CN104245492A - 用于控制踏板车辆的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

借助本发明描述用于踏板运行的与马达运行的车辆、例如自行车的方法以及控制装置。在此提出，车辆中的马达至少在滑行时支持驾驶员。在此，本发明的核心涉及控制的以下可能性：在确定的情形中在滑行过程中至少短时改变、例如减小或完全停止马达的自动驱动。

Description

用于控制踏板车辆的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于控制踏板车辆的马达的方法以及装置。
背景技术
自一些年来，双轮运输工具的使用越来越多，其不仅具有肌肉运行的驱动而且具有马达运行的驱动。在此，所谓的电动自行车——如电自行车(Ebike)或电助力车(Pedelec)不仅具有借助踏板的驱动系统而且具有借助装配的马达的驱动系统。在此，根据电动自行车的构型，在正常使用时马达可以提供唯一的驱动或者也仅仅提供向前运动的在踏板操作时支持驾驶员的一部分。
附加地，所装配的马达也允许滑行过程(Schiebevorgang)期间的驾驶员支持。在所述情形中不设置通过驾驶员的踏板操作，从而在电动自行车上必要时必须设置特定的支持模式。
为了将马达用作滑行辅助，因此例如可以借助电动自行车的HMI(人机接口)或者控制设备中的相应调节来调节所期望的支持。随后，(进行滑行的)驾驶员可以在无需大的努力的情况下使车辆运动，因为马达几乎独自使电动自行车在行进方向上运动，而不需要通过驾驶员的踏板操作。这具有以下优点：驾驶员可以使电动自行车更轻松地运动经过具有侧面的或中间的台阶的(婴儿车)斜坡。在此，然而可以设想，与马达固定耦合并且随之旋转的踏板位于(进行滑行的)驾驶员的腿部的高度上。因为在所述(或类似的)情形中驾驶员可能仅仅不足够地注意到旋转的踏板，所以可能容易出现腿部由踏板导致的伤害，尤其由于马达继续驱动踏板。
此外，在存在以下突然的障碍物时也存在危险潜在：踏板可能撞上所述障碍物——例如撞上台阶或石块，因为所述障碍损害车辆的可靠滑行。
发明内容
借助本发明描述用于踏板运行的与马达运行的车辆的——例如自行车的方法以及控制装置。在此提出，车辆中的马达至少可以在滑行时支持驾驶员。在此，本发明的核心涉及控制的以下可能性：在确定的情况中在滑行过程中至少短时改变、例如减小或完全停止发送机的所述自动驱动。
在此优点是，在滑行过程期间虽然一方面通过马达运行的驱动使驾驶员获得减轻然而由于踏板旋转的突然阻力不使驾驶员由于不受控制的驱动而受伤。
根据本发明，为了避免这种不希望的驱动，检测至少一个踏板的运动或者状态。然后，根据所述运动或者状态至少短时改变或者减小马达的驱动或者驱动功率。
在本发明的一种构型中，根据所施加的扭矩、(旋转)速度或者加速度、踏板的制动行为、转数和/或作用在踏板上的力来检测踏板运动。
有利地提出，将至少一个踏板的运动参量或状态参量与一个阈值进行比较，以便根据超过或低于所述阈值至少短时改变车辆的驱动。因此例如提出，在踏板运动的突然制动时或在所检测的当踏板撞上障碍物时出现的反作用力时，减小或甚至完全关断马达的驱动功率。
可选择地也可以提出，仅仅短时中断马达或者驱动，随后在预先确定的持续时间之后进行踏板的运动或者状态的重新检查。
由实施例的随后描述或者由从属权利要求得到其他的优点。
附图说明
在图1中示意性示出根据本发明的装置的结构。图2的流程图示出根据本发明的控制方法的可能的实现。
具体实施方式
如开始已经阐述的那样，本发明用于踏板运行以及马达运行的车辆——例如电动自行车，在所述车辆中通过马达设置滑行辅助作为支持模式，其中踏板和马达相互耦合。为了监视踏板运动和踏板的状态设置控制装置100，所述控制装置例如可以施加在HMI(Human-machine-interface：人机接口)中或者分离的控制单元中。如在图1中示出的那样，在所述控制单元100中设置处理单元110，所述处理单元一方面与至少一个传感器130连接并且可选择地与存储器120连接。从例如由扭矩传感器130检测的传感器参量——扭矩135出发，处理单元110可以实施与所存储的阈值SW旋转的比较。随后，可以根据结果来控制马达160，其方式例如是，部分地或完全地减小驱动扭矩或者整个驱动功率。替代踏板的扭矩135，也可以借助适合的传感器140来监视踏板的(旋转)速度、转数或加速度。也可以借助所述参量145识别踏板是否撞上障碍物并且突然制动。最后，也可以使用力传感器150，当踏板撞上障碍物时，所述力传感器直接检测作用在踏板上的力155。这种力传感器150已经存在于一些电动自行车中，以便估计通过驾驶员的踏板操作并且因此估计通过马达的驱动支持的程度。当然，在存储器120中对于所检测的参量的每一个可以存储并且可调取相应的阈值。
