DE102018200771A1

DE102018200771A1 - Transport device, in particular stroller, with an electric drive unit

Info

Publication number: DE102018200771A1
Application number: DE102018200771.3A
Authority: DE
Inventors: Joerg Baur; Norbert Martin; Jochen Pfister; Bertram Schillinger; Stefan Groh
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2018-01-18
Publication date: 2019-07-18
Also published as: EP3740413A1; CN111565994A; JP2021511251A; WO2019141402A1

Abstract

Bei einer Transportvorrichtung (100), insbesondere einem Kinderwagen, mit einem Fahrgestell (102) und mit einem Handgriff (110) für einen Benutzer, wobei an dem Fahrgestell (102) mindestens ein mittels einer elektrischen Antriebseinheit (140,142) antreibbares Antriebsrad (132,134) zur zumindest teilweisen Unterstützung eines manuellen Schiebe- oder Ziehbetriebs der Transportvorrichtung (100) durch den Benutzer angeordnet ist und die elektrische Antriebseinheit (140,142) mittels einer der Transportvorrichtung (100) zugeordneten Steuervorrichtung (200) ansteuerbar ist, ist die Steuervorrichtung (200) dazu ausgebildet, durch ein Auswerten von Sensorsignalen (152), die von mindestens einem der Transportvorrichtung (100) zugeordneten Beschleunigungssensor (150) erfasst werden, eine Erkennung einer Beschaffenheit eines jeweiligen Untergrunds (114), auf dem die Transportvorrichtung (100) bewegt wird, zur Verbesserung einer entsprechenden elektronischen Regelung der elektrischen Antriebseinheit (140,142) mittels der Steuervorrichtung (200) zu ermöglichen.

In a transport device (100), in particular a stroller, with a chassis (102) and a handle (110) for a user, wherein on the chassis (102) at least one by means of an electric drive unit (140,142) driven drive wheel (132,134) for at least partial support of a manual sliding or pulling operation of the transport device (100) is arranged by the user and the electric drive unit (140, 142) is controllable by means of a control device (200) associated with the transport device (100), the control device (200) is designed to by detecting sensor signals (152), which are detected by at least one acceleration sensor (150) associated with the transport device (100), a detection of a condition of a respective substrate (114) on which the transport device (100) is moved, for improving a corresponding electronic control of electrical Antriebseinh eit (140,142) by means of the control device (200).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung, insbesondere einen Kinderwagen, mit einem Fahrgestell und mit einem Handgriff für einen Benutzer, wobei an dem Fahrgestell mindestens ein mittels einer elektrischen Antriebseinheit antreibbares Antriebsrad zur zumindest teilweisen Unterstützung eines manuellen Schiebe- oder Ziehbetriebs der Transportvorrichtung durch den Benutzer angeordnet ist und die elektrische Antriebseinheit mittels einer der Transportvorrichtung zugeordneten Steuervorrichtung ansteuerbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung einer jeweiligen Beschaffenheit eines Untergrunds, auf dem eine Transportvorrichtung bewegt wird.The present invention relates to a transport device, in particular a stroller, with a chassis and with a handle for a user, wherein arranged on the chassis at least one drivable by means of an electric drive unit driving wheel for at least partially supporting a manual sliding or pulling operation of the transport device by the user is and the electric drive unit is controlled by means of a transport device associated control device. Furthermore, the invention relates to a method for determining a respective condition of a substrate on which a transport device is moved.

Aus dem Stand der Technik sind unter anderem als Kinderwagen ausgebildete Transportvorrichtungen bekannt, die elektrische Antriebe zur aktiven Schiebeunterstützung eines Benutzers aufweisen. Zur Optimierung einer entsprechenden elektronischen Regelung des elektrischen Antriebs derartiger Kinderwagen ist es wünschenswert, eine Beschaffenheit eines Untergrunds, auf dem sich der Kinderwagen jeweils bewegt, möglichst genau zu detektieren. Zu diesem Zweck kommen vielfach optische Kamerasysteme zum Einsatz, deren Bilder mit Hilfe von Bildauswertealgorithmen zur Erkennung verschiedener Untergründe bevorzugt in Echtzeit ausgewertet werden.Amongst others, transport devices designed as prams are known from the prior art, which have electric drives for the active sliding support of a user. In order to optimize a corresponding electronic control of the electric drive of such stroller, it is desirable to detect a condition of a substrate on which the stroller moves in each case as accurately as possible. Optical camera systems are often used for this purpose, the images of which are preferably evaluated in real time with the aid of image evaluation algorithms for detecting various substrates.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung stellt eine Transportvorrichtung, insbesondere einen Kinderwagen, mit einem Fahrgestell und mit einem Handgriff für einen Benutzer bereit, wobei an dem Fahrgestell mindestens ein mittels einer elektrischen Antriebseinheit antreibbares Antriebsrad zur zumindest teilweisen Unterstützung eines manuellen Schiebe- oder Ziehbetriebs der Transportvorrichtung durch den Benutzer angeordnet ist und die elektrische Antriebseinheit mittels einer der Transportvorrichtung zugeordneten Steuervorrichtung ansteuerbar ist. Die Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, durch ein Auswerten von Sensorsignalen, die von mindestens einem der Transportvorrichtung zugeordneten Beschleunigungssensor erfasst werden, eine Erkennung einer Beschaffenheit eines jeweiligen Untergrunds, auf dem d die Transportvorrichtung bewegt wird, zur Verbesserung einer entsprechenden elektronischen Regelung der elektrischen Antriebseinheit mittels der Steuervorrichtung zu ermöglichen.The present invention provides a transport device, in particular a stroller, with a chassis and with a handle for a user, wherein on the chassis at least one driven by an electric drive unit driving wheel for at least partially supporting a manual sliding or pulling operation of the transport device by the user is arranged and the electric drive unit is controlled by means of a transport device associated control device. By evaluating sensor signals which are detected by at least one acceleration sensor associated with the transport device, the control device is designed to detect a condition of a respective substrate on which the transport device is moved, in order to improve a corresponding electronic control of the electric drive unit by means of To enable control device.

