DE102012212526B4 - Process for monitoring the operating status of a vehicle and vehicle and assembly - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Betriebszustandsüberwachung für ein Fahrzeug (1), insbesondere ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor (2), umfassend die Schritte:- Verwenden eines Signals eines Drehmomentsensors (3), um in Verbindung mit einem ersten Massewert einen ersten Steigungswert für das Fahrzeug (1) zu ermitteln,- Kalibrieren eines Beschleunigungssensors (4) mittels des ersten Steigungswertes unter der Voraussetzung, dass der erste Steigungswert einen ersten vordefinierten Schwellwert (S1) unterschreitet und einen zweiten vordefinierten Schwellwert (S2) nicht unterschreitet, wobei der erste Schwellwert (S1) nicht kleiner, insbesondere größer, als der zweite Schwellwert (S2) ist.Method for monitoring the operating status of a vehicle (1), in particular a bicycle with an electric auxiliary motor (2), comprising the steps: to determine,- calibrating an acceleration sensor (4) using the first gradient value, provided that the first gradient value falls below a first predefined threshold value (S1) and does not fall below a second predefined threshold value (S2), the first threshold value (S1) not being smaller , in particular greater than the second threshold value (S2).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betriebszustandsüberwachung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor, sowie ein Fahrzeug und eine Baugruppe. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung einer aktuellen Fahrzeuggesamtmasse sowie einer durch das Fahrzeug befahrenen Steigung unter Zuhilfenahme eines Drehmomentsensors und eines Beschleunigungssensors.The present invention relates to a method for monitoring the operating status of a vehicle, in particular a bicycle with an electric auxiliary motor, as well as a vehicle and an assembly. In particular, the present invention relates to a method for determining a current total vehicle mass and an incline traveled by the vehicle with the aid of a torque sensor and an acceleration sensor.
Die bekannten Ansätze zur Ermittlung eines gewünschten beziehungsweise erforderlichen Motormoments zum Antreiben eines Fahrzeugs weisen dabei den Nachteil auf, dass unterschiedliche Steigungen und unterschiedliche Fahrzeuggesamtmassen nicht derart exakt ausgewertet werden können, dass ein zufriedenstellendes Motormoment unabhängig von der aktuellen Fahrzeuggesamtsituation errechnet beziehungsweise ermittelt werden kann. Beispielsweise kann eine Verformung im Antriebsstrang ohne weitere Informationen auf eine Vielzahl der Fortbewegung des Fahrzeugs entgegenstehende Betriebskenngrößen schließen lassen. Beispielsweise kann eine hohe Steigung in Verbindung mit einer hohen Gesamtfahrzeugmasse (Fahrzeug + Zuladung + Anhänger + Fahrer) oder eine hohe Beschleunigung bei hoher Gesamtfahrzeugmasse anlässlich sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein hoher Rollwiderstand (Sandweg, Feldweg) oder starker Gegenwind verantwortlich dafür sein, dass der Fahrer des Fahrzeugs ein hohes Moment anfordert. Allein aufgrund von Verformungen kann somit nicht auf die eine oder die andere Fahrsituation geschlossen werden, wodurch ein Motormoment und/oder ein Unterstützungsmoment durch das Fahrzeug nicht immer adäquat dosiert werden kann.The known approaches for determining a desired or required engine torque for driving a vehicle have the disadvantage that different gradients and different total vehicle masses cannot be evaluated so precisely that a satisfactory engine torque can be calculated or determined independently of the current overall vehicle situation. For example, without further information, a deformation in the drive train can indicate a large number of operating parameters that conflict with the movement of the vehicle. For example, a high gradient in connection with a high total vehicle mass (vehicle + payload + trailer + driver) or high acceleration with a high total vehicle mass can be the occasion. Alternatively or additionally, a high rolling resistance (sand road, dirt road) or a strong headwind can be responsible for the driver of the vehicle requesting a high torque. It is therefore not possible to draw conclusions about one or the other driving situation solely on the basis of deformations, as a result of which an engine torque and/or a support torque cannot always be adequately dosed by the vehicle.