DE102017007843A1 - Vehicle and method of operating such a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1), insbesondere in der Art eines Rollers, mit wenigstens zwei Rädern (3, 4), mit einem Antriebsmittel (7) zum Antrieb von wenigstens einem Rad (3, 4), und mit einem Eingabemittel (10) zur benutzerseitigen Steuerung des Antriebsmittels (7). Das Eingabemittel (10) umfasst ein Fußpedal (11) sowie ein Sensorsystem (12) zur Detektierung der Einwirkung des Benutzers auf das Fußpedal (11), insbesondere durch eine oszillierende und/oder pedalierende Fußbewegung des Benutzers. Das Sensorsystem (12) weist einen Magneten sowie zwei Hallelemente auf.The invention relates to a vehicle (1), in particular in the form of a scooter, with at least two wheels (3, 4), with a drive means (7) for driving at least one wheel (3, 4), and with an input means (10 ) for user-side control of the drive means (7). The input means (10) comprises a foot pedal (11) and a sensor system (12) for detecting the action of the user on the foot pedal (11), in particular by an oscillating and / or pedaling foot movement of the user. The sensor system (12) has a magnet and two Hall elements.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a vehicle according to the preamble of
Ein solches Fahrzeug, das insbesondere muskelkraftbetrieben und/oder motorunterstützt und/oder elektromotorunterstützt ist, kann in der Art eines Rollers, insbesondere eines Elektrorollers, eines Elektrofahrrades, eines E-Bikes, eines Pedelecs o. dgl. ausgestaltet sein. Insbesondere ist ein solches Fahrzeug als Individual-Verkehrsmittel für die Stadt und/oder für stadtnahe Bereiche geeignet.Such a vehicle, which in particular is powered by muscle power and / or motor-assisted and / or electric motor-assisted, may be designed in the manner of a scooter, in particular an electric scooter, an electric bicycle, an e-bike, a pedelec or the like. In particular, such a vehicle is suitable as an individual means of transport for the city and / or for urban areas.
Ein derartiges Fahrzeug weist wenigstens zwei Räder auf. Am Fahrzeug ist ein Antriebsmittel zum Antrieb von wenigstens einem Rad vorgesehen. Des Weiteren besitzt das Fahrzeug ein Eingabemittel zur benutzerseitigen Steuerung des Antriebsmittels. Den bisher verwendeten Eingabemitteln zur Eingabe des Fahrerwunsches mangelt es an Funktionssicherheit.Such a vehicle has at least two wheels. On the vehicle, a drive means for driving at least one wheel is provided. Furthermore, the vehicle has an input means for user-side control of the drive means. The previously used input means for entering the driver's request is lacking in functional reliability.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Fahrzeug derart weiterzuentwickeln, dass die Funktionssicherheit für das Eingabemittel verbessert ist.The invention has for its object to further develop the vehicle so that the reliability of the input means is improved.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Fahrzeug durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved in a generic vehicle by the characterizing features of
Beim erfindungsgemäßen Fahrzeug umfasst das Eingabemittel ein Fußpedal sowie ein Sensorsystem zur Detektierung der Einwirkung des Benutzers auf das Fußpedal. Insbesondere lässt sich mit Hilfe des Sensorsystems eine oszillierende und/oder pedalierende Fußbewegung des Benutzers erfassen. Mit anderen Worten erfasst das Sensorsystem eine hin- und hergehende beziehungsweise periodische Fußbewegung des Benutzers. Das Sensorsystem weist einen Magneten sowie zwei Hallelemente auf, wodurch gewährleistet ist, dass das Sensorsystem ein zur Benutzereinwirkung auf das Fußpedal korrespondierendes, manipulationssicheres Signal erzeugt. Vorteilhafterweise wird so die Funktionssicherheit des Eingabemittels gesteigert. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.In the vehicle according to the invention, the input means comprises a foot pedal and a sensor system for detecting the action of the user on the foot pedal. In particular, an oscillating and / or pedaling foot movement of the user can be detected with the aid of the sensor system. In other words, the sensor system detects a reciprocating or periodic foot movement of the user. The sensor system has a magnet and two Hall elements, which ensures that the sensor system generates a manipulation-proof signal corresponding to the action of the user on the foot pedal. Advantageously, the functional reliability of the input device is thus increased. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
In bevorzugter Weise handelt es sich bei dem Antriebsmittel um einen Elektromotor. Ein derartiges Fahrzeug ist damit besonders für Innenstädte geeignet und trägt zur Verringerung der Umweltbelastung bei. Selbstverständlich kann das Fahrzeug jedoch auch einen Verbrennungsmotor als Antriebsmittel oder einen pneumatischen Antrieb aufweisen.Preferably, the drive means is an electric motor. Such a vehicle is thus particularly suitable for inner cities and contributes to reducing the environmental impact. Of course, however, the vehicle may also include an internal combustion engine as a drive means or a pneumatic drive.
