DE102019219920A1 - STEERING CONTROL OF A PERSONAL TRANSPORT DEVICE - Google Patents

STEERING CONTROL OF A PERSONAL TRANSPORT DEVICE Download PDF

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Abstract

Steuerungseinheit für eine Personentransportvorrichtung, umfassend eine Gleichgewichtsteuerungseinheit und eine Lenkungssteuerungseinheit, wobei die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, in zumindest die folgenden Betriebszustände zu schalten: einen Ruhezustand 10, in welchem sowohl die Gleichgewichtsteuerungseinheit als auch die Lenkungssteuerungseinheit deaktiviert sind; einen Balancierzustand 20, in welchem die Gleichgewichtsteuerungseinheit aktiviert ist und die Lenkungssteuerungseinheit deaktiviert ist; und einen Aktivzustand 30, in welchem sowohl die Gleichgewichtsteuerungseinheit als auch die Lenkungssteuerungseinheit aktiviert sind.Control unit for a passenger transport device, comprising a balance control unit and a steering control unit, the control unit being configured to switch to at least the following operating states: an idle state 10 in which both the balance control unit and the steering control unit are deactivated; a balance state 20 in which the balance control unit is activated and the steering control unit is deactivated; and an active state 30 in which both the balance control unit and the steering control unit are activated.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungseinheit einer Personentransportvorrichtung, ein Verfahren zur Steuerung einer Personentransportvorrichtung sowie eine Personentransportvorrichtung mit einer solchen Steuerungseinheit.The present invention relates to a control unit of a person transport device, a method for controlling a person transport device and a person transport device with such a control unit.

Eine selbstbalancierende Personentransportvorrichtung wie ein Segway oder ein E-Board (auch als Hoverboard bezeichnet) ist ein elektrisch angetriebenes Transportmittel mit üblicherweise zwei auf derselben Achse gehalterten Rädern, zwischen welchen im Wesentlichen entlang der Achse sich wenigstens eine Trittfläche erstreckt, die einem Benutzer als Stehfläche während der Benutzung der Personentransportvorrichtung dient.A self-balancing passenger transport device such as a Segway or an e-board (also known as a hoverboard) is an electrically driven means of transport with usually two wheels mounted on the same axis, between which at least one step surface extends essentially along the axis, which a user can use as a standing surface during the use of the passenger transport device is used.

Eine solche Personentransportvorrichtung hält sich durch eine elektronische Antriebsregelung selbst in Balance, wobei eine Fortbewegung der Transportvorrichtung normalerweise durch eine Gewichtsverlagerung des Benutzers gesteuert wird. Die elektronische Antriebsregelung lässt die Transportvorrichtung automatisch in die Richtung fahren, in die sich der Benutzer lehnt.Such a person transport device maintains itself in balance by means of an electronic drive control, with a locomotion of the transport device normally being controlled by shifting the weight of the user. The electronic drive control automatically moves the transport device in the direction in which the user leans.

Bei einer Kurvenfahrt kann die Lenkung einer solchen Personentransportvorrichtung entweder durch eine Bedieneinheit, meistens durch eine Lenkstange in der Mitte der Personentransportvorrichtung, oder ebenfalls durch die Gewichtsverlagerung des Benutzers gesteuert werden. Um die Fliehkraft bei einer Kurvenfahrt auszugleichen, lehnt sich der Benutzer bei der Einleitung einer Kurvenfahrt automatisch in Richtung Kurvenmittelpunkt. Dies ist beispielsweise auch beim Radfahren zu beobachten. Darauf basierend wurden daher im Stand der Technik Methoden entwickelt, diese Bewegungen zu detektieren und daraus Lenkkommandos abzuleiten.When cornering, the steering of such a passenger transport device can either be controlled by an operating unit, usually by a handlebar in the middle of the passenger transport device, or also by the weight shift of the user. In order to compensate for the centrifugal force when cornering, the user automatically leans towards the center of the corner when initiating cornering. This can also be observed when cycling, for example. Based on this, methods have therefore been developed in the prior art to detect these movements and to derive steering commands from them.

Die Lösungen im Stand der Technik haben jedoch die Nachteile, dass ein Aufsteigen oder ein Absteigen auch irrtümlich als ein Lenkbefehl interpretiert werden kann, was zu ungewollten Drehungen der Personentransportvorrichtung führt und somit das Aufsteigen oder Absteigen erschwert oder sogar unmöglich macht.However, the solutions in the prior art have the disadvantages that getting on or off can also erroneously be interpreted as a steering command, which leads to undesired rotations of the passenger transport device and thus makes getting on or off difficult or even impossible.

Ein weiteres Problem für die Lenkungssteuerung einer solchen Transportvorrichtung liegt in der Konkurrenz zwischen der Gleichgewichtsteuerung und der Lenkungssteuerung um das verfügbare Drehmoment eines Motors.Another problem for the steering control of such a transport device is the competition between the balance control and the steering control for the available torque of a motor.

Selbstbalancierende Fahrzeuge fahren mit einer „dynamischen Stabilisierung“. Sie werden aktiv durch einen Elektromotor oder dergleichen angetrieben, um eine aufrechte Position einzunehmen und nicht umzukippen. Wenn der Benutzer sich nach vorne oder nach hinten lehnt, wird diese Bewegung oder der Neigungswinkel des Fahrzeugs durch Sensoren erkannt, und demensprechend bewegt sich das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts, um das Gleichgewicht zu halten.Self-balancing vehicles drive with a "dynamic stabilization". They are actively driven by an electric motor or the like to take an upright position and not tip over. When the user leans forwards or backwards, this movement or the angle of inclination of the vehicle is detected by sensors and accordingly the vehicle moves forwards or backwards in order to maintain balance.

Eine Lenkung einer solchen selbstbalancierenden Personentransportvorrichtung wird vorzugsweise durch einen Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Rädern realisiert. Das heißt, wenn ein Nutzer eine Kurvenfahrt einleiten möchte, dreht sich ein Rad schneller als das andere, um einen Geschwindigkeitsunterschied zu erzeugen. Dazu wird das Drehmoment des Motors für ein Rad zum Beschleunigen erhöht und gleichzeitig das Drehmoment des Motors für das andere Rad verringert, um die Lenkung zu ermöglichen.Steering of such a self-balancing passenger transport device is preferably implemented by means of a speed difference between the wheels. That is, when a user wants to start cornering, one wheel will turn faster than the other to create a speed difference. To do this, the torque of the motor for one wheel is increased for acceleration and at the same time the torque of the motor for the other wheel is reduced to enable the steering.

Das bedeutet, dass die Gleichgewichtsteuerung und die Lenkungssteuerung beide um das verfügbare Drehmoment der Motoren „konkurrieren“. Wenn ein Benutzer, während er stark beschleunigt, eine Lenkbewegung ausführen möchte, so besteht die Gefahr, dass aufgrund des beschränkten dann noch zur Verfügung stehenden Drehmoments der Motoren das Gleichgewicht des Fahrzeugs nicht mehr gehalten werden kann, sodass das Fahrzeug umkippt und der Benutzer verletzt wird.This means that the balance control and the steering control both “compete” for the available torque of the motors. If a user wants to make a steering movement while accelerating strongly, there is a risk that the equilibrium of the vehicle can no longer be maintained due to the limited torque of the motors that is still available, so that the vehicle tips over and the user is injured .