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor genannten Nachteile des Standes der Technik auszuräumen, insbesondere die Ermittlung des gewünschten beziehungsweise erforderlichen Motormoments zu verbessern.It is therefore the object of the present invention to eliminate the aforementioned disadvantages of the prior art, in particular to improve the determination of the desired or required engine torque.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie ein Fahrzeug nach Anspruch 9 und eine Baugruppe nach Anspruch 10. Entsprechend weist das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt auf, in welchem ein Signal eines Drehmomentsensors verwendet wird, um in Verbindung mit einem ersten Massewert einen erste Steigungswert für das Fahrzeug zu ermitteln. Der Drehmomentsensor kann beispielsweise im Bereich der Antriebswelle des Fahrzeugs, wie zum Beispiel dem Tretlager eines Fahrrades, angeordnet sein. Der erste Massewert kann beispielsweise aus einem Speicher abgerufen werden oder durch andere Sensoren zur Verfügung gestellt werden. Die Ermittlung des ersten Steigungswerts der Umgebung, in welchem sich das Fahrzeug aktuell befindet, kann beispielsweise modellhaft erfolgen, indem eine Newtonsche Bewegungsgleichung für die am Fahrzeug angreifenden Drehmomente und/oder Kräfte unter Annahme eines Massewerts für das Gesamtfahrzeug verwendet wird. Bei einem Drehmomentsensor, der die Kraft oder das Drehmoment am Kettenblatt oder an der Kurbelwelle misst, ist es dabei von Vorteil, über das Übersetzungsverhältnis zwischen Kettenblatt und Ritzel auf die Kraft am angetriebenen Rad des Fahrrades zu schließen. Das Übersetzungsverhältnis kann dabei bekannt sein, oder kann über das Verhältnis der Fahrradgeschwindigkeit und Kettenblattdrehzahl ermittelt werden. Dabei können für andere, am Fahrzeug angreifende Kräfte und Momente entweder in erster Näherung Werte angenommen werden (Rollwiderstand, Windwiderstand und so weiter) oder insbesondere für die Geschwindigkeit und/oder Geschwindigkeitsänderung GPS-Sensorik oder Radsensoren verwendet werden. Weiter umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt eines Kalibrierens eines Beschleunigungssensors mittels des ersten Steigungswertes unter der Voraussetzung, dass der erste Steigungswert einen vordefinierten ersten Schwellwert S1 unterschreitet und optional einen vordefinierten kleineren zweiten Schwellwert S2 überschreitet, wobei also S1>S2 gilt. Der Beschleunigungssensor kann dabei beispielsweise ebenfalls im Tretlager des Fahrrades oder an einem anderen Ort im Fahrzeug angeordnet sein. Wichtig dabei ist, dass die Neigung des Fahrrades aufgrund einer befahrenen Steigung zu einem auswertbaren Signal am Beschleunigungssensor führt. Sofern der im zuvor beschriebenen Schritt ermittelte erste Steigungswert zwischen dem vordefinierten ersten und zweiten Schwellwert liegt, kann ein zu diesem Zeitpunkt vom Beschleunigungssensor abgegebenes Signal auf den ersten Steigungswert kalibriert werden. Da eine Ermittlung des ersten Steigungswertes für geringe Steigungen (zwischen S1 und S2 gelegen) anhand des Drehmomentes oder der Kraft, welches beziehungsweise welche vom Fahrer zusammen mit dem Motor zur Verfügung gestellt werden, in Verbindung mit der Newton'schen Bewegungsgleichung (basierend auf dem zweiten Newton'schen Gesetz) sehr genaue Werte liefert, kann der Beschleunigungssensor somit zumindest für eine erste Verwertbarkeit seiner Ergebnisse eingerichtet, also kalibriert werden. Da die Eigenschaften von Beschleunigungssensoren bekanntermaßen stark von der Temperatur abhängen und Alterungserscheinungen Veränderungen in ihrer Empfindlichkeit bedingen, kann somit zu Beginn eines Betriebszyklus' zumindest ein erster Näherungswert ermittelt werden, der zu einer kundentauglichen Betriebszustandsüberwachung des Fahrzeugs verwendet werden kann.The above object is achieved according to the invention by a method having the features according to
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.
