DE102009001513A1

DE102009001513A1 - Vehicle for supporting application of force of user, comprises wheel which is driven by electric drive system and operating unit for detecting user parameter for speed and drive direction of vehicle

Info

Publication number: DE102009001513A1
Application number: DE102009001513A
Authority: DE
Inventors: Steffen Petereit; Amos Albert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2010-09-16

Abstract

The vehicle comprises a wheel which is driven by an electric drive system (7) and an operating unit (4) for detecting a user parameter for speed and drive direction of the vehicle. A regulating device (5) is provided for regulating the drive system on the basis of a threshold value. An evaluation device (6) is provided for estimating the threshold value on the basis of the user parameter under consideration of a reference model.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug zur Unterstützung einer auf eine Fortbewegung des Fahrzeugs gerichteten Krafteinwirkung eines Nutzers, mit mindestens einem von einem elektrischen Antriebssystem antreibbaren Rad und einer Bedieneinheit zur Erfassung einer Nutzervorgabe für Geschwindigkeit und/oder Fahrtrichtung des Fahrzeugs, wobei eine Regeleinrichtung zur Regelung des Antriebssystems aufgrund eines Sollwerts vorgesehen ist.The The invention relates to a vehicle in support of a vehicle on a locomotion of the vehicle directed force a user, with at least one of an electric drive system drivable wheel and a control unit for detecting a user specification for speed and / or direction of travel of the vehicle, wherein a control device for controlling the drive system due a setpoint is provided.

Stand der TechnikState of the art

Fahrzeuge der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE 20 2004 010 854 U1 einen Transportwagen mit zwei jeweils von einem unter Last anlaufenden, drehrichtungsumkehrbaren Elektromotor angetriebenen Rollen. Die Energieversorgung des Elektromotors ist durch eine Steuer- und Regeleinheit beherrscht, die in Abhängigkeit von einer Krafteinwirkung eines Nutzers auf einen Schiebebügel des Wagens die Elektromotoren ansteuert.Vehicles of the type mentioned are known from the prior art. For example, this describes DE 20 2004 010 854 U1 a trolley with two each driven by a starting under load, reversible electric motor driven rollers. The power supply of the electric motor is dominated by a control and regulating unit which controls the electric motors in response to a force of a user on a push bar of the car.

Ebenfalls bekannt sind Rasenmäher, die eine Brennkraftmaschine zum Antrieb von Schneideblättern aufweisen. Das Schieben des Rasenmähers durch beispielsweise hohes Gras oder an Steigungen erfordert jedoch einiges an Kraftaufwand. Daher werden teilweise Räder des Rasenmähers über ein Untersetzungsgetriebe von der Brennkraftmaschine angetrieben. Dabei kann auch ein schaltbares Getriebe Anwendung finden, sodass das Antreiben der Räder über zwei oder mehr schaltbare Gänge vorgesehen ist. Auch Rasenmäher mit stufenloser Getriebe sind bekannt. Bei dieser Variante wird über die Bedieneinheit eine bestimmte Antriebsgeschwindigkeit der Räder fest vorgegeben. Solche Radantriebe finden aber bisher ausschließlich Anwendung bei Rasenmähern, die ü ber eine Brennkraftmaschine verfügen. Rasenmäher haben im Allgemeinen sowohl vorne als auch hinten an starren Achsen drehfest angeordnete Räder. Für eine Richtungsänderung des Rasenmähers, also um beispielsweise um Ecken zu manövrieren, muss der Nutzer den Rasenmäher zum Beispiel um eine hintere Achse drehen, also die Bedieneinheit herunterdrücken, sodass die Vorderräder angehoben werden und der Rasenmäher um die Hinterräder gedreht werden kann. Insbesondere in verwinkelten Gärten und unter Büschen kann eine solche Vorgehensweise mühevoll sein.Also are known lawn mower, which is an internal combustion engine for Drive of cutting blades have. Pushing the Mowers through, for example, tall grass or on slopes however, requires a lot of effort. Therefore be partial Wheels of the lawnmower via a reduction gear driven by the internal combustion engine. It can also be a switchable Gear find application, so driving the wheels over two or more switchable gears is provided. Also lawn mower with continuously variable transmission are known. In this variant is over the operating unit a certain drive speed of the wheels fixed. Such wheel drives but so far only found Use in lawnmowers that have an internal combustion engine feature. Lawn mowers generally have both Front and rear wheels fixed to rigid axles. For a change of direction of the lawnmower, So, for example, to maneuver around corners, the For example, use the lawnmower around a rear axle turn, so press the control unit so that the front wheels are raised and the lawn mower can be turned around the rear wheels. In particular in winding gardens and among bushes can one such a procedure be troublesome.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Demgegenüber weist das Fahrzeug mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen den Vorteil auf, dass es eine einfachere Handhabung ermöglicht. Dies wird erreicht, indem eine Berechnungseinrichtung zur Bestimmung des Sollwerts aufgrund der Nutzervorgabe unter Berücksichtigung eines Referenzmodells vorgesehen ist. Das Fahrzeug ist dabei zur Unterstützung der auf die Fortbewegung des Fahrzeugs gerichteten Krafteinwirkung des Nutzers ausgelegt. Das bedeutet, dass die Krafteinwirkung des Nutzers durch das Fahrzeug mittels des antreibbaren Rads unterstützt wird. Es findet also prinzipiell eine Verstärkung der von dem Nutzer aufgebrachten Kraft statt. Das Antriebssystem weist beispielsweise einen Elektromotor auf, wobei das mindestens eine Rad von diesem angetrieben wird. Es können mehrere Räder von einem Elektromotor angetrieben, aber auch jedem Rad ein eigener Elektromotor zugeordnet sein. Die Krafteinwirkung des Nutzers, also die Nutzervorgabe für Geschwindigkeit und/oder Fahrtrichtung des Fahrzeugs, wird mit Hilfe der Bedieneinheit erfasst. Diese dient also beispielsweise zur manuellen Führung des Fahrzeugs. Die Nutzervorgabe wird von der Berechnungseinrichtung in einen Sollwert umgesetzt, wobei das Referenzmodell berücksichtigt wird. Es soll also aus der vorgegebenen Geschwindigkeit und/oder Fahrtrichtung der Sollwert für das Antriebssystem bestimmt werden. Mittels des Referenzmodells, das in der Berechnungseinrichtung abgelegt ist, wird der Sollwert derart bestimmt, dass sich das Fahrzeug wie ein gewünschtes Referenzfahrzeug verhält. Das Referenzmodell kann dabei beispielsweise ein Dynamikmodell sein, also die Dynamik des Fahrzeugs beeinflussen. Durch die Berücksichtigung des Referenzmodells lässt sich beispielsweise das haptische Gefühl des Fahrzeugs, die Kraftverstärkung oder das Nachlaufverhalten einstellen. Dabei kann das Referenzmodell optional an Kundenwünsche angepasst werden.In contrast, has the vehicle with the features mentioned in claim 1 the Advantage that it allows easier handling. This is achieved by a calculation device for the determination the setpoint based on the user's specification under consideration a reference model is provided. The vehicle is here for Support for the movement of the vehicle Force action of the user designed. This means that the force of the User supported by the vehicle by means of the drivable wheel becomes. So basically there is a reinforcement of the force applied to the user. The drive system has, for example Electric motor, wherein the at least one wheel driven by this becomes. There may be multiple wheels of an electric motor driven, but also each wheel assigned its own electric motor be. The force of the user, so the user default for Speed and / or direction of travel of the vehicle, will help with the control unit detected. This is therefore used for manual, for example Guidance of the vehicle. The user default is provided by the calculation device converted into a setpoint, taking into account the reference model becomes. So it should from the given speed and / or Direction of travel determines the setpoint for the drive system become. By means of the reference model, which is stored in the calculation device is the target value is determined such that the vehicle like a desired reference vehicle behaves. The Reference model can be, for example, a dynamic model, thus affecting the dynamics of the vehicle. By consideration the reference model can be, for example, the haptic Feel of the vehicle, the power boost or set the follow-up behavior. In doing so, the reference model optionally adapted to customer requirements.