Um die Stabilität einer selbstbalancierenden Personentransportvorrichtung zu erhöhen, wurden im Stand der Technik Lösungen entwickelt, die z.B. die Geschwindigkeit einer solchen Personentransportvorrichtung überwachen und den Benutzer davon abhalten, zu schnell zu fahren und an die Grenze der Stabilität zu stoßen. Allerdings wird in solchen Lösungen der Einfluss der Lenkung auf die Stabilität nicht berücksichtigt. Zudem wird der Einfluss der Drehmomentgrenze der einzelnen Motoren auf die Stabilität der Personentransportvorrichtung nicht untersucht. Wenn ein Benutzer sehr schnell beschleunigt, wird der Motor mit einem großen Drehmoment belastet. Wenn der Benutzer gleichzeitig noch lenken möchte, wird der Motor noch mehr belastet und die Stabilität dadurch gefährdet. Ein solches Problem lässt sich mit dem Stand der Technik nicht lösen.In order to increase the stability of a self-balancing passenger transport device, solutions have been developed in the prior art which, for example, monitor the speed of such a passenger transport device and prevent the user from driving too fast and reaching the limit of stability. However, the influence of the steering on the stability is not taken into account in such solutions. In addition, the influence of the torque limit of the individual motors on the stability of the passenger transport device is not examined. When a user accelerates very quickly, the engine is loaded with a large torque. If the user wants to steer at the same time, the engine is loaded even more and the stability is endangered. Such a problem cannot be solved with the prior art.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, gemäß den nachfolgenden Aspekten eine verbesserte Lenkungssteuerungslösung für eine selbstbalancierende Personentransportvorrichtung anzubieten, welche eine oder mehrere der vorstehend genannten Nachteile oder Probleme des Stands der Technik adressiert.It is therefore the object of the present invention, according to the following aspects, to offer an improved steering control solution for a self-balancing passenger transport device which addresses one or more of the above-mentioned disadvantages or problems of the prior art.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Steuerungseinheit für eine Personentransportvorrichtung, vorzugsweise für eine selbstbalancierende Personentransportvorrichtung, umfassend eine Gleichgewichtsteuerungseinheit und eine Lenkungssteuerungseinheit, wobei die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, in zumindest die folgenden Betriebszustände zu schalten: a) Einen Ruhezustand, in welchem sowohl die Gleichgewichtsteuerungseinheit als auch die Lenkungssteuerungseinheit deaktiviert sind, b) einen Balancierzustand, in welchem die Gleichgewichtsteuerungseinheit aktiviert ist und die Lenkungssteuerungseinheit deaktiviert ist, und c) einen Aktivzustand, in welchem sowohl die Gleichgewichtsteuerungseinheit als auch die Lenkungssteuerungseinheit aktiviert sind.According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a control unit for a person transport device, preferably for a self-balancing person transport device, comprising a Balance control unit and a steering control unit, the control unit being set up to switch to at least the following operating states: a) an idle state in which both the balance control unit and the steering control unit are deactivated, b) a balancing state in which the balance control unit is activated and the Steering control unit is deactivated, and c) an active state in which both the balance control unit and the steering control unit are activated.

Ein Ruhezustand ist ein Zustand mit einem deaktivierten Antriebsstrang, wobei der Ruhezustand z.B. dann vorliegen kann, wenn sich keine Füße des Benutzers auf der Trittfläche befinden.A state of rest is a state with a deactivated drive train, whereby the state of rest can be present, for example, when the user's feet are not on the step surface.

Ein Balancierzustand ist ein Zustand mit einer aktivierten Gleichgewichtsteuerung und einer deaktivierten Lenkungssteuerung, wobei der Balancierzustand z.B. vorliegen kann, wenn der Benutzer auf die Trittfläche aufsteigt oder aus der Trittfläche absteigt und nur einer seiner Füße sich auf der Trittfläche befindet.A balance state is a state with an activated balance control and a deactivated steering control, whereby the balance state can exist, for example, when the user steps on the step surface or steps off the step surface and only one of his feet is on the step surface.

Ein Aktivzustand ist ein Zustand, in dem sowohl die Gleichgewichtsteuerungseinheit als auch die Lenkungssteuerungseinheit aktiviert sind, wobei der Aktivzustand z.B. vorliegen kann, wenn der Benutzer auf die Trittfläche aufgestiegen ist und beide seiner Füße sich auf der Trittfläche befinden.An active state is a state in which both the balance control unit and the steering control unit are activated, wherein the active state can exist, for example, when the user has stepped onto the step surface and both of his feet are on the step surface.

Ein Schalten zwischen den oben genannten Zuständen hat die Vorteile, dass die Gleichgewichtsteuerung bzw. die Lenkungssteuerung je nach Zustand aktiviert oder deaktiviert wird, so dass ungewollte Bewegungen der Personentransportvorrichtung, wie z.B. Drehbewegungen bei einem Aufsteigen oder Absteigen, vermieden werden können.Switching between the above-mentioned states has the advantage that the balance control or the steering control is activated or deactivated depending on the state, so that undesired movements of the passenger transport device, such as, for example, rotational movements when climbing or dismounting, can be avoided.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerungseinheit dafür eingerichtet, von einem Betriebszustand in einen anderen Betriebszustand zu schalten, wenn wenigstens eine Übergangsbedingung von dem einen Betriebszustand in den anderen Betriebszustand erfüllt ist. Das heißt, das Schalten zwischen den Zuständen wird vorzugsweise durch die Erfüllung einer oder mehrerer Übergangsbedingungen ausgelöst. Somit können die Zustände sowie das Schalten zwischen den Zuständen gemeinsam als ein Zustandsautomat dargestellt werden.In a preferred embodiment, the control unit is set up to switch from one operating state to another operating state when at least one transition condition from one operating state to the other operating state is met. That is, the switching between the states is preferably triggered by the fulfillment of one or more transition conditions. Thus, the states as well as the switching between the states can be represented together as a state machine.

Vorzugsweise weist die Personentransportvorrichtung wenigstens eine Trittfläche auf, die einem Benutzer als Stehfläche während der Benutzung der Personentransportvorrichtung dient, wobei die Steuerungseinheit vorzugsweise dafür eingerichtet ist, eine Fußbewegung des Benutzers zu erfassen, und wobei ein Erfüllen der wenigstens einen Übergangsbedingung durch wenigstens eine erfasste Fußbewegung des Benutzers ermöglicht wird.The passenger transport device preferably has at least one step surface that serves as a standing surface for a user while using the passenger transport device, wherein the control unit is preferably set up to detect a foot movement of the user, and where the at least one transition condition is met by at least one detected foot movement of the User is enabled.

