DE102016217880A1 - Methods and devices for the track rehabilitation of a power assisted wheelchair - Google Patents

Methods and devices for the track rehabilitation of a power assisted wheelchair Download PDF

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Abstract

Das Verfahren zur Spurstabilisation umfasst eine Erfassung einer aktuellen Ist-Gierrate um die Hochachse des Rollstuhls und eine Ermittlung einer Soll-Gierrate. Die Soll-Gierrate repräsentiert eine Richtungs- bzw. Spurvorgabe des Rollstuhlfahrers für die Fahrt des Rollstuhls. In Abhängigkeit der erfassten Ist-Gierrate und der ermittelten Soll-Gierrate wird eine Regeldifferenz berechnet. Die Regeldifferenz repräsentiert eine Abweichung des Rollstuhls von der durch den Rollstuhlfahrer vorgegebenen Spur. Anschließend erfolgt eine Anpassung des Motordrehmoments des mindestens einen Motors in Abhängigkeit der berechneten Regeldifferenz, wodurch die berechnete Regeldifferenz reduziert wird. Das beschriebene Verfahren ändert demnach beispielsweise bei Untergründen mit unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit am ersten Antriebsrad und am zweiten Antriebsrad das Motormoment des Motors in Abhängigkeit der berechneten Regeldifferenz, so dass sich der Rollstuhl entsprechend der Spurvorgabe des Rollstuhlfahrers bzw. der Soll-Gierrate bewegt.The method for tracking stabilization includes detecting a current actual yaw rate about the vertical axis of the wheelchair and determining a target yaw rate. The desired yaw rate represents a direction or lane specification of the wheelchair user for the drive of the wheelchair. Depending on the detected actual yaw rate and the determined target yaw rate, a control difference is calculated. The control difference represents a deviation of the wheelchair from the track specified by the wheelchair user. Subsequently, the motor torque of the at least one motor is adjusted as a function of the calculated control difference, whereby the calculated control difference is reduced. Accordingly, the described method changes the engine torque of the engine as a function of the calculated control difference, for example in the case of surfaces having different surface conditions on the first drive wheel and on the second drive wheel, so that the wheelchair moves according to the lane specification of the wheelchair user or the desired yaw rate.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spurstabilisation eines kraftunterstützten Rollstuhls sowie ein Steuergerät, welches dazu eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen. Außerdem betrifft die Erfindung einen Rollstuhl mit dem Steuergerät. The present invention relates to a method for the tracking stabilization of a power assisted wheelchair and to a control device which is adapted to carry out the method. Moreover, the invention relates to a wheelchair with the control unit.

Stand der Technik State of the art

In der Schrift EP 0 790 049 A2 ist ein Rollstuhl beschrieben. Ein Steuergerät des Rollstuhls ist dazu eingerichtet, eine Kraftunterstützung durch einen Motor für ein Antriebsrad des Rollstuhls in Abhängigkeit der manuellen Kraft auf beide Antriebsräder des Rollstuhls zu berechnen. In Scripture EP 0 790 049 A2 is a wheelchair described. A control device of the wheelchair is adapted to calculate a power assist by a motor for a drive wheel of the wheelchair as a function of the manual force on both drive wheels of the wheelchair.

In der Schrift US 2002/0011361 A1 ist ein nur motorisch angetriebener Rollstuhl mit einem Stabilitätskontrollsystem beschrieben. Der Rollstuhl umfasst ein motorisiertes rechtes und linkes Antriebsrad sowie ein Eingabegerät, beispielsweise einen Joystick, um vorwärts/rückwärts- sowie Drehbewegungs-Kommandos zu erzeugen. In Scripture US 2002/0011361 A1 is described only a motorized wheelchair with a stability control system. The wheelchair includes a motorized right and left drive wheel and an input device, such as a joystick, to generate forward / reverse and rotational commands.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist für einen manuell und motorisch angetriebenen Rollstuhl ein komfortables Verfahren zur Spurstabilisation zu realisieren, wobei das Verfahren sowohl eine Gradeausfahrt als auch eine Kurvenfahrt stabilisieren soll. Die Spurstabilisation soll dabei insbesondere in einer Ausrollphase des Rollstuhls aktiviert und möglichst unauffällig sein. The object of the present invention is to realize a comfortable method for tracking stabilization for a manually and motor-driven wheelchair, wherein the method is intended to stabilize both a grade exit and a cornering. The lane stabilization should be activated in a roll-out phase of the wheelchair and be as inconspicuous as possible.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Zur Lösung der obigen Aufgabe umfasst das Verfahren zur Spurstabilisation eine Erfassung einer aktuellen Ist-Gierrate um die Hochachse des Rollstuhls und eine Ermittlung einer Soll-Gierrate. Die Soll-Gierrate repräsentiert ein durch den Rollstuhlfahrer vorgegebene Spur bzw. ein vorgegebenes Drehverhalten des Rollstuhls. In Abhängigkeit der erfassten Ist-Gierrate und der ermittelten Soll-Gierrate wird eine Regeldifferenz berechnet. Die Regeldifferenz repräsentiert eine Abweichung des Rollstuhls von dem durch den Rollstuhlfahrer mittels der Soll-Gierrate vorgegebenen Drehverhalten. Anschließend erfolgt eine Anpassung des Motordrehmoments des mindestens einen Motors in Abhängigkeit der berechneten Regeldifferenz, wodurch die berechnete Regeldifferenz reduziert wird. Das beschriebene Verfahren ändert demnach beispielsweise bei Untergründen mit unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit an einem ersten Antriebsrad und an einem zweiten Antriebsrad das Motormoment des mindestens einen Motors in Abhängigkeit der berechneten Regeldifferenz, so dass der Rollstuhl durch das Verfahren entsprechend der Spurvorgabe des Rollstuhlfahrers bzw. der Soll-Gierrate bewegt wird. Außerdem tendiert ein Rollstuhl auf einer Fahrt quer zu einem Hang ohne das Verfahren zu einer hangabwärts gerichteten Abweichung. Durch das erfindungsgemäße Verfahren dreht sich der Rollstuhl dagegen auch am Hang entsprechend der ermittelten Soll-Gierrate und wird dadurch bezüglich ungewollter, abwärtsgerichteter Drehungen stabilisiert. Das Verfahren reduziert somit im Allgemeinen die durch den Rollstuhlfahrer auszuführenden Lenkkorrekturen bzw. resultiert in einer komfortableren Fahrt für den Rollstuhlfahrer. To achieve the above object, the method for tracking stabilization comprises detecting a current actual yaw rate about the vertical axis of the wheelchair and determining a target yaw rate. The desired yaw rate represents a predetermined by the wheelchair track or a predetermined rotational behavior of the wheelchair. Depending on the detected actual yaw rate and the determined target yaw rate, a control difference is calculated. The control difference represents a deviation of the wheelchair from the rotational behavior predetermined by the wheelchair user by means of the desired yaw rate. Subsequently, the motor torque of the at least one motor is adjusted as a function of the calculated control difference, whereby the calculated control difference is reduced. Accordingly, the described method changes, for example, in the case of substrates having a different surface finish on a first drive wheel and on a second drive wheel, the engine torque of the at least one motor as a function of the calculated control difference, so that the wheelchair is adjusted by the method according to the lane specification of the wheelchair user or the desired yaw rate is moved. In addition, a wheelchair on a trip across a slope tends to deviate downhill without the procedure. By contrast, by means of the method according to the invention, the wheelchair also rotates on a slope in accordance with the determined target yaw rate and is thereby stabilized with respect to unwanted, downward-directed rotations. The method thus generally reduces the steering corrections to be performed by the wheelchair user or results in a more comfortable ride for the wheelchair user.

Gegenüber dem Stand der Technik für kraftunterstützte Rollstühle zeigt die vorliegende Erfindung insbesondere die direkte Erfassung der Ist-Gierrate durch einen Sensor. Das Motordrehmoment wird vorteilhafterweise so angepasst, dass eine beliebige Spur des Rollstuhls stabilisiert wird, d.h. auch eine Kurvenfahrt. Compared to the prior art for power assisted wheelchairs, the present invention particularly shows the direct detection of the actual yaw rate by a sensor. The engine torque is advantageously adjusted so that any track of the wheelchair is stabilized, i. also a cornering.

Die vorliegende Erfindung zeigt außerdem, gegenüber dem Stand der Technik für nur motorisch betriebene Rollstühle, die Notwendigkeit des manuellen Antriebs durch den Rollstuhlfahrer. Außerdem wird ein lediglich motorisch angetriebener Rollstuhl ohne Motorunterstützung typischerweise automatisch gebremst. Kraftunterstützte Rollstühle weisen dagegen mindestens ein unterstützendes Motordrehmoment während der Eingriffsphase des Rollstuhlfahrers, d.h. in der Zeitspanne in welcher der Rollstuhlfahrer eine Kraft auf die Kraftübertragungsvorrichtung überträgt, und/oder in der Ausrollphase, d.h. in der Zeitspanne in der der Rollstuhlfahrer keine Kraft auf eine Kraftübertragungsvorrichtung ausübt, auf. The present invention also shows, compared with the prior art for motorized wheelchairs, the need for manual wheelchair drive. In addition, a motor-driven wheelchair without motor support is typically automatically braked. Power assisted wheelchairs, on the other hand, have at least one assistive motor torque during the wheelchair user's intervention phase, i. in the period in which the wheelchair user transmits a force to the power transmission device, and / or in the coasting phase, i. in the period in which the wheelchair user exerts no force on a power transmission device on.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Anpassung des Motordrehmoments nur in der Ausrollphase des Rollstuhls. Dadurch wird erreicht, dass der Rollstuhlfahrer in der Eingriffsphase des Rollstuhlfahrers auf die mindestens eine Kraftübertragungsvorrichtung nicht durch ein Motordrehmoment beeinflusst wird und ein sehr agiles, manuelles Fahrgefühl entsteht. In a preferred embodiment of the invention, the adjustment of the engine torque takes place only in the coasting phase of the wheelchair. This ensures that the wheelchair user is not affected by a motor torque in the intervention phase of the wheelchair user on the at least one power transmission device and a very agile, manual driving feel arises.

