CN111448129A - 用于运行摩托车的装置、系统和用于运行摩托车的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于运行摩托车（1）的装置，该装置包括一个具有第一和第二抓握元件（4、5）的转向机构（3）以及用于检测行驶状况的传感器件，所述传感器件包括抓握传感器（7），该抓握传感器布置在所述抓握元件（4、5）中的一个之中或之上并且该抓握传感器构造用于在所述装置的运行状态下检测相应的抓握元件（4、5）上的从外部紧贴的接触并且生成所属的抓握测量信号。此外，所述装置包括转向致动器（9），该转向致动器为了关于转向轴（LA）设定转向角而与所述转向机构（3）相耦联，从而根据行驶状况和抓握测量信号借助于所述转向致动器（9）能够在所述转向机构（3）上设定预先给定的转向角。

Description

用于运行摩托车的装置、系统和用于运行摩托车的方法

技术领域

本发明涉及用于运行摩托车的一种装置和一种方法，它们能够分别为摩托车的可靠和安全的运行以及舒适性的提高作贡献。此外，本发明涉及一种具有摩托车的系统。

背景技术

机动脚踏车或摩托车通常具有一个带有转向器的转向机构，所述转向器在行驶周期期间必须被固定住。特别是在行驶路线较长的情况下，这样的转向任务被摩托车的驾驶员感觉到是吃力的并且可能引起双手的麻木感。此外，与摩托车的转向器的握紧接触通常要求弯腰的座椅位置，这又会引起驾驶员的背部疼痛并且限制驾驶员的专注能力。

发明内容

本发明的任务在于，提供用于运行摩托车的一种装置和一种方法，它们能够分别为摩托车的可靠和安全的运行以及舒适性的提高作贡献。

该任务通过独立权利要求的特征得到解决。本发明的有利的设计方案在从属权利要求中得到说明。

根据本发明的一个方面，用于运行摩托车的装置包括转向机构和用于检测行驶状况的传感器件，其中所述转向机构具有第一和第二抓握元件并且所述传感器件包括布置在抓握元件中的一个之中或之上的抓握传感器。所述抓握传感器构造用于在装置的运行状态下检测相应的抓握元件上的从外部紧贴的接触并且生成所属的抓握测量信号。此外，所述装置包括如下转向致动器，该转向致动器为了关于转向轴设定转向角而与转向机构相耦联，从而根据行驶状况和抓握测量信号借助于转向致动器在转向机构上能够设定预先给定的转向角。

借助于所描述的装置能够实现一种用于摩托车的转向系统，该转向系统能够实现摩托车的安全和可靠的运行并且此外能够为摩托车的舒适性的提高作贡献。这种转向系统以在转向器或转向机构上的传感器检测为基础并且通过以下方式被激活，即所述转向机构被驾驶员松开并且因此不再有握紧的接触紧贴在相应的具有抓握传感器的抓握元件上。所述转向机构的两个抓握元件优选分别具有抓握传感器，其测量信号被一同处理以用于激活转向系统。因此，所述装置在摩托车同时、安全且可控地继续行驶时允许松开摩托车的转向机构的一个或多个抓握元件。

被激活的转向致动器关于转向机构的转向轴主动施加预先给定的转向力矩，并且因此借助于对于预先给定的转向角的设定而能够实现转向机构的主动的转向或操控。所述转向致动器例如能够构造为机电致动器，其中所需要的能量供应优选通过所属的摩托车的车辆车载电网来实现。

一个抓握元件、例如实现油门手柄的抓握元件或者两个抓握元件分别配备有抓握传感器。如果借助于所述装置的一个或多个抓握传感器测定驾驶员的至少一只手紧贴在转向机构上，则不在转向机构上预先给定转向角。这种情况例如代表着所述装置的被动的运行状态或静止状态。如果松开所述转向机构，从而借助于所述一个或多个抓握传感器不再能测定紧贴的接触，则所述装置转换为主动的运行状态，在该主动的运行状态下借助于转向致动器受控地预先给定转向角，以便例如保持转向方向或者设定转向方向的有针对性的改变。