Aufgrund der robusten Erfassung der Beschaffenheit des Untergrunds kann die Regelung der elektrischen Antriebseinheit verbessert bzw. optimiert werden, woraus ein hoher Bedienungskomfort für den Benutzer resultiert.Due to the robust detection of the condition of the ground, the regulation of the electric drive unit can be improved or optimized, resulting in a high level of operating comfort for the user.

Bevorzugt ist die elektrische Antriebseinheit in das mindestens eine antreibbare Antriebsrad integriert. Infolgedessen ist ein besonders kompakter Aufbau der Antriebseinheit bei einer gleichzeitigen Verringerung der erforderlichen mechanischen Komponenten möglich.Preferably, the electric drive unit is integrated in the at least one drivable drive wheel. As a result, a particularly compact design of the drive unit is possible with a simultaneous reduction of the required mechanical components.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind mindestens zwei jeweils einer Vorderachse und/oder einer Hinterachse des Fahrgestells zugeordnete Antriebsräder jeweils mittels einer zugeordneten elektrischen Antriebseinheit unabhängig voneinander antreibbar. Hierdurch wirkt der elektrische Antrieb symmetrisch bzw. beidseitig auf der Transportvorrichtung.According to a preferred refinement, at least two drive wheels, each associated with a front axle and / or a rear axle of the chassis, can each be driven independently of one another by means of an associated electric drive unit. As a result, the electric drive acts symmetrically or on both sides on the transport device.

Bevorzugt sind durch eine numerische Auswertung der von dem mindestens einen Beschleunigungssensor erfassten Sensorsignale mit Hilfe der Steuervorrichtung zumindest Untergründe voneinander unterscheidbar, deren Beschaffenheit zumindest ähnlich zur Beschaffenheit von Asphalt, Schotter, Pflaster, Estrich, Grünfläche, Sand, Eis und/oder Schnee ist. Hierdurch ist die Transportvorrichtung auf praktisch sämtlichen vorkommenden Untergründen ohne Komforteinbußen einsetzbar.By means of a numerical evaluation of the sensor signals detected by the at least one acceleration sensor, at least substrates whose texture is at least similar to the composition of asphalt, gravel, pavement, screed, green area, sand, ice and / or snow are preferably distinguishable from one another by means of the control device. As a result, the transport device can be used on virtually all occurring substrates without sacrificing comfort.

Bei einer weiteren Ausbildung ermöglichen die von dem mindestens einen Beschleunigungssensor erfassten Sensorsignale zumindest im Wesentlichen eine Bestimmung von Beschleunigungswerten senkrecht zu dem Untergrund über die Zeit (t). Infolgedessen ist eine hinreichende Zuverlässigkeit der Ermittlung der Beschaffenheit des Untergrunds möglich.In a further embodiment, the sensor signals detected by the at least one acceleration sensor enable at least substantially a determination of acceleration values perpendicular to the ground over time (t). As a result, a sufficient reliability of the determination of the condition of the ground is possible.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der mindestens eine Beschleunigungssensor ein 3D-Beschleunigungssensor zur Erfassung von Beschleunigungswerten in drei Richtungen des Raumes. Hierdurch können mittels des mindestens einen Beschleunigungssensors neben den Linearbeschleunigungen des Kinderwagens entlang der x-, y- und der z-Achse auch die Drehbeschleunigungen des Kinderwagens um die x-, y- und die z-Achse ermittelt werden.According to a further embodiment, the at least one acceleration sensor is a 3D acceleration sensor for detecting acceleration values in three directions of the space. As a result, by means of the at least one acceleration sensor in addition to the linear accelerations of the baby carriage along the x-, y- and z-axis and the spin accelerations of the stroller about the x-, y- and z-axis can be determined.

Darüber hinaus hat die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung einer jeweiligen Beschaffenheit eines Untergrunds, auf dem eine Transportvorrichtung, insbesondere ein Kinderwagen, insbesondere eine wie oben beschriebene Transportvorrichtung, bewegt wird, zum Gegenstand. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die folgenden Schritte vorgesehen:

a) Erfassen von Beschleunigungswerten, zumindest im Wesentlichen senkrecht zum Untergrund, mittels mindestens eines der Transportvorrichtung zugeordneten Beschleunigungssensors,
b) Zerlegen der Beschleunigungswerte in diskrete Einzelfrequenzen,
c) Berechnen einer Amplitudensumme aus mindestens n Einzelfrequenzen, und
d) Zuordnen der im Schritt c) berechneten Amplitudensumme zu einer wertemäßig möglichst naheliegenden, vorab empirisch ermittelten Referenzamplitudensumme verschiedener Reibungskräfte von unterschiedlichen Untergründen zur Ermittlung eines Untergrunds, auf dem der Kinderwagen aktuell bewegt wird.