In einer Weiterführung der Erfindung wird die Ermittlung der Soll-Gierrate in einer Eingriffsphase des Rollstuhlfahrers durchgeführt, d.h. insbesondere, wenn eine manuelle Kraft des Rollstuhlfahrers auf ein Antriebsrad erfasst oder eine Beschleunigung in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung erfolgt. Durch diese Weiterführung kann der Rollstuhlfahrer während der Eingriffsphase die Soll-Gierrate beeinflussen. In a further development of the invention, the determination of the target yaw rate is performed in an intervention phase of the wheelchair user, ie in particular when a manual force of the wheelchair user detected on a drive wheel or acceleration in the forward or reverse direction. This continuation of the wheelchair user during the intervention phase can influence the target yaw rate.

In einer weiteren Weiterführung erfolgt eine Änderung der Soll-Gierrate in der Ausrollphase des Rollstuhls in Abhängigkeit der Zeit. Dadurch wird erreicht, dass die beispielsweise während der Eingriffsphase des Rollstuhlfahrers ermittelte Soll-Gierrate während der Ausrollphase an Bedeutung verliert, so dass zum Beginn der nächsten Eingriffsphase kein abrupter Richtungswechsel erfolgt. In a further continuation, the desired yaw rate in the coasting phase of the wheelchair changes as a function of time. It is thereby achieved that the desired yaw rate, for example, determined during the intervention phase of the wheelchair user, loses significance during the coasting phase, so that no abrupt change of direction takes place at the beginning of the next intervention phase.

In einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Erfassung einer Gewichtsverlagerung des Rollstuhlfahrers zur Seite. In der Eingriffsphase des Rollstuhlfahrers und/oder der Ausrollphase des Rollstuhls wird die Ermittlung der Soll-Gierrate in Abhängigkeit der erfassten Gewichtsverlagerung durchgeführt. Es wird kein Joystick zur Spurvorgabe bzw. zur Vorgabe der Soll-Gierrate benötigt, wodurch für Dritte die Spurvorgabe des Rollstuhlfahrers nicht bzw. weniger stark wahrnehmbar ist und der Eindruck eines manuellen Rollstuhls im Wesentlichen erhalten bleibt. In one embodiment of the invention, a detection of a weight shift of the wheelchair user takes place to the side. In the intervention phase of the wheelchair user and / or the Ausrollphase the wheelchair, the determination of the target yaw rate is performed in dependence of the detected weight shift. There is no need for a joystick to track specification or for specifying the target yaw rate, which for third, the lane specification of the wheelchair user is not or less perceptible and the impression of a manual wheelchair is substantially maintained.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Erfassung einer ersten Kraft des Rollstuhlfahrers auf eine erste Kraftübertragungsvorrichtung und/oder eine Erfassung einer zweiten Kraft des Rollstuhlfahrers auf eine zweite Kraftübertragungsvorrichtung. In der Eingriffsphase wird die Ermittlung der Soll-Gierrate in Abhängigkeit der erfassten, ersten Kraft und/oder der erfassten, zweiten Kraft durchgeführt. Auch in dieser Ausgestaltung wird somit kein Joystick zur Spurvorgabe benötigt, wodurch für Dritte die Spurvorgabe des Rollstuhlfahrers nicht bzw. weniger stark wahrnehmbar ist und der Eindruck eines manuellen Rollstuhls im Wesentlichen erhalten bleibt. In an alternative embodiment of the invention, a detection of a first force of the wheelchair user on a first power transmission device and / or detection of a second force of the wheelchair user on a second power transmission device. In the engagement phase, the determination of the desired yaw rate is carried out as a function of the detected, first force and / or the detected, second force. Thus, in this embodiment, no joystick is required for lane specification, which for third, the lane specification of the wheelchair user is not or less strongly perceptible and the impression of a manual wheelchair is substantially maintained.

In einer weiteren Ausgestaltung wird eine Erfassung einer aktuellen Geschwindigkeit des Rollstuhls durchgeführt. Die Ermittlung der Soll-Gierrate in der Eingriffsphase und/oder in der Ausrollphase erfolgt zusätzlich in Abhängigkeit der erfassten Geschwindigkeit. Durch diese Ausgestaltung wird die Spurstabilisation des Rollstuhls an verschiedene Fahrsituationen bzw. Geschwindigkeiten angepasst. Enge Kurvenfahrten, welche in Gebäuden benötigt sind, werden in dieser Ausgestaltung beispielsweise nur bei niedrigen Geschwindigkeiten zugelassen. Somit wird bei niedrigen Geschwindigkeiten die Soll-Gierrate nicht angepasst oder beispielsweise erhöht. Dadurch bleibt das Kurvenfahren agil und gleichzeitig sicher. Bei einer hohen Geschwindigkeit wird die Soll-Gierrate dagegen bevorzugt stark reduziert. Letzteres macht Fehlvorgaben des Rollstuhlfahrers bei hohen Geschwindigkeiten, welche im schlimmsten Fall zum Umkippen des Rollstuhls führen können, unwahrscheinlicher. Diese Ausgestaltung erhöht damit den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit für den Rollstuhlfahrer. In a further embodiment, a detection of a current speed of the wheelchair is performed. The determination of the desired yaw rate in the engagement phase and / or in the coasting phase additionally takes place as a function of the detected speed. As a result of this refinement, the wheel stabilization of the wheelchair is adapted to different driving situations or speeds. Narrow cornering, which is needed in buildings, are allowed in this embodiment, for example, only at low speeds. Thus, at low speeds, the desired yaw rate is not adjusted or increased, for example. This keeps the cornering agile and at the same time safe. At a high speed, however, the desired yaw rate is preferably greatly reduced. The latter makes incorrect prescriptions of the wheelchair user at high speeds, which in the worst case can lead to tipping over of the wheelchair, unlikely. This embodiment thus increases the ride comfort and driving safety for the wheelchair user.

Optional erfolgt eine Berechnung eines aktuellen Gierwinkels des Rollstuhls, wobei die Anpassung des mindestens einen Motordrehmoments zusätzlich in Abhängigkeit des berechneten Gierwinkels durchgeführt wird. In dieser optionalen Ausgestaltung erfolgt die Anpassung des Motordrehmoments zur Spurstabilisation vorteilhafterweise bei der Gradeausfahrt genauer, d.h. die Anpassung bzw. die Regelung des Motordrehmoments in Abhängigkeit der Regeldifferenz erfolgt frühzeitig und mit geringer Steuergröße, sodass die Spurstabilisation wenig wahrnehmbar und komfortabel ist. In einer Variante dieser Ausgestaltung erfolgt die Anpassung des mindestens einen Motordrehmoments in Abhängigkeit des berechneten Gierwinkels nur während der Ausrollphase. Optionally, a calculation of a current yaw angle of the wheelchair is carried out, wherein the adaptation of the at least one engine torque is additionally performed as a function of the calculated yaw angle. In this optional embodiment, the adaptation of the engine torque to the track stabilization advantageously takes place more accurately during the grade travel, i. the adaptation or regulation of the engine torque as a function of the control difference occurs early and with a small control variable, so that the track stabilization is less perceptible and comfortable. In a variant of this embodiment, the adaptation of the at least one engine torque as a function of the calculated yaw angle takes place only during the coasting phase.

In einer alternativen Ausgestaltung erfolgt eine Berechnung eines aktuellen Rollwinkels, wobei die Anpassung des mindestens einen Motordrehmoments zusätzlich in Abhängigkeit des berechneten Rollwinkels durchgeführt wird. Der berechnete Rollwinkel repräsentiert beispielsweise eine Schrägstellung bzw. eine Lage des Rollstuhls bei einer Fahrt quer zum Hang. Durch diese Ausgestaltung entsteht der Vorteil, dass beispielsweise eine Anpassung des Motordrehmoments derart erfolgt, dass ein am Hang abwärtsgerichtetes Antriebsrad grundsätzlich etwas stärker angetrieben wird, als ein am Hang aufwärtsgerichtetes Antriebsrad. Dadurch wird insbesondere in der Ausrollphase eine bei einer Fahrt des Rollstuhls am Hang aufgrund einer Hangabtriebskraft resultierende, unerwünschte Kurvenfahrt quer zum Hang kompensiert. Vorzugsweise wird eine Beschleunigung des Rollstuhls bei der Anpassung des Motordrehmoments vermieden. Dies kann durch eine Anpassung des Motordrehmoments bzw. der Motordrehmomente mittels einer Erhöhung des Motordrehmoments des abwärtsgerichteten Antriebsrads und einer Reduktion des Motordrehmoments des aufwärtsgerichteten Antriebsrads in Abhängigkeit des berechneten Rollwinkels erreicht werden. In einer Variante dieser Ausgestaltung erfolgt die Anpassung des mindestens einen Motordrehmoments in Abhängigkeit des berechneten Rollwinkels nur während der Eingriffsphase oder der Ausrollphase. In an alternative embodiment, a calculation of a current roll angle takes place, wherein the adaptation of the at least one engine torque is additionally carried out as a function of the calculated roll angle. The calculated roll angle represents, for example, an inclination or a position of the wheelchair when driving across the slope. By this configuration, there is the advantage that, for example, an adjustment of the engine torque is such that a downhill on the slope drive wheel is basically driven slightly stronger than a hill upward drive wheel. As a result, undesired cornering across the slope is compensated, in particular in the coasting phase, for a ride of the wheelchair on a slope due to a slope-down force. Preferably, an acceleration of the wheelchair in the adjustment of the engine torque is avoided. This can be achieved by adjusting the engine torque or torques by increasing the engine torque of the downhill drive wheel and reducing the engine torque of the upward drive wheel depending on the calculated roll angle. In a variant of this embodiment, the adaptation of the at least one engine torque depending on the calculated roll angle takes place only during the engagement phase or the coasting phase.