因此，根据抓握测量信号和行驶状况以受控的方式执行转向方向的这种能借助于转向角设定的预先给定，使得驾驶员能够以可靠的方式放松其双手并且改变其座椅位置。因此，所描述的装置能够抑制由于长时间所采取的座椅姿势而带来的双手的麻木感觉以及疼痛并且因此能够为摩托车的舒服的驾驶及舒适性的提高作贡献。

例如基于其他传感器来测定当前的和预计的行驶状况，从而例如在直线路段上预先给定零度的转向角，以便稳定地保持行驶方向。然而，在直线路段上也可能需要在一定程度上修正行驶方向，从而例如预先给定正一度或两度的小转向角，随后重新测定行驶状况和行驶方向并且而后例如在转向机构上以预先给定的方式设定负一度或两度的转向角。例如基于光学传感器、比如对道路走向进行探测的摄像头来测定行驶状况，从而能够预测行驶方向。

根据所述装置的一种优选的改进方案，所述传感器件此外具有座椅面传感器，所述座椅面传感器配属于摩托车的座椅面并且所述座椅面传感器构造用于在所述装置的运行状态下检测座椅面上的质量分布并且生成所属的座椅测量信号，从而根据座椅测量信号借助于转向致动器在转向机构上能够设定预先给定的转向角。借助于这种座椅传感器能够测定当前的和预计的行驶状况，因为根据所产生的座椅测量信号能够从座椅面上的所检测到的质量分布来推断出驾驶员在摩托车上的姿势或倾斜度。

如果探测到以下质量分布，所述质量分布的重心关于座椅面基本上居中，则能够推断出直线的路段，从而设定大约为零度的转向角。相反，驾驶员在弯道中朝弯曲中心点的方向倾斜，从而例如在左转弯中质量分布的重心关于行驶方向和座椅面的中心向左移位。然后，根据倾斜度和质量分布，例如借助于转向致动器设定十度至二十度的转向角。

因此，所述座椅面传感器能够确定摩托车的长座椅（Sitzbank）上的座椅占用情况。除此以外，所述装置优选包括倾斜度传感器，该倾斜度传感器能够测量角度并且确定所述摩托车相对于所行驶的地面的倾斜度。这些传感器例如能够被集成在摩托车的传感器盒中。

根据所述装置的一种优选的改进方案，所述转向致动器构造为线性致动器并且在转向机构的侧臂上与所述转向机构相耦联。作为替代方案或补充方案，所述转向致动器能够作为马达布置在转向机构的转向头轴承中。除此以外，所述装置也能够具有一个以上的转向致动器，所述转向致动器分别被设立用于在转向机构上设定预先给定的转向角。

根据所述装置的一种改进方案，所述抓握传感器构造为电容式传感器。当在抓握元件上存在紧贴的或者抓握的接触时，传感器的电容发生可测量的变化，从而能够推断出驾驶员抓紧转向机构。

根据一种改进方案，所述装置包括控制单元，所述控制单元在信号技术上与转向致动器、抓握传感器以及（如果存在的话）与座椅面传感器相耦联并且根据相应的抓握测量信号和座椅测量信号借助于转向机构上的一个或多个转向致动器来控制对于预先给定的转向角的设定。所述控制单元为此目的例如包括计算单元和数据存储器以用于对数据进行分析和处理。

此外，所述装置能够包括机电的节气门，该节气门能够实现摩托车的速度控制。这种节气门尤其已经用在现代的机动脚踏车或摩托车中。此外，所述装置能够包括如下软件，该软件能够实现对于各个测量信号的处理并且进行相应的调节。这种软件例如能够被保存在装置的控制单元中，该控制单元能够实现相应的指令的实施以及监测相应的测量信号的接收以及尤其对于一个或多个转向致动器的控制。

根据本发明的另一个方面，一种系统包括摩托车和前面所描述的装置的一种设计方案，所述装置布置在摩托车之中或之上。所述装置尤其实现摩托车的有利的转向系统，该转向系统为摩托车的舒适的和安全的运行作贡献。由于所述系统包括前面所描述的装置的设计方案，所以也针对所述系统公开了所述装置的所有特征和特性并且反之亦然。

