CN205658021U - 控制设备和自推进车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及控制包括电动马达(1)的机器的设备(2)，其包括设置有一个或多个杠杆的控制系统(21，22，23)，该杠杆可以在最小控制位置和最大控制位置之间移动，以及马达的控制单元(3)。所述控制单元(3)包括用于获得代表所述控制系统的位置的信号的装置(31)；用于基于与最大控制位置相关的最大目标速度值确定对应于所述获得的信号的目标速度值的装置(32)；以及基于确定的目标速度控制马达的装置(33)。所述控制设备包括调整装置(34)，其与系统的一个或多个杠杆一起设置以允许所述最大目标速度的值被调整，而不需要将手从一个或多个杠杆上移开。本实用新型还涉及相应的机器。

Description

控制设备和自推进车辆

技术领域

本实用新型一般涉及控制自推进车辆的行进速度。

背景技术

由步行驾驶员控制的自推进电动割草机是本领域已知的。这样的割草机的行进速度控制器通常包括控制杠杆，其可在限定在称为休息位置的对应于0设定点速度值的第一端点位置和称为最大控制位置的对应于设定最大设定点速度的第二端点位置之间的行程上移动。控制杠杆由弹簧推向休息位置，并且驾驶员可通过沿着控制杠杆的行程移动控制杠杆使车辆向前移动。

然而，当驾驶员试图使车辆以不是零且小于与最大控制位置相应的最大速度的速度向前移动时，驾驶员需要将杆保持在沿其行程的中间位置，而这是不方便的，且使驾驶员不容易保持恒定的速度，因为这样的中间位置是不稳定的，与期望的速度比较相对不准确，且在使用中使驾驶员疲劳。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供速度控制设备以及相应的自推进车辆，其使车辆的速度能够被更精确地、更可靠地，且以更不使驾驶员疲劳的方式控制。

为了这个目的，本实用新型提供了控制具有推进系统的自推进车辆的行进速度的控制设备，所述控制设备包括：

-控制车辆行进速度的控制系统，该控制系统包括一个，优选两个控制杠杆，其可由车辆驾驶员在第一端点位置和第二端点位置之间 的限定的行程上手动地移动，第一端点位置被称为最小控制位置，与最小设定点速度的控制相应，该最小设定点速度优选是零速度，第二端点位置，被称为最大控制位置，与最大设定点速度的控制相应；以及

-控制推进系统的控制单元；

该控制设备特征在于：

所述控制单元包括：

-获取装置，用于获取代表所述控制系统的位置的信号；

-确定装置，用于确定设定点速度，且适于根据与代表控制系统的最大控制位置的信号相关的最大设定点速度，确定与所述获得的信号相关的设定点速度；以及

-控制装置，用于根据确定的设定点速度值，控制车辆的推进系统；

特征在于，所述控制设备具有调整装置，其可由车辆的驾驶员手动致动，且使车辆的驾驶员能够调整与代表所述控制系统的最大控制位置的所述信号相关的所述最大设定点速度值；以及

特征在于，所述调整装置与控制系统以下述方式设置，使得通过由驾驶员的手致动的一个或两个杠杆，调整装置保持可接近以由所述驾驶员的手致动，而驾驶员不需要松开所述控制杠杆。

当可移动控制系统处于其行程的端点，即在最大控制位置时，调节车辆最大设定点速度的可能性使驾驶员能够改变车辆的速度，而不移动手且也不感到疲劳。

驾驶员的手不累地维持与所调节的速度相对应的固定速度，并且速度变化可由驾驶员在可移动控制系统的整个行程上更精确地控制。

由于调整装置被设置接近速度控制系统，特别接近杠杆，从而使驾驶员能够作用于调整装置，同时保持一只手或两只手在控制系统上，驾驶员可更改最大设定点速度值，而不需要松开控制系统，且因而不 停止车辆。

特别地，且如同下面详细描述的，驾驶员可将控制系统的杠杆带进最大控制位置(100％)，抵靠把手棒，然后使用一只手或两只手的拇指作用于所述调整装置以减少或增加分配给最大控制位置的设定点速度值。