In einer weiteren, alternativen Ausgestaltung wird eine Berechnung eines aktuellen Nickwinkels durchgeführt, wobei die Anpassung des mindestens einen Motordrehmoments zusätzlich in Abhängigkeit des berechneten Nickwinkels erfolgt. Durch diese Ausgestaltung können Kurvenverläufe bzw. das unterstützende Motordrehmoment in einer Aufwärtsfahrt, einer Abwärtsfahrt und/oder einer Fahrt schräg zum Hang in Abhängigkeit der Steigung des Hangs bzw. der Lage des Rollstuhl angepasst werden. Somit kann beispielsweise bei einer Abwärtsfahrt die Soll-Gierrate gegenüber einer Fahrt in der Ebene verringert werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Rutschens des Rollstuhlfahrers aus dem Rollstuhlgestell verringert wird. In einer Variante dieser Ausgestaltung erfolgt die Anpassung des mindestens einen Motordrehmoments in Abhängigkeit des Nickwinkels nur während der Ausrollphase. In a further, alternative embodiment, a calculation of a current pitch angle is performed, wherein the adaptation of the at least one engine torque additionally takes place as a function of the calculated pitch angle. Curves or the supporting motor torque in an upwards travel, a downward travel and / or a travel obliquely to the slope as a function of the slope of the slope or the position of the wheelchair can be adapted by this configuration. Thus, for example, when traveling downhill, the desired yaw rate may be reduced over in-plane travel, thereby reducing the likelihood of the wheelchair user slipping out of the wheelchair rack. In a variant of this embodiment, the adaptation of the at least one engine torque as a function of the pitch angle takes place only during the coasting phase.

Das Steuergerät weist wenigstens eine Recheneinheit auf. Die Recheneinheit erfasst mindestens eine aktuelle Ist-Gierrate um die Hochachse des Rollstuhls und ermittelt eine Soll-Gierrate. Die Recheneinheit erzeugt außerdem mindestens ein Steuersignal für wenigstens einen Motor, wobei das Steuersignal in Abhängigkeit der erfassten Ist-Gierrate und der ermittelten Soll-Gierrate zur Änderung mindestens eines durch einen Motor erzeugten Motordrehmoments angepasst wird. Das Steuergerät ist somit in der Lage das Verfahren zur Spurstabilisation eines kraftunterstützten Rollstuhls durchzuführen. The control unit has at least one arithmetic unit. The arithmetic unit detects at least one current actual yaw rate about the vertical axis of the wheelchair and determines a target yaw rate. The arithmetic unit also generates at least one control signal for at least one motor, wherein the control signal is adjusted in response to the detected actual yaw rate and the determined target yaw rate to change at least one motor torque generated by a motor. The controller is thus able to perform the method for the tracking stabilization of a power assisted wheelchair.

Vorzugsweise erfasst die Recheneinheit eine vom Rollstuhlfahrer auf eine erste Kraftübertragungsvorrichtung des Rollstuhls wirkende erste Kraft und/oder eine zweite Kraft des Rollstuhlfahrers auf die zweite, gegenüberliegende, Kraftübertragungsvorrichtung, wobei die Soll-Gierrate in Abhängigkeit der erfassten ersten Kraft und/oder der zweiten Kraft ermittelt und/oder das Steuersignal in Abhängigkeit der Zeit geändert wird. Preferably, the arithmetic unit detects a first force acting on a first power transmission device of the wheelchair by the wheelchair user and / or a second force of the wheelchair user on the second, opposite, power transmission device, wherein the target yaw rate determined in dependence on the detected first force and / or the second force and / or the control signal is changed as a function of time.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das erzeugte Steuersignal nur in der Ausrollphase des Rollstuhls geändert. In a preferred embodiment, the generated control signal is changed only in the coasting phase of the wheelchair.

In weiteren Ausgestaltungen erfasst die Recheneinheit die aktuelle Geschwindigkeit und/oder berechnet die Recheneinheit den aktuellen Gierwinkel, den aktuellen Rollwinkel und/oder den aktuellen Nickwinkel des Rollstuhls, wobei das Steuersignal in Abhängigkeit der erfassten Geschwindigkeit, des berechneten Gierwinkels, des berechneten Rollwinkels und/oder des berechneten Nickwinkels angepasst wird. In Weiterführungen dieser Ausgestaltungen wird das Steuersignal zusätzlich in Abhängigkeit der erfassten Geschwindigkeit, des berechneten Gierwinkels, des berechneten Rollwinkels und/oder des berechneten Nickwinkels nur in der Eingriffsphase des Rollstuhlfahrers oder in der Ausrollphase des Rollstuhls angepasst. In further embodiments, the arithmetic unit detects the current speed and / or calculates the arithmetic unit the current yaw angle, the current roll angle and / or the current pitch angle of the wheelchair, the control signal depending on the detected speed, the calculated yaw angle, the calculated roll angle and / or the calculated pitch angle is adjusted. In continuations of these embodiments, the control signal is additionally adjusted as a function of the detected speed, the calculated yaw angle, the calculated roll angle and / or the calculated pitch angle only in the intervention phase of the wheelchair user or in the coasting phase of the wheelchair.

Vorzugsweise erfasst die Recheneinheit eine Gewichtsverlagerung des Rollstuhlfahrers, wobei die Recheneinheit das Steuersignal zusätzlich in Abhängigkeit der Gewichtsverlagerung anpasst. Preferably, the arithmetic unit detects a weight shift of the wheelchair user, wherein the arithmetic unit additionally adapts the control signal as a function of the weight shift.

Der kraftunterstützte Rollstuhl weist ein erstes Antriebsrad und/oder ein zweites Antriebsrad auf, welche jeweils mittels einer manuellen Kraftübertragungsvorrichtung durch eine Kraft des Rollstuhlfahrers angetrieben werden können. Außerdem sind am Rollstuhl mindestens ein Motor zum kraftunterstützten Antrieb des ersten Antriebsrades und/oder des zweiten Antriebsrades angeordnet. Bevorzugt umfasst der Rollstuhl ein erstes, rechtes Antriebsrad und ein zweites, linkes Antriebsrad sowie pro Antriebsrad jeweils eine Kraftübertragungsvorrichtung und einen Elektromotor. Vorzugsweise weist der Rollstuhl eine Batterie zur gemeinsamen Energieversorgung beider Elektromotoren bzw. des Rollstuhls auf, insbesondere ist die Batterie ein Akkumulator. Des Weiteren sind am Rollstuhl das Steuergerät zur Ansteuerung des mindestens einen Motors und mindestens ein Sensor zur Erfassung der Gierrate des Rollstuhls angeordnet. Bevorzugt ist eine inertiale Messeinheit am Rollstuhl angeordnet. Die inertiale Messeinheit erfasst sowohl die Gierrate als auch Beschleunigungen und Drehraten in anderen Raumrichtungen, sodass mittels einer am Rollstuhl angeordneten inertialen Messeinheit zusätzlich zur Gierrate auch der aktuelle Gierwinkel, der aktuelle Rollwinkel und/oder der aktuelle Nickwinkel des Rollstuhls erfasst bzw. berechnet werden können. Der Rollstuhl ist dazu eingerichtet, ein Verfahren zur Spurstabilisation durchzuführen. The power-assisted wheelchair has a first drive wheel and / or a second drive wheel, which can each be driven by a manual power transmission device by a force of the wheelchair user. In addition, at least one motor for power-assisted drive of the first drive wheel and / or the second drive wheel are arranged on the wheelchair. The wheelchair preferably comprises a first, right drive wheel and a second, left drive wheel and, per drive wheel, in each case a force transmission device and an electric motor. Preferably, the wheelchair has a battery for the common power supply of both electric motors or the wheelchair, in particular, the battery is an accumulator. Furthermore, the control unit for controlling the at least one motor and at least one sensor for detecting the yaw rate of the wheelchair are arranged on the wheelchair. Preferably, an inertial measuring unit is arranged on the wheelchair. The inertial measuring unit detects both the yaw rate and accelerations and rotation rates in other spatial directions, so that in addition to the yaw rate and the current yaw angle, the current roll angle and / or the current pitch angle of the wheelchair can be detected or calculated by means of a wheelchair arranged inertial measuring unit. The wheelchair is set up to perform a track stabilization procedure.

In einer Ausführung der Erfindung umfasst der Rollstuhl mindestens einen Kraftsensor, wobei der Kraftsensor dazu eingerichtet ist, die auf eine Kraftübertragungsvorrichtung ausgeübte Kraft des Rollstuhlfahrers zu detektieren. Vorzugsweise sind pro Kraftübertragungsvorrichtung mindestens drei Kraftsensoren, d.h. mindestens sechs Kraftsensoren, am Rollstuhl angeordnet. Durch den Kraftsensor kann die Kraft des Rollstuhlfahrers erfasst und die Soll-Gierrate in Abhängigkeit der mindestens einen erfassten Kraft ermittelt werden. In one embodiment of the invention, the wheelchair comprises at least one force sensor, wherein the force sensor is adapted to detect the force exerted on a power transmission device force of the wheelchair user. Preferably, there are at least three force sensors per power transmission device, i. at least six force sensors, arranged on a wheelchair. By the force sensor, the force of the wheelchair user can be detected and the target yaw rate can be determined as a function of the at least one detected force.

In einer weiteren Ausführung umfasst der Rollstuhl einen Geschwindigkeitssensor, insbesondere einen Reed-Sensor und/oder einen GPS-Sensor. In a further embodiment, the wheelchair comprises a speed sensor, in particular a reed sensor and / or a GPS sensor.

In einer Weiterführung umfasst der Rollstuhl wenigstens einen Drucksensor zur Erfassung eines Gewichts bzw. einer Gewichtsverlagerung des Rollstuhlfahrers. Der mindestens eine Drucksensor ist bevorzugt am Rollstuhlgestell des Rollstuhls angeordnet. Bevorzugt umfasst das Rollstuhlgestell vier Drucksensoren. In a further development, the wheelchair comprises at least one pressure sensor for detecting a weight or a weight shift of the wheelchair user. The at least one pressure sensor is preferably arranged on the wheelchair frame of the wheelchair. Preferably, the wheelchair frame comprises four pressure sensors.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und beigefügter Zeichnungen erläutert. The present invention will be explained below with reference to preferred embodiments and accompanying drawings.