Die Berechnungseinrichtung kann des Weiteren derart ausgebildet sein, dass der Nutzer das Referenzmodell aus einer Mehrzahl von Referenzmodellen auswählen kann. Auf diese Weise kann der Nutzer Einfluss auf das Fahr- beziehungsweise Dynamikverhalten des Fahrzeugs nehmen. Aufgrund des Sollwerts soll anschließend das Antriebssystem mittels der Regeleinrichtung geregelt werden. Dabei wird der aufgrund des Referenzmodells bestimmte Sollwert an dem Antriebssystem eingestellt. Der Sollwert kann beispielsweise eine Sollgeschwindigkeit oder ein Sollmoment sein, welche aufgrund der Nutzervorgabe bestimmt sind. Es kann vorgesehen sein, dass eine geringe Krafteinwirkung des Nutzers in eine geringe Sollgeschwindigkeit und eine höhere Krafteinwirkung in eine höhere Sollgeschwindigkeit umgesetzt wird. Es sind verschiedene Ausführungsformen des Fahrzeugs vorgesehen, die den Nutzer in der Antriebsfunktion und/oder bei einem Rangieren, Lenken oder Manövrieren unterstützen.The Calculation device can furthermore be designed in such a way that the user the reference model of a plurality of reference models can choose. In this way the user can influence take on the driving or dynamic behavior of the vehicle. On the basis of the setpoint, the drive system should then be connected by means of the control device are regulated. This is due to the Reference set specific setpoint on the drive system. The setpoint may, for example, a setpoint speed or Target torque to be, which are determined based on the user specification. It can be provided that a low force of the user in a low target speed and a higher force is converted into a higher target speed. There are various embodiments of the vehicle provided the user in the drive function and / or maneuvering, steering or maneuvering.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens zwei Räder des Fahrzeugs mittels des Antriebssystems, insbesondere getrennt voneinander, antreibbar sind. Um den Nutzer bei der Fortbewegung des Fahrzeugs effektiv zu unterstützen, sind mindestens zwei der Räder des Fahrzeugs angetrieben. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Räder gemeinsam antreibbar sind, also beispielsweise auf einer gemeinsamen, angetriebenen Achse sitzen, oder getrennt voneinander antreibbar sind. In diesem Fall kann jedem der Räder ein eigener Elektromotor zugeordnet sein. In diesem Fall ist ein Differenzialantrieb realisiert, wobei sowohl Drehrichtung als auch Drehzahl der Räder getrennt voneinander geregelt werden können. Dadurch kann das Fahrzeug auf einfache Weise Lenkbewegungen ausführen.A further development of the invention provides that at least two wheels of the vehicle can be driven by means of the drive system, in particular separately from one another. To the user at Fortbe To effectively assist vehicle movement, at least two of the wheels of the vehicle are driven. It can be provided that the wheels are driven together, so for example sit on a common, driven axle, or are driven separately from each other. In this case, each of the wheels can be assigned its own electric motor. In this case, a differential drive is realized, wherein both the direction of rotation and speed of the wheels can be controlled separately from each other. This allows the vehicle to easily perform steering movements.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein weiteres Rad drehbeweglich und/oder schwenkbar an dem Fahrzeug vorgesehen ist. Das weitere Rad ist dabei nicht antreibbar. Das Rad soll als Schwenkrad oder als Schwenkrolle ausgeführt sein, um die Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs zu erhöhen. Insbesondere in Verbindung mit dem Differenzialantrieb kann das Fahrzeug auf diese Weise Lenkbewegungen ausführen. Es kann selbstverständlich ebenso vorgesehen sein, dass das antreibbare Rad des Fahrzeugs schwenkbar an diesem angebracht ist.A Development of the invention provides that at least one other Wheel is rotatably and / or pivotally provided on the vehicle. The other wheel is not drivable. The wheel is intended as a swivel wheel or be designed as a caster to maneuverability of the vehicle. Especially in connection with the Differential drive, the vehicle can in this way steering movements To run. It can of course be provided as well be that the drivable wheel of the vehicle is pivotally mounted on this is.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass dem schwenkbaren, weiteren Rad eine Arretierung und/oder Schwenkvorrichtung zugeordnet ist. Mittels der Arretierung soll das weitere Rad in Schwenkrichtung festgesetzt werden. Das bedeutet, dass es keine weitere Schwenkbewegung durchführen kann, sobald die Arretierung aktiviert ist. Die Arretierung kann manuell oder elektrisch aktivierbar vorgesehen sein. In ersterem Fall muss der Nutzer die Arretierung von Hand aktivieren, in letzterem Fall kann die Arretierung von einem System des Fahrzeugs, insbesondere auf Wunsch des Nutzers, aktiviert werden. Auf diese Weise ist es möglich, einen Geradeauslauf des Fahrzeugs zu unterstützen, sodass die gewünschte Fahrtrichtung nicht verlassen werden kann. Dem weiteren Rad kann zusätzlich oder alternativ auch die Schwenkvorrichtung zugeordnet sein. Diese ermöglicht ein gesteuertes Verschwenken des weiteren Rads. Auf diese Weise kann eine Lenkung des Fahrzeugs realisiert sein. Die Schwenkvorrichtung kann selbstverständlich ebenso an dem antreibbaren Rad vorgesehen sein, sodass auch ein gesteuertes Verschwenken dieses Rads möglich ist.A Further development of the invention provides that the pivotable, further Wheel is associated with a locking and / or pivoting device. through the locking should set the other wheel in the direction of pivoting become. This means that it does not make any further pivoting movement can as soon as the lock is activated. The lock can be provided manually or electrically activated. In the former Case, the user must activate the lock by hand, in the latter Case may be the locking of a system of the vehicle, in particular at the request of the user, be activated. That's the way it is possible to support straight-line running of the vehicle, so that the desired direction of travel is not left can. The other wheel may additionally or alternatively also be associated with the pivoting device. This allows a controlled pivoting of the other wheel. This way you can be realized a steering of the vehicle. The swivel device Of course, as well on the driven wheel be provided so that a controlled pivoting this Rads is possible.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Rad von dem Antriebssystem entkoppelbar ist. Dies ist insbesondere vorgesehen, um das Fahrzeug in einem Notbetrieb weiterverwenden zu können, wenn das elektrische Antriebssystem, die Regeleinrichtung und/oder die Berechnungseinrichtung defekt ist. In diesem Fall verhält sich das Fahrzeug wie ein nicht unterstütztes Fahrzeug, es wird also keinerlei Unterstützung des Nutzers zur Fortbewegung des Fahrzeugs durchgeführt.A Development of the invention provides that the wheel of the drive system can be decoupled. This is especially provided to the vehicle be able to continue to use in an emergency operation, if the electric drive system, the control device and / or the calculation device defective is. In this case, the vehicle behaves like a not supported vehicle, so there is no support carried out by the user to move the vehicle.