Somit wird das Schalten zwischen zwei Zuständen vorzugsweise durch eine Fußbewegung eines Benutzers oder einen Schritt einer Fußbewegung ausgelöst. Die Bewegung kann ein Aufsteigen oder ein Absteigen sein, wobei ein Aufsteigen wiederum aus mindestens zwei Schritten bestehen kann, wobei der erste Schritt ein Aufsetzen eines ersten Fußes des Benutzers auf die Trittfläche sein kann und der zweite Schritt ein Nachziehen des zweiten Fußes des Benutzers und somit ein Abschließen der Aufstiegsbewegung sein kann. In ähnlicher Weise besteht ein Absteigen auch aus mindestens zwei Schritten, wobei der erste Schritt ein Anheben eines ersten Fußes des Benutzers von der Trittfläche sein kann und der zweite Schritt ein Nachziehen des zweiten Fußes des Benutzers und somit ein Abschließen der Abstiegsbewegung sein kann.Switching between two states is thus preferably triggered by a foot movement of a user or a step of a foot movement. The movement can be climbing up or down, stepping up again consisting of at least two steps, the first step being placing a first foot of the user on the tread and the second step being followed by pulling the second foot of the user and thus can be a completion of the ascension movement. Similarly, dismounting also consists of at least two steps, wherein the first step can be lifting a first foot of the user off the tread and the second step can be dragging the second foot of the user and thus completing the descent movement.

So kann ein Zustandsübergang von einem Ruhezustand in einen Balancierzustand dadurch erfolgen, dass der Benutzer beim Aufsteigen einen seiner Füße auf die Trittfläche der Personentransportvorrichtung setzt. A state transition from a state of rest to a state of balancing can thus take place in that the user places one of his feet on the step surface of the passenger transport device when climbing up.

Ein Zustandsübergang von einem Balancierzustand in einen Aktivzustand kann dadurch erfolgen, dass der Benutzer, beim Aufsteigen den zweiten Fuß auf die Trittfläche der Personentransportvorrichtung setzt, nachdem sein erster Fuß bereits auf der Trittfläche gesetzt wurde.A state transition from a balanced state to an active state can take place in that the user places his second foot on the step surface of the passenger transport device when climbing after his first foot has already been placed on the step surface.

Ein Zustandsübergang von einem Aktivzustand in einen Balancierzustand kann dadurch erfolgen, dass beim Absteigen ein Fuß des Benutzers angehoben wird und die Trittfläche verlässt.A state transition from an active state to a balancing state can take place in that, when dismounting, a foot of the user is lifted and leaves the step surface.

Ein Zustandsübergang von einem Balancierzustand in einen Ruhezustand kann dadurch erfolgen, dass der Benutzer beim Absteigen den zweiten Fuß von der Trittfläche der Personentransportvorrichtung absetzt, nachdem sein erster Fuß bereits von der Trittfläche abgesetzt wurde.A state transition from a balanced state to a state of rest can take place in that the user puts the second foot off the step surface of the passenger transport device when stepping down after his first foot has already been put down from the step surface.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerungseinheit dafür eingerichtet, die wenigstens eine Fußbewegung durch einen oder mehrere Kraftsensoren zu erfassen. Ein Kraftsensor kann mit verschiedenen Lösungen implementiert werden, wobei er z.B. eine Wägezelle sein kann, die ähnlich wie eine Wage funktioniert, wobei die auf die Wägezelle ausgeübte Kraft beispielsweise einen Biegebalken der Wägezelle verformt und diese Verformung über einen Dehnmessstreifen (DMS) gemessen wird. Der Kraftsensor kann auch ein Force-Sensing-Resistor (FSR-Sensor) sein, wobei sich der Widerstand des FSR-Sensors abhängig von der Kraft ändert, die auf ihn wirkt.In a preferred embodiment, the control unit is set up to detect the at least one foot movement by means of one or more force sensors. A force sensor can be implemented with different solutions, for example it can be a load cell that functions similarly to a scale, where the force exerted on the load cell deforms a bending beam of the load cell, for example, and this deformation is measured via a strain gauge. The force sensor can also be a force sensing resistor (FSR sensor), the resistance of the FSR sensor changing depending on the force that acts on it.

Allerdings ist anzumerken, dass die Erfassung einer Fußbewegung nicht auf einen Kraftsensor eingeschränkt ist. Andere Sensoren können ebenso verwendet werden, um eine Fußbewegung zu erfassen, wobei die Sensoren beispielsweise einen oder mehrere der folgenden Sensoren umfassen können: optische Sensoren, die eine physische Durchbiegung messen; Sensoren, die den hydraulischen Druck in Kammern im Fahrzeug messen; kapazitive Sensoren; wegabhängige Sensoren; oder eine Kombination aus den oben genannten Sensortypen.It should be noted, however, that the detection of foot movement is not restricted to a force sensor. Other sensors can also be used to detect foot movement, which sensors can include, for example, one or more of the following sensors: optical sensors that measure physical deflection; Sensors that measure the hydraulic pressure in chambers in the vehicle; capacitive sensors; path-dependent sensors; or a combination of the above sensor types.

Vorzugsweise ist die Steuerungseinheit dafür eingerichtet, die wenigstens eine Übergangsbedingung auf Basis eines oder mehrerer der folgenden Parameter zu bestimmen: das Gesamtgewicht des Benutzers auf der Trittfläche, wenigstens eine Aufstandsfußkraft des Benutzers auf der Trittfläche, wenigstens eine zeitliche Ableitung des Gesamtgewichts des Benutzers auf der Trittfläche, wenigstens eine zeitliche Ableitung einer Aufstandsfußkraft des Benutzers auf der Trittfläche, wenigstens ein Faktor ermitteltet aus mehreren Aufstandsfußkräften des Benutzers auf der Trittfläche, wenigstens eine Geschwindigkeit der Personentransportvorrichtung.The control unit is preferably set up to determine the at least one transition condition based on one or more of the following parameters: the total weight of the user on the step surface, at least one contact force of the user on the step surface, at least one time derivative of the total weight of the user on the step surface , at least one time derivative of a contact foot force of the user on the step surface, at least one factor determined from several contact foot forces of the user on the step surface, at least one speed of the passenger transport device.

Für die Bestimmung der Übergangsbedingung bzw. für die Erfassung einer Fußbewegung sind nicht nur das Gesamtgewicht des Benutzers auf der Trittfläche bzw. eine oder mehrere Aufstandsfußkräfte des Benutzers auf der Trittfläche sondern auch ihre zeitliche Ableitungen von Bedeutung, weil sich die Aufstandsfußkräfte des Benutzers z.B. beim Aufsteigen und Absteigen zeitlich ändern. Zudem kann ein Faktor, welcher aus mehreren verteilten Aufstandsfußkräften des Benutzers auf verschiedenen Bereichen der Trittfläche ermittelt wird, für die Bestimmung bzw. die Erfassung einer Fußbewegung verwendet werden. Die Geschwindigkeit der Personentransportvorrichtung ist vorzugsweise auch zu berücksichtigen.For the determination of the transition condition or for the detection of a foot movement, not only the total weight of the user on the step surface or one or more contact foot forces of the user on the step surface but also their temporal derivatives are important, because the contact foot forces of the user e.g. when climbing and change time of descent. In addition, a factor which is determined from several distributed contact foot forces of the user in different areas of the tread surface can be used to determine or record a foot movement. The speed of the passenger transport device should preferably also be taken into account.