1a: Rollstuhl 1a : Wheelchair

1b: Rollstuhl mit alternativer Kraftübertragungsvorrichtung 1b : Wheelchair with alternative power transmission device

2: Ablaufdiagramm des Verfahrens 2 : Flowchart of the procedure

3a: Ermittlung der Soll-Gierrate in der Eingriffsphase 3a : Determination of the target yaw rate in the intervention phase

3b: Ermittlung der Soll-Gierrate in der Ausrollphase 3b : Determination of the target yaw rate in the coasting phase

4: Steuergerät 4 : Control unit

5: Diagramm zur Eingriffsphase und zur Ausrollphase mit Motordrehmomentverlauf und Soll-Gierraten-Verlauf 5 : Diagram of the engagement phase and the coasting phase with engine torque curve and target yaw rate profile

Ausführungsbeispiele embodiments

In 1a ist die rechte Seite eines Rollstuhls 100 dargestellt. Der Rollstuhl 100 umfasst ein rechtes, erstes Antriebsrad 101 mit einer ersten Kraftübertragungsvorrichtung 102, welche als Greifring ausgeführt ist. Auf der nicht dargestellten, bevorzugt baugleichen, linken Seite des Rollstuhls 100 sind ein zweites Antriebsrad 104 und eine zweite Kraftübertragungsvorrichtung 105 angeordnet. Die erste Kraftübertragungsvorrichtung 102 bzw. die zweite Kraftübertragungsvorrichtung 105 ist dazu eingerichtet, eine manuelle Kraft des Rollstuhlfahrers 150 auf das erste Antriebsrad 101 bzw. das zweite Antriebsrad 104 zu übertragen, wodurch der Rollstuhl 100 manuell durch den Rollstuhlfahrer 150 angetrieben werden kann. Durch eine Kraftdifferenz zwischen einer ersten Kraft auf die erste Kraftübertragungsvorrichtung 102 und einer zweiten Kraft auf die zweite Kraftübertragungsvorrichtung 105 kann der Rollstuhlfahrer 150 ein Drehverhalten bzw. eine Spur des Rollstuhls vorgeben. Außerdem weist der Rollstuhl 100 mindestens einen ersten Motor 103 auf. Der mindestens eine erste Motor 103 ist mit dem ersten Antriebsrad 101 und/oder dem zweiten Antriebsrad 104 verbunden. Bevorzugt umfasst der Rollstuhl 100 den ersten Motor 103 zur Erzeugung eines ersten Motordrehmomentes und einen zweiten Motor 106 zur Erzeugung eines zweiten Motordrehmomentes, wobei das erste Antriebsrad 101 mit dem ersten Motor 103 und das zweite Antriebsrad 104 mit dem zweiten Motor 106 verbunden ist. Vorzugsweise sind der erste Motor 103 und/oder der zweite Motor 106 ein Elektromotor. Die Ansteuerung des ersten Motors 103 und/oder des zweiten Motors 106 erfolgt mittels eines Steuergeräts 108. Das erste Motordrehmoment und/oder das zweite Motordrehmoment treiben zusätzlich zu den manuell eingeleiteten Kräften das erste Antriebsrad 101 und/oder das zweite Antriebsrad 104 an. Außerdem ist ein Gierraten-Sensor 107 am Rollstuhl 100 angeordnet. Der Gierraten-Sensor 107 erfasst die Ist-Gierrate Ψ . des Rollstuhls 100. Der Gierraten-Sensor 107 kann beispielsweise ein Gyroskop sein. Es können weitere Sensoren 109 und/oder 110 am Rollstuhl 100 angeordnet sein, beispielsweise ein Geschwindigkeitssensor, ein Drucksensor oder zusätzliche Beschleunigungs- und/oder Drehratensensoren. Die mindestens eine erste Kraftübertragungsvorrichtung 102 und/oder die zweite Kraftübertragungsvorrichtung 105 weist bevorzugt mindestens einen Kraftsensor zum Detektieren einer manuellen Kraft des Rollstuhlfahrers 150 auf das erste Antriebsrad 101 und/oder das zweite Antriebsrad 104 auf, beispielsweise sind drei Kraftsensoren an jeder Kraftübertragungsvorrichtung 102 und/oder 105 angeordnet. Alternativ kann die manuelle Kraft des Rollstuhlfahrers 150 mittels eines Drehmoment-Sensors in einer Radachse des ersten Antriebsrades 101 und/oder des zweiten Antriebsrades 104 erfasst werden. Der Rollstuhl 100 umfasst, wie in 1a dargestellt, typischerweise weitere Komponenten, wie ein Rollstuhlgestell und mindestens ein Vorderrad. In 1a is the right side of a wheelchair 100 shown. The wheelchair 100 includes a right, first drive wheel 101 with a first power transmission device 102 , which is designed as a gripping ring. On the not shown, preferably identical, left side of the wheelchair 100 are a second drive wheel 104 and a second power transmission device 105 arranged. The first power transmission device 102 or the second power transmission device 105 is set up to be a manual force of the wheelchair user 150 on the first drive wheel 101 or the second drive wheel 104 to transfer, causing the wheelchair 100 manually by the wheelchair user 150 can be driven. By a force difference between a first force on the first power transmission device 102 and a second force on the second power transmission device 105 can the wheelchair user 150 specify a rotational behavior or a trace of the wheelchair. In addition, the wheelchair points 100 at least one first engine 103 on. The at least one first engine 103 is with the first drive wheel 101 and / or the second drive wheel 104 connected. Preferably, the wheelchair comprises 100 the first engine 103 for generating a first engine torque and a second engine 106 for generating a second motor torque, wherein the first drive wheel 101 with the first engine 103 and the second drive wheel 104 with the second engine 106 connected is. Preferably, the first engine 103 and / or the second engine 106 an electric motor. The control of the first motor 103 and / or the second motor 106 takes place by means of a control unit 108 , The first motor torque and / or the second motor torque drive the first drive wheel in addition to the manually introduced forces 101 and / or the second drive wheel 104 at. There is also a yaw rate sensor 107 on the wheelchair 100 arranged. The yaw rate sensor 107 detects the actual yaw rate Ψ. of the wheelchair 100 , The yaw rate sensor 107 may be, for example, a gyroscope. There may be more sensors 109 and or 110 on the wheelchair 100 be arranged, for example, a speed sensor, a pressure sensor or additional acceleration and / or rotation rate sensors. The at least one first power transmission device 102 and / or the second power transmission device 105 preferably has at least one force sensor for detecting a manual force of the wheelchair user 150 on the first drive wheel 101 and / or the second drive wheel 104 For example, there are three force sensors on each power transmission device 102 and or 105 arranged. Alternatively, the manual power of the wheelchair user 150 by means of a torque sensor in a wheel axle of the first drive wheel 101 and / or the second drive wheel 104 be recorded. The wheelchair 100 includes, as in 1a shown, typically other components, such as a wheelchair frame and at least one front wheel.

Der alternative Rollstuhl 100 aus 1b unterscheidet sich vom Rollstuhl 100 aus 1a durch eine andere Ausgestaltung der ersten Kraftübertragungsvorrichtung 102 bzw. der zweiten Kraftübertragungsvorrichtung 105 (nicht dargestellt), welche in diesem Beispiel nicht als Greifring, sondern als Hebelvorrichtung ausgeführt ist bzw. sind. Eine Hebelvorrichtung als erste Kraftübertragungsvorrichtung 102 kann einen an der Achse des ersten Antriebsrades 101 angeordneten Freilauf umfassen. Der manuelle Antrieb mittels einer Hebevorrichtung erfolgt beispielsweise durch eine Vor- und Zurückbewegung des Hebels durch den Rollstuhlfahrer 150, wodurch eine erste Kraft des Rollstuhlfahrers 150 auf das erste Antriebsrad 101 übertragen wird. The alternative wheelchair 100 out 1b is different from the wheelchair 100 out 1a by another embodiment of the first power transmission device 102 or the second power transmission device 105 (Not shown), which is not executed in this example as a gripping ring, but as a lever device or are. A lever device as the first power transmission device 102 can one at the Axle of the first drive wheel 101 arranged freewheel include. The manual drive by means of a lifting device, for example, by a back and forth movement of the lever by the wheelchair user 150 , creating a first force of the wheelchair user 150 on the first drive wheel 101 is transmitted.

In 2 ist das Ablaufdiagramm des Verfahrens dargestellt. In dem Verfahren wird mittels der Schritte 210 bis 214 zunächst das Fahrverhalten des Rollstuhls erfasst bzw. aus Sensordaten berechnet. In dem Schritt 210 wird die Ist-Gierrate Ψ . des Rollstuhls erfasst. Die erfasste Ist-Gierrate Ψ . repräsentiert eine Drehung des Rollstuhls um dessen Hochachse. Optional kann in einem Schritt 211 die aktuelle Geschwindigkeit v des Rollstuhls erfasst werden, beispielsweise durch einen weiteren Sensor 110 bzw. einen GPS-Geschwindigkeitssensor, einen Reed-Sensor und/oder einen Beschleunigungssensor. In weiteren, optionalen Schritten 212 und 213 können der aktuelle Gierwinkel Ψ und/oder der Rollwinkel Φ des Rollstuhls berechnet werden. Zusätzlich kann des Weiteren in einem Schritt 214 der Nickwinkel Θ des Rollstuhls berechnet werden. Die Berechnung des aktuellen Gierwinkels Ψ, des aktuellen Rollwinkels Φ und/oder des aktuellen Nickwinkels Θ kann mittels Sensordaten eines Gyrometers 107 erfolgen, wobei das Gyrometer 107 Beschleunigungs- und Drehratensensoren beispielsweise in den drei Raumrichtungen umfasst (und somit auch die aktuelle Ist-Gierrate erfassen kann). In 2 the flowchart of the method is shown. In the method, by means of the steps 210 to 214 First, the driving behavior of the wheelchair is detected or calculated from sensor data. In the step 210 becomes the actual yaw rate Ψ. of the wheelchair. The detected actual yaw rate Ψ. represents a rotation of the wheelchair about its vertical axis. Optionally, in one step 211 the current speed v of the wheelchair are detected, for example by a further sensor 110 or a GPS speed sensor, a reed sensor and / or an acceleration sensor. In further, optional steps 212 and 213 The current yaw angle Ψ and / or the roll angle Φ of the wheelchair can be calculated. Additionally, in addition, in one step 214 The pitch angle Θ of the wheelchair can be calculated. The calculation of the current yaw angle Ψ, the current roll angle Φ and / or the current pitch angle Θ can be performed by means of sensor data of a gyrometer 107 take place, the gyrometer 107 Acceleration and rotation rate sensors, for example, in the three spatial directions includes (and thus can also capture the current actual yaw rate).

