ist die Erfindung zudem resistent gegenüber Abweichungen der Vorhersage gegenüber der Realität.With the device 100 according to the invention and the method according to the invention, the rider of an e-bike receives precise information about the feasibility of his desired effort and the resulting energy consumption for a planned route. Should the energy not be sufficient for the effort desired by the rider, the increase in effort is made in the smallest possible way, distributing the assistance appropriately over the route and predicting what effort is feasible in each case. Due to the fact that the support intensity is regulated while driving based on an effort determined to be realizable and is not specified by the previously performed optimization, the invention is also resistant to deviations of the prediction from reality.

BezugszeichenlisteReference List

100100: Vorrichtungcontraption
102102: FahrradBicycle
104104: Elektromotorelectric motor
106106: Versorgungsenergiequelleutility power source
108108: Bordcomputeron-board computer
110110: Smartphonesmartphone
112112: Eingabeeinrichtunginput device
114114: erste Ermittlungseinrichtungfirst investigative device
116116: DatenbankDatabase
118118: Cloudcloud
120120: zweite Ermittlungseinrichtungsecond detection device
122122: Regelungseinrichtungcontrol device
124124: Speichervorrichtungstorage device
S10S10: Vor- bzw. Eingeben einer Fahrstrecke und einer gewünschten AnstrengungEnter a route and a desired effort
S12S12: Ermitteln von Streckenparametern der FahrstreckeDetermination of route parameters of the route
S 14S14: Überprüfen auf Abrufbarkeit von Streckendaten aus DatenbankChecking whether route data can be retrieved from the database
S 16S16: Übermitteln der Streckenparameter an zweite ErmittlungseinrichtungTransmission of the route parameters to the second determination device
S18S18: Ersetzen Streckenparameter durch Schätzwerte und/oder StandardwerteReplace track parameters with estimated and/or default values
S20S20: Übermitteln der Schätzwerte und/oder Standardwerte als Streckenparameter an zweite ErmittlungseinrichtungTransmission of the estimated values and/or standard values as route parameters to the second determination device
S22S22: Ermitteln der Realisierbarkeit der eingegebenen FahrstreckeDetermining the feasibility of the route entered
S24S24: Regeln der Unterstützungskraft des Elektromotors des Fahrrads entsprechend der gewünschten Anstrengung und der aktuellen Kapazität der VersorgungsenergiequelleAdjusting the assist power of the bicycle's electric motor according to the desired effort and the current capacity of the supply energy source
S26S26: Regeln der Unterstützungskraft des Elektromotors des Fahrrads entsprechend der korrigierten Anstrengung und der aktuellen Kapazität der VersorgungsenergiequelleAdjusting the assist power of the bicycle's electric motor according to the corrected effort and the current capacity of the utility power source

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 2644492 A1 [0003]EP 2644492 A1 [0003]
US 2018056812 A1 [0004]US2018056812A1[0004]
EP 3377400 A1 [0005]EP 3377400 A1 [0005]
WO 2012172227 A1 [0006]WO 2012172227 A1 [0006]

Claims

Vorrichtung (100) zum prädiktiven Regeln einer Versorgungsenergie und Reichweite eines Fahrrads (102) mit einem Elektromotor (104) und mit einer Versorgungsenergiequelle (106), umfassend: eine Eingabeeinrichtung (112) zum Eingeben einer Fahrstrecke und einer gewünschten Anstrengung, eine erste Ermittlungseinrichtung (114) zum Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke, eine zweite Ermittlungseinrichtung (120) zum Ermitteln einer Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke basierend auf der eingegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und eines vorbestimmten Anteils einer aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle (106) des Fahrrads (102), und eine Regelungseinrichtung (122), wobei die Regelungseinrichtung (122) eingerichtet ist zum Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors (104) entsprechend der gewünschten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle (106), falls die zweite Ermittlungseinrichtung (120) eine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt, wobei die Regelungseinrichtung (122) eingerichtet ist zum Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors (104) entsprechend einer korrigierten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle (106), falls die zweite Ermittlungseinrichtung (120) keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt.Device (100) for predictively controlling a supply energy and range of a bicycle (102) with an electric motor (104) and with a supply energy source (106), comprising: an input device (112) for inputting a driving distance and a desired effort, a first determination device (114) for determining route parameters of the route, a second determination device (120) for determining a feasibility of the entered route based on the entered desired effort, the route parameters and a predetermined proportion of a current capacity of the supply energy source (106) of the bicycle (102), and a control device (122), wherein the control device (122) is set up to control an assisting force of the electric motor (104) according to the desired effort and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source (106) if the second determination device (120) shows a feasibility of the the route entered is determined, the control device (122) being set up to regulate an assisting force of the electric motor (104) according to a corrected effort and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source (106) if the second determination device (120) does not find the route entered to be feasible determined.

Vorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Regelungseinrichtung (122) eingerichtet ist zum Anpassen der korrigierten Anstrengung an die aktuelle Kapazität der Versorgungsenergiequelle (106), falls die zweite Ermittlungseinrichtung (120) keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt.Device (100) according to the preceding claim, wherein the control device (122) is set up to adapt the corrected effort to the current capacity of the supply energy source (106) if the second determination device (120) does not determine the feasibility of the entered route.

Vorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Regelungseinrichtung (122) eingerichtet ist zum Minimieren einer Abweichung der korrigierten Anstrengung von der eingegebenen gewünschten Anstrengung, falls die zweite Ermittlungseinrichtung (120) keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt.Device (100) according to the preceding claim, wherein the control device (122) is arranged for minimizing a deviation of the corrected effort from the entered desired effort if the second determination device (120) does not determine feasibility of the entered route.

Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Ermittlungseinrichtung (120) zum Ermitteln der Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke vor und/oder während eines Betriebs des Fahrrads (102) basierend auf der eingegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle (106) des Fahrrads (102) eingerichtet ist.Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the second determination device (120) for determining the feasibility of the entered route before and/or during operation of the bicycle (102) based on the entered desired effort, the route parameters and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source (106) of the bicycle (102) is set up.

Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Ermittlungseinrichtung (114) zum Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke vor und/oder während eines Betriebs des Fahrrads (102) eingerichtet ist.Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the first determination device (114) is set up to determine route parameters of the route before and/or during operation of the bicycle (102).

Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Ermittlungseinrichtung (114) zum Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke mittels Abrufens von Streckendaten aus mindestens einer Datenbank ausgebildet ist.Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the first determination device (114) is designed to determine route parameters of the route by retrieving route data from at least one database.

Vorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Ermittlungseinrichtung (114) zum Ersetzen der Streckenparameter durch Schätzwerte und/oder Standardwerte eingerichtet ist, falls die Streckendaten aus der mindestens einen Datenbank nicht abrufbar sind.Device (100) according to the preceding claim, wherein the first determination device (114) is set up to replace the route parameters with estimated values and/or standard values if the route data cannot be retrieved from the at least one database.

Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Regelungseinrichtung (122) eingerichtet ist zum Regeln der Unterstützungskraft des Elektromotors (104) unter Berücksichtigung einer gemessenen Anstrengung eines Bedieners des Fahrrads (102).Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the control device (122) is set up to control the support force of the electric motor (104) taking into account a measured effort of an operator of the bicycle (102).

Vorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die gemessene Anstrengung Informationen zu einer Trittfrequenz, einem Trittmoment, einer Trittleistung, einem Fahrzustand, einem Puls und/oder einer Atemfrequenz des Bedieners des Fahrrads (102) umfasst.Device (100) according to the preceding claim, wherein the measured exertion comprises information on a cadence, a pedaling torque, a pedaling power, a riding condition, a heart rate and/or a breathing rate of the operator of the bicycle (102).

Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Streckenparameter Informationen mindestens zum Höhenprofil der eingegebenen Fahrstrecke, zum Untergrund der eingegebenen Fahrstrecke und dem Wetter entlang der eingegebenen Fahrstrecke umfassen.Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the route parameters include information at least on the elevation profile of the route entered, the subsoil of the route entered and the weather along the route entered.

Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Ermittlungseinrichtung (120) zum Ermitteln der Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke mittels mindestens eines Algorithmus eingerichtet ist.Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the second determination device (120) is set up to determine the feasibility of the route entered using at least one algorithm.

Vorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zweite Ermittlungseinrichtung (120) zum Trainieren des Algorithmus mittels während eines Betriebs des Fahrrads (102) ermittelter Streckenparameter eingerichtet ist.Device (100) according to the preceding claim, wherein the second determination device (120) is set up to train the algorithm using route parameters determined during operation of the bicycle (102).

Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Eingabeeinrichtung (112) zum Eingeben von Daten zum Fahrer und/oder Fahrrad eingerichtet ist, insbesondere Daten zum Gewicht des Fahrers, Alters des Fahrers, Fitnesszustand des Fahrers und/oder Daten zu einem maximalen Energieverbrauch der Versorgungsenergiequelle und Antriebssystem des Fahrrads (102).Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the input device (112) is set up for entering data on the driver and/or bicycle, in particular data on the weight of the driver, age of the driver, fitness level of the driver and/or data on a maximum power consumption of the utility power source and propulsion system of the bicycle (102).

Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (100) mit einem Bordcomputer (108) des Fahrrads (102) verbindbar oder in einen Bordcomputer (108) des Fahrrads (102) integrierbar ist.Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the device (100) can be connected to an on-board computer (108) of the bicycle (102) or can be integrated into an on-board computer (108) of the bicycle (102).

Fahrrad (102), umfassend einen Elektromotor (104), eine Versorgungsenergiequelle (106) und eine Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Bicycle (102) comprising an electric motor (104), a utility power source (106) and an apparatus (100) according to any one of the preceding claims.

Verfahren zum prädiktiven Regeln einer Versorgungsenergie und Reichweite eines Fahrrads (102) mit einem Elektromotor (104) und mit einer Versorgungsenergiequelle (106), umfassend: - Vorgeben einer Fahrstrecke und einer gewünschten Anstrengung, - Ermitteln von Streckenparametern der Fahrstrecke, - Ermitteln einer Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke basierend auf der eingegebenen gewünschten Anstrengung, den Streckenparametern und eines vorbestimmten Anteils einer aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle (106) des Fahrrads (102), - Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors (104) entsprechend der gewünschten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle (106), falls eine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt wurde, oder Regeln einer Unterstützungskraft des Elektromotors (104) entsprechend einer korrigierten Anstrengung und des vorbestimmten Anteils der aktuellen Kapazität der Versorgungsenergiequelle (106), falls keine Realisierbarkeit der eingegebenen Fahrstrecke ermittelt wurde.A method for predictively controlling supply power and range of a bicycle (102) having an electric motor (104) and having a supply power source (106), comprising: - Specifying a route and a desired effort, - Determination of route parameters of the route, - determining a feasibility of the entered route based on the entered desired effort, the route parameters and a predetermined proportion of a current capacity of the supply energy source (106) of the bicycle (102), - Regulating an assisting power of the electric motor (104) according to the desired effort and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source (106) if feasibility of the entered route has been determined, or regulating an assisting power of the electric motor (104) according to a corrected effort and the predetermined proportion of the current capacity of the supply energy source (106) if no feasibility of the entered route was determined.