In weiterer Ausgestaltung können der Magnet am Fußpedal sowie die beiden Hallelemente an einer fahrzeugfesten Halterung angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass der Magnet an einer fahrzeugfesten Halterung sowie die beiden Hallelemente am Fußpedal angeordnet sind. In kompakter Anordnung kann die fahrzeugfeste Halterung dem Fußpedal zugewandt, im Bewegungsbereich des Fußpedals befindlich sein. Der einfachen Montierbarkeit halber können die beiden Hallelemente auf einer Leiterplatte angebracht sein.In a further embodiment, the magnet on the foot pedal and the two Hall elements can be arranged on a vehicle-fixed bracket. However, it is also possible that the magnet are arranged on a vehicle-fixed bracket and the two Hall elements on the foot pedal. In a compact arrangement, the vehicle-mounted bracket facing the foot pedal, be located in the range of motion of the foot pedal. For ease of assembly, the two Hall elements can be mounted on a circuit board.
Zweckmäßigerweise kann das Sensorsystem bei Detektierung der Einwirkung des Benutzers auf das Fußpedal ein Signal erzeugen. Und zwar kann die Signalerzeugung in einfacher Weise mittels des Hallelements erfolgen. Die Manipulationssicherheit für das erzeugte Signal kann dadurch gesteigert werden, indem die beiden Hallelemente beabstandet zueinander auf der durch die Bewegung des Fußpedals erzeugten Bewegungslinie für den Magneten angeordnet sind. Und zwar insbesondere derart, dass das Signal der beiden Hallelemente aufgrund der Bewegung des Fußpedals, insbesondere in der Art einer Signalfolge, aufeinanderfolgend wechselt. Des Weiteren kann ein Steuerungsmittel zur Steuerung des Antriebsmittels vorgesehen sein. Das Steuerungsmittel kann dann wiederum das Antriebsmittel korrespondierend zu dem vom Sensorsystem erzeugten Signal, und zwar insbesondere korrespondierend zu der erzeugten Signalfolge, ansteuern.Conveniently, the sensor system may generate a signal upon detection of the user's action on the foot pedal. Namely, the signal generation can be done in a simple manner by means of the Hall element. The manipulation security for the generated signal can be increased by the two Hall elements spaced from each other on the movement line generated by the movement of the foot pedal for the magnet are arranged. In particular, such that the signal of the two Hall elements due to the movement of the foot pedal, in particular in the manner of a signal sequence, successively changes. Furthermore, a control means may be provided for controlling the drive means. The control means can then in turn drive the drive means corresponding to the signal generated by the sensor system, in particular corresponding to the generated signal sequence.