这样的控制设备使自推进车辆可得益于速度限制功能，同时保持立即修改车辆的最大设定点速度值的可能性。

特别地，当车辆被电推进时，由本实用新型的控制设备形成的这样的电控制器使其能够省略用于操作离合器或改变速度的机械电缆，从而减少控制部件的磨损。

根据本实用新型有益的特征，所述车辆包括具有棒的把手，该棒沿基本上平行于车辆的地面支撑平面地的轴延伸，且处于基本上与车辆的前进方向垂直的方向上，且所述控制系统包括将其紧固到把手的棒的装置，并且被配置成使得调整装置设置在把手的棒的轴的一侧，而所述控制系统设置在把手的棒的轴的另一侧。

有利地，所述调整装置设置在棒的驾驶员一侧，即在面向车辆后端的棒的一侧，而杠杆设置在相对的一侧，即在棒的前面。

因此，通过驾驶员将手压靠杠杆，一个或两个杠杆可以被保持夹靠把手的棒，同时驾驶员可以使用该手的拇指作用在调整装置上，以便增加或减少最大设定点速度值。换句话说，杠杆和调整装置被设置成使得调整装置可由将杠杆抵靠把手或朝向把手保持的手致动，从而限制驾驶员的肌肉疲劳，因为驾驶员在使用把手时可以将手腕保留在稳定的位置(最大控制位置)处，且同时仍然处于修改这个速度的位置，因为调整装置，例如一个或多个调整按钮，仍可由驾驶员接近。

在实施例中，调整装置包括一对调整元件，其中一个能够使最大设定点速度值减少，而其中另一个能够使最大设定点速度值增加。

每一个调整元件可为按钮型、触敏按钮型、或旋扭型。还假定所述调整装置包括当该元件能被作用以便减少速度且能被作用以增加速度时单一元件，例如旋扭。

在实施例中，所述设备包括壳体，其具有所述控制系统沿其任一侧延伸的纵轴，且所述一对元件设置在所述壳体的纵轴的任一侧。

所述壳体的纵轴在它处于紧固到设备的车辆上的状态时，也与车辆的前进方向平行。当其车轮直线对齐时，前进方向对应于其中车辆被推进的方向。有利地，控制系统包括在壳体的纵轴的一侧延伸的一个杆以及在另一侧延伸的另一个杆。

在另一实施例中，所述设备包括壳体，其具有所述控制系统沿其任一侧延伸的纵轴，而调整装置包括额外一对调整元件，其中的一个位于设备的纵轴的一侧，而其中的另一个位于所述设备的纵轴的另一侧。

调整装置的这样的设计，使其能够使用一只手，无论右手或左手，通过在一只手的范围内定位每一对调整装置，增加或减少速度。

根据本实用新型的有利特征，控制单元被配置成使得设定点速度是所述控制系统的位置的线性函数。

根据本实用新型的有利特征，沿车辆把手的棒的轴测量的、在由驾驶员抓握的一个杠杆工作位置的中间以及更接近所述杠杆的调整装置的调整元件之间的距离在6厘米到14厘米的范围内。

根据本实用新型的有利特征，所述调整装置定位于，投影在把手棒的轴上、在两个控制杠杆之间。

根据本实用新型的有利特征，沿车辆前进轴测量的、在调整装置和位于最大控制位置的控制杠杆之间的距离在0到7cm范围内。

根据本实用新型的有利特征，所述信号获取装置包括磁场传感器，而所述控制系统包括由该或每一个控制杠杆相对于所述磁场传感器从最大速度控制位置到最小速度控制位置可移动的磁性元件。

根据本实用新型的有利特征，所述控制设备包括用于显示例如最大设定点速度的信息的装置。

根据本实用新型的有利特征，所述车辆包括转向把手，而所述控制设备包括将其紧固到所述车辆的把手的装置。

根据本实用新型的有利特征，所述设备包括用于测量代表车辆的行进速度的数据的装置，以及用于根据所述测量的速度，调节车辆的行进速度的调节器装置，所述调节器装置被配置成将车辆的行进速度保持在对应于可手动移动控制系统的控制位置的设定值。