根据本发明的另一方面，一种用于借助于前面所描述的装置的设计方案来运行摩托车的方法包括以下步骤，即借助于抓握传感器来测定抓握元件上的从外面紧贴的接触并且生成所属的抓握测量信号。此外，所述方法包括以下步骤，即根据抓握传感器的抓握测量信号激活转向致动器并且借助于摩托车的传感器件来测定行驶状况。此外，所述方法包括以下步骤，即根据抓握测量信号和行驶状况通过借助于转向致动器在转向机构上设定预先给定的转向角这种方式来控制所述摩擦车的转向机构。

这样的方法也如所述装置一样能够为摩托车的可靠的和安全的运行以及舒适性的提高作贡献。驾驶员能够松开转向单元并且摩托车借助于所述装置来自动地得到控制，由此驾驶员能够放松双手和后背，使得所描述的方法能够为适意的和舒服的行驶周期作贡献。如果未测定抓握元件上的从外部紧贴的接触，则激活转向系统或转向致动器并且控制摩托车的转向机构。

行驶状况的测定尤其能够包括借助于座椅面传感器检测摩托车的座椅面上的质量分布，所述座椅面传感器布置在座椅面之中或之上。相应生成的座椅测量信号代表着所检测到的质量分布，因而能够根据座椅测量信号通过借助于转向致动器在转向机构上设定预先给定的转向角这种方式来控制所述摩托车的转向机构。

除此以外，按照一种改进方案，所述方法能够包括以下步骤，即根据抓握传感器的抓握测量信号来测定摩托车的驾驶员的注意力。然后，例如也能够根据所测定的驶员注意力通过借助于转向致动器在所述转向机构上设定预先给定的转向角这种方式来控制所述摩托车的转向机构。

驾驶员的注意力例如能够借助于抓握传感器通过以下方式来测定，即在预先给定的时间间隔内应当在转向机构和相应的抓握元件上进行接触。例如预先给定时间阈值，在该时间阈值之内能够容忍不接触转向机构的抓握元件。这样的阈值例如为30秒，因而驾驶员在这个时间规定之内应该触碰转向机构和相应的抓握元件，以用于确认其是专注的。如果在所述时间阈值结束之后在抓握元件上没有接触，则例如能够通过控制单元来提供报警信号，所述报警信号作为报警声音或作为闪烁的光来输出给驾驶员。作为替代方案或补充方案，能够借助于控制单元来操控摩托车的机电的节气门，以便降低摩托车的速度。除此以外，也能够借助于所述转向单元之中或之上的其他传感器来检测注意力，方法是：例如借助于摄像头来观察驾驶员的头部倾斜。如果驾驶员太长时间向左或向右张望或者没有看行车道或者头部像睡着人员一样低垂，则能够推断出其注意力不够。

在行驶期间，由摩托车的驾驶员通过配备有传感器的一个或多个抓握元件的松开来激活主动的转向系统。通过相应的抓握元件中的电容式传感器探测到松开情况并且将其作为抓握测量信号提供给所述装置的控制单元。转向任务现在借助于所述控制单元来自动地执行。通过长座椅中的座椅面传感器，通过尤其关于行驶方向向左或向右的质量分布来探测到驾驶员的臀部的倾斜度。

在测定驾驶员的中间的座椅位置时，摩托车借助于对于转向致动器的操控和相应的转向角的预先给定来自主地保持行驶方向笔直并且通过倾斜度传感器来设定该行驶方向。借助于对于所述机电的节气门的控制，同样能够自动地保持速度。因此，优选根据驾驶员的座椅位置来预先给定转向角。如果驾驶员的臀部向左或向右倾斜，则借助于所述控制单元来操控转向致动器并且预先给定转向角并且因此相应地设立转向器位置，使得行驶方向向左或向右改变。通过这种方式，在路段非理想直线延伸时也能够安全且可靠地跟随弯道结构，而驾驶员不必抓紧转向单元并且手动地再修正行驶线路。