Die wenigstens eine Übergangsbedingung ist vorzugsweise durch einen Vergleich der einen oder mehreren Parameter mit jeweils einem vorgegebenen Schwellwert definiert.The at least one transition condition is preferably defined by comparing the one or more parameters with a predetermined threshold value in each case.

Bei der Bestimmung des Schwellwerts wenigstens einer Übergangsbedingung sind vorzugsweise ferner einer oder mehrere der folgenden zusätzlichen Parameter zu berücksichtigen: wenigstens eine gemessene oder geschätzte Bodenunebenheit, wenigstens eine Beschleunigung der Personentransportvorrichtung, wenigstens eine Gierrate der Personentransportvorrichtung, das Gewicht des Benutzers. Diese Parameter können bei der Bestimmung einer Übergangsbedingung ebenfalls eine wichtige Rolle spielen. Beispielsweise kann die Messung des Fahrergewichts durch das Überfahren von Bodenunebenheiten wie Türschwellen, abgesenkten Bordsteinen und Kopfsteinpflaster beeinflusst werden, wobei das gemessene Gewicht geringer als das tatsächliche Gewicht des Fahrers sein kann. Deswegen sind solche Bodenunebenheiten vorzugsweise bei der Bestimmung der Übergangsbedingungen mit zu berücksichtigen. Zudem kann das tatsächliche Gewicht des Benutzers auch eine wichtige Rolle spielen, wobei die eine oder die mehreren Übergangsbedingungen je nach dem Fahrergewicht variieren können.When determining the threshold value of at least one transition condition, one or more of the following additional parameters should preferably also be taken into account: at least one measured or estimated unevenness of the ground, at least one acceleration of the passenger transport device, at least one yaw rate of the passenger transport device, the weight of the user. These parameters can also play an important role in determining a transition condition. For example, the measurement of the driver's weight can be influenced by driving over uneven floors such as door sills, lowered curbs and cobblestones, with the measured weight being less than the actual weight of the driver. For this reason, such unevenness in the ground should preferably be taken into account when determining the transition conditions. In addition, the actual weight of the user can also play an important role, wherein the one or more transition conditions can vary depending on the weight of the driver.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer Personentransportvorrichtung, die eine Gleichgewichtsteuerungseinheit und eine Lenkungssteuerungseinheit umfasst, wobei das Verfahren ein Schalten in zumindest die folgenden Betriebszustände umfasst: a) einen Ruhezustand, in welchem sowohl die Gleichgewichtsteuerungseinheit als auch die Lenkungssteuerungseinheit deaktiviert sind, b) einen Balancierzustand, in welchem die Gleichgewichtsteuerungseinheit aktiviert ist und die Lenkungssteuerungseinheit deaktiviert ist, und c) einen Aktivzustand, in welchem sowohl die Gleichgewichtsteuerungseinheit als auch die Lenkungssteuerungseinheit aktiviert sind.According to a second aspect of the present invention, the object is achieved by a method for controlling a passenger transport device which comprises a balance control unit and a steering control unit, the method comprising switching into at least the following operating states: a) an idle state in which both the balance control unit and the steering control unit are also deactivated, b) a balance state in which the balance control unit is activated and the steering control unit is deactivated, and c) an active state in which both the balance control unit and the steering control unit are activated.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens nach dem zweiten Aspekt der Erfindung sind in den Ansprüchen 9-14 beansprucht.Further preferred embodiments of the method according to the second aspect of the invention are claimed in claims 9-14.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Personentransportvorrichtung, umfassend wenigstens eine Trittfläche, welche einem Benutzer als Stehfläche während der Benutzung der Personentransportvorrichtung dient, und eine Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1-7.According to a third aspect of the present invention, the object is achieved by a people transport device, comprising at least one step surface, which serves as a standing surface for a user when using the people transport device, and a control unit according to one of claims 1-7.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Steuerungseinheit für eine selbstbalancierende Personentransportvorrichtung, welche zwei oder mehr Bodenkontakteinheiten aufweist, die jeweils durch einen Motor angetrieben werden, wobei die Steuerungseinheit eine Gleichgewichtsteuerungseinheit für die Gleichgewichtsteuerung und eine Lenkungssteuerungseinheit für die Lenkungssteuerung umfasst, wobei die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, falls ein für eine gewünschte Lenkung und eine gleichzeitige Gleichgewichtsteuerung erforderliches Drehmoment des Motors einer Bodenkontakteinheit das maximale Drehmoment des Motors überschreitet, die Gleichgewichtsteuerung über die Lenkungssteuerung zu priorisieren.According to a fourth aspect of the present invention, the object is achieved by a control unit for a self-balancing passenger transport device, which has two or more ground contact units each driven by a motor, the control unit comprising a balance control unit for balance control and a steering control unit for steering control, wherein the control unit is set up, if a torque of the motor of a ground contact unit, which is required for a desired steering and a simultaneous balance control, exceeds the maximum torque of the motor, to prioritize the balance control via the steering control.

Eine Priorisierung der Gleichgewichtsteuerung über die Lenkungssteuerung kann die Stabilität einer selbstbalancierenden Personentransportvorrichtung verbessern und somit ein Umkippen der Personentransportvorrichtung vermeiden, vor allem wenn der Benutzer zu schnell beschleunigt und gleichzeitig ein Lenkkommando vorgibt.A prioritization of the balance control via the steering control can improve the stability of a self-balancing passenger transport device and thus prevent the passenger transport device from tipping over, above all if the user accelerates too quickly and gives a steering command at the same time.

Um das verfügbare Drehmoment eines Motors einer Bodenkontakteinheit zu ermitteln, sollte vorzugsweise zunächst das maximale Drehmoment des Motors, nämlich die Drehmomentgrenze des Motors, bestimmt werden. In einem bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerungseinheit daher dafür eingerichtet, das maximale Drehmoment des Motors einer Bodenkontakteinheit MMax zu bestimmen, wobei die Steuerungseinheit vorzugsweise dafür eingerichtet ist, wenigstens auf Basis eines oder mehrerer der folgenden Parameter das maximale Drehmoment des Motors MMax zu bestimmen: eine Wicklungstemperatur des Motors, ein Ladezustand wenigstens einer Batterie des Motors, die Leistungsfähigkeit der wenigstens einer Batterie des Motors, eine Drehzahl des Motors, eine interne Temperatur eines Servoverstärkers des Motors.In order to determine the available torque of a motor of a ground contact unit, the maximum torque of the motor, namely the torque limit of the motor, should preferably first be determined. In a preferred embodiment, the control unit is therefore set up to determine the maximum torque of the motor of a ground contact unit M Max , the control unit preferably being set up to determine the maximum torque of the motor M Max at least on the basis of one or more of the following parameters: a winding temperature of the motor, a state of charge of at least one battery of the motor, the capacity of the at least one battery of the motor, a speed of the motor, an internal temperature of a servo amplifier of the motor.