In einem optionalen Schritt 215 wird eine erste, manuelle Kraft des Rollstuhlfahrers auf die erste Kraftübertragungsvorrichtung des ersten Antriebsrads und in einem weiteren, optionalen Schritt 216 eine zweite, manuelle Kraft des Rollstuhlfahrers auf die zweite Kraftübertragungsvorrichtung 105 des zweiten Antriebsrads erfasst. In an optional step 215 is a first, manual force of the wheelchair user on the first power transmission device of the first drive wheel and in a further, optional step 216 a second, manual force of the wheelchair user on the second power transmission device 105 of the second drive wheel detected.

In einem weiteren, ebenfalls optionalen Schritt 217 erfolgt eine Erfassung einer Gewichtsverlagerung des Rollstuhlfahrers. Dazu sind an dem Rollstuhlgestell beispielsweise mindestens zwei Drucksensoren 110 angeordnet. Eine Druckdifferenz zwischen den wenigstens zwei Drucksensoren repräsentiert die Gewichtsverlagerung des Rollstuhlfahrers zur Seite. In another, also optional step 217 there is a detection of a weight shift of the wheelchair user. For this purpose, for example, at least two pressure sensors on the wheelchair frame 110 arranged. A pressure difference between the at least two pressure sensors represents the weight transfer of the wheelchair user to the side.

In dem Schritt 218 wird erkannt, ob eine Eingriffsphase 501 des Rollstuhlfahrers oder eine Ausrollphase 502 des Rollstuhls vorliegt. Die die Eingriffsphase 501 des Rollstuhlfahrers liegt vor, wenn eine manuelle Kraft des Rollstuhlfahrers auf ein Antriebsrad ausgeübt wird. Dagegen liegt die Ausrollphase 502 des Rollstuhls vor, wenn keine manuelle Kraft des Rollstuhlfahrers auf ein Antriebsrad übertragen wird. Die Erkennung 218 erfolgt beispielsweise durch die Erfassung einer Beschleunigung in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung. Alternativ erfolgt die Erkennung 218 der Eingriffsphase 501 in Abhängigkeit der Erfassung 215 einer ersten Kraft des Rollstuhlfahrers und/oder der Erfassung 216 einer zweiten Kraft des Rollstuhlfahrers. In the step 218 is detected, whether an intervention phase 501 of the wheelchair user or a coasting phase 502 of the wheelchair. The intervention phase 501 of the wheelchair user is when a manual force of the wheelchair user is exerted on a drive wheel. By contrast, the coasting phase is 502 of the wheelchair when no manual power of the wheelchair user is transmitted to a drive wheel. The detection 218 for example, by detecting an acceleration in the forward or reverse direction. Alternatively, the detection takes place 218 the intervention phase 501 depending on the detection 215 a first force of the wheelchair user and / or the detection 216 a second force of the wheelchair user.

Die Ermittlung 220 der Soll-Gierrate Ψ .S kann sowohl in der Eingriffsphase des Rollstuhlfahrers als auch in der Ausrollphase des Rollstuhls erfolgen. Die Ermittlung 220 der Soll-Gierrate Ψ .S wird beispielsweise in Abhängigkeit der erfassten, ersten Kraft und/oder der erfassten, zweiten Kraft durchgeführt. Alternativ erfolgt die Ermittlung 220 der Soll-Gierrate Ψ .S in Abhängigkeit der erfassten Gewichtsverlagerung des Rollstuhlfahrers. The investigation 220 the desired yaw rate Ψ. S can be done both in the intervention phase of the wheelchair user and in the Ausrollphase the wheelchair. The investigation 220 the desired yaw rate Ψ. S is carried out, for example, as a function of the detected first force and / or the detected second force. Alternatively, the determination takes place 220 the desired yaw rate Ψ. S depending on the detected weight transfer of the wheelchair user.

Vorzugsweise wird in einer Ausrollphase des Rollstuhls, d.h. wenn keine manuelle Kraft des Rollstuhlfahrers auf ein Antriebsrad ausgeübt wird, eine Anpassung 221 der Soll-Gierrate in Abhängigkeit der Zeit durchgeführt. Preferably, in a roll-out phase of the wheelchair, ie when no manual force of the wheelchair user is exerted on a drive wheel, an adaptation 221 the target yaw rate as a function of time performed.

Die Ermittlung 220 der Soll-Gierrate Ψ .S in der Eingriffsphase kann in Abhängigkeit einer Erfassung 215 der ersten Kraft des Rollstuhlfahrers 150 auf die erste Kraftübertragungsvorrichtung 102 und/oder einer Erfassung 216 der zweiten Kraft des Rollstuhlfahrers 150 auf die zweite Kraftübertragungsvorrichtung 105 zu einem Zeitpunkt t1 erfolgen, wobei entsprechend einer Geometrie des Rollstuhls 100 aus der erfassten ersten Kraft ein manuelles, erstes Drehmoment M1 und aus der erfassten zweiten Kraft ein manuelles, zweites Drehmoment M2 um die Hochachse des Rollstuhls 100 berechnet werden. Der Zeitpunkt t1 repräsentiert bevorzugt ein Ende einer Eingriffsphase 501 des Rollstuhlfahrers auf die erste Kraftübertragungsvorrichtung 102 und/oder die zweite Kraftübertragungsvorrichtung 105. Anschließend wird die Soll-Gierrate Ψ .S in Abhängigkeit der Differenz ∆M zwischen dem ersten Drehmoment M1 und dem zweiten Drehmoment M2 ermittelt. Die Ermittlung 220 der Soll-Gierrate Ψ .S kann beispielsweise nach Gleichung (1) erfolgen, wobei eine Funktion k die Umrechnung der Differenz ∆M in die Soll-Gierrate Ψ .S sowie eine Abhängigkeit der Soll-Gierrate Ψ .S von dem in den Schritten 210214 erfassten Fahrverhalten beschreibt. Die Funktionen k kann also beispielsweise eine Abhängigkeit der Soll-Gierrate Ψ .S von der erfassten Geschwindigkeit v, vom berechneten Gierwinkel Ψ, vom berechneten Rollwinkel Φ und/oder vom berechneten Nickwinkel Θ aufweisen. Ψ .S = ΔM·k mit ΔM = M1 – M2 (1) The investigation 220 the desired yaw rate Ψ. S in the intervention phase can be dependent on a detection 215 the first power of the wheelchair user 150 to the first power transmission device 102 and / or a collection 216 the second power of the wheelchair user 150 to the second power transmission device 105 take place at a time t 1 , wherein according to a geometry of the wheelchair 100 from the detected first force, a manual, first torque M 1 and from the detected second force a manual, second torque M 2 about the vertical axis of the wheelchair 100 be calculated. The time t 1 preferably represents an end of an engagement phase 501 the wheelchair user on the first power transmission device 102 and / or the second power transmission device 105 , Subsequently, the target yaw rate Ψ. S determined as a function of the difference ΔM between the first torque M 1 and the second torque M 2 . The investigation 220 the desired yaw rate Ψ. S can be done, for example, according to equation (1), wherein a function k is the conversion of the difference ΔM in the target yaw rate Ψ. S and a dependence of the target yaw rate Ψ. S of that in the steps 210 - 214 recorded driving behavior describes. The functions k can thus, for example, a dependence of the target yaw rate Ψ. S of the detected speed v, the calculated yaw angle Ψ, the calculated roll angle Φ and / or the calculated pitch angle Θ have. Ψ. S = ΔM · k with ΔM = M 1 - M 2 (1)

In einer alternativen Ausgestaltung erfolgt die Ermittlung 220 der Soll-Gierrate Ψ .S in Abhängigkeit eines Mittelwertes der Differenz ∆M im Zeitraum t0 bis t1, wobei ein Start-Zeitpunkt t0 beispielsweise einen Beginn und ein End-Zeitpunkt t1 ein Ende der Eingriffsphase des Rollstuhlfahrers repräsentieren. In an alternative embodiment, the determination takes place 220 the desired yaw rate Ψ. S as a function of an average value of the difference ΔM in the period t 0 to t 1 , wherein a start time t 0, for example, a start and an end time t 1 represent an end of the intervention phase of the wheelchair user.

In einer weiteren Ausgestaltung wird die Differenz ∆M vom Start-Zeitpunkt t0 bis zum End-Zeitpunkt t1 nach Gleichung (2) integriert, wobei im Integral eine Funktion J vorgesehen sein kann, welche ein gewünschtes Trägheitsverhalten des Rollstuhls repräsentiert. Die Funktion J kann zusätzlich abhängig von der Soll-Gierrate Ψ .S, von der erfassten Geschwindigkeit v, vom berechneten Gierwinkel Ψ, vom berechneten Rollwinkel Φ und/oder vom berechneten Nickwinkel Θ sein.

