CN107635839A - 用于探测车辆的已激活的制动器的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于探测车辆的已激活的制动器的方法和设备。首先检查车辆是否运动，其方式是，感测(110)车辆速度v并接着将车辆速度与最小速度vmin比较(120)。如果车辆速度v大于最大速度vmin，则接着感测由车辆的至少一个驱动装置提供的总转矩MGes并确定作用于车辆的制动力FB(130)。所述确定根据车辆速度v和总转矩MGes发生。接着将所确定的制动力FB与第一阈值S1比较(140)。如果制动力FB大于第一阈值S1，则接着产生(150)代表制动器已激活的信号(300)。本发明此外涉及一种车辆，其具有根据本发明的这种设备或具有实施根据本发明的方法的控制器。

Description

用于探测车辆的已激活的制动器的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于探测前进运动的车辆的已激活的制动器的方法和设备。在此，所述探测尤其应在车辆起步时就已发生，以能尽可能即刻对此作出反应。
背景技术
尤其在具有驻车制动器的车辆的情况下存在以下危险，尽管已激活驻车制动器但车辆仍运动。这导致驻车制动器的磨损极大地增强并且还导致为车辆运动所需的力耗费与为在未激活驻车制动器的情况下使车辆运动所需的力耗费相比提高。如果像例如在E-Bikes或者说电动自行车和尤其在载重自行车的情况那样借助马达将车辆置于运动或驾驶员在踩踏板时通过马达辅助，则已激活的驻车制动器此外导致马达的提高的能量需求。
在公开文献DE 10 2011 003 183 Al中公开了一种用于在车辆中监控驻车致动器的功能的方法。在该文献中，在操纵驻车制动器之后，监控车辆的运动状态并且在车辆运动的情况下输出报警信号。在此，根据由驻车制动器施加的夹紧力监控对驻车制动器的操纵。
专利文献JP 06186141同样公开了一种用于在拉紧驻车制动器且车辆同时运动的情况下输出报警信号的器具。在此借助驻车制动器传感器求取驻车制动器的状态，该驻车制动器传感器测量作用于制动器的绳索传动装置的力并且由此得出驻车制动器的状态。
发明内容
本发明涉及一种用于探测车辆的已激活的制动器的方法和设备。首先检查车辆是否在运动，其方式是，感测车辆速度并且接着将车辆速度与最小速度比较。如果车辆速度大于最小速度，则接着感测由车辆的至少一个驱动装置为前进提供的总转矩并且接着根据车辆速度和总转矩确定作用于车辆的制动力。接着将所确定的制动力与第一阈值比较。如果制动力超过第一阈值，则接着产生代表制动器已激活的信号。
在此有利的是，可通过制动力与第一阈值的比较来识别制动器是否可能已激活。此外，可根据车辆的运行参数确定制动力。在识别到制动器已激活的情况下产生的信号可用于向例如使用者告知关于制动器已激活的信息或记录以已激活的制动器行驶的次数来为之后服务。
根据本发明的方法的有利构型设置，当制动力大于第二阈值时，减小车辆的驱动马达的功率。在此，第二阈值大于第一阈值。
在此有利的是，当推测出制动器已激活时，减小驱动马达和制动器的磨损。在此必须满足制动力大于第二阈值并从而也大于第一阈值的条件。这是有利的，因为在制动力较高的情况下制动器已激活的概率提高。
根据本发明的方法的另一有利构型设置，根据制动力FB的大小来减小驱动马达的功率。
在此有利的是，在制动力较大时可较强地减小驱动马达的功率，因为否则的话在制动力提高的情况下驱动马达和制动器的磨损会增大。
根据本发明的方法的另一有利构型设置，感测由驾驶员提供的第一转矩和由马达驱动装置提供的第二转矩。在此，第一转矩和第二转矩的和构成总转矩。
在此有利的是，也考虑例如E-Bikes或载重自行车所具有的那种两个相互分开的驱动装置。
根据本发明的方法的有利构型设置，附加地感测
-车辆总质量，包括车辆、装载物和车辆的使用者的质量，和/或
-车辆的加速度，和/或
-车辆前进运动所处的道路的坡度，和/或
-车辆驱动装置的转速，和/或
-车辆和道路路面之间的滚动阻力，和/或
-在行驶时作用于车辆上的风阻，
并且根据这些来确定制动力。
在此有利的是，可或者以提高的精度或者以减小的耗费并从而以更快的结果确定制动力。
本发明涉及此外涉及一种车辆，尤其两轮车并且特别优选载重自行车，所述车辆具有根据本发明的用于探测已激活的制动器的设备或具有控制器，所述控制器实施根据本发明的用于探测已激活的制动器的方法。