Bevorzugt kann das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt eines Ermittelns eines zweiten Massewertes unter Verwendung des nun kalibrierten Beschleunigungssensors umfassen. Mit anderen Worten wird nach dem zuvor beschriebenen Schritt des Kalibrierens der nun betriebsbereite Beschleunigungssensor zur Bestimmung einer aktuellen Steigung verwendet. Auf diese Weise kann über die mittels des Beschleunigungssensors ermittelte Steigung und die aus Fahrermoment und Motormoment zusammengesetzte Antriebsgröße die resultierende Hangabtriebskraft in Abhängigkeit der Gesamtfahrzeugmasse beschrieben werden. Da die üblichen Werte für den Rollwiderstand sowie den Luftwiderstand bei geringen Geschwindigkeiten in Verbindung mit großen Steigungen und geringen Geschwindigkeitsänderungen entweder vernachlässigt oder durch konstante Werte angenähert werden können, kann nun die Bewegungsgleichung zur Bestimmung der aktuellen Fahrzeugmasse entsprechend einem zweiten Massewert verwendet werden. Dies bietet den Vorteil, dass nun eine zweite Möglichkeit zur Bestimmung der aktuellen Fahrzeugmasse beziehungsweise zur Plausibilisierung des ersten Massewertes geeignete Abhängigkeit verwendet werden kann.The method according to the invention can preferably include the step of determining a second mass value using the now calibrated acceleration sensor. In other words, after the calibration step described above, the acceleration sensor, which is now ready for operation, is used to determine a current gradient. In this way, the resulting slope force can be described as a function of the total vehicle mass via the slope determined by means of the acceleration sensor and the drive variable composed of driver torque and engine torque. Since the usual values for rolling resistance and air resistance at low speeds in connection with large gradients and small changes in speed can either be neglected or approximated by constant values, the equation of motion can now be used to determine the current vehicle mass according to a second mass value. This offers the advantage that a second possibility can now be used to determine the current vehicle mass or to use a suitable dependency to check the first mass value for plausibility.
Weiter bevorzugt kann die Ermittlung der Steigung, die zur Berechnung des zweiten Massewertes herangezogen wird, auf unterschiedliche Weise vorgenommen werden. Dabei kann die Ermittlung der tatsächlichen Steigung auf Grund der Genauigkeit der Methoden gewichtet zwischen dem kalibrierten Beschleunigungssensor und der Newton'schen Gleichungen erfolgen. Beispielsweise kann ein erster Steigungswert, der unter Verwendung eines Signals des Drehmomentsensors ermittelt wurde, ein höheres Gewicht gegenüber einem unter Verwendung des kalibrierten Beschleunigungssensors ermittelten Steigungswertes erhalten, wenn dieser (insbesondere weit) unterhalb des Schwellwertes S1 (oder eines dritten Schwellwertes S3) jedoch oberhalb von S2 (oder einem vierten Schwellwert S4) liegt. Im Unterschied dazu kann bei einem hinsichtlich der genannten Schwellwerte höherem beziehungsweise niedrigerem Steigungswert der unter Verwendung eines Signals des Drehmomentsensors ermittelte Steigungswert ein niedrigeres Gewicht gegenüber einem unter Verwendung des kalibrierten Beschleunigungssensors ermittelten Steigungswert erhalten. Eine Verrechnung der im Zuge beider Methoden ermittelten Steigungswerte kann beispielsweise eine gewichtete Mittelwertbildung oder eine Plausibilisierung unter Beibehaltung des plausibilisierten Wertes umfassen. Dies bietet den Vorteil, dass die Bereiche, in denen die jeweilige Methode brauchbare bis sehr gute Ergebnisse erzielt, miteinander verknüpft werden können, um über einen breiten Bereich verwertbare Ergebnisse zu erhalten.More preferably, the slope, which is used to calculate the second mass value, can be determined in different ways. The actual gradient can be determined based on the accuracy of the methods, weighted between the calibrated acceleration sensor and Newton's equations. For example, a first slope value, which was determined using a signal from the torque sensor, has a higher weight than a slope value determined using the calibrated acceleration sensor, if this is (in particular far) below the threshold value S1 (or a third threshold value S3) but above S2 (or a fourth threshold value S4). In contrast to this, if the gradient value is higher or lower with respect to the threshold values mentioned, the gradient value determined using a signal from the torque sensor can be given a lower weighting than a gradient value determined using the calibrated acceleration sensor. A calculation of the slope values determined in the course of both methods can include, for example, a weighted averaging or a plausibility check while retaining the plausibility-checked value. This offers the advantage that the areas in which the respective method achieves useful to very good results can be linked with one another in order to obtain results that can be used over a wide range.