In addition, the invention has a method for determining a respective condition of a substrate on which a transport device, in particular a stroller, in particular a transport device as described above, is moved to the object. In the method according to the invention the following steps are provided:

a) detecting acceleration values, at least substantially perpendicular to the ground, by means of at least one acceleration sensor associated with the transport device,
b) decomposing the acceleration values into discrete individual frequencies,
c) calculating an amplitude sum from at least n individual frequencies, and
d) assigning the amplitude sum calculated in step c) to an empirically determined reference amplitude sum of different frictional forces of different substrates for determining a background on which the stroller is currently being moved, as close as possible in terms of value.

Infolgedessen ist eine einfache und schnelle Zuordnung der rechnerisch ermittelten Amplitudensummen zu den vorab durch praktische Versuchsreihen ermittelten Reibungskräften der Transportvorrichtung auf verschiedenen Untergründen mittels einer in der Steuervorrichtung hinterlegten und aus der Informationstechnik bekannten, so genannten „Look-Up“-Tabelle möglich. Diese Tabelle enthält ferner eine in der Regel konstante Masse m der Transportvorrichtung ohne eines zu transportierenden Gegenstands, beispielsweise ohne Kind, gegebenenfalls in Abhängigkeit von einem Neigungswinkel α des Untergrunds in Bezug zur Waagerechten gemäß der Beziehung F_g=F_N=m*g für α = 0° oder F_N=m*g*cos (α) für 0° < α ≤ 90°.As a result, a simple and rapid assignment of the computationally determined amplitude sums to the friction forces of the transport device determined beforehand by practical test series on different substrates is possible by means of a so-called "look-up" table stored in the control device and known from information technology. This table also contains a generally constant mass m of the transport device without an article to be transported, for example, without child, optionally in dependence on a slope angle α of the ground with respect to the horizontal according to the relationship F _g = F _N = m * g for α = 0 ° or F _N = m * g * cos (α) for 0 ° <α ≤ 90 °.

Gemäß einer technisch vorteilhaften Weiterbildung erfolgt das Zerlegen der Beschleunigungswerte in diskrete Einzelfrequenzen durch eine Fouriertransformation. Hierdurch steht ein heutzutage vergleichsweise schnell numerisch auswertbares Berechnungsmodell zur Verfügung.According to a technically advantageous development, the decomposition of the acceleration values into discrete individual frequencies is performed by a Fourier transformation. As a result, a calculation model that can be evaluated comparatively quickly today is available.

Bei einer weiteren Ausgestaltung wird die eine Amplitudensumme der Beschleunigungswerte durch das Summieren von n Quadraten von n Einzelamplituden der Einzelfrequenzen und anschließendes Teilen durch die Anzahl n berechnet. Hierdurch ergibt sich für jeden Untergrund ein charakteristischer Wert einer Amplitudensumme.In a further embodiment, the one amplitude sum of the acceleration values is calculated by summing n squares of n individual amplitudes of the individual frequencies and then dividing them by the number n. This results in a characteristic value of an amplitude sum for each background.

Nach Maßgabe einer Weiterbildung des Verfahrens sind zumindest die empirisch ermittelten Referenzsummenamplituden verschiedener Reibungskräfte von unterschiedlichen Untergründen in einer Look-Up-Tabelle hinterlegt. Hierdurch ist eine besonders schnelle und präzise Erfassung der Beschaffenheit eines Untergrunds mögilch. Bei der in der Steuervorrichtung hinterlegten Look-Up-Tabelle handelt es sich bevorzugt um eine aus der Informationstechnik hinlänglich bekannte Wertetabelle.In accordance with a development of the method, at least the empirically determined reference sum amplitudes of different frictional forces of different backgrounds are stored in a look-up table. As a result, a particularly fast and precise detection of the nature of a substrate is mögilch. The look-up table stored in the control device is preferably a value table which is well known from information technology.

Bei einer weiteren technisch vorteilhaften Ausgestaltung werden zumindest Beschleunigungswerte in drei Raumrichtungen erfasst. Hierdurch ist eine praktisch vollständige Bewegungserfassung des Kinderwagens über die Zeit möglich.In a further technically advantageous embodiment, at least acceleration values in three spatial directions are detected. As a result, a virtually complete movement detection of the baby carriage over time is possible.

Figurenlistelist of figures

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht einer als Kinderwagen ausgebildeten Transportvorrichtung mit einer Erkennung der Beschaffenheit eines Untergrunds, auf dem die Transportvorrichtung bewegt wird, und
2 ein stark vereinfachtes Blockdiagramm des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung der Beschaffenheit eines Untergrunds, auf dem eine Transportvorrichtung bewegt wird.