本实用新型还提供了包括自推进系统和速度控制设备的自推进车辆，该车辆特征在于所述控制设备如上所述。

根据本实用新型的有利特征，该设备纵向紧固在把手的棒的中部。

有利地，所述车辆推进系统包括电动马达或者发动机以及设置来控制发动机或设置在发动机下游以改变或调节例如由轮子形成的车辆行进装置的速度的电动致动器，所述电动马达或所述电动致动器可由 所述控制装置控制。

本实用新型还提供了控制如上所描述的车辆的行进速度的方法，所述方法特征在于其包括如下步骤：

-驾驶员调整与控制系统的(一个或多个)杠杆的最大控制位置相关的最大设定点速度值；以及

-在杠杆的行程中将控制系统的一个或两个杠杆移动到如下位置，其中控制单元根据所述控制系统的该位置和调整的最大设定点速度值，确定设定点速度。

根据本实用新型的有利特征，在驾驶员一只手按压抵靠控制系统的杠杆以便保持例如最大速度控制位置的给定的控制位置时，所述方法进一步包括如下步骤：

-驾驶员利用保持按压抵靠杠杆的一只手或两只手作用于调整装置，以便修改与最大控制位置相关的最大设定点速度值；以及

-控制单元根据杠杆的保持的控制位置和修改的最大设定点速度值，确定新的设定点速度值。

附图说明

在阅读了下面对参考附图提供的实施例的说明之后，可以更好的理解本实用新型，其中：

图1是本实用新型的控制设备的示意图，本实用新型的控制设备位于电推进轮式车辆的转向把手上，其中控制设备的壳体处于打开状态；

图2是图1的控制设备的示意图，其中控制设备的壳体处于关闭状态；

图3是图1的控制设备的可移动控制系统的磁性元件的示意平面图；以及

图4是本实用新型的紧固到车辆的把手的设备的示意平面图，其中驾驶员的手致动速度控制系统的杠杆，并且用于调整最大速度值的 装置可由驾驶员任一只手的拇指致动。

具体实施方式

参考这些附图，以及如上所述，本实用新型涉及用于控制自推进轮式车辆的行进速度的控制设备2。该行进速度也可指推进速度(向前或向后)。

在图中示出的示例中，所述车辆具有推进系统，其包括用于驱动车辆的车轮旋转的电动马达1。

在变形中，所述推进系统可具有一些其它类型的马达，例如内燃机，其具有设置以控制发动机或改变或调节发动机下游速度的电动致动器。特别地，所述电动致动器可为汽缸或电磁阀。根据车辆类型，所述电动致动器可对杠杆或拨叉作用用于操作离合器或改变速度。

因此，在其中推进系统包括由控制设备2的控制单元3控制的电动马达1的下面的说明书也适用于推进系统的电动致动器，该推进系统包括例如内燃机的发动机，其具有设置来通过在马达下游采取动作改变或调节例如可由轮子形成的车辆行进装置的速度的电动致动器。

这样的用于控制车辆行进速度的设备使所述车辆的前和/或后轮的速度能够被控制，以便使它以可由驾驶员调整的速度前进或后退，如下面详细描述的。

所述车辆可为具有步行驾驶员的车辆，该车辆由电动马达推动，例如割草机或婴儿车类型的车辆。所述车辆还可为高尔夫球童车。

所述控制设备2包括控制系统21、22、23，其可相对于车辆底盘在第一端点位置和第二端点位置之间限定的行程上连续移动，该第一端点位置称为最小控制位置，与以最小设定点速度的控制相对应，优 选0速度，而第二端点位置称为最大控制位置，与以最大设定点控制的速度相对应。

所述控制设备还包括用于控制马达的控制单元3，该单元包括用于获得代表所述控制系统21、22、23位置的信号的获取装置31，以及用于确定与所述获得的信号相对应的设定点速度值的确定装置32。所述设定点速度值根据与代表控制系统的最大控制位置的信号相关的最大设定点速度值(如下面详细描述的可由驾驶员调整)确定。控制单元还具有用于控制马达1的控制装置33，其配置成控制所述车辆的马达以便达到所述设定点速度。