Ferner ist die Steuerungseinheit gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung vorzugsweise dafür eingerichtet, ein für die Gleichgewichtsteuerung der Personentransportvorrichtung erforderliches Drehmoment MGleichgewicht zu ermitteln.Furthermore, according to the fourth aspect of the invention, the control unit is preferably set up to determine a torque M equilibrium required for the equilibrium control of the passenger transport device.

Auf Basis der ermittelten MMax und MGleichgewicht kann das verfügbare Drehmoment des Motors ermittelt werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerungseinheit dafür eingerichtet, ein für eine Lenkung zur Verfügung stehendes Drehmoment des Motors MLenkungsreserve einer Bodenkontakteinheit zu ermitteln, wobei: M L e n k u n g s r e s e r v e M M a x M G l e i c h g e w i c h t .

Figure DE102019219920A1_0001
The available torque of the engine can be determined on the basis of the determined M Max and M Equilibrium. In a further preferred embodiment, the control unit is set up to determine a torque of the motor M steering reserve of a ground contact unit that is available for a steering, wherein: M. L. e n k u n G s r e s e r v e M. M. a x - M. G l e i c H G e w i c H t .
Figure DE102019219920A1_0001

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerungseinheit dafür eingerichtet, ein für eine gewünschte Lenkung nach einem Lenkungsbefehl erforderliches Drehmoment MLenkungsbetehl zu ermitteln, wobei:

  • - wenn MGleichgewicht + MLenkungsbefehl ≤ MMax , die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, das Drehmoment des Motors einer Bodenkontakteinheit auf einer Seite der Transportvorrichtung um MLenkungsbefehl zu erhöhen, und das Drehmoment des Motors einer Bodenkontakteinheit auf der anderen Seite der Transportvorrichtung um MLenkungsbefehl zu reduzieren.
  • - wenn MGleichgewicht + MLenkungsbefehl > MMax, die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, das Drehmoment des Motors einer Bodenkontakteinheit auf einer Seite der Transportvorrichtung um ein anderes Drehmoment MLenkungssteuerung zu erhöhen, und das Drehmoment des Motors einer Bodenkontakteinheit auf der anderen Seite der Transportvorrichtung um das andere Drehmoment MLenkungssteuerung zu reduzieren, wobei
M Gleichgewicht + M Lenkungssteuerung M Max .
Figure DE102019219920A1_0002
In a further preferred embodiment, the control unit is set up to determine a torque M steering command required for a desired steering according to a steering command, wherein:
  • - if M balance + M steering command ≤ M Max , the control unit is set up to increase the torque of the motor of a ground contact unit on one side of the transport device by M steering command, and the torque of the motor of a ground contact unit on the other side of the transport device by M steering command to reduce.
  • - if M balance + M steering command> M Max , the control unit is set up to increase the torque of the motor of a ground contact unit on one side of the transport device by a different torque M steering control , and the torque of the motor of a ground contact unit on the other side of the transport device to reduce the other torque M steering control , where
M. balance + M. Steering control M. Max .
Figure DE102019219920A1_0002

Wie in der Einleitung erwähnt, wird eine Lenkung einer selbstbalancierenden Personentransportvorrichtung durch einen Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Bodenkontakteinheiten realisiert. Um eine Kurvenfahrt zu ermöglichen, dreht sich eine Bodenkontakteinheit auf einer Seite schneller als eine andere Bodenkontakteinheit auf der anderen Seite. Dazu wird das Drehmoment des Motors für die eine Bodenkontakteinheit zum Beschleunigen erhöht und gleichzeitig das Drehmoment des Motors für die andere Bodenkontakteinheit verringert.As mentioned in the introduction, a self-balancing passenger transport device is steered by a speed difference between the ground contact units. To enable cornering, a ground contact unit on one side rotates faster than another ground contact unit on the other side. For this purpose, the torque of the motor for the one ground contact unit is increased for acceleration and at the same time the torque of the motor for the other ground contact unit is reduced.

Um das Gleichgewicht aufrecht zu erhalten, müssen aber das Drehmoment des Motors für die eine Bodenkontakteinheit und das Drehmoment des Motors für die andere Bodenkontakteinheit um eine gleiche Größe erhöht bzw. reduziert werden, so dass das Durchschnittsdrehmoment der Motoren unverändert bleibt und somit das Gleichgewicht der Personentransportvorrichtung nicht gestört wird.In order to maintain the balance, however, the torque of the motor for one ground contact unit and the torque of the motor for the other ground contact unit must be increased or reduced by the same amount, so that the average torque of the motors remains unchanged and thus the balance of the passenger transport device is not disturbed.

Wenn aber das MLenkungsbefehl größer als das MLenkungsreserrve eines Motors ist, ist eine Erhöhung des Drehmoments des Motors um MLenkungsbefehl nicht mehr möglich. Wenn In diesem Fall das Drehmoment des anderen Motors trotzdem um MLenkungsbefehl verringert wird, ändert sich das Durchschnittsdrehmoment der Motoren. Somit kann das Gleichgewicht der Personentransportvorrichtung nicht mehr aufrechterhalten werden. Deswegen sollte in dieser Situation erfindungsgemäß die Gleichgewichtsteuerung über die Lenkungssteuerung priorisiert werden. Insbesondere wird das Drehmoment der jeweiligen Motoren um ein Drehmoment MLenkungssteuerung erhöht bzw. verringert, welches von dem Dremoment MLenkungsbefehl verschieden ist, wobei MLenkungssteuerung gleich MLenkungsreserve oder kleiner als MLenkungsreserve ist.However, if the M steering command is greater than the M steering reserve of a motor, it is no longer possible to increase the torque of the motor by M steering command. In this case, if the torque of the other motor is reduced by M steering command anyway, the average torque of the motors changes. Thus, the equilibrium of the passenger transport device can no longer be maintained. Therefore, according to the invention, the balance control should be prioritized over the steering control in this situation. In particular, the torque of the respective motors is increased or decreased by a torque M steering control which is different from the torque M steering command, where M steering control is equal to M steering reserve or less than M steering reserve.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer selbstbalancierenden Personentransportvorrichtung, welche zwei oder mehr Bodenkontakteinheiten aufweist, die jeweils durch einen Motor angetrieben werden, wobei die Personentransportvorrichtung ferner eine Gleichgewichtsteuerungseinheit für die Gleichgewichtsteuerung und eine Lenkungssteuerungseinheit für die Lenkungssteuerung umfasst, wobei das Verfahren, falls ein für eine gewünschte Lenkung und eine gleichzeitige Gleichgewichtsteuerung erforderliches Drehmoment des Motors einer Bodenkontakteinheit das maximale Drehmoment des Motors überschreitet, die Gleichgewichtsteuerung über die Lenkungssteuerung priorisiert.According to a fifth aspect of the present invention, the object is achieved by a method for controlling a self-balancing passenger transport device which has two or more ground contact units each driven by a motor, the passenger transport device furthermore having a balance control unit for balance control and a steering control unit for steering control wherein the method comprises, if a torque of the motor of a ground contact unit required for a desired steering and a simultaneous balance control, the maximum torque of the motor exceeds the equilibrium control prioritized over the steering control.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens nach dem fünften Aspekt der Erfindung sind in den Ansprüchen 23-27 beansprucht.Further preferred embodiments of the method according to the fifth aspect of the invention are claimed in claims 23-27.

Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Personentransportvorrichtung, umfassend zwei oder mehr Bodenkontakteinheiten, die jeweils durch einen Motor angetrieben werden, und eine Steuerungseinheit nach einem der Ansprüche 16-21.According to a sixth aspect of the present invention, the object is achieved by a people transport device comprising two or more ground contact units, each driven by a motor, and a control unit according to one of claims 16-21.

Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Lenkungssteuerungseinheit zur Lenkung einer Personentransportvorrichtung, welche wenigstens eine Trittfläche aufweist, die einem Benutzer als Stehfläche während der Benutzung der Personentransportvorrichtung dient, wobei die Lenkungssteuerungseinheit dafür eingerichtet ist, basierend auf einem Lenkungsfaktor φ, der aus mindestens vier gemessenen oder ermittelten Aufstandsfußkräften jeweils für die vorderen und hinteren Fußregionen des Benutzers auf der mindestens einen Trittfläche berechnet wird, die Lenkung der Personentransportvorrichtung zu steuern, wobei die wenigstens vier Aufstandsfußkräfte sind: Aufstandsfußkraft vorne links FVL, Aufstandsfußkraft vorne rechts FVR, Aufstandsfußkraft hinten links FHL, Aufstandsfußkraft hinten rechts FHR, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkungsfaktor φ auf Basis eines Verhältnisses A/B berechnet wird, wobei A aus FVR und FHL, oder aus FVL und FHR ermittelt wird, und B aus FVL, FHL, FVR, FHR ermittelt wird.According to a seventh aspect of the present invention, the object is achieved by a steering control unit for steering a passenger transport device, which has at least one step surface that serves as a standing surface for a user when using the passenger transport device, wherein the steering control unit is set up based on a steering factor φ, which is calculated from at least four measured or determined contact foot forces for the front and rear foot regions of the user on the at least one step to control the steering of the passenger transport device, the at least four contact foot forces being: contact foot force front left F VL , contact foot force front right F VR , Rear left foot force F HL, right rear foot force F HR , characterized in that the steering factor φ is calculated on the basis of a ratio A / B, where A is derived from F VR and F HL , or from F VL and F H R is determined and B is determined from F VL , F HL , F VR , F HR .

Wie bereits in der Einleitung diskutiert, sind im Stand der Technik Lösungen bekannt, die auf Basis einer Gewichtsverlagerung bei einer Einleitung einer Kurvenfahrt Lenkkommandos ableiten. In einer beispielhaften Implementierung der Lösungen wird A aus zwei Aufstandsfußkräften auf einer Seite der Trittfläche, wie z.B. FVLund FHL, oder FVR und FHR, ermittelt. Dadurch entsteht das Problem, dass ein Aufsteigen oder ein Absteigen auch irrtümlich als ein Lenkbefehl interpretiert werden kann, welches zu ungewollten Drehungen der Personentransportvorrichtung führt.As already discussed in the introduction, solutions are known in the prior art which derive steering commands on the basis of a shift in weight when cornering is initiated. In an exemplary implementation of the solutions, A is determined from two contact foot forces on one side of the tread, such as F VL and F HL , or F VR and F HR . This creates the problem that getting on or off can also erroneously be interpreted as a steering command which leads to undesired rotations of the passenger transport device.

Bei vielen Sportarten, beispielsweise beim Snowboarden, wird eine Kurvenfahrt durch eine Drehung der Hüfte eingeleitet. Dies entspricht einer intuitiven und natürlichen Bewegung, so dass in dieser Erfindung Lösungen entwickelt werden, die dafür eingerichtet sind, auf Basis dieser Hüftdrehung Lenkbefehle abzuleiten. Im Vergleich zur Gewichtsverlagerung führt die Bewegung der Hüftdrehung zu einer unterschiedlichen Verteilung der Aufstandsfußkräfte auf der Trittfläche. Somit wird in der vorliegenden Erfindung A vorzugsweise aus zwei Aufstandsfußkräften auf einer diagonalen Linie der Trittfläche, nämlich FVR und FHL, oder FVL und FHR ermittelt. Dadurch kann ein Aufsteigen oder ein Aussteigen nicht mehr als ein Lenkbefehl interpretiert werden, sodass ungewollte Bewegungen der Personentransportvorrichtung vermieden werden können.In many sports, for example snowboarding, cornering is initiated by turning the hip. This corresponds to an intuitive and natural movement, so that in this invention solutions are developed which are set up to derive steering commands on the basis of this hip rotation. Compared to shifting weight, the movement of the hip rotation leads to a different distribution of the contact foot forces on the tread surface. Thus, in the present invention, A is preferably determined from two contact foot forces on a diagonal line of the tread, namely F VR and F HL , or F VL and F HR . As a result, getting on or off can no longer be interpreted as a steering command, so that unwanted movements of the passenger transport device can be avoided.

Vorzugsweise wird der Lenkungsfaktor φ auf Basis des Verhältnisses F V R + F H L F V L + F H L F V R + F H R

Figure DE102019219920A1_0003
oder des Verhältnisses F V L + F H R F V L + F H L + F V R + F H R
Figure DE102019219920A1_0004
berechnet.Preferably, the steering factor is φ based on the ratio F. V R. + F. H L. F. V L. + F. H L. F. V R. + F. H R.
Figure DE102019219920A1_0003
or the relationship F. V L. + F. H R. F. V L. + F. H L. + F. V R. + F. H R.
Figure DE102019219920A1_0004
calculated.

Die wenigstens vier Aufstandsfußkräfte können vorzugsweise durch wenigstens vier Kraftsensoren erfasst oder ermittelt werden, wobei die wenigstens vier Kraftsensoren vorzugsweise Dehnungsmessstreifen sind. Die Kraftsensoren können auch FSR-Sensoren oder andere Sensoren sein, die dafür geeignet sind, Druck- oder Zugkräfte zu messen oder zu ermitteln.The at least four contact foot forces can preferably be detected or determined by at least four force sensors, the at least four force sensors preferably being strain gauges. The force sensors can also be FSR sensors or other sensors that are suitable for measuring or determining compressive or tensile forces.