附图说明
图1示出根据本发明的运行方法的实施例。
图2示出例如可在根据图1的第一实施例中执行的、确定制动力的详细方案。
图3根据本发明的设备的实施例。
具体实施方式
图1示出根据本发明的用于探测车辆的已激活的制动器的运行方法的实施例。所述车辆可以是例如两轮车并尤其是载重自行车。在所述方法中，在方法步骤110中感测车辆速度v。接着在方法步骤120中将车辆速度v与最小速度vmin比较。最小速度vmin的值在此在所述比较之前被确定。该值优选选为零，以由此通过比较就可识别表明车辆起步的车辆最小运动。如果方法步骤120得出车辆速度v大于最小速度vmin，则在方法步骤130中感测由车辆的至少一个驱动装置为前进提供的总转矩MGes并且接着确定作用于车辆的制动力FB。例如在两轮车中，驱动装置理解为驾驶员的蹬踏力，其中，总转矩MGes由此由驾驶员提供并且通过踏板和踏板曲柄作用于链条上。但总转矩MGes例如在载重自行车的情况下也可由第一驱动装置的第一转矩MF和第二驱动装置的第二转矩MM组成。第一转矩MF在此是由驾驶员提供的转矩。而第二转矩MM是由车辆的作为第二驱动装置的驱动马达352提供的转矩。制动力FB在此根据车辆速度v和总转矩MGes确定。在于方法步骤130中确定制动力FB之后，在方法步骤140中将所确定的制动力FB与第一阈值S1比较。第一阈值S1在此例如可为零，由此在方法步骤140中执行的比较中最小的制动力FB就足以使得可识别到区别。如果在方法步骤140中执行的比较得出制动力FB大于第一阈值S1，则在方法步骤150中产生信号300，该信号表示制动器已激活。信号300在此例如是二进制信号，其中，高位状态代表制动器已激活而低位状态代表制动器未激活。
接着，当在方法步骤150中已产生信号300时，可以可选地在方法步骤160中将计数器208计数增加。由此可在之后的时间点检查，驻车制动器在行驶期间是否已激活以及以何种频次已激活。此外，接着还可以可选地执行方法步骤170。当之前已在方法步骤150中产生信号300时，在方法步骤170中向外输出信号300。信号300则用作报警信号并且可用于向车辆驾驶员指示制动器已激活。驾驶员可相应地对该指示作出反应，其方式例如是，驾驶员松开制动器或将车辆变成静止。
接着还可以可选地执行方法步骤180，在该方法步骤中将制动力FB与第二阈值S2比较。第二阈值S2在此大于第一阈值Sl。如果在方法步骤180中执行的比较得出制动力FB大于第二阈值S2，则在方法步骤190中减小车辆的驱动马达352的功率。在此，减小的尺度可根据制动力FB的大小进行。即与制动力FB较小的情况相比，在制动力FB较大的情况下可较强地减小驱动马达352的功率。减小的尺度和制动力FB的大小之间的关系在此可任意地调设。替代地，在方法步骤190中也可这样操控驱动马达352，使得当制动力FB大于第二阈值S2时驱动马达基本不再提供功率。在方法步骤190之后结束所述方法。同样，只要在方法步骤120，140和180中执行的比较中的一个比较得出负面结果的话就直接结束所述方法。
图2示出如可在根据图1的第一实施例中执行的、确定制动力的详细方案。在于方法步骤130中确定制动力FB时，可视应多精确地确定制动力FB而定将一些可变的以及恒定的运行参数一起带入。这些运行参数在此或者在方法开始之前就已经已知(例如通过制造商提供)，或必须符合目的地在所述方法期间感测。
为了确定制动力FB，从牛顿第二定律出发得到以下基于功率的方程：
PAntrieb＝PUmgebung (1)
由此得到：
2π·MGes·nAntrieb＝v·FGes (2)
其中，MGes表示通过所述至少一个驱动装置提供的总转矩，nAntrieb表示驱动装置的转速、在这里例如表示链条转速nKettenblatt，v表示车辆速度而FGes表示作用于车辆的总力。
在此，在方程(2)中，可将总力矩MGes和总力FGes按以下方式分解：
2π(MF+MM·ig)·nKettenblatt＝v·(m(a+gα)+FR+FW+FB) (3)
在此，总转矩MGes由第一转矩MF和第二转矩MM组成，第一转矩由驾驶员提供并且通过踏板和踏板曲柄传递给链条，第二转矩由驱动马达352提供并且以传动比ig传递给链条。此外，m表示车辆总质量，a表示车辆加速度，g表示引力常数，α表示车辆前进所处的道路的坡度，FR表示运动的车辆和道路路面之间的滚动阻力，FW表示风阻而FB表示制动力。