The invention is explained in more detail in the following description with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show it:

1 a side view of a trained as a stroller transport device with a detection of the nature of a substrate on which the transport device is moved, and
2 a highly simplified block diagram of the sequence of the method according to the invention for determining the nature of a substrate on which a transport device is moved.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt eine Transportvorrichtung 100, die illustrativ und beispielhaft als Kinderwagen 100 ausgebildet ist und nachfolgend als „Kinderwagen 100“ bezeichnet wird. Der Kinderwagen 100 weist bevorzugt ein z.B. scherenartig zusammenklappbares Fahrgestell 102 auf, auf dem illustrativ eine Liege- oder Sitzwanne 104 angeordnet ist. An dem Fahrgestell 102 ist im Allgemeinen ein Handgriff 110 angeordnet, der vorzugsweise als ein höhenverstellbarer, U-förmiger Bügel bzw. als eine Griffstange für einen Schiebe- oder Ziehbetrieb des Kinderwagens 100 in Richtung eines Doppelpfeils 112 auf einem Untergrund 114 durch einen in den Zeichnungen nicht dargestellten Benutzer ausgebildet ist. Ein Ziehbetrieb des Kinderwagens 100 ist beispielhaft durch einen gestrichelten Abschnitt des Doppelpfeils 112 gekennzeichnet, während ein entsprechender Schiebebetrieb des Kinderwagens 100 mit einem mit einer durchgezogenen Linie dargestellten Abschnitt des Doppelpfeils 112 gekennzeichnet ist. 1 shows a transport device 100 illustrative and exemplary as a stroller 100 is formed and hereinafter referred to as "stroller 100". The stroller 100 preferably has a scissor-like foldable chassis 102 on, on the illustrative a couch or seat pan 104 is arranged. On the chassis 102 is generally a handle 110 arranged, preferably as a height-adjustable, U-shaped bracket or as a handle bar for a sliding or pulling operation of the baby carriage 100 in the direction of a double arrow 112 on a surface 114 is formed by a user, not shown in the drawings. A pulling operation of the baby carriage 100 is exemplified by a dashed section of the double arrow 112 during a corresponding push operation of the stroller 100 with a portion of the double arrow shown by a solid line 112 is marked.

Bevorzugt weist der Kinderwagen 100 mindestens drei Räder 120, 122, 124, 126 auf. Vorzugsweise sind dabei zwei Räder an einer Hinterachse 130 und ein Rad an einer Vorderachse 128 angeordnet, jedoch können auch zwei Räder an der Vorderachse 128 und ein Rad an der Hinterachse 130 angeordnet sein. An dem Fahrgestell 102 sind hier lediglich exemplarisch vier Räder 120, 122, 124, 126 vorgesehen, wobei die hier lediglich sichtbaren und in Bezug zur Zeichenebene weiter vorne liegenden Räder 120, 124 die beiden in Relation zur Zeichenebene weiter hinten liegenden Räder 122, 126 jeweils verdecken. Die Räder 120, 122 sind vorzugsweise beidseits an der Vorderachse 128 und die Räder 124, 126 sind an der Hinterachse 130 des Fahrgestells 102 des Kinderwagens 100 befestigt. Von den mindestens drei Rädern 120, 122, 124, 126 ist bevorzugt mindestens ein Rad als Antriebsrad 132, 134 ausgebildet. Das zumindest eine Antriebsrad 132,134 ist vorzugsweise mittels mindestens einer elektrischen Antriebseinheit 140, 142 elektromotorisch antreibbar. Dabei kann das zumindest eine Antriebsrad 132,134 an der Vorderachse 128 und/oder der Hinterachse 130 angeordnet sein. Bevorzugt sind mindestens zwei Räder als Antriebsräder 132, 134 ausgebildet. Die beiden der Hinterachse 130 zugeordneten Räder 124, 126 sind bevorzugt jeweils als Antriebsräder 132, 134 ausgeführt, die bevorzugt zur zumindest teilweisen Unterstützung des manuellen Schiebe- oder Ziehbetriebs des Kinderwagens 100 durch den Benutzer dienen. Die Antriebräder 132, 134 sind jeweils bevorzugt unabhängig voneinander mittels einer elektrischen Antriebseinheit 140, 142 direkt oder mittelbar über ein nicht dargestelltes Getriebe antreibbar und mittels einer beispielhaft im Bereich der Hinterachse 130 angeordneten Steuervorrichtung 200 bzw. Regelvorrichtung präzise regelbar.Preferably, the stroller 100 at least three wheels 120 . 122 . 124 . 126 on. Preferably, two wheels are on a rear axle 130 and a wheel on a front axle 128 arranged, however, can also have two wheels on the front axle 128 and a wheel on the rear axle 130 be arranged. On the chassis 102 Here are just four wheels as an example 120 . 122 . 124 . 126 provided, with the only visible here and in relation to the drawing plane further forward wheels 120 . 124 the two in relation to the drawing plane farther back wheels 122 . 126 each cover. The wheels 120 . 122 are preferably on both sides of the front axle 128 and the wheels 124 . 126 are at the rear axle 130 of the chassis 102 of the baby carriage 100 attached. Of the at least three wheels 120 . 122 . 124 . 126 is preferably at least one wheel as a drive wheel 132 . 134 educated. The at least one drive wheel 132 . 134 is preferably by means of at least one electric drive unit 140 . 142 can be driven by an electric motor. This can be at least one drive wheel 132 . 134 at the front axle 128 and / or the rear axle 130 be arranged. At least two wheels are preferred as drive wheels 132 . 134 educated. The two of the rear axle 130 associated wheels 124 . 126 are preferably each as drive wheels 132 . 134 which are preferred for at least partially assisting the manual pushing or pulling operation of the baby carriage 100 serve by the user. The drive wheels 132 . 134 are each preferably independent of each other by means of an electric drive unit 140 . 142 drivable directly or indirectly via a gear, not shown, and by way of example in the region of the rear axle 130 arranged control device 200 or control device precisely adjustable.