Die Aufstandsfußkräfte können entweder direkt gemessen werden oder indirekt ermittelt werden. In einer möglichen Ausführungsform nach dem siebten Aspekt der Erfindung werden die Fußkräfte nicht direkt gemessen. Stattdessen wird die Verformung des Fahrzeugs aufgrund der Aufstandsfußkräfte mittels Dehnmessstreifen gemessen. Daraus lassen sich die Aufstandsfußkräfte mit mathematischen Verfahren rekonstruieren. Die verwendeten Sensoren beschränken sich nicht auf Kraftsensoren wie Dehnungsmessstreifen oder FSR-Sensoren, sie können auch andere Sensoren umfassen, wie z.B. optische Sensoren, die eine physikalische Durchbiegung messen; Sensoren, die den hydraulischen Druck in Kammern im Fahrzeug messen; kapazitive Sensoren; wegabhängige Sensoren; oder eine Kombination aus den oben genannten Sensortypen.The contact foot forces can either be measured directly or determined indirectly. In a possible embodiment according to the seventh aspect of the invention, the foot forces are not measured directly. Instead, the deformation of the vehicle due to the foot forces is measured using strain gauges. From this, the uprising foot forces can be reconstructed using mathematical methods. The sensors used are not limited to force sensors such as strain gauges or FSR sensors, they can also include other sensors such as optical sensors that measure physical deflection; Sensors that measure the hydraulic pressure in chambers in the vehicle; capacitive sensors; path-dependent sensors; or a combination of the above sensor types.

Die erfassten Sensordaten können kabelgebunden oder kabellos übertragen werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die erfassten Sensordaten durch wenigstens eine drahtlose Schnittstelle übertragen, wobei die wenigstens eine drahtlose Schnittstelle eine optische Schnittstelle, eine induktive Schnittstelle oder eine Funkschnittstelle ist. Eine drahtlose Schnittstelle kann vor allem in einer klappbaren Personentransportvorrichtung verwendet werden, wobei die Gefahr eines Kabelknickens oder Kabelbruchs durch ein Klappen der Personentransportvorrichtung vermieden werden kann.The recorded sensor data can be transmitted wired or wirelessly. In a further preferred embodiment, the detected sensor data are transmitted through at least one wireless interface, the at least one wireless interface being an optical interface, an inductive interface or a radio interface. A wireless interface can be used primarily in a foldable passenger transport device, whereby the risk of a cable kinking or breaking can be avoided by folding the passenger transport device.

Die Lenkungssteuerungseinheit ist vorzugsweise ferner dafür eingerichtet, eine von dem Benutzer gewünschte Gierrate Yawdesired der Personentransportvorrichtung basierend auf dem Lenkungsfaktor φ zu ermitteln.The steering control unit is preferably also set up to determine a yaw rate Yaw desired by the user of the passenger transport device based on the steering factor φ.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lenkungssteuerungseinheit dafür eingerichtet, die ermittelten gewünschte Gierrate Yawdesired in einen Regelkreis einzugeben, vorzugsweise in einen geschlossenen PID-Regelkreis, welcher dazu eingerichtet ist, die Lenkung der Personentransportvorrichtung zu regeln. Der Regelkreis kann einer Abweichung der gemessenen Gierrate von der gewünschten Gierrate Yawdesired kontinuierlich entgegenwirken.In a preferred embodiment, the steering control unit is set up to input the determined desired yaw rate Yaw desired into a control loop, preferably in a closed PID control loop, which is set up to control the steering of the passenger transport device. The control loop can continuously counteract a deviation of the measured yaw rate from the desired yaw rate Yaw desired.

Die Steuerungseinheit ist ferner vorzugsweise dafür eingerichtet, beim Ermitteln des Yawdesired zusätzliche Daten wie interne Kräfte in der Personentransportvorrichtung, Geschwindigkeit der Personentransportvorrichtung, Fahrmodus, etc. zu berücksichtigen. Interne Kräfte entstehen beispielsweise durch das Drehmoment eines Motors. Je höher das Motordrehmoment, desto stärker verwindet sich das Chassis, da das Motormoment an verschiedenen Punkten in das Chassis eingeleitet wird. Diese internen Kräfte können durch die Sensoren mitgemessen werden, gehen aber nicht auf einen tatsächlich eingegebenen Lenkungbefehl zurück, so dass diese Kräfte das Ergebnis der Gierratenermittlung verfälschen könnte. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden solche Krafteinflüsse bei der Ermittlung von Yawdesired entfernt.The control unit is furthermore preferably set up to take into account additional data such as internal forces in the passenger transport device, speed of the passenger transport device, driving mode, etc. when determining the desired yaw. Internal forces arise, for example, from the torque of a motor. The higher the engine torque, the more twisted the chassis, since the engine torque is introduced into the chassis at different points. These internal forces can also be measured by the sensors, but are not based on a steering command actually entered, so that these forces could falsify the result of the yaw rate determination. According to one embodiment of the invention, such force influences are removed when determining Yaw desired.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Personentransportvorrichtung wenigstens zwei Bodenkontakteinheiten, die jeweils durch einen Motor angetrieben werden, wobei der Regelkreis dafür eingerichtet ist, die Differenz der Drehmomente zwischen den Motoren der wenigstens zwei Bodenkontakteinheiten einzustellen, um eine Lenkung der Personentransportvorrichtung zu ermöglichen.In a further preferred embodiment, the passenger transport device comprises at least two ground contact units, each of which is driven by a motor, the control loop being set up to adjust the torque difference between the motors of the at least two ground contact units in order to enable the passenger transport device to be steered.

Wie bereits diskutiert, wird eine Lenkung der Personentransportvorrichtung vorzugsweise dadurch realisiert, dass das Drehmoment des Motors für ein Rad auf einer Seite zum Beschleunigen erhöht wird und gleichzeitig das Drehmoment des Motors für das andere Rad auf einer anderen Seite verringert wird. Der Regelkreis ist vorzugsweise dafür eingerichtet, die Differenz der Drehmomente auf Basis des Lenkungsbefehls einzustellen.As already discussed, steering of the passenger transport device is preferably implemented by increasing the torque of the motor for one wheel on one side for acceleration and at the same time reducing the torque of the motor for the other wheel on the other side. The control loop is preferably set up to set the difference between the torques on the basis of the steering command.

Gemäß eines achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Lenkungssteuerung einer Personentransportvorrichtung mit wenigstens einer Trittfläche, welche einem Benutzer als Stehfläche während der Benutzung der Personentransportvorrichtung dient, umfassend: Messen oder Ermitteln von mindestens vier Aufstandsfußkräften der beiden Füße des Benutzers jeweils für die vorderen und hinteren Fußregionen auf der Trittfläche, wobei die mindestens vier Aufstandsfußkräfte sind: Aufstandsfußkraft vorne links FVL, Aufstandsfußkraft vorne rechts FVR, Aufstandsfußkraft hinten links FHL, Aufstandsfußkraft hinten rechts FHR; Berechnen eines Lenkungsfaktors φ auf Basis eines Verhältnisses A/B, wobei A aus FVR und FHL, oder aus FVL und FHR ermittelt wird, und B aus FVL, FHL, FVR, FHR ermittelt wird.According to an eighth aspect of the present invention, the object is achieved by a method for steering control of a passenger transport device with at least one step surface, which serves as a standing surface for a user while using the passenger transport device, comprising: measuring or determining at least four contact foot forces of the two feet of the user in each case for the front and rear foot regions on the tread area, the at least four contact foot forces being: contact foot force front left F VL , contact foot force front right F VR , contact foot force rear left F HL , contact foot force rear right F HR ; Calculating a steering factor φ on the basis of a ratio A / B, with A being determined from F VR and F HL , or from F VL and F HR , and B being determined from F VL , F HL , F VR , F HR .