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Regelgröße eine Sollgeschwindigkeit und/oder ein Solldrehmoment ist. Im Falle der Sollgeschwindigkeit wird die Krafteinwirkung des Nutzers in die entsprechende Sollgeschwindigkeit umgerechnet. Es liegt also eine Kraft-Geschwindigkeits-Kopplung vor. Das Fahrzeug verhält sich in diesem Fall so, dass beispielsweise zum Beibehalten einer bestimmten Geschwindigkeit bei einem Bergauffahren dieselbe Kraft aufgebracht werden muss, wie auf einer Ebene beziehungsweise beim Bergabfahren. Alternativ kann jedoch auch ein Sollmoment bestimmt werden. In diesem Fall wird die Krafteinwirkung des Nutzers in eine Kraft, also das Sollmoment, übersetzt. Es liegt somit eine Kraft-Kraft-Kopplung vor. Auf diese Weise wird eine Kraftverstärkung durchgeführt, das heißt, einer bestimmten Kraft an der Bedieneinheit ist eine entsprechende Antriebskraft beziehungsweise das entsprechende Sollmo ment zugeordnet. In diesem Fall verhält sich das Fahrzeug derart, dass beispielsweise zum Beibehalten einer bestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeugs beim Bergauffahren eine größere Krafteinwirkung des Nutzers notwendig ist, als auf einer Ebene beziehungsweise beim Bergabfahren.A Development of the invention provides that the controlled variable is a desired speed and / or a desired torque. In the event of the target speed is the force of the user in the corresponding setpoint speed converted. So there is one Force-speed coupling before. The vehicle behaves in this case, such that, for example, to maintain a certain speed when driving up the same force must be applied, as on a level or at Downhill. Alternatively, however, a desired torque can also be determined. In this case, the force of the user becomes a force ie the target torque, translated. There is thus a force-power coupling in front. In this way, a power boost is performed that is, a certain force on the control unit is a corresponding drive force or the corresponding Target torque assigned. In this case, that behaves Vehicle such that, for example, to maintain a particular Speed of the vehicle when driving uphill a larger Force action of the user is necessary than at a level or when going downhill.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Berechnungseinrichtung zur Anpassung des Referenzmodells und/oder eines Regelparameters der Regeleinrichtung an ein Nutzerverhalten ausgebildet ist. Die Charakteristik des Referenzmodells oder der Regelparameter soll demnach an den Nutzer des Fahrzeugs oder an ein Einsatzgebiet automatisch angepasst werden. Auf diese Weise wird ein selbstständiges Einlernen beziehungsweise Anpassen des Referenzmodells erzielt. Das Einlernen ist dabei im Sinne eines MRAC(Model Reference Adaptive Control)-Reglers vorgesehen. Wenn der Nutzer beispielsweise ein dynamisches Bedienverhalten aufweist, können Verstärkungsparameter des Referenzmodells oder der Regelparameter derart erhöht werden, dass das gewünschte dynamischere Bediengefühl des Fahrzeugs erzeugt ist. Bei einem vorsichtigen Benutzer, der beispielsweise nur eine geringe Krafteinwirkung auf das Fahrzeug beziehungsweise die Bedieneinheit aufbringt, werden die Verstärkungsparameter beziehungsweise der Regelparameter so angepasst, dass die Verstärkung verringert wird. Diese Vorgehensweise kann auch zur Anpassung an verschiedene Arbeitsaufgaben sinnvoll sein, beispielsweise um das Fahrzeug in einer engen Umgebung zu rangieren. In diesem Fall ist es sinnvoll, ein „vorsichtig” reagierendes Fahrzeug zu haben. Die Anpassung des Referenzmodells sieht auch vor, dass dieses an geänderte Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise hoher/niedriger Rollwiderstand, weicher/harter Untergrund, beladen/unbeladen angepasst wird. Die Berechnungseinrichtung ist demnach derart ausgebildet, dass das Referenzmodell nach einem Optimierungsverfahren verändert wird, sodass sich das Fahrzeug auch bei veränderten äußeren Bedingungen, also beispielsweise einer Beladung des Fahrzeugs, wie das Referenzfahrzeug verhält. Die gleiche Krafteinwirkung des Nutzers auf ein beladenes und ein nicht beladenes Fahrzeug soll also in beiden Fällen in demselben Fahrzeugverhalten resultieren. Auf diese Weise kann der Bedienaufwand des Fahrzeugs deutlich verringert werden.A development of the invention provides that the calculation device is designed to adapt the reference model and / or a control parameter of the control device to a user behavior. The characteristic of the reference model or the control parameters should therefore be adapted automatically to the user of the vehicle or to a field of application. In this way, an independent learning or adaptation of the reference model is achieved. Teaching is provided in the sense of an MRAC (Model Reference Adaptive Control) controller. If the user has, for example, a dynamic operating behavior, gain parameters of the reference model or the control parameters can be increased in such a way that the desired dynamic operating feeling of the vehicle is generated. In the case of a cautious user who, for example, applies only a small force to the vehicle or the operating unit, the gain parameters or the control parameter are adjusted in such a way that the gain is reduced. This approach may also be useful for adapting to different work tasks, for example, to rank the vehicle in a tight environment. In this case, it makes sense to have a "cautiously" responsive vehicle. The adaptation of the reference model also provides that it is adapted to changing environmental conditions, such as high / low rolling resistance, soft / hard surface, loaded / unloaded. The calculation device is the formed according to such that the reference model is changed by an optimization method, so that the vehicle behaves like the reference vehicle even when changing external conditions, such as a load of the vehicle. The same force of the user on a loaded and a non-loaded vehicle should thus result in both cases in the same vehicle behavior. In this way, the operating cost of the vehicle can be significantly reduced.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Neigungsmessung und/oder zur Erfassung von mindestens einem Betriebsparameter des Antriebs systems und/oder des Rads vor. Die Vorrichtung zur Neigungsmessung ist zur Bestimmung der Neigung des Fahrzeugs vorgesehen. Diese kann beispielsweise in die Bestimmung des Sollwerts einfließen. Alternativ oder zusätzlich kann der Betriebsparameter des Antriebssystems, beispielsweise ein Motorstrom, eine Drehzahl oder dergleichen und/oder der Betriebsparameter des Rads, insbesondere dessen Drehzahl, erfasst werden. Auch diese Größen können in die Bestimmung des Sollwerts einfließen. Die Drehzahl des Antriebssystems oder des Rads kann beispielsweise mit einem Drehratensensor überwacht werden.A Development of the invention provides a device for tilt measurement and / or for detecting at least one operating parameter of the Drive system and / or the wheel before. The device for inclination measurement is intended to determine the inclination of the vehicle. This can for example into the determination of the setpoint. alternative or additionally, the operating parameter of the drive system, For example, a motor current, a speed or the like and / or the operating parameters of the wheel, in particular the speed detected become. Also these sizes can be in the Determine the setpoint. The speed of the drive system or the wheel, for example, monitored with a rotation rate sensor become.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Regeleinrichtung zur Schlupfverhinderung des Rads ausgebildet ist. Mittels der Regeleinrichtung soll verhindert werden, dass das Rad auf dem Untergrund des Fahrzeugs rutscht. Dies kann insbesondere in Verbindung mit geeigneten Sensoren, also beispielsweise einem Drehratensensor des Rads, einem Encoder des Antriebssystems und/oder einem Sensor zur Bestimmung des Motorstroms vorgesehen sein.A Development of the invention provides that the control device is designed for slip prevention of the wheel. By means of the control device It should prevent the wheel on the ground of the vehicle slips. This can especially in connection with suitable sensors, ie For example, a rotation rate sensor of the wheel, an encoder of the Drive system and / or a sensor for determining the motor current be provided.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Energieversorgung für das Antriebssystem mindestens eine Batterie, einen Akkumulator, eine Brennstoffzelle, einen von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Generator und/oder eine Kabelverbindung zu einer externen Stromquelle aufweist. Die Energieversorgung des Antriebssystems ist also auf mehrere Arten realisierbar.A Development of the invention provides that a power supply for the drive system at least one battery, one Accumulator, a fuel cell, one driven by an internal combustion engine Generator and / or a cable connection to an external power source having. The power supply of the drive system is therefore on several Types feasible.