调节装置34使车辆的驾驶员能够调整与代表所述控制系统21、22、23的最大控制位置的所述信号相关的所述最大设定点速度值。所述调整装置34与控制系统21、22、23一起设置，从而至少在最大控制位置处，即当驾驶员手动将所述控制系统保持在最大控制位置时可由驾驶员的手接近。优选地，该设置使得驾驶员可以致动所述调整装置，并抓握该或每一个杠杆，无论相应的控制位置，且特别甚至在最小控制位置处，而不需要驾驶员放开控制系统。

控制单元3可使用提供电子控制的电子卡制成。该电子卡集中信息以便尽可能好地控制用于推进车辆的电动马达。电子卡具有多个电子元件，该电子元件适于执行如下功能，如下面详细描述的：

控制电动马达1；

在屏幕4上显示信息；以及

通过速度控制系统和用于调整最大速度值的两个按钮341和342与驾驶员互动。

用于确定与所述获得的信号相对应的设定点速度值的确定值32被配置成，使得要被确定的设定点速度值与所述控制系统21、22、23沿其行程的位置线性地变化。控制系统的位置与所述系统的一个或两 个杠杆21、22的位置相对应，或者事实上与磁性元件23的位置相对应，如下面详细描述的。

换句话说，马达1由单元3的控制设备33控制的设定点速度与控制系统(即下面详细描述的杠杆21、22或元件23)遵循的从它们的静止位置到所述控制装置由驾驶员带入的位置的行程的长度成比例。

在图中示出的实施例中，所述信号获取装置31包括磁场传感器。传感器31用于检测由所述磁性元件23发射的磁场，其代表磁性元件23的位置，并因此代表一个或两个杠杆21、22的位置。如图4中所示，所述磁性元件23包括两个永久磁体231和232。

在图中示出的实施例中，所述控制系统21、22、23具有两个控制杠杆21、22，其被安装以彼此独立地在相反的方向上枢转，并可由车辆的驾驶员在最小速度控制位置(0％)和最大速度控制位置(100％)之间手动移动。

所述控制系统21、22、23还包括磁性元件23，该磁性元件23可由控制杠杆21、22的每一个相对于所述磁场传感器31从最小速度控制位置(0％)到最大速度控制位置(100％)移动。

杠杆21、22的每一个以及元件23可由各自的弹簧(未示出)朝向最小控制位置推进。

磁性元件23的移动由杠杆的移动控制，使得当一个或两个杠杆处于最大速度控制位置(100％)时，磁性元件23也处于最大速度控制位置(100％)，其由控制单元3的传感器31检测。然后，电动马达1根据给予这个最大速度控制位置(100％)并可由驾驶员调整的设定点速度值进行控制，如下面描述的。

每一个控制杠杆经由各种的枢转连接210、220枢转安装，并且磁性元件23可在直线平移中移动。

因此，每一个控制杠杆用来提供马达驱动车辆的驾驶员的一只或两只手和马达的控制单元之间的连接。如上所述，两个杠杆彼此独立，且它们设计成能够使车辆的速度能够被一只或两只手控制。

所述控制设备可包括显示装置，用于显示与所述车辆相关的信息，例如最大设定点速度、操作的持续时间、车辆速度、其电池的充电状态。所述显示装置包括监视屏。

监视屏位于靠近控制系统地，并因此驾驶员够得着。特别地，控制设备具有支架20。所述支架20为包含控制单元3以及控制系统的一部分的壳体的形式。特别地壳体20容纳磁性元件23，并承载屏幕4。控制杠杆21和22从壳体突出。

在图中示出的实施例中，所述调整装置34包括两个调整元件341和342，例如按钮，一个用来减少最大设定点速度，而另一个用来增加最大设定点速度。可设想调整装置的其它类型。因此，在一个或两个控制杠杆按压抵靠移动的机器的把手时，速度选择按钮使驾驶员能够通过脉冲修改车辆的最大速度。所述修改装置34还包括模块340，用于根据每一个按钮的操作修改设定点值。