Figure DE102016217880A1_0002
In a further refinement, the difference ΔM is integrated from the start time t 0 to the end time t 1 according to equation (2), it being possible for a function J to be provided in the integral, which represents a desired inertia behavior of the wheelchair. The function J can additionally depend on the target yaw rate Ψ. S , the calculated velocity v, the calculated yaw angle Ψ, the calculated roll angle Φ and / or the calculated pitch angle Θ.
Figure DE102016217880A1_0002

In 3a ist die weitere Ausgestaltung der Ermittlung 220 der Soll-Gierrate Ψ .S in der Eingriffsphase nach Gleichung (2) dargestellt. Es wird eine erste Kraft und zweite Kraft des Rollstuhlfahrers erfasst (nicht dargestellt). Daraus werden das erstes Drehmoment M1 und das zweite Drehmoment M2 berechnet, wie in 3a dargestellt. In diesem Beispiel treibt der Rollstuhlfahrer den Rollstuhl also zu einer Kurvenfahrt an. Aus dem ersten Drehmoment und dem zweiten Drehmoment wird die Differenz ∆M bestimmt. Die Soll-Gierrate Ψ .S wird in diesem Ausführungsbeispiel von dem Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1 integriert. In 3a ist außerdem dargestellt, dass die Soll-Gierrate Ψ .S eine Abhängigkeit von der Funktion J aufweist, d.h. für größere Funktionswerte der Funktion J resultiert ein agileres Fahrverhalten bzw. engere Kurvenradien, als für kleinere Funktionswerte der Funktion J. Die Funktion J beschreibt also die Trägheit des Verfahrens auf Richtungsänderungen und kann dazu abhängig von der Soll-Gierrate Ψ .S, von der erfassten Geschwindigkeit v, vom berechneten Gierwinkel Ψ, vom berechneten Rollwinkel Φ und/oder vom berechneten Nickwinkel Θ sein. In 3a is the further embodiment of the investigation 220 the desired yaw rate Ψ. S in the engagement phase according to equation (2). A first force and second force of the wheelchair user is detected (not shown). From this, the first torque M 1 and the second torque M 2 are calculated as in FIG 3a shown. In this example, the wheelchair user drives the wheelchair to turn. The difference ΔM is determined from the first torque and the second torque. The target yaw rate Ψ. S is integrated in this embodiment from the time t 0 to the time t 1 . In 3a is also shown that the target yaw rate Ψ. S has a function of the function J, ie for larger function values of the function J results in a more agile driving behavior or narrower radii radii, as for smaller function values of the function J. Thus, the function J describes the inertia of the method to changes in direction and can be dependent on the Target yaw rate Ψ. S , the calculated velocity v, the calculated yaw angle Ψ, the calculated roll angle Φ and / or the calculated pitch angle Θ.

Der Rollstuhlfahrer gibt demnach durch die Erfassung der manuellen Kräfte auf die Kraftübertragungsvorrichtungen 102 und 105 die Kurvenfahrt bzw. die Richtung des Rollstuhls, d.h. die Soll-Gierrate Ψ .S, vor, wobei die Ermittlung der Soll-Gierrate Ψ .S unterschiedlich erfolgen kann. The wheelchair user is therefore by the detection of manual forces on the power transmission devices 102 and 105 the cornering or the direction of the wheelchair, ie the desired yaw rate Ψ. S , before, wherein the determination of the target yaw rate Ψ. S can be done differently.

Eine alternative, kraftunabhängige Ermittlung der Soll-Gierrate erfolgt beispielsweise durch Interpretationen von erfassten Beschleunigungen und/oder Drehraten in den drei Raumrichtungen, zusätzliche Pfeil-Tasten, einen zusätzlichen Joystick oder einen zusätzlichen Touchscreen, welche an wenigstens einer der mindestens einen Kraftübertragungsvorrichtung oder am Rollstuhlgestell angeordnet sein können. Weiterhin kann die Spurvorgabe bzw. die Soll-Gierrate Ψ .S durch eine seitliche Verstellung der Kraftübertragungsvorrichtung 102 und/oder 105 ermittelt werden. Dazu kann beispielsweise ein Greifring seitlich vom oder zum Antriebsrad hin verschoben werden, wobei die Verschiebung durch einen Sensor erfasst und die Soll-Gierrate in Abhängigkeit der seitlichen Verschiebung des Greifrings ermittelt wird. In einer weiteren Alternative kann die Ermittlung der Soll-Gierrate Ψ .S in Abhängigkeit einer seitlichen Gewichtsverlagerung des Rollstuhlfahrers erfolgen. An alternative, force-independent determination of the desired yaw rate is carried out, for example, by interpretations of detected accelerations and / or rotation rates in the three spatial directions, additional arrow keys, an additional joystick or an additional touchscreen, which is arranged on at least one of the at least one power transmission device or on the wheelchair frame could be. Furthermore, the track specification or the desired yaw rate Ψ. S by a lateral adjustment of the power transmission device 102 and or 105 be determined. For this purpose, for example, a gripping ring are laterally displaced from or to the drive wheel, wherein the displacement detected by a sensor and the target yaw rate is determined in dependence on the lateral displacement of the gripping ring. In another alternative, the determination of the desired yaw rate Ψ. S as a function of lateral weight transfer of the wheelchair user done.

In 3b ist ein Diagramm zur Änderung 221 der Soll-Gierrate Ψ .S in der Ausrollphase in Abhängigkeit der Zeit dargestellt, wobei eine bevorzugte Reduktion der Soll-Gierrate Ψ .S mit der Zeit gezeigt ist. Die Bedeutung der Spurvorgabe des Rollstuhlfahrers wird demnach mit der Zeit weniger wichtig, wodurch mit andauerndem Ausrollen ein Übergang zur Gradeausfahrt resultiert. Die Soll-Gierrate Ψ .S ist am Beginn der Ausrollphase, d.h. zu einem Zeitpunkt t1, gleich der Ist-Gierrate Ψ . am Ende der Eingriffsphase. In 3 ist zusätzlich die optionale Abhängigkeit der Änderung 221 der Soll-Gierrate Ψ .S von einer erfassten Geschwindigkeit v dargestellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Soll-Gierrate Ψ .S für eine höhere Geschwindigkeit v2 stärker reduziert als für eine niedrigere Geschwindigkeit v1. In 3b is a diagram to change 221 the desired yaw rate Ψ. S shown in the coasting phase as a function of time, with a preferred reduction of the target yaw rate Ψ. S is shown over time. Accordingly, the importance of the wheelchair user's lane guidance becomes less important over time, resulting in a steady transition to grade travel with continued coasting. The target yaw rate Ψ. S is at the beginning of the coasting phase, ie at a time t 1 , equal to the actual yaw rate Ψ. at the end of the intervention phase. In 3 is also the optional dependency of the change 221 the desired yaw rate Ψ. S represented by a detected speed v. In the illustrated embodiment, the target yaw rate Ψ. S is reduced more strongly for a higher speed v 2 than for a lower speed v 1 .

In einem nachfolgenden Schritt 230 wird eine Regeldifferenz zwischen der ermittelten Soll-Gierrate Ψ .S und der erfassten Ist-Gierrate Ψ . berechnet. Mit anderen Worten wird der Fahrwunsch des Rollstuhlfahrers mit dem Fahrverhalten des Rollstuhls verglichen. In a subsequent step 230 is a control difference between the determined target yaw rate Ψ. S and the detected actual yaw rate Ψ. calculated. In other words, the driving desire of the wheelchair user is compared with the driving behavior of the wheelchair.

In einem abschließenden Schritt 240 wird eine Anpassung des mindestens einen erzeugten Motordrehmoments zur Kraftunterstützung des Rollstuhls in Abhängigkeit der berechneten Regeldifferenz durchgeführt. Bevorzugt wird das erste Motordrehmoment des ersten Motors und das zweite Motordrehmoment des zweiten Motors angepasst, wobei die Anpassung 240 des ersten Motordrehmoments und des zweiten Motordrehmoments betragsmäßig gleich sein kann, aber mit umgekehrten Vorzeichen erfolgt, sodass das Verfahren zur Spurstabilisation den Rollstuhl nicht zusätzlich beschleunigt oder abgebremst. Bevorzugt erfolgt die Anpassung des ersten Motordrehmoments und des zweiten Motordrehmoments nur in der Ausrollphase des Rollstuhls. In a final step 240 an adaptation of the at least one generated engine torque to the power assistance of the wheelchair as a function of the calculated control difference carried out. Preferably, the first engine torque of the first engine and the second engine torque of the second engine are adjusted, wherein the adjustment 240 of the first motor torque and the second motor torque may be equal in magnitude, but with the opposite sign, so that the method for the following does not additionally accelerate or decelerate the wheelchair. Preferably, the adaptation of the first engine torque and the second engine torque takes place only in the coasting phase of the wheelchair.

Beispielsweise resultiert durch einen weniger haftenden Untergrund an dem ersten, rechten Antriebsrad aus 1a als an dem zweiten, linken Antriebsrad (nicht dargestellt) eine Rechtskurve des Rollstuhls, obwohl der Rollstuhlfahrer geradeaus fahren will. In der Eingriffsphase 501 des Rollstuhlfahrers gleicht der Rollstuhlfahrer die unterschiedlichen Untergründe am ersten Antriebsrad und am zweiten Antriebsrad bevorzugt manuell durch eine entsprechende erste Kraft auf die erste Kraftübertragungsvorrichtung und eine zweite Kraft auf die zweite Kraftübertragungsvorrichtung aus. In der Ausrollphase wird bzw. werden durch das Steuerungsverfahren das erste Motordrehmoment bzw. das zweite Motordrehmoment so angepasst, dass statt der Rechtskurve eine Gradeausfahrt des Rollstuhls resultiert. For example, results from a less adhesive ground on the first, right drive wheel 1a as on the second, left drive wheel (not shown) a right turn of the wheelchair, although the wheelchair user wants to go straight. In the intervention phase 501 of the wheelchair user, the wheelchair user preferably compensates for the different surfaces on the first drive wheel and the second drive wheel manually by a corresponding first force on the first power transmission device and a second force on the second power transmission device. In the coasting phase, the first engine torque or the second engine torque is or are adjusted by the control method so that instead of the right turn results in a degree of wheelchair ride.

Die Anpassung 240 des Motordrehmoments bzw. das Verfahren kann allerdings alternativ sowohl in der Eingriffsphase des Rollstuhlfahrers, d.h. wenn der Rollstuhlfahrer eine Kraft auf die Kraftübertragungsvorrichtung ausübt, als auch in der Ausrollphase des Rollstuhls, d.h. wenn der Rollstuhlfahrer keine Kraft mehr auf die Kraftübertragungsvorrichtung ausübt, durchgeführt werden. In einer Ausgestaltung wird die Anpassung 240 des Motordrehmoments nur in der Ausrollphase 502 durchgeführt, wobei in der Eingriffsphase 501 das gewünschte Drehverhalten des Rollstuhls zur Spurstabilisation durch die Ermittlung 220 der Soll-Gierrate bestimmt wird. The adaptation 240 However, the motor torque or the method can alternatively be performed both in the intervention phase of the wheelchair user, ie when the wheelchair user exerts a force on the power transmission device, as well as in the Ausrollphase the wheelchair, ie when the wheelchair user no longer exerts force on the power transmission device. In one embodiment, the customization becomes 240 the engine torque only in the coasting phase 502 carried out, being in the intervention phase 501 the desired rotational behavior of the wheelchair for tracking stabilization by the determination 220 the desired yaw rate is determined.