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Antriebssystem in einem Generatorbetrieb zur Rückgewinnung von Bewegungsenergie vorgesehen ist. Es kann ein Rekuperationsbetrieb durchgeführt werden, wobei sich das Antriebssystem in dem Generatorbetrieb befindet. Der Generatorbetrieb kann durchgeführt werden, um das Fahrzeug insbesondere zur Umsetzung der Nutzervorgabe, abzubremsen. Die in dem Generatorbetrieb gewonnene Energie kann beispielsweise in dem Akkumulator zwischengespeichert werden und nachfolgend zum Betrieb des Antriebssystems verwendet werden.A Development of the invention provides that the drive system in a generator operation for the recovery of kinetic energy is provided. It can be carried out a Rekuperationsbetrieb with the drive system in generator mode. The generator operation can be performed to the vehicle in particular to implement the user's specification, slow down. The in the generator mode Energy gained can be temporarily stored in the accumulator, for example and subsequently used to operate the drive system become.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht ein Aktivierungsmittel zur Aktivierung des Fahrzeugs vor. Das Aktivierungsmittel verhindert ein unbeabsichtiges Bewegen des Fahrzeugs. Das Aktivierungsmittel muss von dem Nutzer betätigt werden, sodass das Aktivieren des Fahrzeugs ausschließlich durch diesen vorgenommen werden kann. Beispielsweise kann das Fahrzeug gebremst werden, wenn keine Nutzervorgabe an der dem Aktivierungsmittel beziehungsweise der Bedieneinheit des Fahrzeugs erfasst wird. Bei einem Rasenmäher kann in diesem Fall zusätzlich das Mähwerk gestoppt werden (hands-on-detection). Auf diese Weise ist ein unbeabsichtigter Betrieb des Fahrzeugs wirkungsvoll verhindert. Das Aktivierungsmittel ist vorteilhafterweise Bestandteil der Bedieneinheit.A Development of the invention provides an activating agent for activation of the vehicle. The activating agent prevents unintentional Moving the vehicle. The activator must be from the user be pressed, so activating the vehicle exclusively can be made by this. For example, the vehicle be braked if no user default on the activator or the control unit of the vehicle is detected. at In this case, a lawn mower may be additional the mower will be stopped (hands-on-detection). To this In this way, inadvertent operation of the vehicle is effective prevented. The activating agent is advantageously an ingredient the control unit.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Bedieneinheit mindestens einen Bediengriff aufweist. Der Bediengriff ist zum Ergreifen des Bedienteils durch den Nutzer vorgesehen. Es sind verschiedene Ausführungsformen denkbar. Beispielsweise kann der Bediengriff ein Joystick, ein Bügelgriff oder ein Hörner-Griff sein. Vorzugsweise weist der Bediengriff dabei das Aktivierungsmittel zur Nutzerdetektierung auf, das heißt, bei Abwesenheit des Nutzers können geeignete Maßnahmen eingeleitet werden, das Fahrzeug beispielsweise gestoppt werden. Insbesondere der Joystick und der Hörner-Griff sind zunächst für eine Bedienung des Fahrzeugs mit einer Hand des Nutzers ausgelegt. Die Bedieneinheit kann jedoch mehrere Bediengriffe aufweisen, sodass auch eine Bedienung des Fahrzeugs mit beiden Händen möglich ist. An der Bedieneinheit können auch weitere Bedienelemente, wie beispielsweise Schalter, Taster, optische Anzeigen und Ähnliches angebracht sein.A Development of the invention provides that the operating unit at least has an operating handle. The operating handle is to grab the Keypad provided by the user. They are different embodiments conceivable. For example, the control handle a joystick, a bow handle or be a horn handle. Preferably, the operating handle while the activation means for user detection, that is, in the absence of the user can take appropriate measures be initiated, the vehicle stopped, for example. In particular, the joystick and the horn handle are first for operating the vehicle with one hand of the user designed. However, the operating unit can have several operating handles, so also an operation of the vehicle with both hands is possible. On the control unit can also more Operating elements, such as switches, buttons, optical displays and the like may be appropriate.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Bedieneinheit zur Erfassung der Nutzervorgabe mindestens einen Dehnmessstreifen, einen leitenden und/oder kapazitativen Schaum und/oder einen Schiebegriff aufweist. Auch eine Kombination aus diesen Elementen ist dabei möglich. Der Dehnmessstreifen ist bevorzugt an einer Stelle des Fahrzeugs vorgesehen, an welcher die Krafteinwirkung des Nutzers anliegt. Der Dehnmessstreifen kann auf einem Trägerelement aufgeklebt oder aufgeschweißt sein (beispielsweise durch Laserschweißen). Das Trägerelement ist dabei bevorzugt als tauschbares Element ausgeführt. Ebenso kann ein Schaum mit leitenden und/oder kapazitativen Eigenschaften zur Erfassung der Nutzervorgabe vorgesehen sein. Der Schaum ist dabei gegebenenfalls zur Erkennung der gewünschten Fahrtrichtung in Sensorabschnitte segmentiert. Der Schaum kann zum Schutz vor äußeren Einflüssen auch mit einer Umhüllung ausgestattet sein. Weiterhin ist ein Schiebegriff möglich, der beispielsweise über eine Federrückstellung oder eine Rückstellung durch elastische Elemente wie Gummielemente verfügt. Der Schiebegriff basiert dabei auf einer kapazitativen, induktiven oder resistiven Erkennung der Nutzervorgabe. In einer Kombination der vorstehend genannten Elemente ist es beispielsweise möglich, den Messstreifen zur Erfassung der gewünschten Geschwindigkeit und einen Schiebegriff zur Erfassung der gewünschten Fahrtrichtung zu verwenden. Der Schiebegriff kann dabei eine in Gummipuffern gelagerte Griffhülse sein, wobei eine Querverschiebung der Griffhülse kapazitativ oder induktiv erkannt wird.A development of the invention provides that the operating unit for detecting the user specification has at least one strain gauge, a conductive and / or capacitive foam and / or a push handle. A combination of these elements is possible. The strain gauge is preferably provided at a location of the vehicle to which the force of the user is applied. The strain gauge can be glued or welded onto a carrier element (for example by laser welding). The carrier element is preferably designed as a replaceable element. Likewise, a foam may be provided with conductive and / or capacitive properties for detecting the user specification. The foam is optionally segmented to detect the desired direction of travel in sensor sections. The foam can also be equipped with a cover to protect against external influences. Furthermore, a push handle is possible, for example, via a spring return or a provision by elastic elements such as rubber features. The push handle is based on a capacitive, inductive or resistive detection of user input. In a combination of the above-mentioned elements, it is possible, for example, to use the measuring strip for detecting the desired speed and a push handle for detecting the desired direction of travel. The push handle can be a grip sleeve mounted in rubber buffers, with a transverse displacement of the grip sleeve being detected capacitively or inductively.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Fahrzeug ein Arbeitsgerät, insbesondere Gartenarbeitsgerät, ein Transportfahrzeug, eine Gehhilfe, ein Rollstuhl oder ein Anhänger ist. Das Arbeitsgerät ist beispielsweise eine Kehrmaschine, eine Schneefräse oder ein Schneeräumgerät. Das Gartenarbeitsgerät ist zum Beispiel ein Rasenmäher oder ein Vertikutierer/Aerifizierer. Ebenso ist es möglich, das Fahrzeug als Rollstuhl, Gehhilfe oder Transportwagen auszubilden. Ebenso möglich ist die Ausbildung als Anhänger, beispielsweise Fahrradanhänger. Hier erfolgt die Krafteinwirkung des Nutzers beispielsweise an der Deichsel des Anhängers.A Development of the invention provides that the vehicle is a working device, especially gardening implement, a transport vehicle, a walker, a wheelchair or a trailer. The Work implement is for example a sweeper, a Snowblower or a snowplow. The gardening implement is for example a lawnmower or a scarifier / aerator. It is also possible to train the vehicle as a wheelchair, walker or transport cart. Equally possible is the training as a trailer, for example bicycle trailer. Here the force is applied the user for example on the drawbar of the trailer.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the drawing Embodiments explained in more detail, without any limitation of the invention. Show it:

1 einen schematischen Signallaufplan des Fahrzeugs, 1 a schematic signal plan of the vehicle,

2 ein Schaltbild eines Regelkreises, bestehend aus Fahrzeug und Nutzer, 2 a circuit diagram of a control loop consisting of vehicle and user,

3 eine Ausführungsvariante des Fahrzeugs in einer perspektivischen Darstellung, 3 a variant of the vehicle in a perspective view,

4 das Fahrzeug mit einer Transporttasche, 4 the vehicle with a carrying bag,

5 eine Ausführungsform eines Bediengriffs einer Bedienereinheit des Fahrzeugs in Form einer Griffhülse mit einer Spannungsteilereinheit, 5 an embodiment of an operating handle of an operator unit of the vehicle in the form of a grip sleeve with a voltage divider unit,

6 eine weitere Ausführungsform des Bediengriffs in Form einer Griffhülse mit zumindest zwei Sensoren, und 6 a further embodiment of the control handle in the form of a grip sleeve with at least two sensors, and

7 eine Ausführungsform der Bedieneinheit mit zwei beweglichen Griffhülsen, die jeweils einen Sensor aufweisen. 7 an embodiment of the control unit with two movable grip sleeves, each having a sensor.

Die 1 zeigt die Funktionsweise eines in 3 dargestellten Fahrzeugs 1 anhand eines Signallaufplans 2. Dabei ist ein als Kreis symbolisch dargestellter Nutzer 3 des Fahrzeugs 1 vorgesehen, der einerseits dem Fahrzeug 1 Nutzervorgaben zukommen lässt und andererseits anhand des aktuellen oder des veränderten Verhaltens des Fahrzeugs 1 eine Rückkopplung erfährt. Aufgrund der Rückkopplung kann der Nutzer 3 wiederum seine Vorgaben beibehalten oder aber so anpassen, dass sich das gewünschte Fahrverhalten des Fahrzeugs 1 einstellt. Der Nutzer 3 ist demzufolge Teil eines Regelkreises, der eine Bedieneinheit 4, eine Regeleinrichtung 5, eine Berechnungseinrichtung 6, ein Antriebssystem 7 und eine Fahrzeugmechanik 8 umfasst. Zusätzlich ist ein Aktivierungsmittel 9 vorgesehen, durch welches das Fahrzeug 1 aktivierbar ist, also von einem Ruhezustand in eine Betriebszustand und umgekehrt versetzt werden kann.The 1 shows the functioning of an in 3 shown vehicle 1 based on a signal processing plan 2 , Here is a symbolically represented as a circle user 3 of the vehicle 1 provided on the one hand the vehicle 1 User preferences and, on the other hand, based on the current or changed behavior of the vehicle 1 receives a feedback. Due to the feedback the user can 3 in turn, maintain its specifications or adjust it so that the desired driving behavior of the vehicle 1 established. The user 3 is therefore part of a control loop, which is a control unit 4 , a control device 5 , a calculation device 6 , a drive system 7 and a vehicle mechanics 8th includes. Additionally is an activating agent 9 provided by which the vehicle 1 can be activated, that can be offset from a rest state to an operating state and vice versa.

Zwischen dem Nutzer 3 und der Bedieneinheit 4 besteht eine mechanische Wirkverbindung 10. Über diese gibt der Nutzer 3 eine Kraft, die auf eine Fortbewegung des Fahrzeugs 1 gerichtet ist, an die Bedieneinheit 4 und damit an das Fahrzeug 1 ab. Eine weitere mechanische Wirkverbindung 11 liegt zwischen dem Nutzer 3 und dem Aktivierungsmittel 9 vor. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Aktivierungsmittel 9 in der Bedieneinheit 4 integriert ist, sodass die Wirkverbindungen 10 und 11 zusammenfallen. Die Bedieneinheit 4 dient zur Erfassung einer Vorgabe des Nutzers 3 für eine Geschwindigkeit und/oder Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1. Diese Nutzervorgabe wird anhand einer elektrischen Wirkverbindung 12 an die Berechnungseinrichtung 6 geleitet. Diese bestimmt aus der Nutzervorgabe unter Berücksichtigung eines Referenzmodells einen Sollwert zur Regelung des Antriebssystems 7. Der Sollwert kann beispielsweise eine Sollgeschwindigkeit oder ein Solldrehmoment sein. Das Antriebssystem 7 wird von der Regeleinrichtung 5 aufgrund des von der Berechnungseinrichtung 6 bestimmten Sollwerts geregelt. Dies ist über eine elektronische Wirkverbindung 13 vorgesehen, über welche beispielsweise Steuersignale von der Regeleinrichtung 5 an das Antriebssystem 7 übertragen werden. Zur Realisierung der Regelung ist die Rückverbindung 14 vorgesehen, über welche Zustandsinformationen des Antriebssystems 7 an die Regeleinrichtung 5 geleitet werden. Die Regelein richtung 5 und/oder die Berechnungseinrichtung 6 ist zusätzlich über eine Wirkverbindung 15 mit dem Aktivierungsmittel 9 verbunden.Between the user 3 and the control unit 4 There is a mechanical connection 10 , About this gives the user 3 a force acting on a locomotion of the vehicle 1 directed to the control unit 4 and thus to the vehicle 1 from. Another mechanical active connection 11 lies between the user 3 and the activating agent 9 in front. However, it can also be provided that the activating agent 9 in the control unit 4 is integrated, so that the active compounds 10 and 11 coincide. The operating unit 4 serves to capture a specification of the user 3 for a speed and / or direction of travel of the vehicle 1 , This user specification is based on an electrical connection 12 to the calculation device 6 directed. This determines from the user specification taking into account a reference model, a target value for controlling the drive system 7 , The setpoint may be, for example, a setpoint speed or a setpoint torque. The drive system 7 is from the control device 5 on the basis of the calculation means 6 regulated specific setpoint. This is via an electronic active connection 13 provided, via which, for example, control signals from the control device 5 to the drive system 7 be transmitted. To implement the scheme is the return link 14 provided on which state information of the drive system 7 to the control device 5 be directed. The Regelein direction 5 and / or the calculation device 6 is additionally via an active compound 15 with the activating agent 9 connected.