所述车辆具有包括棒11的转向把手10，并且所述控制设备具有用于将其紧固到所述车辆的把手10的棒11的装置。棒11位于车辆的后部，而驾驶员占用棒11后面的位置，即远离车辆的前部。特别地，所述控制设备的壳体20紧固到把手的棒11上。杆21和22在把手10的棒11的附近延伸，使得驾驶员可通过将杆按压抵靠把手10将一个或两个杠杆21、22保持在最大控制位置。驾驶员因此可用手将一个或两个杠杆保持在最大控制位置并保持杠杆正在被保持朝向的把手的 棒，同时仍然能够致动调整装置以修改最大设定点速度的值。驾驶员因此可以改变速度，而不需要改变杠杆的位置，并可以高度可靠的方式进行，因为驾驶员可以将该或每一个杠杆保持抵靠把手的棒。

棒11沿基本与车辆的地面支撑平面平行的轴X延伸，并处于基本垂直于车辆的前进方向的方向，前进方向被认为是当车辆的车轮处于直线向前对准，即在车辆的纵轴上时。

调整装置34设置在把手的棒11的轴X的一侧，优选在由驾驶员保持的一侧，而所述控制系统21、22、23，以及特别该一组杠杆设置在把手的棒11的轴X的另一侧。

因此，电动控制设备2安装在车辆把手的棒11上，以使驾驶员使用简单并且抓握明显。监视屏4被放置朝向顶部并面对驾驶员，从而使信息更容易阅读。按钮面向驾驶员在拇指水平处设置，从而使速度范围能够被修改而不移动手。

因此，与最大位置相关的设定点速度值可由驾驶员调整，以便使车辆以给定的速度值前进，并且驾驶员可以将最大速度值调整到该给定的速度值，并可以将一个或两个杠杆抵靠把手保持在最大控制位置，因此避免使驾驶员疲劳，并使能够保持恒定速度。随着最大速度值调节到小值，驾驶员继续从杆的同一行程，并因此从速度值沿其行程的更大的精确度中受益。

驾驶员因此可抵靠把手移动一个或两个杠杆，并保持一只或两只手合拢在相应的杠杆上，同时使用拇指将最大设定点速度调整到想要的值。

驾驶员可以通过较强或较弱地抓握杠杆在零速度和调整值之间改变发动机的速度。如图1和2中所示，设定点速度可在由驾驶员使用 两个按钮341和342限定的最大设定点速度的0％到100％的范围内改变。

通过较强或较弱地抓握每一个控制杠杆，驾驶员线性移动磁性元件23，该磁性元件具有顽磁B的两个磁体231和232，其设置在相反的方向上，即彼此面对的磁体的北极侧和南极侧。

以这种方式，能够在两个磁体之间在-B和+B之间产生磁场。传感器31是感应类型，并用于测量两个磁体231和232之间的磁场。通过移动可与一个或两个杠杆一起移动的可移动的磁性元件23，在中心31处的磁场是变化的。对应于该磁场的信号使其能够评估可移动磁性元件23的位置，并因此一个或两个杠杆的位置。因为不存在接触，所以以这种方式形成的移动传感器不磨损。

对应于该磁场的信号由控制单元3分析以便确定对应的设定点速度，如下面描述的，并且相应地控制马达。

所述车辆可包括速度测量装置，例如感测车辆车轮速度的传感器。该速度测量装置可因此与车辆的传动装置一起设置，以便确定车辆的速度，用于伺服控制车辆的速度到设定点速度的目的。所述车辆具有调节器装置，用于根据所测量的速度调节车辆的速度，并且所述调节器装置被配置成将车辆的速度保持为与可手动移动的控制系统的位置相应的设定点速度。所述调整装置可被实施成在控制单元中包括的电动和/或计算机模块的形式。

因此，可能在开环中控制车辆的速度，即没有监控手段，或在闭环中，如上所述，即使用监控手段，根据一个或两个杠杆的位置。

本实用新型不以任何方式限定为描述和示出的实施例，而本领域技术人员知道如何根据其精神对其作出任何变形。

Claims (14)

1.一种用于控制自推进车辆的行进速度的控制设备，所述控制设备包括：

-用于控制所述车辆的行进速度的控制系统，所述控制系统包括一个或两个控制杠杆，在称为最小控制位置的第一端点位置和称为最大控制位置的第二端点位置之间限定的行程中，所述控制杠杆可由所述车辆的驾驶员手动移动，所述最小控制位置与最小设定点速度处的控制相对应，所述最小设定点速度是零速度，所述最大控制位置与最大设定点速度处的控制相对应；以及