Die Erfindung stellt weiterhin ein Eingabemittel zur benutzerseitigen Steuerung eines Antriebsmittels für ein Fahrzeug bereit. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein muskelkraftbetriebenes und/oder motorunterstütztes und/oder elektromotorunterstütztes Fahrzeug, wie einen Roller, ein Pedelec, ein E-Bike o. dgl., handeln. Das Eingabemittel umfasst ein Fußpedal sowie ein Sensorsystem zur Detektierung der Einwirkung des Benutzers auf das Fußpedal. Bei der Einwirkung des Benutzers auf das Fußpedal handelt es sich insbesondere um eine oszillierende und/oder pedalierende Fußbewegung des Benutzers. Das Sensorsystem weist wiederum einen Magneten sowie zwei Hallelemente auf. Die beiden Hallelemente sind voneinander beabstandet angeordnet, derart dass die Hallelemente einander abwechselnde Signale, und zwar insbesondere in der Art einer Signalfolge, bei Bewegung des Fußpedals erzeugen. Das Signal und/oder die Signalfolge sind dann zur Steuerung des Antriebsmittels vorgesehen. In vorteilhafter Weise arbeitet das erfindungsgemäße Eingabemittel sehr betriebs- sowie ausfallssicher.The invention further provides an input means for user-side control of a drive means for a vehicle. The vehicle can be a muscle-powered and / or motor-assisted and / or electric motor-assisted vehicle, such as a scooter, a pedelec, an e-bike or the like. The input means comprises a foot pedal and a sensor system for detecting the action of the user on the foot pedal. The action of the user on the foot pedal is, in particular, an oscillating and / or pedaling foot movement of the user. The sensor system in turn has a magnet and two Hall elements. The two Hall elements are arranged at a distance from one another, such that the Hall elements generate alternating signals, in particular in the manner of a signal sequence, during movement of the foot pedal. The signal and / or the signal sequence are then provided for controlling the drive means. Advantageously, the input means according to the invention operates very operationally and failsafe.
Schließlich stellt die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines muskelkraftbetriebenen und/oder motorunterstützten und/oder elektromotorunterstütztes Fahrzeugs in der Art eines Rollers, eines Pedelecs, eines E-Bikes o. dgl., mit wenigstens zwei Rädern bereit, wobei wenigstens ein Rad von einem Antriebsmittel, insbesondere einem Elektromotor, angetrieben wird. Das Antriebsmittel wird mittels eines Eingabemittels von Benutzer gesteuert. Als Eingabemittel sind ein Fußpedal sowie ein Sensorsystem, das einen Magneten sowie zwei Hallelemente umfasst, vorgesehen. Mittels des Sensorsystems wird die Einwirkung des Benutzers auf das Fußpedal, und zwar insbesondere eine oszillierende und/oder pedalierende Fußbewegung des Benutzers, zur Steuerung des Antriebsmittels detektiert.Finally, the invention provides a method for operating a vehicle, in particular a muscle-powered and / or motor-assisted and / or electric motor-assisted vehicle such as a scooter, pedelec, e-bike or the like, having at least two wheels, at least one Wheel of a drive means, in particular an electric motor, is driven. The drive means is controlled by an input means by user. The input means are a foot pedal and a sensor system comprising a magnet and two Hall elements. By means of the sensor system, the action of the user on the foot pedal, in particular an oscillating and / or pedaling foot movement of the user, is detected to control the drive means.
In weiterer Ausgestaltung kann vom Sensorsystem bei Detektierung der Einwirkung des Benutzers auf das Fußpedal ein Signal beziehungsweise eine Signalfolge erzeugt werden. Und zwar kann in funktionssicherer Art und Weise das Signal beziehungsweise die Signalfolge mittels des Hallelements erzeugt werden. In vorteilhafter Weise lässt sich das vom Sensorsystem erzeugte Signal beziehungsweise die Signalfolge einem Steuerungsmittel zuführen, wobei dann das Steuerungsmittel die zum Signal beziehungsweise zur Signalfolge korrespondierende Ansteuerung des Antriebsmittels bewirkt.In a further embodiment, a signal or a signal sequence can be generated by the sensor system upon detection of the action of the user on the foot pedal. Namely, the signal or the signal sequence can be generated by means of the Hall element in a functionally reliable manner. In an advantageous manner, the signal or the signal sequence generated by the sensor system can be fed to a control means, in which case the control means effects the control of the drive means corresponding to the signal or to the signal sequence.