在图2中示出本发明的监视方法或者控制方法的可能流程。在此可以设置，以支持模式或者滑行模式的初始化自动开始算法。然而替代地，也可以前置另一个检查步骤，所述另一个检查步骤检查自行车的速度是否位于预给定的阈值以下，例如位于相应于典型的滑行行为的阈值以下。可设想的是，例如设置阈值为4至6千米/时。借助所述检查应防止在正常的行驶过程期间实施驱动的不期望的中断。
在算法的开始之后，在可选择的第一步骤200中可以检查自行车究竟是否运动。如果自行车静止，则可以中断算法。然而，在所述情形中可以考虑也关断支持模式或者滑行模式。在随后的步骤210中检测描述踏板的运动或者踏板运动的状态的参量。如已经阐述的那样，可以通过检测扭矩135、(旋转)速度145、转数、加速度或作用在踏板上的力155识别所述运动。为了识别运动的变化(例如由踏板撞上障碍物(例如楼梯、石块、小腿、腿部)引起)，在下一个步骤220中检查所检测的参量是否经历突然的变化。这在本步骤中通过检查所述参量超过还是低于一个阈值实现。因此，例如可以通过突然的制动识别踏板的运动的阻碍。在考虑扭矩的情况下可以通过参量的增大识别踏板撞上障碍物。在此，必要时可以使用大于零的阈值来忽略更小的阻碍。然而，对于所述检查通常可以使用以下阈值：所述阈值是等于零或者仅仅与零略微不同的值。如果没有超过所述阈值，即确定踏板没有阻碍地运动或者阻碍不显著，则结束算法。相反，在步骤230中控制马达160，所述马达提供用于滑行辅助的推动力(Vortrieb)。在此，马达功率可以借助边沿逐步地减小或立刻减小或者完全关断。
在一种替代的构型中，在步骤210和220中也实施多个参量的检测和与相应阈值的比较。这具有以下优点：通过两个不相关的值的检测来提高踏板妨碍识别的精确度并且因此提高对马达控制的干预的确定时的精确度。
替代地，在实施图2中的算法时也可以设置：由步骤220或在步骤230中的马达的控制之后实施至步骤200或210的循环。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于控制踏板运行的车辆的马达的方法，其中，所述马达(160)具有支持模式，所述支持模式在所述车辆滑行时支持所述驾驶员，其特征在于，在所述支持模式中，所述方法检测至少一个踏板的状态参量(135，145，155)以及根据所述状态参量至少短时改变所述车辆通过所述马达(160)的驱动或者驱动功率，当至少一个踏板撞上障碍物时，中断通过所述马达(160)作用在所述车辆上的驱动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态参量代表扭矩(135)和/或(旋转)速度(145)和/或加速度和/或转数和/或作用在所述至少一个踏板上的力(155)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述状态参量(135，145，155)与一个阈值进行比较，其中，当超过或者低于所述阈值时至少短时改变所述车辆的驱动，其中，特别地，所述阈值为零或者接近于零的正的大小。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述支持模式中减小通过所述马达(160)作用在所述车辆上的驱动，其中，特别地，将所述驱动减小到零。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述踏板的状态参量以时钟方式控制所述马达(160)，其中，在所述驱动的减小或者中断之后重新进行所述状态参量的检查。
6.一种控制装置，其具有根据权利要求1至5中任一项所述的用于踏板运行的车辆的马达的控制方法，其中，所述马达(160)具有支持模式，所述支持模式在所述车辆滑行时支持驾驶员，其特征在于，在所述支持模式中，所述控制装置(100)检测至少一个踏板的状态参量(135，145，155)以及根据所述状态参量至少短时改变所述车辆通过所述马达(160)的驱动或者驱动功率以及当识别到至少一个踏板撞上障碍物时至少暂时中断通过所述马达(160)作用在所述车辆上的驱动。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置(100)检测扭矩(135)和/或(旋转)速度(145)和/或加速度和/或转数和/或作用在所述至少一个踏板上的力(155)作为状态参量。
8.根据权利要求6或7所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置(100)将所述状态参量(135，145，155)与一个阈值进行比较，尤其与具有大小为零或者大小接近于零的阈值进行比较，其中，当超过或者低于所述阈值时，所述控制装置至少短时改变所述车辆的驱动。
9.一种踏板运行的车辆，其具有根据权利要求6至8中任一项所述的控制装置(100)。