Weiter bevorzugt kann der erste Massewert ein in einem früheren Betriebszyklus zum Beispiel mittels kalibrierten Beschleunigungssensors ermittelter tatsächlicher Massewert oder ein werksseitig oder anwenderseitig vordefinierter Wert sein. Mit anderen Worten kann der Massewert aus einem Speicher abgerufen werden, und einem bei einer vorausgehenden Fahrt ermittelten und nichtflüchtig gespeicherten Massewert identisch sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein werksseitig vordefinierter Wert verwendet werden, was insbesondere für den Fall häufig wechselnder Fahrer beziehungsweise Fahrzeuggesamtmassen sinnvoll sein kann. Sofern eine Fahrzeugbenutzungsberechtigungskennung (Fahrzeugschlüssel, PIN-Eingabe, Fingerabdrucksensor und so weiter) verwendet wird, kann auch ein dem aktuell zugreifenden Anwender entsprechender letzter Fahrzeuggesamtmassewert geladen und zur Kalibrierung des Beschleunigungssensors verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Anwender entweder eine konkrete Fahrzeuggesamtmasse über die Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS, auch MMI oder HMI) eingeben oder ein seiner Kennung entsprechender Wert für den Fall festgelegt sein, dass keine solche Eingabe erfolgt. Auf diese Weise wird ein sinnvoller und realitätsnaher Massewert bereits vor Fahrtbeginn geladen.More preferably, the first mass value can be an actual mass value determined in an earlier operating cycle, for example by means of a calibrated acceleration sensor, or a value predefined at the factory or by the user. In other words, the mass value can be retrieved from a memory and be identical to a mass value determined during a previous trip and stored in a non-volatile manner. As an alternative or in addition, a value predefined at the factory can be used, which can be useful in particular in the case of frequently changing drivers or total vehicle masses. If a vehicle use authorization identifier (vehicle key, PIN entry, fingerprint sensor and so on) is used, a last total vehicle mass value corresponding to the user currently accessing can also be loaded and used to calibrate the acceleration sensor. Alternatively or additionally, the user can either enter a specific total vehicle mass via the human-machine interface (MMS, also MMI or HMI) or a value corresponding to his identifier can be specified in the event that no such input is made. To this A sensible and realistic mass value is loaded before the start of the journey.