In der 4 ist das Steuergerät 108 dargestellt, welches mindestens eine Recheneinheit 401 umfasst. Die Recheneinheit 401 erfasst von dem Gierraten-Sensor 107 die aktuelle Ist-Gierrate des Rollstuhls um dessen Hochachse. Optional kann die Recheneinheit 401 weitere Sensorsignale von mindestens einem weiteren Sensor 109, beispielsweise Beschleunigungen in den drei Raumrichtungen und auch Drehraten um die verbleibenden zwei Raumachsen erfassen. Der Sensor 109 ist insbesondere ein Gyroskop. Die Recheneinheit 401 kann mittels der optionalen Sensorsignale des Gyroskops 109 den Gierwinkel, den Nickwinkel und/oder den Rollwinkel berechnen. Durch die Recheneinheit 401 wird außerdem die Soll-Gierrate ermittelt. Bevorzugt erfolgt die Ermittlung der Soll-Gierrate während der Eingriffsphase in Abhängigkeit der Erfassung der ersten Kraft auf die erste Kraftübertragungsvorrichtung und in Abhängigkeit der Erfassung der zweiten Kraft auf die zweite Kraftübertragungsvorrichtung, wobei Kräfte ebenfalls durch die Recheneinheit 401 erfasst werden. Die Recheneinheit 401 erzeugt außerdem ein erstes Steuersignal für den ersten Motor 103. Vorzugsweise erzeugt die Recheneinheit 401 zusätzlich ein zweites Steuersignal für den zweiten Motor 106. Das erzeugte Steuersignal wird in Abhängigkeit der ermittelten Soll-Gierrate und der erfassten Ist-Gierrate zur Änderung angepasst. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein erstes Steuersignal für den ersten Motor 103 und ein zweites Steuersignal für den zweiten Motors 106 jeweils um den gleichen Betrag, aber mit unterschiedlichem Vorzeichen angepasst, sodass durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Spurstabilisation der Rollstuhl 100 nicht beschleunigt oder abgebremst wird. In the 4 is the control unit 108 represented, which at least one arithmetic unit 401 includes. The arithmetic unit 401 detected by the yaw rate sensor 107 the current actual yaw rate of the wheelchair around its vertical axis. Optionally, the arithmetic unit 401 additional sensor signals from at least one other sensor 109 , For example, detect accelerations in the three spatial directions and rotation rates to the remaining two spatial axes. The sensor 109 is in particular a gyroscope. The arithmetic unit 401 can by means of the optional sensor signals of the gyroscope 109 calculate the yaw angle, the pitch angle and / or the roll angle. Through the arithmetic unit 401 In addition, the desired yaw rate is determined. The determination of the desired yaw rate during the engagement phase preferably takes place as a function of the detection of the first force on the first force transmission device and as a function of the detection of the second force on the second force transmission device, wherein forces are likewise transmitted by the arithmetic unit 401 be recorded. The arithmetic unit 401 also generates a first control signal for the first motor 103 , Preferably, the arithmetic unit generates 401 in addition, a second control signal for the second motor 106 , The generated control signal is adapted to the change in dependence on the determined target yaw rate and the detected actual yaw rate. In a preferred embodiment of the invention, a first control signal for the first motor 103 and a second control signal for the second motor 106 each adapted to the same amount, but with different signs, so that by the inventive method for tracking stabilization of the wheelchair 100 not accelerated or decelerated.

In 5 ist ein Diagramm mit einem Motordrehmomentverlauf und einem Soll-Gierraten-Verlauf dargestellt. Zum Zeitpunkt t0 greift der Rollstuhlfahrer in die erste Kraftübertragungsvorrichtung des ersten Antriebsrades mit einer ersten Kraft und in die zweite Kraftübertragungsvorrichtung des zweiten Antriebsrades mit einer zweiten Kraft ein, wodurch der Rollstuhl manuell angetrieben wird. Zusätzlich erfolgt beispielsweise die typische Kraftunterstützung des Rollstuhls durch ein erstes Motordrehmoment des ersten Motors, welcher mit dem ersten Antriebsrad verbunden ist, und durch ein zweites Motordrehmoment des zweiten Motors, welcher mit dem zweiten Antriebsrad verbunden ist. Das erste Motordrehmoment und das zweite Motordrehmoment können proportional oder unabhängig zu der erfassten, ersten Kraft bzw. erfassten, zweiten Kraft des Rollstuhlfahrers sein. In der 5 wird vereinfacht nur der Motordrehmomentverlauf M1 eines ersten Motors 103 dargestellt. In 5 is a diagram with a motor torque curve and a target yaw rate curve shown. At time t 0 , the wheelchair user engages in the first power transmission device of the first drive wheel with a first force and in the second power transmission device of the second drive wheel with a second force, whereby the wheelchair is manually driven. In addition, for example, the typical power assist of the wheelchair is provided by a first motor torque of the first motor connected to the first drive wheel and a second motor torque of the second motor connected to the second drive wheel. The first engine torque and the second engine torque may be proportional or independent to the detected first force of the wheelchair user. In the 5 only the engine torque curve M 1 of a first engine is simplified 103 shown.

Die Zeitspanne, während der der Rollstuhlfahrer mindestens eine Kraft auf die erste Kraftübertragungsvorrichtung und/oder die zweite Kraftübertragungsvorrichtung ausübt, wird Eingriffsphase 501 genannt. Die Eingriffsphase 500 kann beispielsweise durch einen Beschleunigungssensor, welcher die Beschleunigung des Rollstuhls in Vorwärtsrichtung und/oder Rückwärtsrichtung erfasst, erfolgen. Die Eingriffsphase 501 beginnt mit dem Zeitpunkt t0 und endet mit dem Zeitpunkt t1. The period during which the wheelchair user exerts at least one force on the first power transmission device and / or the second power transmission device becomes engagement phase 501 called. The intervention phase 500 can be done for example by an acceleration sensor, which detects the acceleration of the wheelchair in the forward direction and / or backward direction. The intervention phase 501 begins with the time t 0 and ends with the time t 1 .

Sobald der Rollstuhlfahrer mit den Händen umgreift bzw. keine Kraft mehr auf mindestens eine Kraftübertragungsvorrichtung ausübt, rollt der Rollstuhl aus. Diese Zeitspanne wird als Ausrollphase 502 bezeichnet. Die Ausrollphase 502 beginnt mit dem Zeitpunkt t1 und dauert im Allgemeinen so lange an, bis der Rollstuhl zum Stehen kommt oder der Rollstuhlfahrer erneut eine Kraft auf mindestens eine Kraftübertragungsvorrichtung ausübt. Für einen kraftunterstützen Rollstuhl kann in der Ausrollphase 502 ein zeitlich abnehmendes Motordrehmoment M vom Motor 103 erzeugt werden. Dadurch entsteht für einen Dritten eher der Eindruck eines manuellen Rollstuhls als eines elektrischen Rollstuhls, was für den Rollstuhlfahrer psychologische Vorteile aufweist. Die Änderung 240 des Motordrehmoments bzw. der Motordrehmomente des ersten Motors und/oder des zweiten Motors zur Spurstabilisation kann sowohl in der Eingriffsphase 501 als auch in der Ausrollphase 502 durchgeführt werden, wobei die Änderung 240 bevorzugt nur in der Ausrollphase 502 erfolgt. As soon as the wheelchair user grasps with his hands or no longer exerts any force on at least one power transmission device, the wheelchair unrolls. This period of time is considered a coasting phase 502 designated. The coasting phase 502 begins at time t 1 and generally continues until the wheelchair comes to a halt or the wheelchair user again applies force to at least one power transmission device. For a power assisted wheelchair can be in the coasting phase 502 a time-decreasing engine torque M from the engine 103 be generated. This creates for a third person the impression of a manual wheelchair rather than an electric wheelchair, which has psychological advantages for the wheelchair user. The change 240 the motor torque or the motor torques of the first motor and / or the second motor for tracking stabilization can both in the engagement phase 501 as well as in the coasting phase 502 be carried out, the change 240 preferred only in the coasting phase 502 he follows.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0790049 A2 [0002] EP 0790049 A2 [0002]
  • US 2002/0011361 A1 [0003] US 2002/0011361 A1 [0003]

Claims (17)