Das aufgrund der Bewegung des Fußpedals aufeinanderfolgend wechselnde Signal beziehungsweise die Signalfolge der beiden Hallelemente des Sensorsystems können in der Art eines codierten Signals für den Betrieb des Antriebsmittels verwendet werden. Aufgrund der Codierung ist ein manipulationssicherer sowie auch funktionssicherer Betrieb des Antriebsmittels gewährleistet. In funktioneller Erweiterung kann anhand der Zeitdifferenz des Wechsels des Signals die Bewegungsgeschwindigkeit des Fußpedals ermittelt werden. In vorteilhafter Weise kann dann das Antriebsmittel korrespondierend zur Bewegungsgeschwindigkeit des Fußpedals angesteuert werden. Somit lässt sich insbesondere in einfacher Art und Weise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch die Fußbewegung des Benutzers steuern.The successively changing due to the movement of the foot pedal signal or the signal sequence of the two Hall elements of the sensor system can be used in the manner of a coded signal for the operation of the drive means. Due to the coding a tamper-proof as well as reliable operation of the drive means is guaranteed. In functional extension, the speed of movement of the foot pedal can be determined on the basis of the time difference of the change of the signal. Advantageously, then the drive means can be controlled corresponding to the speed of movement of the foot pedal. Thus, in particular in a simple manner, the speed of the vehicle can be controlled by the foot movement of the user.
Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs und/oder des erfindungsgemäßen Eingabemittels und/oder für eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines motorisch betriebenen Fahrzeugs ist nachfolgendes festzustellen.For a particularly preferred embodiment of the vehicle according to the invention and / or the input means according to the invention and / or for a preferred embodiment of the method according to the invention for operating a motor-driven vehicle is to be determined below.
Es soll ein Pedal-Sensorsystem für beispielsweise einen Elektroroller geschaffen werden. Die Signale sollen zur Steuerung des Elektromotors dienen. Durch die oszillierende und/oder pedalierende Bewegung eines Pedals erfüllt der Elektroroller die Vorgaben, um als Pedelec zugelassen werden zu können. Das zu schaffende Pedal-Sensorsystem soll eine oszillierende und/oder pedalierende Fußbewegung sicher detektieren. Die Pedalbewegung soll berührungslos aufgenommen werden.It is to be created a pedal sensor system for example, an electric scooter. The signals are intended to control the electric motor. Due to the oscillating and / or pedaling movement of a pedal, the electric scooter meets the specifications in order to be admitted as a pedelec. The pedal sensor system to be created is intended to reliably detect an oscillating and / or pedaling foot movement. The pedal movement should be recorded without contact.
Das Pedal-Sensorsystem umfasst zwei Hall-Elemente und einen Magnet. Am Pedal ist der Magnet angebracht. Um ein manipulationssicheres Signal zu erhalten werden zwei Hall-Elemente beziehungsweise Hall-Schalter verwendet. Beide Hall-Schalter werden in einem definierten Abstand zueinander auf der Magnet-Bewegungslinie angebracht. Sobald das Pedal betätigt wird, wechselt zuerst der erste Hall-Schalter und anschließend der zweite Hall-Schalter seinen Ausgangszustand. Dieses versetzte Schalten der beiden Hall-Schalter wird von einer Steuerung detektiert. Durch das Verwenden von zwei Hall-Schaltern wird somit ein codiertes Signal erzeugt. Es ist somit nicht ohne erheblichen Aufwand möglich, dieses Signal nachzubilden, um die Antriebssteuerung zu manipulieren und so die in den Vorgaben für ein Pedelec geforderte pedalierende Bewegung zu umgehen.The pedal sensor system includes two Hall elements and a magnet. The magnet is attached to the pedal. In order to obtain a manipulation-proof signal, two Hall elements or Hall switches are used. Both Hall switches are mounted at a defined distance from each other on the magnetic movement line. As soon as the pedal is pressed, first the first Hall switch and then the second Hall switch changes its initial state. This offset switching of the two Hall switches is detected by a controller. By using two Hall switches, a coded signal is thus generated. It is thus not possible without considerable effort to reproduce this signal in order to manipulate the drive control and thus to avoid the pedaling movement required in the specifications for a pedelec.
Eine weitere Information, die aus den zwei Hall-Schalter-Signalen ermittelt werden kann, ist die Pedal-Betätigungsgeschwindigkeit. Aus der Zeitdifferenz zwischen den zwei Schaltpunkten der Hall-Schalter lässt sich die Pedal-Betätigungsgeschwindigkeit bestimmen. Diese Pedalgeschwindigkeit kann ebenfalls als Steuerparameter für den Elektromotor dienen.Another information that can be determined from the two Hall switch signals is the pedal actuation speed. From the time difference between the two switching points of the Hall switch, the pedal actuation speed can be determined. This pedal speed can also serve as a control parameter for the electric motor.