-用于控制所述推进系统的控制单元；

所述控制设备特征在于，所述控制单元包括：

-获取装置，用于获取代表所述控制系统的位置的信号；

-确定装置，用于确定设定点速度并且适于根据与代表所述控制系统的最大控制位置的信号相关的最大设定点速度值确定与所述获得的信号相关的设定点速度值；以及

-控制装置，用于根据所确定的设定点速度值控制所述车辆的推进系统；以及

所述控制设备具有调整装置，所述调整装置可由所述车辆的驾驶员手动致动，并且使所述车辆的驾驶员能够调整与代表所述控制系统的最大控制位置的所述信号相关的所述最大设定点速度值；以及

所述调整装置与所述控制系统以下述方式设置，使得通过由所述驾驶员的手致动的一个或两个所述杠杆，所述调整装置保持可接近以由所述驾驶员的手致动，而所述驾驶员不需要放开所述控制杠杆。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述车辆包括具有棒的把手，所述棒沿基本平行于所述车辆的地面支撑平面的横轴X延伸，并处于基本与所述车辆的前进方向垂直的方向上，并且所述控制设备包括用于将其紧固到所述把手的棒的装置，并且被配置成，使得所述调整装置设置在所述把手的棒的横轴X的一侧，并且所述控制 系统设置在所述把手的棒的横轴X的另一侧。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的控制设备，其特征在于，所述调整装置包括一对调整元件，所述一对调整元件中的一个使所述最大设定点速度值能够被减少，而所述一对调整元件中的另一个使所述最大设定点速度值能够被增加。

4.根据权利要求3所述的控制设备，其特征在于，所述设备包括具有纵轴Y的壳体，所述控制系统在所述纵轴Y的任一侧延伸，并且所述一对调整元件设置在所述壳体的纵轴Y的任一侧。

5.根据权利要求3所述的控制设备，其特征在于，所述设备包括具有纵轴的壳体，所述控制系统在所述纵轴的任一侧延伸，并且所述调整装置包括额外一对调整元件，所述额外一对调整元件中的一个位于所述设备的纵轴的一侧，并且所述额外一对调整元件中的另一个在所述设备的纵轴的另一侧。

6.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述控制单元被配置成使得所述设定点速度根据所述控制系统的位置线性地变化。

7.根据权利要求2所述的控制设备，其特征在于，沿所述车辆的把手的棒的横轴X测量的、在将由所述驾驶员抓握的杠杆的一个的工作部分的中间和更接近所述杠杆的调整装置的调整元件之间的距离在6cm到14cm的范围内。

8.根据权利要求2所述的控制设备，其特征在于，在所述把手的棒的横轴X的投影上，所述调整装置定位于所述两个控制杠杆之间。

9.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，沿所述车辆的纵轴Y测量的、在所述调整装置和处于所述最大控制位置的所述控制 杠杆之间的距离在0到7cm的范围内。

10.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述信号获取装置包括磁场传感器，并且所述控制系统包括可由所述控制杠杆或每一个控制杠杆相对于所述磁场传感器从最大速度控制位置向最小速度控制位置移动的磁性元件。

11.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述设备包括用于测量代表所述车辆的行进速度的数据的装置，以及用于根据所测量的速度调节所述车辆的行进速度的调节器装置，所述调节器装置被配置成将所述车辆的行进速度保持在与所述控制系统的控制位置相对应的设定值。

12.一种自推进车辆，所述自推进车辆包括推进系统和速度控制设备，所述车辆特征在于，所述控制设备是根据权利要求1-11所述的控制设备。

13.根据权利要求12所述的自推进车辆，其中所述速度控制设备是根据权利要求2所述的控制设备，所述自推进车辆特征在于，所述速度控制设备纵向紧固在把手的棒的中间。

14.根据权利要求12或权利要求13所述的自推进车辆，其特征在于，所述车辆推进系统包括电动马达，或者发动机以及被设置以控制所述发动机或被设置在所述发动机下游以改变或调节由轮子形成的所述车辆的行进装置的速度的电动致动器，所述电动马达或所述电动致动器可由所述控制装置控制。