Weiter bevorzugt kann der Beschleunigungssensor erneut kalibriert werden, wenn ein vordefiniertes Zeitintervall verstrichen ist. Beispielsweise kann eine Kalibrierung erneut angestoßen werden, wenn nach einem letzten Kalibrierungsvorgang 5 Minuten, 10 Minuten, 60 Minuten oder 3 Stunden vergangen sind. Alternativ oder zusätzlich kann erneut kalibriert werden, wenn ein vordefiniertes Maß an Steigungsänderung erreicht ist. So kann immer eine Kalibrierung erfolgen, wenn die Modellgleichung eine Steigung zwischen dem ersten Schwellwert S1 und dem zweiten Schwellwert S2 berechnet. Alternativ oder zusätzlich kann ein vordefiniertes Maß an Temperaturänderung dazu führen, dass eine Neukalibrierung des Beschleunigungssensors angestoßen wird. Die Temperaturänderung kann dabei beispielsweise durch ein am oder im Fahrzeug angebrachtes Thermometer erkannt und der Änderung zugrunde gelegt werden. Alternativ oder zusätzlich können auch lokale Temperaturwerte, welche auf elektronischem Wege drahtlos (Radio, Internet, Mobilfunk) bereitgehalten werden, verwendet werden, um eine Temperaturänderung um ein vordefiniertes Maß zu erkennen. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Detektion einer vorgegebenen Charakteristik einer vom Beschleunigungssensor empfangenen Signalfolge eine Neukalibrierung anstoßen. Beispielsweise kann durch das Durchfahren einer Schlechtwegstrecke, im Ansprechen worauf der Beschleunigungssensor häufige Spitzenwerte aufgrund von Erschütterungen gesendet hat, eine Neukalibrierung angestoßen werden, um auch weiterhin eine Abgabe verlässlicher und die Realität brauchbar abbildender Werte sicherzustellen. Grundsätzlich können somit vorteilhafterweise Umstände erkannt werden, welche erfahrungsgemäß zu einer Veränderung beziehungsweise Verfälschung der vom Beschleunigungssensor abgegebenen Signale führen.More preferably, the acceleration sensor can be recalibrated when a predefined time interval has elapsed. For example, a calibration can be triggered again if 5 minutes, 10 minutes, 60 minutes or 3 hours have passed since a last calibration process. Alternatively or additionally, calibration can be carried out again when a predefined degree of slope change is reached. A calibration can thus always take place when the model equation calculates a gradient between the first threshold value S1 and the second threshold value S2. Alternatively or additionally, a predefined amount of temperature change can result in a recalibration of the accelerometer being triggered. The temperature change can be detected, for example, by a thermometer attached to or in the vehicle, and the change can be used as a basis. As an alternative or in addition, local temperature values, which are made available electronically and wirelessly (radio, Internet, mobile communications), can also be used to detect a temperature change by a predefined amount. Alternatively or additionally, the detection of a predetermined characteristic of a signal sequence received from the acceleration sensor can also trigger a recalibration. For example, by driving through a poor stretch of road, in response to which the acceleration sensor has frequently sent peak values due to vibrations, a recalibration can be initiated in order to continue to ensure the delivery of reliable values that usefully represent reality. Circumstances which, based on experience, lead to a change or falsification of the signals emitted by the acceleration sensor can therefore advantageously be recognized in principle.
Alternativ oder zusätzlich können die zuvor diskutierten Szenarien auch als Anlass genommen werden, eine Neubestimmung der Gesamtfahrzeugmasse durchzuführen. Mit anderen Worten kann der zweite Massewert auf einen dritten Massewert aktualisiert werden, wenn ein vordefiniertes Zeitintervall verstrichen, und/oder ein vordefiniertes Maß an Steigungsänderung erreicht, und/oder ein vordefiniertes Maß an Temperaturänderung erreicht, und/oder eine vorgegebene Charakteristik einer vom Beschleunigungssensor empfangenen Signalfolge detektiert worden ist. Dies bietet den Vorteil einer bestmöglichen Nutzung der im Fahrzeug ermittelten beziehungsweise ermittelbaren Informationen zur Sicherstellung einer möglichst exakten Betriebszustandsüberwachung.Alternatively or additionally, the previously discussed scenarios can also be taken as an opportunity to redetermine the total vehicle mass. In other words, the second mass value may be updated to a third mass value when a predefined time interval elapses, and/or a predefined amount of slope change, and/or a predefined amount of temperature change, and/or a predefined characteristic of a signal received from the accelerometer Signal sequence has been detected. This offers the advantage of the best possible use of the information determined or determinable in the vehicle to ensure the most precise possible operating status monitoring.