Claims (11)

1.一种用于控制踏板运行的车辆的马达的方法，其中，所述马达(160)具有支持模式，所述支持模式在所述车辆滑行时支持所述驾驶员，其特征在于，在所述支持模式中所述方法检测至少一个踏板的状态参量(135，145，155)以及根据所述状态参量至少短时改变所述车辆通过所述马达(160)的驱动或者驱动功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态参量代表扭矩(135)和/或(旋转)速度(145)和/或加速度和/或转数和/或作用在所述至少一个踏板上的力(155)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述状态参量(135，145，155)与一个阈值进行比较，其中，当超过或者低于所述阈值时至少短时改变所述车辆的驱动，其中，特别地，所述阈值为零或者接近于零的正的大小。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述支持模式中减小通过所述马达(160)作用在所述车辆上的驱动，其中，特别地，将所述驱动减小到零。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述踏板的状态参量以时钟方式控制所述马达(160)，其中，在所述驱动的减小或者中断之后重新进行所述状态参量的检查。
6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述支持模式中，当至少一个踏板撞上障碍物时，中断通过所述马达(160)作用在所述车辆上的驱动。
7.一种控制装置，其具有根据权利要求1至6中任一项所述的用于踏板运行的车辆的马达的控制方法，其中，所述马达(160)具有支持模式，所述支持模式在所述车辆滑行时支持驾驶员，其特征在于，在所述支持模式中，所述控制装置(100)检测至少一个踏板的状态参量(135，145，155)以及根据所述状态参量至少短时改变所述车辆通过所述马达(160)的驱动或者驱动功率。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置(100)检测扭矩(135)和/或(旋转)速度(145)和/或加速度和/或转数和/或作用在所述至少一个踏板上的力(155)作为状态参量。
9.根据权利要求7或8所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置(100)将所述状态参量(135，145，155)与一个阈值进行比较，尤其与具有大小为零或者大小接近于零的阈值进行比较，其中，当超过或者低于所述阈值时，所述控制装置至少短时改变所述车辆的驱动。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的控制装置，其特征在于，在所述支持模式中，当识别到至少一个踏板撞上障碍物时，所述控制装置(100)至少暂时中断通过所述马达(160)作用在所述车辆上的驱动。
11.一种踏板运行的车辆，其具有根据权利要求7至10中任一项所述的控制装置(100)。
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