用所描述的装置、所属的系统和相对应的方法，能够实现对于机动脚踏车或摩托车的自动化的横向控制。在特别长的行程中，驾驶员尤其是在直线行驶时能够放松其双手。此外，从弯腰姿势短时间地转换为直腰姿势的可行方案用于减少背部疼痛和手腕麻木并且因此导致驾驶员的专注度的提高，从而抑制驾驶错误并且减少由于驾驶员缺乏专注度而导致事故的风险。由此，所述装置、系统和方法能够相应地为道路交通中的安全性的提高作贡献。

驾驶员也能够在身体倾斜的情况下驶过轻微的弯道，而不必在此将其双手放到转向单元的抓握元件上。通过这种方式，能够没有问题地驶过非理想笔直的道路。此外，所描述的转向系统也能够用于减少转向单元的转向轴中的振动。根据转向系统中的振动，通过借助于转向致动器来设定转向角的方式通过主动的转向力矩的预先给定，能够补偿或者至少减少所述振动。由此，借助于所描述的装置能够实现一种用于摩托车的自动化的转向系统，该转向系统此外能够作为主动的转向减振器起作用。

附图说明

下面借助于示意性附图对本发明的实施例进行详细解释。其中示出：

图1示出了具有摩托车的系统的一种示意性的实施例，

图2示出了具有摩托车的系统的另一种示意性的实施例，

图3示出了具有摩托车的系统的另一种示意性的实施例，

图4示出了用于用来运行摩托车的方法的示意性的流程图。

具有相同结构或功能的元件在附图中全面地用相同的附图标记来标识。出于简明的原因，所示出的元件可能不是在所有附图中都用附图标记来标识。

具体实施方式

图1以示意性的俯视图示出了具有摩托车1的系统的一种实施例。此外，所述系统具有用于运行摩托车1的装置，该装置构成摩托车1的主动的转向系统。该装置包括具有第一和第二抓握元件4和5的转向机构3以及用于检测行驶状况的传感器件，所述传感器件包括抓握传感器7，该抓握传感器布置在抓握元件4、5中的一个之中或之上。在图1所示的实施例中，所述抓握传感器7布置在俯视图中右侧的抓握元件5上，该抓握元件例如实现摩托车1的油门手柄。

所述抓握传感器7构造用于在所述装置的运行状态下检测抓握元件5上的从外部紧贴的接触并且生成所属的抓握测量信号。此外，所述装置包括如下转向致动器9，该转向致动器为了关于转向轴LA设定转向角而与转向机构3相耦联，从而根据行驶状况和抓握测量信号借助于转向致动器9在转向机构3上能够设定预先给定的转向角。在图1所示的实施例中，所述转向致动器9被设计为线性致动器并且与转向机构3的在俯视图中左边的侧臂相耦联。

此外，所述装置具有速度调节器13和控制单元11，其中所述速度调节器13例如构造为机电的节气门并且所述控制单元11监测预先给定的转向角的设定以及对于转向机构3的控制。为此目的，所述抓握传感器7和转向致动器9以及速度调节器13在信号技术上与控制单元11相耦联。除此以外，所述装置包括如下座椅面传感器16，该座椅面传感器集成在摩托车1的座椅面15中并且该座椅面传感器能够检测座椅面15上的质量分布并且生成所属的座椅测量信号。

借助于转向致动器9在转向机构3上设定预先给定的转向角，这优选根据座椅面传感器16的座椅测量信号、例如被设计为电容式传感器的抓握传感器7的抓握测量信号并且必要时也根据倾斜度传感器的测量信号来进行，所述倾斜度传感器能够测量角度并且确定摩托车1相对于所行驶的地面的倾斜度。借助于座椅面传感器16和倾斜度传感器能够测定当前的和预计的行驶状况，在设定预先给定的转向角时通过控制单元11来一起处理所述行驶状况。