Weiter bevorzugt kann der Beschleunigungssensor verwendet werden, um eine Kategorisierung einer aktuellen Steigung hinsichtlich eines vordefinierten Schwellwertes zu ermöglichen. Mit anderen Worten kann der Beschleunigungssensor als Lagesensor verwendet werden, welcher sich innerhalb des Gravitationsfeldes (Erdbeschleunigung) orientiert und entsprechende Messwerte für das erfindungsgemäße Verfahren bereitstellt. Durch eine derart exakte Lagebestimmung des Fahrzeugs kann gegenüber dem Stand der Technik ein deutlich natürlicheres Unterstützungsmoment beziehungsweise komfortableres Fahrgefühl für den Anwender erzeugt werden.More preferably, the acceleration sensor can be used to enable a current gradient to be categorized with regard to a predefined threshold value. In other words, the acceleration sensor can be used as a position sensor, which orients itself within the gravitational field (gravitational acceleration) and provides corresponding measured values for the method according to the invention. Such an exact position determination of the vehicle can generate a significantly more natural support torque or more comfortable driving experience for the user compared to the prior art.
Bevorzugt kann der erste Schwellwert S1 der Steigung, unterhalb dessen eine Kalibrierung des Beschleunigungssensors durchgeführt wird, zwischen 1% und 3%, bevorzugt bei ca. 2%, liegen. Bevorzugt kann der zweite Schwellwert S2 der Steigung, oberhalb dessen eine Kalibrierung des Beschleunigungssensors durchgeführt wird, zwischen -1 % und 1%, bevorzugt bei 0%, liegen. Es hat sich herausgestellt, dass innerhalb dieser Schwellwertgrenzen die Bestimmung der Gesamtfahrzeugmasse unter Zuhilfenahme eines Signals des Drehmomentsensors in Verbindung mit der Newtonschen Bewegungsgleichung besonders exakte Ergebnisse liefert, da der Einfluss der Gesamtfahrzeugmasse bei geringen Geschwindigkeitsänderungen in diesem Steigungsbereich noch weniger erheblich ist.The first threshold value S1 of the gradient, below which a calibration of the acceleration sensor is carried out, can preferably be between 1% and 3%, preferably around 2%. The second threshold value S2 of the gradient, above which the acceleration sensor is calibrated, can preferably be between −1% and 1%, preferably 0%. It has been found that within these threshold limits, the determination of the total vehicle mass with the help of a signal from the torque sensor in conjunction with Newton's equation of motion delivers particularly precise results, since the influence of the total vehicle mass is even less significant for small changes in speed in this gradient range.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor, zur Verfügung gestellt, wobei das Fahrzeug einen Beschleunigungssensor, einen Drehmomentsensor, einen Speicher und eine mit dem Beschleunigungssensor, dem Drehmomentsensor und dem Speicher verbundene Verarbeitungseinheit umfasst. Während der Speicher zum Abspeichern von Werten und Abrufen derselben in einem späteren Betriebszyklus bevorzugt als nichtflüchtiger Speicher ausgestaltet ist, wurde auf die Merkmale „Beschleunigungssensor“ und „Drehmomentsensor“ in Verbindung mit dem vorstehend diskutierten Aspekt der vorliegenden Erfindung hinreichend eingegangen, wobei die obigen Ausführungen auch für das erfindungsgemäße Fahrzeug Gültigkeit behalten. Die Verarbeitungseinheit kann beispielsweise einen Mikroprozessor umfassen, welcher entweder in der Nähe der Sensoren (zum Beispiel im Tretlager eines Fahrrades) oder im Bereich der Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS) angeordnet sein kann. Die Verarbeitungseinheit kann dabei eingerichtet sein, das Verfahren gemäß dem vorstehend diskutierten Aspekt der vorliegenden Erfindung durchzuführen, wenn entsprechende Anweisungen in Form eines Computerprogramms aus dem Speicher geladen worden sind.According to a further aspect of the present invention, a vehicle, in particular a bicycle with an electric auxiliary motor, is made available, the vehicle comprising an acceleration sensor, a torque sensor, a memory and a processing unit connected to the acceleration sensor, the torque sensor and the memory. While the memory for storing values and retrieving them in a later operating cycle is preferably designed as a non-volatile memory, the features "acceleration sensor" and "torque sensor" in connection with the aspect of the present invention discussed above have been sufficiently discussed, with the above statements also remain valid for the vehicle according to the invention. The processing unit can, for example, comprise a microprocessor, which can be arranged either in the vicinity of the sensors (for example in the bottom bracket of a bicycle) or in the area of the man-machine interface (HMI). The processing unit can be set up to carry out the method according to the aspect of the present invention discussed above if corresponding instructions in the form of a computer program have been loaded from the memory.