Das Antriebssystem 7 wirkt auf in 3 dargestellte Räder 16 des Fahrzeugs 1, die an das Antriebssystem 7 gekoppelt sind. Die Räder 16 sind Bestandteil der Fahrzeugmechanik 8, zwischen dem Antriebssystem 7 und der Fahrzeugmechanik 8 liegt also eine mechanische Wirkverbindung 17 vor. Der Nutzer 3 bekommt über eine Wirkverbindung 18 eine haptische Rückmeldung über den Zustand des Fahrzeugs 1 beziehungsweise der Fahrzeugmechanik 8. Der Nutzer 3 bildet also mit dem Fahrzeug 1 in Form der Bedieneinheit 4, der Regeleinrichtung 5, dem Antriebssystem 7 und der Fahrzeugmechanik 8 einen Regelkreis 19. Der Nutzer 3 ist dabei Bestandteil der Regelstrecke. Die Nutzervorgaben, die der Nutzer 3 über die Bedieneinheit 4 an das Fahrzeug 1 gibt, umfasst eine gewünschte Geschwindigkeit und/oder Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1. Zusätzlich wird über das Aktivierungsmittel 9 eine Fahrzeugaktivierung signalisiert.The drive system 7 acts on in 3 illustrated wheels 16 of the vehicle 1 connected to the drive system 7 are coupled. The wheels 16 are part of the vehicle mechanics 8th , between the drive system 7 and the vehicle mechanics 8th So there is a mechanical connection 17 in front. The user 3 gets over an active connection 18 a haptic feedback on the condition of the vehicle 1 or the vehicle mechanics 8th , The user 3 thus forms with the vehicle 1 in the form of the operating unit 4 , the control device 5 , the drive system 7 and the vehicle mechanics 8th one loop 19 , The user 3 is part of the controlled system. The user preferences that the user 3 via the operating unit 4 to the vehicle 1 includes a desired speed and / or direction of travel of the vehicle 1 , In addition, about the activating agent 9 signaled a vehicle activation.

Aus der 1 wird deutlich, dass es vorgesehen ist, zunächst mittels der Berechnungseinrichtung 6 den Sollwert zu bestimmen und anschließend das Antriebssystem 7 mittels der Regeleinrichtung 5 auf diesen Sollwert einzustellen beziehungsweise zu regeln. Die Berechnungseinrichtung 6 bestimmt den Sollwert aufgrund der Nutzervorgabe unter Berücksichtigung des Referenzmodells. Das Referenzmodell beschreibt dabei das Verhalten eines Referenzfahrzeugs. Das Fahrzeug 1 soll sich also so verhalten, wie es das Referenzfahrzeug unter Einwirkung der von dem Nutzer aufgebrachten Kraft tun würde. Das Fahrzeug 1 soll sich also unabhängig von Fahrwiderständen, die beispielsweise durch Beladung, Untergrundbeschaffenheit und/oder Steigungen bewirkt werden, zu jeder Zeit genauso dynamisch verhalten wie das zuvor definierte Referenzfahrzeug. Auf diese Weise kann der Bedienaufwand des Fahrzeugs 1 deutlich reduziert werden. Der Regelkreis 19 arbeitet folglich nach dem Prinzip der Modell-Referenz-Regelung.From the 1 becomes clear that it is provided, first by means of the calculation device 6 to determine the setpoint and then the drive system 7 by means of the control device 5 to set or regulate to this setpoint. The calculation device 6 determines the setpoint based on the user default, taking into account the reference model. The reference model describes the behavior of a reference vehicle. The vehicle 1 So should behave as the reference vehicle would do under the action of the force applied by the user. The vehicle 1 Thus, irrespective of driving resistances, which are caused, for example, by loading, underground conditions and / or inclines, at any time it should behave just as dynamically as the previously defined reference vehicle. In this way, the operating costs of the vehicle 1 be significantly reduced. The control loop 19 thus operates on the principle of model reference control.

Durch Vorgabe des Referenzfahrzeugs lassen sich Kundenwünsche realisieren, wie etwa das haptische Gefühl des Fahrzeugs, die Verstärkung des Regelkreises 19 oder ein Nachlaufverhalten. Es kann also ein beliebiges Verhalten des Fahrzeugs 1 simuliert werden. Beispielsweise kann ein leichtgängiges oder schwergängiges Verhalten erzeugt werden oder eine bestimmte Trägheitsmasse und/oder ein bestimmtes Trägheitsmoment des Fahrzeugs 1 wiedergegeben werden. Das Referenzmodell ist dabei insbesondere ein Dynamikmodell, die Berechnungseinrichtung bestimmt also den Sollwert im Wesentlichen zeitabhängig von der Nutzervorgabe. Es kann daher vorgesehen sein, dass das Fahrzeug 1 auch noch – aufgrund einer simulierten Massenträgheit beziehungsweise Nachlaufzeit – in Bewegung ist, obwohl der Nutzer 3 keine oder eine anderweitige Nutzervorgabe an die Bedieneinheit abgibt.By specifying the reference vehicle, customer wishes can be realized, such as the haptic feel of the vehicle, the gain of the control loop 19 or a follow-up behavior. So it can be any behavior of the vehicle 1 be simulated. For example, a smooth or stiff behavior can be generated or a certain inertial mass and / or a certain moment of inertia of the vehicle 1 be reproduced. In this case, the reference model is in particular a dynamic model, that is, the calculation device determines the desired value essentially time-dependent on the user input. It can therefore be provided that the vehicle 1 even - due to a simulated mass inertia or follow-up time - in motion, although the user 3 give no or another user specification to the operating unit.

Die 2 zeigt ein Schaltbild 20 des Regelkreises 19. Es ist erkennbar, dass der Nutzer 3 einen Einfluss auf das in der Berechnungseinrichtung 6 abgelegte Referenzmodell sowie auf die Regeleinrichtung 5 hat. Sowohl die Berechnungseinrichtung 6 als auch die Regeleinrichtung 5 muss sich auf die von dem Nutzer 3 an das Fahrzeug 1 abgegebene Kraft einstellen. Für die Regeleinrichtung 5 bedeutet dies, dass sie das Antriebssystem 7 derart einstellen muss, dass trotz der Krafteinwirkung des Nutzers 3 die gewünschte Geschwindigkeit beziehungsweise das gewünschte Drehmoment vorliegt. Der Einfluss des Nutzers 3 auf die Regeleinrichtung 5 ist durch einen Pfeil 21, der Einfluss auf die Berechnungseinrichtung 6 durch einen Pfeil 22 symbolisiert. Die Berechnungseinrichtung 6 beeinflusst die Regeleinrichtung 5, wie durch einen Pfeil 23 dargestellt. Die Berechnungseinrichtung 6 berechnet aus der Nutzervorgabe (Pfeil 22) den Sollwert und leitet diese an die Regeleinrichtung 5 weiter. Die Regeleinrichtung 5 hat ihrerseits, wie durch einen Pfeil 24 gekennzeichnet, Einfluss auf die Fahrzeugmechanik 8, die das Antriebssystem 1 des Fahrzeugs 1 einschließt. Die Fahrzeugmechanik 8 beeinflusst ihrerseits die Regeleinrichtung 5 (Pfeil 25). Über einen Pfeil 26 ist der Einfluss der Fahrzeugmechanik 8 auf eine Umgebung des Fahrzeugs 1 beziehungsweise den Nutzer 3 dargestellt.The 2 shows a circuit diagram 20 of the control loop 19 , It can be seen that the user 3 an influence on that in the calculation device 6 filed reference model as well as on the control device 5 Has. Both the calculation device 6 as well as the control device 5 must be on the user 3 to the vehicle 1 set the delivered force. For the control device 5 this means that they are the propulsion system 7 must adjust so that, despite the force of the user 3 the desired speed or torque is present. The influence of the user 3 on the control device 5 is by an arrow 21 , the influence on the calculation device 6 through an arrow 22 symbolizes. The calculation device 6 influences the control device 5 as if by an arrow 23 shown. The calculation device 6 calculated from the user's specification (arrow 22 ) the setpoint and forwards it to the control device 5 further. The control device 5 has in turn, as by an arrow 24 characterized influence on the vehicle mechanics 8th that the drive system 1 of the vehicle 1 includes. The vehicle mechanics 8th in turn influences the control device 5 (Arrow 25 ). About an arrow 26 is the influence of vehicle mechanics 8th to an environment of the vehicle 1 or the user 3 shown.