图2以示意性的俯视图示出了摩托车1的另一种实施例，其中与图1不同的是，所述装置在左侧的抓握元件4之中或之上具有另一抓握传感器7以及呈线性致动器的形式的另一转向致动器9，所述另一转向致动器与转向机构3的右侧的侧臂相耦联。通过这种方式，能够通过借助于所属的转向致动器9设定相应的转向角这种方式来特别可靠地测定驾驶员的手在转向机构3上的抓握或紧贴的接触以及安全且稳定地控制该转向机构。

图3以示意性的俯视图示出了摩托车1的另一种实施例，其中与图1和2不同的是，该装置具有呈驱动装置或马达的形式的转向致动器9，该转向致动器布置在摩托车1的转向头轴承8中。根据所述装置的另外的设计方案，除了布置在转向头轴承8中的马达之外，也能够设置一个或多个线性致动器，以便能够实现对于转向机构3的特别安全且可靠的控制。

相应的转向致动器9构造用于施加围绕转向轴LA的主动的转向力矩，以便设定所期望的转向角。所述转向致动器9例如能够被设计为机电的致动器，其中，能量供应能够通过摩托车1的车辆车载电网来实现。为了借助于控制单元11和一个或多个转向致动器9来控制转向机构3，所述装置具有带可实施的指令的软件，该软件实现了用于根据在图4中示出的流程图来运行摩托车1的方法以及对于所述转向系统的自动的调节。

在步骤S1中，借助于一个或多个抓握传感器7来测定，在相应的抓握元件4、5上是否存在接触并且生成所属的抓握测量信号。

在摩托车1的驾驶员松开配备有传感器的抓握元件4、5并且因此测定在相应的抓握元件4、5上不存在接触的情况下，在步骤S3中激活通过所述装置实现的转向系统。

在另一步骤S5中，现在以自动化的方式执行转向任务，其方式为，借助于控制单元11来有针对性地操控一个或多个转向致动器9并且由此关于转向轴LA设定转向机构3的预先给定的转向角。在此，借助于摩托车1的长座椅中的座椅面传感器16通过左侧/右侧的质量分布来探测驾驶员臀部的倾斜度。在中间的座椅位置中，例如关于行驶方向设定约为零度的转向角，使得所述摩托车1自主地保持行驶方向笔直。借助于倾斜度传感器能够验证对于转向角的设定并且借助于对于速度调节器13的控制能够自动地保持或调整摩托车1的速度。

转向角的预先给定尤其根据驾驶员的座椅位置来进行。因此，在另一步骤S7中，如果驾驶员向左或向右移位其重量，则能够测定该驾驶员的倾斜，从而借助于控制单元11来操控相应的转向致动器9并且对转向机构3进行定向。通过这种方式能够开始行驶方向的向左或向右的改变，从而在非理想直线延伸的路段中也能够跟随弯道结构，而驾驶员不必向前抓紧抓握元件4、5并且手动地再修正行驶线路。

在行驶期间，通过松开配备有传感器的一个或多个抓握元件4、5的方式，由摩托车1的驾驶员来激活主动的转向系统。通过相应的抓握元件4、5中的相应的抓握传感器7来探测松开情况并且作为抓握测量信号提供给所述装置的控制单元11。因此，驾驶员能够在身体倾斜的情况下驶过弯道，而在此不必将其双手放到转向单元3的抓握元件4、5上。因此，对于转向角的预先给定根据驾驶员的座椅位置来进行。

用所描述的装置、所属的系统和相对应的方法，能够实现对于机动脚踏车或摩托车1的自动化的横向控制。因此，在特别长的行程中，驾驶员能够使其双手、尤其是在直线行驶时使其放松。此外，从弯腰姿势短时间地转变为直腰姿势的可行方案用于减少背部疼痛和手腕麻木并且因此导致驾驶员的专注度的改进，从而抑制驾驶错误并且降低由于驾驶员缺乏专注度而引起事故的风险。由此，所述装置、系统和方法相应地能够为在道路交通中的安全性的提高作贡献。

附图标记列表

1摩托车

3摩托车的转向机构

4转向机构的第一抓握元件

5转向机构的第二抓握元件

7抓握传感器

8转向机构的转向头轴承

9转向致动器

11摩托车的控制单元

13摩托车的速度调节器

15摩托车的座椅面

16摩托车的座椅传感器

LA转向器的转向轴

S（i）用于重建用于机动车的施工现场的方法的相应的步骤。

Claims (12)