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System, umfassend einen Beschleunigungssensor, einen Drehmomentsensor, einen Speicher und eine mit dem Beschleunigungssensor, dem Drehmomentsensor und dem Speicher verbundene Verarbeitungseinheit, vorgeschlagen, mittels welchem ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor, gemäß dem vorstehend genannten Aspekt der vorliegenden Erfindung eingerichtet beziehungsweise ergänzt werden kann. Das System kann dabei als Teilesatz oder beispielsweise in einer Antriebseinheit mit elektrischem Hilfsmotor integriert ausgestaltet sein und auf diese Weise kompakt an geeigneten Fahrzeugen angebracht werden. Auch im Zusammenhang mit diesem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird hinsichtlich der Details und der Funktionsweise auf den ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung verwiesen.According to a further aspect of the present invention, a system is proposed, comprising an acceleration sensor, a torque sensor, a memory and a processing unit connected to the acceleration sensor, the torque sensor and the memory, by means of which a vehicle, in particular a bicycle with an electric auxiliary motor, according to above-mentioned aspect of the present invention can be set up or supplemented. The system can be designed as a set of parts or, for example, integrated in a drive unit with an electric auxiliary motor and can be attached to suitable vehicles in a compact manner in this way. Also in connection with this third aspect of the present invention, reference is made to the first and second aspects of the present invention with regard to the details and the mode of operation.
Figurenlistecharacter list
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
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1 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug; -
2 eine schematische Übersicht eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System; -
3 ein Flussdiagramm, veranschaulichend die Schritte gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens; und -
4 ein Diagramm zu den Zusammenhängen zwischen einer aktuell befahrenen Steigung und den Kraftanteilen unterschiedlicher, am Fahrzeug angreifender Kräfte.
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1 a schematic diagram of an embodiment of a vehicle according to the invention; -
2 a schematic overview of an embodiment of a system according to the invention; -
3 a flowchart illustrating the steps according to an embodiment of the method according to the invention; and -
4 a diagram of the relationships between a gradient currently being driven on and the force components of different forces acting on the vehicle.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Es ist ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung, die Betriebszustandsüberwachung bei einem Fahrzeug für die Bestimmung eines erforderlichen Motormomentes unter Zuhilfenahme eines Drehmomentsensors in Verbindung mit einem Beschleunigungssensor als Lagesensor durchzuführen. Auf diese Weise ergeben sich unter Zuhilfenahme der Newtonschen Gesetze mehrere Möglichkeiten, um auf eine Steigung beziehungsweise eine Gesamtfahrzeugmasse zu schließen. In Abhängigkeit eines aktuellen Betriebszustandes, wie zum Beispiel der aktuellen Steigung, kann eine Verknüpfung auf unterschiedliche Arten erhaltener Ergebnisse angepasst und umgestaltet werden, um das jeweils für einen bestimmten Betriebszustand geeignetere Modell mit einer höheren Gewichtung in das Ergebnis eingehen zu lassen. Stark mit der Temperatur veränderliche und über die Lebensdauer variierende Beschleunigungssensoren werden somit auch für die Betriebszustandsüberwachung eines elektrisch hilfsweise angetriebenen Fahrrades verwendbar, um Steigungswerte zu ermitteln.It is a core idea of the present invention to monitor the operating state of a vehicle to determine a required engine torque with the aid of a torque sensor in conjunction with an acceleration sensor as a position sensor. In this way, with the help of Newton's laws, there are several possibilities for inferring an incline or an overall vehicle mass. Depending on a current operating state, such as the current gradient, a link can be adapted and redesigned to different types of results obtained in order to include the model that is more suitable for a specific operating state with a higher weighting in the result. Acceleration sensors that change greatly with temperature and vary over the service life are therefore also used to monitor the operating status of an electrically auxiliary wisely driven bicycle can be used to determine incline values.
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