Verfahren zur Spurstabilisation eines Rollstuhls (100), umfassend zumindest eine Kraftübertragungsvorrichtung (102, 105) zur Einleitung einer manuellen Kraft des Rollstuhlfahrers (150) und wenigstens einen Motor (103, 106), welcher ein Motordrehmoment zum kraftunterstützten Antrieb mindestens eines Antriebsrades (101, 104) des Rollstuhls (100) erzeugt, wobei das Verfahren zur Spurstabilisation folgende Schritte aufweist • Erfassung (210) einer aktuellen Ist-Gierrate (Ψ .) um die Hochachse (120) des Rollstuhls (100), und • Ermittlung (220) einer Soll-Gierrate (Ψ .S), und • Berechnung (230) einer Regeldifferenz (∆Ψ .) zwischen der ermittelten Soll-Gierrate (Ψ .S) und der erfassten Ist-Gierrate (Ψ .), und • Anpassung (240) des Motordrehmoments in Abhängigkeit der berechneten Regeldifferenz (∆Ψ .). Method for the wheel stabilization of a wheelchair ( 100 ) comprising at least one power transmission device ( 102 . 105 ) to initiate a manual force of the wheelchair user ( 150 ) and at least one engine ( 103 . 106 ), which is a motor torque for power-assisted drive at least one drive wheel ( 101 . 104 ) of the wheelchair ( 100 ), wherein the method for tracking stabilization comprises the following steps: 210 ) of a current actual yaw rate (Ψ) about the vertical axis ( 120 ) of the wheelchair ( 100 ), and • Determination ( 220 ) a desired yaw rate (Ψ. S ), and • calculation ( 230 ) a control difference (ΔΨ.) between the determined target yaw rate (Ψ. S ) and the detected actual yaw rate (Ψ.), and • adaptation ( 240 ) of the engine torque as a function of the calculated control difference (ΔΨ.). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung (240) des Motordrehmoments nur in einer Ausrollphase des Rollstuhls erfolgt. Method according to claim 1, characterized in that the adaptation ( 240 ) of the engine torque takes place only in a coasting phase of the wheelchair. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Eingriffsphase des Rollstuhlfahrers die Ermittlung (220) der Soll-Gierrate (Ψ .S) erfolgt. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that in an intervention phase of the wheelchair user the determination ( 220 ) of the desired yaw rate (Ψ. S ) takes place. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ausrollphase des Rollstuhls eine Änderung (221) der Soll-Gierrate (Ψ .S) in Abhängigkeit der Zeit erfolgt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a coasting phase of the wheelchair a change ( 221 ) of the desired yaw rate (Ψ. S ) as a function of time. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassung (211) einer aktuellen Geschwindigkeit (v) des Rollstuhls (100) erfolgt, wobei die Ermittlung (220) und/oder die Änderung der Soll-Gierrate (Ψ .S) zusätzlich in Abhängigkeit der erfassten Geschwindigkeit (v) erfolgt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a detection ( 211 ) a current speed (v) of the wheelchair ( 100 ), whereby the determination ( 220 ) and / or the change of the desired yaw rate (Ψ, S ) additionally takes place as a function of the detected speed (v). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Berechnung (212) eines aktuellen Gierwinkels (Ψ), eines aktuellen Rollwinkels (Φ) und/oder eines aktuellen Nickwinkels (Θ) des Rollstuhls (100) durchgeführt wird, wobei die Anpassung (240) des mindestens einen Motordrehmoments (M) zusätzlich in Abhängigkeit des berechneten Gierwinkels (Ψ), des berechneten Rollwinkels (Φ) und/oder des berechneten Nickwinkels (Θ) erfolgt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a calculation ( 212 ) of a current yaw angle (Ψ), a current roll angle (Φ) and / or a current pitch angle (Θ) of the wheelchair ( 100 ), the adaptation ( 240 ) of the at least one engine torque (M) additionally takes place as a function of the calculated yaw angle (Ψ), the calculated roll angle (Φ) and / or the calculated pitch angle (Θ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung (220) der Soll-Gierrate (Ψ .S) in der Eingriffsphase des Rollstuhlfahrers und/oder der Ausrollphase des Rollstuhls in Abhängigkeit einer Erfassung (217) einer seitlichen Gewichtsverlagerung des Rollstuhlfahrers erfolgt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination ( 220 ) of the desired yaw rate (Ψ S ) in the intervention phase of the wheelchair user and / or the coasting phase of the wheelchair in dependence on a detection ( 217 ) a lateral weight transfer of the wheelchair user takes place. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung (220) der Soll-Gierrate (Ψ .S) in Abhängigkeit einer Erfassung (215) einer ersten Kraft und/oder einer Erfassung (216) einer zweiten Kraft durchgeführt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination ( 220 ) of the desired yaw rate (Ψ. S ) as a function of a detection ( 215 ) of a first force and / or acquisition ( 216 ) of a second force is performed. Steuergerät, welches dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (108) wenigstens eine Recheneinheit (401) aufweist, wobei die Recheneinheit (401) mindestens • eine aktuelle Ist-Gierrate (Ψ .) um die Hochachse (120) des Rollstuhls (100) erfasst, und • eine Soll-Gierrate (Ψ .S) ermittelt, und • ein Steuersignal für einen Motor erzeugt, wobei das Steuersignal in Abhängigkeit der erfassten Ist-Gierrate (Ψ .) und der ermittelten Soll-Gierrate (Ψ .S) zur Änderung eines durch den Motor erzeugten Motordrehmoments (M) angepasst wird. Control device which is set up to carry out a method according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the control device ( 108 ) at least one arithmetic unit ( 401 ), wherein the arithmetic unit ( 401 ) at least • a current actual yaw rate (Ψ) about the vertical axis ( 120 ) of the wheelchair ( 100 ) Is detected, and • a target yaw rate (Ψ. S) is determined, and • produces a control signal for a motor, wherein the control signal (in dependence on the detected actual yaw rate (Ψ.) And the determined target yaw rate Ψ. S) adapted to change a motor torque (M) generated by the motor. Steuergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (401) eine erste Kraft des Rollstuhlfahrers (150) auf eine erste Kraftübertragungsvorrichtung (102) und/oder eine zweiten Kraft des Rollstuhlfahrers (150) auf eine zweite Kraftübertragungsvorrichtung (104) erfasst, wobei die Soll-Gierrate (Ψ .S) in Abhängigkeit der erfassten ersten Kraft und/oder der zweiten Kraft ermittelt wird. Control unit according to claim 10, characterized in that the arithmetic unit ( 401 ) a first force of the wheelchair user ( 150 ) to a first power transmission device ( 102 ) and / or a second force of the wheelchair user ( 150 ) to a second power transmission device ( 104 ), wherein the target yaw rate (Ψ. S ) is determined as a function of the detected first force and / or the second force. Steuergerät nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (401) eine erste Kraft des Rollstuhlfahrers (150) auf eine erste Kraftübertragungsvorrichtung (102) und/oder eine zweite Kraft des Rollstuhlfahrers (150) auf eine zweite Kraftübertragungsvorrichtung (104) erfasst, wobei das erzeugte Steuersignal in Abhängigkeit der Zeit angepasst wird, wenn keine erste und/oder zweite Kraft des Rollstuhlfahrers (150) erfasst wird. Control unit according to one of claims 9 or 10, characterized in that the arithmetic unit ( 401 ) a first force of the wheelchair user ( 150 ) to a first power transmission device ( 102 ) and / or a second force of the wheelchair user ( 150 ) to a second power transmission device ( 104 ), wherein the generated control signal is adjusted as a function of time, if no first and / or second force of the wheelchair user ( 150 ) is detected. Steuergerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (401) eine aktuelle Geschwindigkeit (v) des Rollstuhls (100) erfasst, wobei das Steuersignal in Abhängigkeit der erfassten Geschwindigkeit (v) angepasst wird. Control device according to one of Claims 9 to 11, characterized in that the arithmetic unit ( 401 ) a current speed (v) of the wheelchair ( 100 ), wherein the control signal is adjusted in dependence on the detected speed (v). Steuergerät nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (401) einen aktuellen Gierwinkel (Ψ), einen aktuellen Rollwinkels (Φ) und/oder einen aktuellen Nickwinkel (Θ) berechnet, wobei das Steuersignal in Abhängigkeit des berechneten Gierwinkels (Ψ), des berechneten Rollwinkels (Φ) und/oder des berechneten Nickwinkels (Θ) angepasst wird. Control unit according to one of Claims 9 to 12, characterized in that the arithmetic unit ( 401 ) calculates a current yaw angle (Ψ), a current roll angle (Φ) and / or a current pitch angle (Θ), the control signal being dependent on the calculated yaw angle (Ψ), the calculated roll angle (Φ) and / or the calculated pitch angle ( Θ) is adjusted. Rollstuhl, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollstuhl (100) wenigstens folgende Komponenten aufweist • ein erstes Antriebsrad (101) und/oder ein zweites Antriebsrad (104), welche jeweils mittels einer manuellen Kraftübertragungsvorrichtung (102, 105) angetrieben werden können, und • einen Motor (103, 106) zum kraftunterstützten Antrieb des ersten Antriebsrades (101) und/oder des zweiten Antriebsrades (104), und • ein Steuergerät (108), nach einem der Ansprüche 9 bis 13, zur Ansteuerung des mindestens einen Motors (103, 106), und • einen Gierraten-Sensor (107). Wheelchair, characterized in that the wheelchair ( 100 ) at least the following components • a first drive wheel ( 101 ) and / or a second drive wheel ( 104 ), each by means of a manual power transmission device ( 102 . 105 ), and • a motor ( 103 . 106 ) to the power assisted drive of the first drive wheel ( 101 ) and / or the second drive wheel ( 104 ), and • a control unit ( 108 ), according to one of claims 9 to 13, for driving the at least one motor ( 103 . 106 ), and • a yaw rate sensor ( 107 ). Rollstuhl nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollstuhl (100) mindestens einen Kraftsensor umfasst, wobei der Kraftsensor dazu eingerichtet ist, die auf eine Kraftübertragungsvorrichtung ausgeübte Kraft des Rollstuhlfahrers (150) zu erfassen. Wheelchair according to claim 14, characterized in that the wheelchair ( 100 ) comprises at least one force sensor, wherein the force sensor is adapted to the force exerted on a power transmission device force of the wheelchair user ( 150 ) capture. Rollstuhl nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollstuhl (100) einen Geschwindigkeitssensor (109) umfasst, insbesondere einen Reed-Sensor, einen GPS-Sensor und/oder einen Beschleunigungssensor. Wheelchair according to claim 14 or 15, characterized in that the wheelchair ( 100 ) a speed sensor ( 109 ), in particular a reed sensor, a GPS sensor and / or an acceleration sensor. Rollstuhl nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollstuhl einen Sensor (110) zur Erfassung von einer Drehrate und/oder einer Beschleunigung in mindestens einer weiteren Raumrichtung umfasst, insbesondere ein Gyroskop. Wheelchair according to one of claims 14 to 16, characterized in that the wheelchair is a sensor ( 110 ) for detecting a rate of rotation and / or acceleration in at least one further spatial direction, in particular a gyroscope.
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EP0790049A2 (en) 1996-02-14 1997-08-20 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Wheelchair
US20020011361A1 (en) 1999-07-30 2002-01-31 Invacare Corporation Motorized wheelchairs

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