Abweichend von der hier lediglich exemplarisch gezeigten Ausführungsform eines klassischen Kinderwagens 100 kann dieser auch als Sportkarre bzw. Buggy oder als Twin- bzw. Tandem-Kinderwagen oder als zweisitziger Buggy ausgeführt sein. Ein rechtwinkliges Koordinatensystem 199 mit einer x-Achse, y-Achse und einer z-Achse mit jeweils einer zugeordneten Beschleunigung a_x, a_y, a_z veranschaulicht die Lage aller Komponenten im Raum. Der leere, unbesetzte Kinderwagen verfügt über eine konstante Masse m, woraus im Fall des horizontalen Untergrunds 114, wobei ein Neigungswinkel α des Untergrunds 114 im Wesentlichen gleich 0° ist, eine maximal wirksame Gewichtskraft von F_g = m * g resultiert.Notwithstanding the embodiment of a classic pushchair, which is shown here only by way of example 100 this can also be designed as a sports cart or buggy or as a twin or tandem stroller or as a two-seat buggy. A rectangular coordinate system 199 with an x-axis, y-axis and a z-axis, each with an associated acceleration a _x , a _y , a _z illustrates the position of all components in space. The empty, unoccupied stroller has a constant mass m, resulting in the case of the horizontal ground 114 , wherein an inclination angle α of the ground 114 is substantially equal to 0 °, a maximum effective weight force of F _g = m * g results.

Die der beim Einwirken einer Benutzerkraft F_U auf den Bügel 110 sich einstellenden Bewegungsrichtung des Kinderwagens 100 entgegenwirkende Reibungskraft F_R ist - wie mit dem durchgezogenen Doppelpfeil 112 angedeutet - im Fall des horizontal verlaufenden Untergrunds 114 gleich dem Produkt aus der Gewichtskraft F_g bzw. der in dieser Konstellation gleich großen Normalkraft F_N und dem Reibungskoeffizienten µ des Untergrunds 114. Im Ergebnis ist die Reibungskraft zu einem erheblichen Teil von der mittels der Steuervorrichtung 200 und dem mindestens einen Beschleunigungssensor 150 zu ermittelnden Beschaffenheit des Untergrunds 114 abhängig.The one at the intervention of a user power F _U on the temple 110 Moving direction of the baby carriage 100 counteracting friction force F _R is - as with the solid double arrow 112 indicated - in the case of the horizontally running underground 114 equal to the product of the weight F _g or the same normal force in this constellation F _N and the friction coefficient μ of the ground 114 , As a result, the friction force is to a considerable extent by means of the control device 200 and the at least one acceleration sensor 150 to determine the nature of the substrate 114 dependent.

Ein Neigungswinkel α eines hier lediglich punktiert angedeuteten, geringfügig geneigten Untergrunds 114 beträgt hier etwa 7°. Die wirksame, in dieser Konstellation jedoch reduzierte Reibungskraft F_R ist wiederum gleich dem Produkt aus dem Reibungskoeffizienten µ des Untergrunds 114 und der Normalkraft F_N , die aus der Gleichung F_N = m * g * cos (α) folgt. Zur Ermittlung des Neigungswinkels α kann beispielsweise ein nicht dargestellter elektronischer Neigungssensor zum Einsatz kommen, dessen Messsignale gleichfalls an die Steuervorrichtung 200 ggfls. zur weiteren Auswertung sowie zur Berücksichtigung bei der Detektion der Beschaffenheit des Untergrunds 114 übermittelt werden können.An inclination angle α of a slightly dotted background indicated here only by dotted lines 114 here is about 7 °. The effective, but in this constellation reduced frictional force F _R is in turn equal to the product of the coefficient of friction μ of the ground 114 and the normal force F _N , which follows from the equation F _N = m * g * cos (α). To determine the inclination angle α, for example, an unillustrated electronic tilt sensor can be used, the measuring signals also to the control device 200 sometimes. for further evaluation as well as for consideration in the detection of the condition of the subsurface 114 can be transmitted.

Der Kinderwagen 100 weist zur Detektion der Beschaffenheit des Untergrunds 114 bevorzugt mindestens einen Beschleunigungssensor 150 auf, der zumindest zur Erfassung von Beschleunigungswerten a_z entlang der z-Achse des Koordinatensystems 199 ausgebildet ist. Darüber hinaus kann der Beschleunigungssensor 150 mit einem 3D-Beschleunigungssenor realisiert sein, der eine Erfassung von Beschleunigungswerten a_x , a_y , a_z jeweils entlang der x-Achse, der y-Achse sowie der z-Achse des Koordinatensystems 199 und gegebenenfalls zusätzlich auch die Messung von Drehbeschleunigungen um die x-Achse, y-Achse, z-Achse des Koordinatensystems 199 erlaubt, so dass eine vollständige Erfassung der Bewegung des Kinderwagens 100 im Raum während des elektromotorisch unterstützten Schiebe- und Ziehbetriebs möglich wird.The stroller 100 indicates the detection of the condition of the ground 114 preferably at least one acceleration sensor 150 on, at least for the detection of acceleration values a _z along the z-axis of the coordinate system 199 is trained. In addition, the acceleration sensor can 150 be realized with a 3D-Beschleunigungssenor, the detection of acceleration values a _x . a _y . a _z in each case along the x-axis, the y-axis and the z-axis of the coordinate system 199 and optionally also the measurement of rotational accelerations about the x-axis, y-axis, z-axis of the coordinate system 199 allowed, allowing a complete capture of the movement of the stroller 100 in the room during the electric motor assisted pushing and pulling operation is possible.