Zusätzlich kann in dem Regelkreis 19 eine Anpassungseinheit 27 vorgesehen sein, welche sowohl von der Berechnungseinrichtung 6, das heißt dem Sollwert, als auch der Fahrzeugmechanik beeinflusst ist (Pfeile 28, 29). Die Anpassungseinheit 27 dient dazu, die Charakteristik der Regeleinrichtung 5 anzupassen. Zu diesem Zweck bestimmt die Anpassungseinheit 27 Regelparameter und leitet diese an die Regeleinrichtung 5 weiter (Pfeil 30). Die Regelparameter werden beispielsweise aufgrund eines Nutzerverhaltens festgelegt. Dabei ist insbesondere ein selbstständiges Einlernen vorgesehen. Es kann ebenfalls eine Adaption des Referenzmodells vorgesehen sein, wie durch den Pfeil 31 angedeutet. Bei spielsweise kann das Referenzmodell von dem Nutzer 3 aus unterschiedlichen Referenzmodellen ausgewählt werden. Eine Auswahl des von der Berechnungseinrichtung 6 verwendeten Referenzmodells kann beispielsweise über Wahlschalter erfolgen.In addition, in the control loop 19 an adaptation unit 27 be provided which by both the calculation device 6 , that is the setpoint, as well as the vehicle mechanics is influenced (arrows 28 . 29 ). The adaptation unit 27 serves the characteristic of the control device 5 adapt. For this purpose, the adjustment unit determines 27 Control parameters and forwards them to the control device 5 continue (arrow 30 ). The control parameters are determined, for example, based on user behavior. In particular, an independent learning is provided. An adaptation of the reference model may also be provided, as indicated by the arrow 31 indicated. For example, the reference model of the user 3 be selected from different reference models. A selection from the calculator 6 used reference model can be done for example via selector switch.

Die 3 zeigt beispielhaft den wesentlichen Aufbau des Fahrzeugs 1, das hier als Transportfahrzeug ausgebildet ist. Dargestellt ist das Antriebssystem 7, welches zum Antrieb der Räder 16 dient. Das Fahrzeug weist weitere Räder 32 auf, welche drehbeweglich an dem Fahrzeug 1 befestigt sind. Die weiteren Räder 32 sind dabei einzeln gelagert, sind also nicht drehfest auf einer gemeinsamen Achse vorgesehen. Das Antriebssystem 7 und die Räder 16 sind derart ausgebildet, dass ein Differenzialantrieb vorliegt, die Räder 16 als unabhängig voneinander von dem Antriebssystem 7 antreibbar sind. Zu diesem Zweck kann beispielsweise jedem der Räder 16 ein eigener Elektromotor (nicht dargestellt) zugeordnet sein. Eine Energieversorgung 33, unter anderem zur Versorgung des Antriebssystems 7, der Berechnungseinrichtung 6 und der Regeleinrichtung 5 mit elektrischer Energie ist in dem in der 3 dargestellten Beispiel derart angeordnet, dass ein möglichst tiefliegender Schwerpunkt des Fahrzeugs 1 gewährleistet ist. Die Energieversorgung 33 kann beispielsweise eine Batterie, einen Akkumulator, eine Brennstoffzelle oder einen von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Generator aufweisen. Auch eine Kabelverbindung zu einer externen Stromquelle kann vorgesehen sein. Ebenfalls Bestandteil des Fahrzeugs 1 sind die Regeleinrichtung 5 und die Berechnungseinrichtung 6. Diese sind oberhalb des Fahrwerks des Fahrzeugs 1 angeordnet und befinden sich in einem Zwischenraum eines Griffgestänges 34. An dem Griffgestänge 34 ist außerdem ein Bediengriff 35, der hier als Bügelgriff ausgebildet ist, vorgesehen, der die Bedieneinheit 4 aufweist.The 3 shows an example of the essential structure of the vehicle 1 , which is designed here as a transport vehicle. Shown is the drive system 7 which is used to drive the wheels 16 serves. The vehicle has more wheels 32 on which rotatably on the vehicle 1 are attached. The other wheels 32 are stored individually, so they are not rotatably provided on a common axis. The drive system 7 and the wheels 16 are designed such that there is a differential drive, the wheels 16 as independent of the drive system 7 are drivable. For this purpose, for example, each of the wheels 16 its own electric motor (not shown) to be assigned. An energy supply 33 , among other things for the supply of the drive system 7 , the calculation device 6 and the control device 5 with electrical energy is in the in the 3 illustrated example arranged such that the lowest possible center of gravity of the vehicle 1 is guaranteed. The energy supply 33 For example, a battery, an accumulator, a Have fuel cell or driven by an internal combustion engine generator. A cable connection to an external power source can also be provided. Also part of the vehicle 1 are the control device 5 and the calculating device 6 , These are above the chassis of the vehicle 1 arranged and are located in a space of a handle linkage 34 , At the handle linkage 34 is also an operating handle 35 , which is designed here as a bow handle, provided, which is the operating unit 4 having.

In der 4 ist das Fahrzeug 1 mit einer Transporttasche 36 bestückt und weist zudem Räder 16 auf, die jeweils drei zueinander um 120° versetzte Einzelräder 37 aufweisen. Dieses aus mehreren Einzelrädern 37 zusammengesetzte Rad 16 erleichtert das Überwinden von Treppenstufen, indem alle drei Einzelräder 37 gleichzeitig durch ein mittig angetriebenes Sonnenrad, über einen Zahnradeingriff oder mittels einer Kette oder über einen Riemen angetrieben werden.In the 4 is the vehicle 1 with a transport bag 36 equipped and also has wheels 16 on, each three mutually offset by 120 ° single wheels 37 exhibit. This from several single wheels 37 composite wheel 16 makes it easier to get over stairs by using all three single wheels 37 be driven simultaneously by a centrally driven sun gear, via a gear mesh or by means of a chain or a belt.