Durch das geschaffene Pedal-Sensorsystem können Pedalbewegungen codiert aufgenommen werden. Außerdem ist es möglich, die Pedalgeschwindigkeit zu bestimmen. Beim Systemeinsatz in einem Fahrzeug, beispielsweise in einem Elektroroller, können diese Signale zur Ansteuerung des Elektromotors verwendet werden.Through the created pedal sensor system pedal movements can be recorded coded. It is also possible to determine the pedal speed. When using the system in a vehicle, for example in an electric scooter, these signals can be used to control the electric motor.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in Folgendem:
- – Es ist eine Codierung der Pedalbewegung ermöglicht, was wiederum eine vielseitigere Ansteuerung des Motors des Fahrzeugs ermöglicht.
- – Eine Manipulation des Signales und/oder der Antriebssteuerung ist nur schwer möglich, wodurch die Betriebssicherheit gesteigert wird.
- – Es kann die Pedal-Betätigungsgeschwindigkeit bestimmt werden.
- – Die Pedal-Betätigungsgeschwindigkeit und/oder die Pedalbetätigungs-Häufigkeit können zur Steuerung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, beispielsweise eines Elektrorollers, herangezogen werden.
- - It is an encoding of the pedal movement allows, which in turn allows a more versatile control of the engine of the vehicle.
- - Manipulation of the signal and / or the drive control is difficult, which increases the reliability.
- - The pedal operating speed can be determined.
- The pedal actuation speed and / or the pedal actuation frequency can be used to control the speed of the vehicle, for example an electric scooter.
Ausführungsbeispiele der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigenEmbodiments of the invention with various developments and refinements are illustrated in the drawings and will be described in more detail below. Show it
In
Weiter ist am Fahrzeug
Das Eingabemittel
Das Sensorsystem
Das aufgrund der Bewegung des Fußpedals
Wie weiter in
Als eine weitere Ausführung ist in
Wiederum ist ein Eingabemittel
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So eignet sich ein solches Eingabemittel
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Rahmenframe
- 33
- Rad/VorderradWheel / front wheel
- 44
- Rad/HinterradWheel / rear
- 55
- SitzSeat
- 66
- Lenkerhandlebars
- 7, 7'7, 7 '
- Antriebsmittel/ElektromotorDrive means / electric motor
- 88th
- Energiespeicherenergy storage
- 99
- Steuerungsmittelcontrol means
- 1010
- Eingabemittelinput means
- 1111
- Fußpedalpedal
- 1212
- Sensorsystemsensor system
- 1313
- Doppelpfeildouble arrow
- 1414
- Magnetmagnet
- 15, 1615, 16
- HallelementHall element
- 1717
- Halterungbracket
- 1818
- Leiterplattecircuit board
- 1919
- Signalsignal
- 19a19a
- (erstes) Signal/Signalfolge(first) signal / signal sequence
- 19b19b
- (zweites) Signal Signalfolge(second) signal signal sequence
- 19c19c
- (drittes) Signal/Signalfolge(third) signal / signal sequence
- 19d19d
- (viertes) Signal/Signalfolge(fourth) signal / signal sequence
- 2020
- Zeitdifferenz (dt)Time difference (dt)
- 2121
- TretkurbelantriebA pedal drive
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016010518 | 2016-08-29 | ||
DE102016010518.6 | 2016-08-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017007843A1 true DE102017007843A1 (en) | 2018-03-01 |
Family
ID=61166691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017007843.2A Pending DE102017007843A1 (en) | 2016-08-29 | 2017-08-23 | Vehicle and method of operating such a vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017007843A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021220823A1 (en) * | 2020-04-27 | 2021-11-04 | Wakuta Koji | Electric-power-assisted bicycle |
WO2022168318A1 (en) * | 2021-02-08 | 2022-08-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Drive system and power assisted bicycle |
-
2017
- 2017-08-23 DE DE102017007843.2A patent/DE102017007843A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021220823A1 (en) * | 2020-04-27 | 2021-11-04 | Wakuta Koji | Electric-power-assisted bicycle |
WO2022168318A1 (en) * | 2021-02-08 | 2022-08-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Drive system and power assisted bicycle |
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