Elektrische Messsignale 152 des mindestens einen Beschleunigungssensors 150 werden der Steuervorrichtung 200 zur weiteren Auswertung im Rahmen der Bestimmung der Beschaffenheit des Untergrunds 114 zugeführt. Abweichend von der hier lediglich beispielhaft gezeigten Positionierung des Beschleunigungssensors 150 im Bereich des einen Antriebsrads 132 der Hinterachse 130 kann dieser auch an dem Fahrgestell 102, der Liege- oder Sitzwanne 104 oder an einer anderen beliebigen Stelle des Kinderwagens 100 angeordnet sein.Electrical measuring signals 152 the at least one acceleration sensor 150 become the control device 200 for further evaluation as part of the determination of the condition of the subsoil 114 fed. Deviating from the positioning of the acceleration sensor shown here by way of example only 150 in the range of a drive wheel 132 the rear axle 130 this can also be attached to the chassis 102 , the couch or seat pan 104 or anywhere else on the stroller 100 be arranged.

Bei dem Untergrund 114 auf dem sich der Kinderwagen 100 bewegt, kann es sich beispielsweise um Asphalt, Schotter, Pflaster beliebiger Ausführung, Estrich, eine Grünfläche, eine Ackerfläche, Sand, Watt, Eis und/oder Schnee handeln. Der Untergrund 114 kann zudem eine beliebige Oberflächentopographie aufweisen, das heißt z.B. plan, wellig, abschnittsweise geneigt, buckelig oder geriffelt sein.At the underground 114 on which the baby carriage 100 moved, it can be, for example, asphalt, gravel, pavement of any design, screed, a green area, arable land, sand, watts, ice and / or snow. The underground 114 can also have any surface topography, that is, for example, plan, wavy, sections inclined, bumpy or ribbed.

All diese unterschiedlichen Beschaffenheiten des Untergrunds 114 lassen sich zuverlässig und unabhängig von äußeren Einflüssen, wie zum Beispiel der Witterung und dem Benutzer, allein durch die verfahrensgemäße Auswertung der von dem mindestens einen Beschleunigungssensor 150 gelieferten Messsignale in Form der zumindest ermittelten Beschleunigungswerte a_Z entlang der z-Achse des Koordinatensystems 199 durch die Steuervorrichtung 200 bestimmen. Hierdurch können die elektrischen Antriebseinheiten 140, 142 im elektrisch unterstützten Schiebe- und Ziehbetrieb des Kinderwagens 100 in Abhängigkeit von der jeweils aktuellen Beschaffenheit des Untergrunds 114 so angesteuert bzw. geregelt werden, dass sich ein bestmögliches Fahrerlebnis bzw. ein höchstmöglicher Bedienungskomfort für ein im Kinderwagen 100 aufgenommenes Kind und den Benutzer einstellt.All these different textures of the underground 114 can be reliably and independently of external influences, such as the weather and the user, solely by the process according to the evaluation of the at least one acceleration sensor 150 supplied measuring signals in the form of the at least determined acceleration values a _Z along the z-axis of the coordinate system 199 through the control device 200 determine. This allows the electric drive units 140 . 142 in electrically assisted pushing and pulling operation of the stroller 100 depending on the current condition of the subsoil 114 be controlled or regulated so that the best possible driving experience or the highest possible ease of use for one in the stroller 100 recorded child and the user sets.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausgestaltung der Transportvorrichtung 100 als Kinderwagen, lediglich beispielhaften Charakter hat und nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen ist. So kann die Transportvorrichtung 100 auch nach Art einer beliebig anderen Transportvorrichtung ausgebildet sein, die eine erfindungsgemäße Untergrundermittlung aufweist, z.B. nach Art einer Schubkarre, einer Sackkarre, einer Mülltonne.It should be noted that the design of the transport device 100 as a stroller, merely exemplary character and is not to be understood as limiting the invention. So the transport device 100 also be designed in the manner of any other transport device having a background determination according to the invention, for example in the manner of a wheelbarrow, a sack truck, a garbage can.

2 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung der Beschaffenheit eines Untergrunds, auf dem eine Transportvorrichtung, insbesondere ein Kinderwagen, bewegt wird. Eine Messkurve 170 zeigt den nach Maßgabe eines ersten Verfahrensschritts a) bevorzugt mittels des Beschleunigungssensors (vgl. 1, Bezugsziffer 150) ermittelten Verlauf der vertikalen Beschleunigung a_z des Kinderwagens entlang der z-Achse des Koordinatensystems (vgl. 1; Bezugsziffern 100, 199) über die Zeit t. In einem zweiten Verfahrensschritt b) wird der zeitliche Verlauf des Beschleunigungswertes a_z in Form der Messkurve 170 bevorzugt mittels einer schnellen Fouriertransformation 172 (s.g. „Fast Fourier Transformation“ = „FFT“) in eine Anzahl von n diskreten harmonischen Einzelfrequenzen a_k1,...,n über die Zeit t zerlegt, wobei hier lediglich beispielhaft n=5 gewählt ist. Die additive Überlagerung der Einzelfrequenzen A_K1,...,5 ergibt wiederum die Messkurve A_z . 2 shows a simplified block diagram of the sequence of the method according to the invention for determining the nature of a substrate on which a transport device, in particular a stroller, is moved. A trace 170 shows in accordance with a first method step a) preferably by means of the acceleration sensor (see. 1 , Reference numeral 150 ) determined course of the vertical acceleration a _z of the baby carriage along the z-axis of the coordinate system (cf. 1 ; references 100 . 199 ) over time t. In a second method step b), the time profile of the acceleration value a _z in the form of the trace 170 preferably by means of a fast Fourier transformation 172 (sg "Fast Fourier Transformation" = "FFT") into a number of n discrete harmonic individual frequencies a _{k1, ..., n} decomposed over the time t, wherein here, for example only n = 5 is selected. The additive superposition of the individual frequencies A _{K1, ..., 5} in turn gives the measurement curve A _z ,