由此，为了可确定制动力FB，可这样改写方程(3)：
链条转速nKettenblatt与车辆速度v的商在此构成当前设置的挡位。
为了在方法步骤130中按方程(4)确定制动力FB，在方法步骤131中感测驱动装置转速nAntrieb、在这里链条转速nKettenblatt。这基于：第一转矩MF以及第二转矩MM都作用于链条，其中，必须注意各自的传动比。
此外车辆速度v已经已知，因为其在所述方法开始时在第一方法步骤110中已被感测。
此外在方法步骤132中感测第一转矩MF以及在方法步骤133中感测第二转矩MM。
而参数传动比ig通常已在确定制动力FB之前就已知并且仅须例如由马达控制器读取，这同样可在方法步骤132中执行。
车辆总质量m在方法步骤134中或者被感测或者从存储器206读取。可选地，也可由方程(3)解得总质量m，并且，当除了总质量m之外的其他所有运行参数都已知时以及当制动力为零(即当前不进行制动)时，可由转变的方程(3)在方法步骤134中确定总质量m。
在方法步骤135中感测加速度a并在方法步骤136中感测坡度α。
在方法步骤137中由存储器206读取滚动摩擦系数μ并由此确定滚动阻力FR，在方法开始之前已将所述滚动摩擦系数例如以数据表格的形式在存储器206中存储过一次。轮胎在沥青上的滚动摩擦系数μ的典型值例如在0.011至0.015之间并且针对其他路面稍微改变。滚动摩擦系数μ在此或者通过制造商预设或替代地由驾驶员从数据表格或基于其他运行参数在线选择。
可选地，在方法步骤138中确定风阻FW。替代地也可完全忽略风阻FW的确定，因为由于在车辆起步时的低速度，风阻趋近于零。
接着在方法步骤139中借助感测和读取的运行参数基于方程(4)确定制动力FB。
图3示出根据本发明的设备的实施例。该设备200、例如控制器具有第一器件205，例如微控制器。该设备200还具有存储器206。第一器件205可与速度传感器210、转矩传感器220、加速度传感器230和/或倾斜传感器240连接。在此，第一器件205和传感器210、220、230和240之间的连接既可有线地也可无线地构型。速度传感器210设置用于感测车辆速度信号211并发送给第一器件205。转矩传感器220设置用于感测总转矩信号221并发送给第一器件205。在此可能需要的是，转矩传感器220具有两个单传感器，其中，一个单传感器感测由驾驶员提供的第一转矩MF而另一个单传感器感测由驱动马达352提供的第二转矩MM。加速度传感器230设置用于感测车辆的加速度信号231并发送给第一器件205。替代地，加速度信号231也可由车辆速度信号220求取。倾斜传感器235设置用于感测坡度信号236并发送给第一器件205。转速传感器240设置用于感测驱动装置转速信号241、在这里链条转速并发送给第一器件205。可选地，第一器件205与重量传感器250连接，该重量传感器设置用于感测驾驶员质量或也包括装载物质量的第一重量信号251并发送给第一器件205。替代地，针对这两个值也可将平均值存储在存储器206中，例如针对人体重而言70kg是典型的平均值，或这些值通过驾驶员存储在存储器206中。此外，存储器206设置用于存储滚动摩擦系数μ，例如存储为数据表格。此外，存储器206设置用于存储用于与制动力FB比较的第一阈值S1和第二阈值S2。此外，存储器206设置用于存储为确定风阻FW所需的恒定值，尤其流动常数CW、空气密度ρ和车辆参考面积A。第一器件205设置用于在需要时读取在存储器206中存储的值和参数。
第一器件205设置用于执行根据图1和图2的方法。第一器件205设置用于根据由传感器210、220、230、240和250接收的信号211、221、231、241和251和从存储器206读取的值和运行参数来确定作用于车辆的制动力FB。此外，第一器件205设置用于将所确定的制动力FB与第一阈值S1比较并可选地还将其与第二阈值S2比较。第一器件205此外设置用于当制动力FB大于第一阈值S1时产生信号300。信号300代表制动器已激活。第一器件205此外设置用于将信号300在设备200内进行处理和/或用于向外输出报警信号。为了向外输出信号300，第一器件205优选与第二器件350连接。第二器件350设置用于向使用者输出信号300。信号300在此例如可以光学和/或声学地输出给驾驶员，以向驾驶员指示激活的制动器。作为光学反馈例如可设想报警光或显示器。