In der 5 ist ein Bediengriff 35 gezeigt, der mit einer Griffhülse 38 versehen ist und zur Vorgabe der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 dient. Bei dieser Ausführungsvariante ist die Griffhülse 38 in Längsrichtung des Bediengriffs 35 an demselben gleitend angeordnet. Über zwei Rückstellfedern 39 wird die Griffhülse 38 in einer neutralen, mittigen Position gehalten. An der Griffhülse 38 ist ein Abgreifer 40 angeordnet; der einen Kontakt zu einem Widerstandsdraht 41 herstellt. Der Widerstandsdraht 41 ist fest mit dem Bediengriff 35 verbunden. Die Anordnung stellt somit einen Spannungsteiler 42 dar. In Abhängigkeit der Position des Abgreifers 40 beziehungsweise der Griffhülse 38 liegt eine entsprechende Messspannung an dem Abgreifer 40 an. Durch eine elektronische Schaltung, insbesondere Brückenschaltung, lässt sich auf die Position der Griffhülse 38 beziehungsweise die von dem Nutzer 3 gewünschte Fahrtrichtung schließen.In the 5 is a control handle 35 shown with a grip sleeve 38 is provided and to specify the direction of travel of the vehicle 1 serves. In this embodiment, the grip sleeve 38 in the longitudinal direction of the operating handle 35 slidably disposed on the same. Over two return springs 39 becomes the grip sleeve 38 held in a neutral, central position. On the grip sleeve 38 is a picker 40 arranged; the one contact to a resistance wire 41 manufactures. The resistance wire 41 is fixed to the operating handle 35 connected. The arrangement thus provides a voltage divider 42 Depending on the position of the tappet 40 or the grip sleeve 38 a corresponding measuring voltage is applied to the pick-off 40 at. By an electronic circuit, in particular bridge circuit, can be on the position of the grip sleeve 38 or that of the user 3 close the desired direction of travel.

Neben der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 kann der Nutzer 3 über die Griffhülse 38 auch die gewünschte Geschwindigkeit vorgeben. Hierzu wendet der Nutzer 3 an der Griffhülse 38 eine Kraft auf, die über entsprechende Sensoren erfasst wird. Die Krafterfassung kann beispielsweise anhand einer Kraft-, Weg- oder Drehmomentenmessung erfolgen. Die erfasste Kraft, also die von dem Nutzer 3 gewünschte Geschwindigkeit, wird zusammen mit der gewünschten Richtung in den Sollwert umgerechnet. Die von dem Nutzer 3 auf das Fahrzeug 1 ausgeübte Kraft ist also auf den Vortrieb 1 des Kraftfahrzeugs gerichtet und wird durch das Fahrzeug 1, nach Erfassen der aufgebrachten Kraft, verstärkt.Next to the direction of travel of the vehicle 1 can the user 3 over the grip sleeve 38 also specify the desired speed. For this the user applies 3 on the grip sleeve 38 a force that is detected by corresponding sensors. The force detection can be done for example by means of a force, displacement or torque measurement. The detected force, that of the user 3 desired speed, is converted together with the desired direction in the setpoint. The by the user 3 on the vehicle 1 applied force is thus on the propulsion 1 directed by the motor vehicle and is by the vehicle 1 , after detecting the applied force, amplified.

Die 6 zeigt eine Ausführungsform für einen Bediengriff 35, mit welchem eine kombinierte Erfassung der gewünschten Geschwindigkeit und Fahrtrichtung möglich ist. Hierbei wird über mindestens zwei Sensoren 43, insbesondere Piezoelemente oder Dehnmessstreifen, die durch den Nutzer 3 eingeleitete Kraft beziehungsweise das Drehmoment erfasst, um daraus die Nutzervorgabe zur ermitteln. Die Sensoren 43 werden dabei über Signalleitungen 44 angesteuert.The 6 shows an embodiment for a control handle 35 , with which a combined detection of the desired speed and direction is possible. This is done via at least two sensors 43 , in particular piezoelectric elements or strain gauges, by the user 3 introduced force or torque detected in order to determine the user default. The sensors 43 are doing over signal lines 44 driven.

7 zeigt eine weitere Bauform des Bediengriffs 35, bei der das Fahrzeug 1 von dem Nutzer 3 beidhändig geführt wird, wie es beispielsweise bei Sackkarren, Transportrollern oder Rasenmähern der Fall ist. Dabei sind die Sensoren 43 in zwei Griffabschnitten 45 vorgesehen, sodass ein getrenntes Erfassen der von der jeweiligen Hand des Nutzers 3 aufgebrachten Kraft möglich ist. Auch in dem in 7 dargestellten Beispiel sind die Sensoren 43 über die Signalleitungen 44 ansteuerbar. Die Sensoren 43 sind jeweils in einer Griffhülse 38 vorgesehen. 7 shows a further design of the operating handle 35 in which the vehicle 1 from the user 3 ambidextrous, as is the case for example with hand trucks, transport wheels or lawnmowers. Here are the sensors 43 in two grip sections 45 provided so that a separate capture of the respective hand of the user 3 applied force is possible. Also in the in 7 example shown are the sensors 43 over the signal lines 44 controllable. The sensors 43 are each in a grip sleeve 38 intended.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Fahrzeug 1 ein Gartenarbeitsgerät, insbesondere ein Rasenmäher. Zu diesem Zweck ist das Fahrzeug 1 mit einem Mähwerk und optional mit einem Mähgutaufnahmebehälter ausgestattet.In a particularly preferred embodiment, the vehicle 1 a gardening implement, in particular a lawnmower. For this purpose, the vehicle 1 equipped with a mower and optionally with a crop receptacle.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 202004010854 U1 [0002]

Claims

Vehicle ( 1 ) in support of locomotion of the vehicle ( 1 ) directed action of a user ( 3 ), with at least one of an electric drive system ( 7 ) drivable wheel ( 16 ) and a control unit ( 4 ) for determining a user specification for the speed and / or direction of travel of the vehicle ( 1 ), a control device ( 5 ) for controlling the drive system ( 7 ) is provided on the basis of at least one reference value, characterized by a calculation device ( 6 ) for determining the setpoint based on the user's default, taking into account a reference model.

Vehicle according to claim 1, characterized in that at least two wheels ( 16 ) of the vehicle ( 1 ) by means of the drive system ( 7 ) are in particular separately from each other, driven.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that at least one further wheel ( 32 ) rotatable and / or pivotable on the vehicle ( 1 ) is provided.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the pivotable, further wheel ( 32 ) is associated with a locking and / or pivoting device.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the wheel ( 16 ) from the drive system ( 7 ) can be decoupled.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the controlled variable a Target speed and / or a target torque is.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the calculation device ( 6 ) for adapting the reference model and / or a control parameter of the control device ( 5 ) is designed to a user behavior.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized by a device for measuring inclination and / or for detecting at least one operating parameter of the drive system ( 7 ) and / or the wheel ( 6 ).

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 5 ) for preventing slippage of the wheel ( 16 ) is trained.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that a power supply ( 33 ) has for the drive system at least a battery, an accumulator, a fuel cell, a generator driven by an internal combustion engine and / or a cable connection to an external power source.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the drive system ( 7 ) is provided in a generator operation for the recovery of kinetic energy.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized by an activating agent ( 9 ) for activating the vehicle ( 1 ).

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the operating unit ( 4 ) at least one operating handle ( 35 ) having.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the operating unit ( 4 ) has at least one strain gauge, a conductive and / or capacitive foam and / or a push handle for detecting the user specification.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle ( 1 ) is a working device, in particular gardening implement, a transport vehicle, a walker, a wheelchair or a trailer.