1.用于运行摩托车（1）的装置，该装置包括：

- 具有第一和第二抓握元件（4、5）的转向机构（3），

- 用于检测行驶状况的传感器件，该传感器件包括如下抓握传感器（7），所述抓握传感器布置在抓握元件（4、5）中的一个之中或之上并且所述抓握传感器构造用于在所述装置的运行状态下检测相应的抓握元件（4、5）上的从外部紧贴的接触并且生成所属的抓握测量信号，以及

- 转向致动器（9），该转向致动器为了关于转向轴（LA）设定转向角而与所述转向机构（3）相耦联，从而根据行驶状况和抓握测量信号借助于所述转向致动器（9）在所述转向机构（3）上能够设定预先给定的转向角。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述传感器件此外包括如下座椅面传感器（16），该座椅面传感器配属于所述摩托车（1）的座椅面（15），并且所述座椅面传感器构造用于在所述装置的运行状态下检测在所述座椅面（15）上的质量分布并且生成所属的座椅测量信号，从而根据所述座椅测量信号借助于所述转向致动器（9）在所述转向机构（3）上能够设定预先给定的转向角。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述转向致动器（9）构造为线性致动器并且在所述转向机构（3）的侧臂上与所述转向机构相耦联。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述转向致动器（9）作为驱动装置布置在所述转向机构（3）的转向头轴承（8）中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述抓握传感器（7）构造为电容式传感器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，该装置包括控制装置（11），该控制装置在信号技术上与所述转向致动器（9）、抓握传感器（7）并且如果引用权利要求2就与所述座椅面传感器（16）相耦联并且被设立用于根据相应的抓握测量信号并且如果引用权利要求2就根据座椅测量信号借助于所述转向致动器（9）在所述转向机构（3）上设定预先给定的转向角。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中如果相应的抓握元件（4、5）从外部无接触，则借助于所述转向致动器（9）能够在所述转向机构（3）上设定预先给定的转向角。

8.系统，该系统包括：

- 摩托车（1），以及

- 根据权利要求1至7中任一项所述的用于运行摩托车（1）的装置，所述装置布置在所述摩托车（1）之中或之上。

9.用于借助于根据权利要求1至7中任一项所述的装置来运行摩托车（1）的方法，该方法包括：

- 借助于所述抓握传感器（7）来测定所述抓握元件（4、5）上的从外部紧贴的接触并且生成所属的抓握测量信号，

- 根据所述抓握传感器（7）的抓握测量信号来激活所述转向致动器（9），

- 借助于所述摩托车（1）的传感器件来测定行驶状况，并且

- 根据所述行驶状况和所述抓握传感器（7）的抓握测量信号通过借助于所述转向致动器（9）在所述转向机构（3）上设定预先给定的转向角这种方式来控制所述摩托车（1）的转向机构（3）。

10.根据权利要求9所述的方法，其中对于行驶状况的测定包括：

- 借助于布置在所述座椅面（15）之中或之上的座椅面传感器（16）来检测所述摩托车（1）的座椅面（15）上的质量分布并且生成所属的座椅测量信号，并且

- 根据座椅测量信号通过借助于所述转向致动器（9）在所述转向机构（3）上设定预先给定的转向角这种方式来控制所述摩托车（1）的转向机构（3）。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中如果测定在所述抓握元件（4、5）上没有从外部紧贴的接触，则根据所述抓握传感器（7）的抓握测量信号来执行对于所述转向致动器（9）的激活和对于所述摩托车（1）的转向机构（3）的控制。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中对于所述行驶状况的测定包括：

- 根据所述抓握传感器（7）的抓握测量信号来测定所述摩托车（1）的驾驶员的注意力，并且

- 根据所测定的驾驶员的注意力通过借助于所述转向致动器（9）在所述转向机构（3）上设定预先给定的转向角这种方式来控制所述摩托车（1）的转向机构（3）。

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