报警信号的声学传递例如可通过扬声器实现，扬声器示出音调或发出语音信息。替代地，报警信号也可触觉地示出，其方式例如是，在踏板或车辆把手上产生震动，其中，这并不图像地示出。踏板的震动例如通过合适地操控驱动马达352实现。
可选地，第一器件205设置用于当比较得出制动力FB大于第二阈值S2时将车辆驱动马达352在其功率方面减小。针对制动力FB大于第二阈值S2的情况，尤其可完全关断驱动马达352。

Claims (10)

1.一种用于探测车辆的已激活的制动器的方法，具有以下方法步骤：
a.感测(110)车辆速度v，
b.感测由所述车辆的至少一个驱动装置为前进提供的总转矩MGes，
其特征在于，还包括以下方法步骤：
c.当车辆速度v大于最小速度Vmin时，根据车辆速度v和总转矩MGes确定(130)作用于所述车辆的制动力FB，
d.当所述制动力FB大于第一阈值S1时，产生(150)代表制动器已激活的信号(300)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括以下方法步骤：
e.当所述制动力FB大于第二阈值S2时，减小(190)所述车辆的驱动马达(352)的功率，其中，所述第二阈值S2大于所述第一阈值S1。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述方法步骤e中，根据所述制动力FB的大小来减小所述驱动马达(352)的功率。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在所述方法步骤b中，感测由驾驶员提供的第一转矩MF和由驱动马达(352)提供的第二转矩MM，其中，所述第一转矩MF和所述第二转矩MM的和构成总转矩MGes。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，在所述方法步骤c之前附加地感测
-所述车辆的总质量m，该总质量包括所述车辆的质量、装载物的质量和车辆使用者的质量，和/或
-所述车辆的加速度a，和/或
-所述车辆前进所处的道路的坡度α，和/或
-所述车辆的驱动装置的转速nAntrieb，和/或
-所述车辆和道路路面之间出现的滚动阻力FR，和/或
-在行驶时作用于所述车辆的风阻FW，
并且在所述方法步骤c中据此来确定制动力FB。
6.一种用于探测车辆的已激活的制动器的设备(200)，具有第一器件(205)，尤其是根据权利要求1至5之一所述的方法在该第一器件中运行，该第一器件设置用于接收速度传感器(210)的车辆速度信号(211)和至少一个转矩传感器(220)的总转矩信号(221)，其特征在于，所述第一器件(205)设置用于根据车辆速度v和总转矩MGes来确定作用于所述车辆的制动力FB，以及设置用于当该制动力FB大于第一阈值S1时产生代表制动器已激活的信号(300)。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述第一器件(205)设置用于操控所述车辆的驱动马达(352)，使得当所述制动力FB大于第二阈值S2时将所述驱动马达在其功率方面减小。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第一器件(205)设置用于根据所述制动力FB的大小来减小所述驱动马达(352)的功率。
9.根据权利要求6至8之一所述的设备，其特征在于，所述第一器件(205)设置用于
-从加速度传感器(230)接收所述车辆的加速度信号(231)，和/或
-从倾斜传感器(235)接收所述车辆前进所处的道路的坡度信号(236)，和/或
-从转速传感器(240)接收所述车辆的驱动装置的转速信号(241)，和/或
-从重量传感器(250)接收使用者质量和/或装载物质量的第一重量信号(251)，和/或，
从存储器(206)读取用于所述车辆的质量或用于总质量m的值，以及附加地根据所述加速度信号(231)和/或所述坡度信号(236)和/或所述驱动装置的转速信号(241)和/或所述第一重量信号(251)和/或用于所述车辆的质量或用于总质量m的值来确定制动力FB。
10.一种车辆，尤其是两轮车并且特别优选是载重自行车，具有用于根据权利要求6至9之一所述的用于探测已激活的制动器的设备，或具有控制器，所述控制器实施根据权利要求1至5之一所述的方法。
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