Bevorzugt ist n ≥ 2 und ein maximaler Wert von n ist lediglich durch die innerhalb der Steuervorrichtung des Kinderwagens zur Verfügung stehende Rechenleistung limitiert. Im Allgemeinen erhält man für Werte von n zwischen 5 und 100 bereits hinreichend genaue Ergebnisse hinsichtlich der Beschaffenheit des Untergrunds, auf dem der Kinderwagen bewegt wird.Preferably, n≥2 and a maximum value of n is limited only by the computing power available within the control device of the baby carriage. In general one obtains for values of n between 5 and 100 already sufficiently accurate results in terms of the nature of the substrate on which the stroller is moved.

In einem dritten Verfahrensschritt c) erfolgt das Berechnen einer Amplitudensumme A_S aus den hier lediglich beispielhaft fünf im Wege der schnellen Fouriertransformation 172 aus den Beschleunigungswerten a_z der Messkurve 170 ermittelten Einzelfrequenzen a_k1,...,5 gemäß der Summenformel $A_{S} = \frac{1}{n} \sum_{k = 1}^{n} a_{k}^{2}$

mit der Bezugsziffer 174. In einem letzten Verfahrensschritt d) wird der numerisch berechneten Amplitudensumme A_S eine nächstliegende Referenzamplitude A_R1,...,4 zugeordnet. Die Referenzamplituden A_R1,...,4 der Untergründe werden auf geeignete Art und Weise durch umfangreiche Versuche empirisch ermittelt und sind bevorzugt in einer Wertetabelle 180 bzw. einer „Look-Up-Tabelle“ innerhalb der Steuervorrichtung 200 zusammen mit ebenfalls messtechnisch ermittelten und den Referenzamplituden A_R1,...,4 zeilenweise zugeordneten Reibungskräften F_R1,...,4 hinterlegt. Ferner enthält die Wertetabelle 180 die Masse m_W des Kinderwagens, die im Allgemeinen konstant ist und sich auf den leeren Kinderwagen bezieht.In a third method step c), the calculation of an amplitude sum takes place A _S from here only by way of example five in the way of the fast Fourier transformation 172 from the acceleration values a _z the trace 170 determined individual frequencies a _{k1, ..., 5} according to the empirical formula

A_{S} = \frac{1}{n} Σ_{k = 1}^{n} a_{k}^{2}

with the reference number 174 , In a last method step d), the numerically calculated amplitude sum A _S a nearest reference amplitude A _{R1, ..., 4} assigned. The reference amplitudes A _{R1,..., 4 of} the substrates are determined empirically in a suitable manner by extensive experiments and are preferably in a table of values 180 or a "look-up table" within the control device 200 together with also metrologically determined and the reference amplitudes A _{R1, ..., 4} line-wise assigned frictional forces F _{R1, ..., 4} deposited. It also contains the value table 180 the mass m _W of the stroller, which is generally constant and refers to the empty stroller.

Die hier lediglich exemplarisch vier A_R mit jeweils zugeordneten ermittelten Reibungskräften F_R1,...,4 können z.B. durch umfangreiche Fahrversuche mit dem Kinderwagen auf Untergründen mit unterschiedlichen Beschaffenheiten empirisch ermittelt werden. Der Wert F_R1 steht zum Beispiel für Schotter, während F_R2 zum Beispiel für Asphalt bzw. Teer steht, der Wert F_R3 gilt beispielsweise für einen gepflasterten Untergrund, während der Wert F_R4 exemplarisch für einen im Wesentlichen glatten, insbesondere estrichartigen Untergrund steht. Entsprechend wird für alle weiteren in der Praxis auftretenden Beschaffenheiten von unterschiedlichsten Untergründen verfahren.These are just four examples A _R with respectively assigned determined frictional forces F _{R1, ..., 4} can be determined empirically, for example by extensive driving tests with the stroller on surfaces with different textures. The value F _R1 stands for gravel, for example F _R2 For example, stands for asphalt or tar, the value F _R3 for example, applies to a paved underground, while the value F _R4 is an example of a substantially smooth, especially screed-like substrate. Accordingly, the procedure for all other occurring in practice textures of different substrates.

In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ergibt sich lediglich beispielhaft eine eindeutige maximale Übereinstimmung zwischen der numerisch mittels der mathematischen Beziehung 174 berechneten Amplitudensumme A_S und der empirisch bestimmten Referenzamplitude A_R2 aus der Tabelle 180, woraus mittels eines geeigneten Programmalgorithmus innerhalb der Steuervorrichtung ableitbar ist, dass der Kinderwagen in diesem Fall auf einem Untergrund mit der Beschaffenheit von Asphalt bzw. Teer bewegt wird. Ist die Beschaffenheit des Untergrunds auf dem der Kinderwagen im höchstens elektrisch unterstützten Schiebe- oder Ziehbetrieb bewegt wird eindeutig bestimmt, kann eine diesen Gegebenheiten angepasste, verbesserte und vorzugsweise optimale Ansteuerung bzw. Regelung der elektrischen Antriebseinheiten der Antriebsräder des Kinderwagens mittels der Steuervorrichtung erfolgen (vgl. 1; Bezugsziffern 100, 132, 134, 140, 142, 200), woraus ein optimaler Bedienungskomfort für ein im Kinderwagen befindliches Kind und den Benutzer resultiert.In the exemplary embodiment shown here, by way of example only, a clear maximum match between the numerically by means of the mathematical relationship results 174 calculated amplitude sum A _S and the empirically determined reference amplitude A _R2 from the table 180, from which it can be deduced by means of a suitable program algorithm within the control device that the stroller is moved in this case on a ground with the nature of asphalt or tar. If the condition of the substrate on which the stroller is moved in the maximally electrically assisted sliding or pulling operation is uniquely determined, an adapted, preferably optimal control or regulation of the electric drive units of the drive wheels of the stroller by means of the control device can take place (cf. 1 ; references 100 . 132 . 134 . 140 . 142 . 200 ), resulting in an optimal ease of use for a child in the stroller and the user results.

Die Berechnung der Amplitudensumme A_S und die Ermittlung des jeweils aktuellen Untergrunds auf dem der Kinderwagen bewegt wird, erfolgt vorzugsweise in Echtzeit, sodass die Regelung der elektrischen Antriebseinheiten 140,142 mittels der Steuervorrichtung 200 auch auf sich zeitlich schnell ändernde Beschaffenheiten von Untergründen mit einer adäquaten Anpassung des durch die elektrischen Antriebseinheiten 140,142 vermittelten Fahrverhaltens des Kinderwagens reagieren kann.The calculation of the amplitude sum A _S and the determination of the respective current base on which the stroller is moved, is preferably carried out in real time, so that the control of the electric drive units 140 . 142 by means of the control device 200 also on temporally rapidly changing textures of substrates with an adequate adaptation of the by the electric drive units 140 . 142 mediated driving behavior of the stroller can respond.

Claims

Transport device (100), in particular stroller, with a chassis (102) and with a handle (110) for a user, wherein on the chassis (102) at least one by means of an electric drive unit (140,142) driven drive wheel (132,134) for at least partially support a manual sliding or pulling operation of the transport device (100) is arranged by the user and the electric drive unit (140,142) is controllable by means of a control device (200) associated with the transport device (100), characterized in that the control device (200) is designed for this purpose in that, by evaluating sensor signals (152) detected by at least one acceleration sensor (150) associated with the transport device (100), a detection of a condition of a respective background (114) on which the transport device (100) is moved, for improvement a corresponding electronic control of the electrical n drive unit (140,142) by means of the control device (200) to allow.

Transport device after Claim 1 , characterized in that the electric drive unit (140, 142) is integrated in the at least one drivable drive wheel (132, 134).

Transport device after Claim 1 or 2 , characterized in that at least two each of a front axle (128) and / or a rear axle (130) of the chassis (102) associated drive wheels (132,134) each by means of an associated electric drive unit (140,142) are independently drivable.

Transport device according to one of the preceding claims, characterized in that by a numerical evaluation of the at least one acceleration sensor (150) detected sensor signals (a _z ) by means of the control device (200) at least substrates (114) are distinguishable from each other, their nature at least similar to the nature of asphalt, gravel, pavement, screed, green area, sand, ice and / or snow is.

Transport device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one acceleration sensor (150) detected sensor signals (a _z ) at least substantially a determination of acceleration values (a _z ) perpendicular to the ground (114) over time (t) enable.

Transport device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one acceleration sensor (150) is a 3D acceleration sensor for detecting acceleration values (a _x , a _y , a _z ) in three directions of the space.

Method for determining a respective condition of a substrate (114) on which a transport device (100), in particular a stroller, in particular according to one of the Claims 1 to 6 , is characterized by : a) detecting acceleration values (a _z ), at least substantially perpendicular to the ground (114), by means of at least one acceleration sensor (150) associated with the transport device (100) b) disassembling the acceleration values (a _z ) in discrete individual frequencies (a _{k1, ... n} ), c) calculating an amplitude sum (A _S ) from at least n individual frequencies (a _{k1, ..., n} ), and d) assigning the amplitude sum calculated in step c) (A _S ) to a value moderately close as possible, pre-empirically determined reference amplitude sum (A _R ) of different friction forces (F _R ) of different substrates (114) for determining a substrate (114) on which the transport device (100) is currently being moved.

Method according to Claim 7 , characterized in that the decomposition of the acceleration values (a _z ) into discrete individual frequencies (a _{k1, ... n} ) by a Fourier transformation (172).

Method according to Claim 8 , characterized in that the one amplitude sum (A _S ) of the acceleration values (a _z ) by the summation of n squares of n individual amplitudes (a _k ) of the individual frequencies (a _{k1, ... n} ) and then dividing by the number n calculated becomes.

Method according to Claim 9 , characterized in that at least the empirically determined reference sum amplitudes (A _R ) of different frictional forces (F _R ) of different substrates (116) are stored in a look-up table (180).

Method according to one of Claims 7 to 10 , characterized in that at least acceleration values (ax, ay, az) are detected and evaluated in three spatial directions.