Weitere bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens nach dem achten Aspekt der Erfindung sind in den Ansprüchen 38-44 beansprucht.Further preferred embodiments of the method according to the eighth aspect of the invention are claimed in claims 38-44.

Gemäß eines neunten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Personentransportvorrichtung, umfassend mindestens eine Trittfläche und eine Lenkungssteuerungseinheit nach einem der Ansprüche 29-36.According to a ninth aspect of the present invention, the object is achieved by a people transport device comprising at least one step surface and a steering control unit according to one of claims 29-36.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 Eine schematische Darstellung eines Zustandsautomats für eine Personentransportvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 2 Ein Flussdiagram für ein Schalten in verschiedene Zustände des Zustandsautomats der 1 mit verschiedenen Übergangsbedingungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 3 Eine schematische Darstellung der Drehmomentänderung der Motoren der Bodenkontakteinheiten einer Personentransportvorrichtung mit einem das verfügbare Drehmoment der einzelnen Motoren nicht überschreitenden Lenkungsbefehl,
  • 4 Eine schematische Darstellung der Drehmomentänderung der Motoren der Bodenkontakteinheiten einer Personentransportvorrichtung mit einem das verfügbare Drehmoment der einzelnen Motoren überschreitenden Lenkungsbefehl gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 5 Eine schematische Darstellung der physikalischen Eigenschaften eines elektrischen Motors,
  • 6 Eine schematische Darstellung verteilter Aufstandsfußkräfte auf einer Trittfläche einer Personentransportvorrichtung,
  • 7 Eine beispielhafte Darstellung eines ermittelten Steuerungsfaktors auf Basis einer Gewichtsverlagerung,
  • 8 Eine beispielhafte Darstellung eines ermittelten Steuerungsfaktors nach einer Lösung in der vorliegenden Erfindung auf Basis einer Hüftdrehung, und
  • 9 Eine schematische Darstellung eines Regelkreises zur Lenkungssteuerung einer Personentransportvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
The invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 A schematic representation of a state machine for a passenger transport device according to an embodiment of the present invention,
  • 2 A flowchart for switching to different states of the state machine of the 1 with different transition conditions according to an embodiment of the present invention,
  • 3 A schematic representation of the change in torque of the motors of the ground contact units of a passenger transport device with a steering command that does not exceed the available torque of the individual motors,
  • 4th A schematic representation of the change in torque of the motors of the ground contact units of a passenger transport device with a steering command exceeding the available torque of the individual motors according to an embodiment of the present invention,
  • 5 A schematic representation of the physical properties of an electric motor,
  • 6th A schematic representation of distributed contact foot forces on a step surface of a passenger transport device,
  • 7th An exemplary representation of a determined control factor based on a weight shift,
  • 8th An exemplary illustration of a determined control factor according to a solution in the present invention on the basis of a hip rotation, and
  • 9 A schematic representation of a control loop for steering control of a passenger transport device according to an embodiment of the present invention

Zustandsautomat einer PersonentransportvorrichtungState machine of a people transportation device

1 zeigt ein Zustandsautomat für eine Personentransportvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Personentransportvorrichtung ist vorzugsweise ein Segway oder ein E-Board mit einer Trittfläche und zwei Bodenkontakteinheit, wobei die Personentransportvorrichtung eine Steuerungseinheit umfasst, die wiederum eine Gleichgewichtssteuerungseinheit und eine Lenkungssteuerungseinheit umfasst. Die Steuerungseinheit der Personentransportvorrichtung hat vorzugsweise drei Zustände: a) Einen Ruhezustand 10, in welchem sowohl die Gleichgewichtsteuerungseinheit als auch die Lenkungssteuerungseinheit deaktiviert sind, b) Einen Balancierzustand 20, in welchem die Gleichgewichtsteuerungseinheit aktiviert ist und die Lenkungssteuerungseinheit deaktiviert ist, und c) Einen Aktivzustand 30, in welchem sowohl die Gleichgewichtsteuerungseinheit als auch die Lenkungssteuerungseinheit aktiviert sind. 1 FIG. 13 shows a state machine for a passenger transportation device according to an embodiment of the present invention. The passenger transport device is preferably a Segway or an e-board with a step surface and two ground contact units, the passenger transport device comprising a control unit, which in turn comprises a balance control unit and a steering control unit. The control unit of the passenger transport device preferably has three states: a) An idle state 10 , in which both the balance control unit and the steering control unit are deactivated, b) a balance state 20th in which the balance control unit is activated and the steering control unit is deactivated, and c) an active state 30th in which both the balance control unit and the steering control unit are activated.

Die Schaltung zwischen den oben genannten Zuständen wird vorzugsweise durch die in 1 dargestellten Fußbewegungen des Benutzers ausgelöst, die die Übergangbedingungen zwischen den einzelnen Zuständen definieren.The switching between the above-mentioned states is preferably carried out by the in 1 displayed foot movements of the user triggered, which define the transition conditions between the individual states.

Es ist anzumerken, dass ein Fachmann nach Bedarf auch weitere Zustände definieren und hinzufügen kann.It should be noted that a person skilled in the art can also define and add further states as required.

Um eine automatische Schaltung zwischen den Zuständen zu ermöglichen, sollte die Personentransportvorrichtung in der Lage sein, die Fußbewegungen des Benutzers zu erkennen. Vorzugsweise werden die Fußbewegungen durch eine oder mehrere Kraftsensoren erfasst oder ermittelt, es sind aber auch andere Sensoren für die Erfassung der Fußbewegungen denkbar. Bei der Bestimmung der Übergangsbedingungen können auch andere Parameter von Bedeutung sein, z.B. das Gewicht des Benutzers auf der Trittfläche, eine oder mehrere Aufstandsfußkräfte des Benutzers auf der Trittfläche sowie ihre zeitlichen Ableitungen, die Geschwindigkeit der Personentransportvorrichtung, usw.In order to enable automatic switching between the states, the passenger transport device should be able to recognize the foot movements of the user. The foot movements are preferably recorded or determined by one or more force sensors, but other sensors for recording the foot movements are also conceivable. When determining the transition conditions, other parameters can also be of importance, e.g. the weight of the user on the step surface, one or more contact foot forces of the user on the step surface as well as their time derivatives, the speed of the passenger transport device, etc.

Zudem sind auch vorzugsweise variierende Umgebungsbedingungen wie Umwelteinflüsse bzw. Benutzereigenschaften bei der Bestimmung der Übergangsbedingungen mit zu berücksichtigen. Diese sind beispielsweise das Benutzergewicht, die Bodenbeschaffenheit, Querkräfte bei einer Kurvenfahrt, eine Fußgröße, eine Schuhsole, eine geringe Verzögerung der Aufstiegserkennung, eine geringe Verzögerung der Abstiegserkennung, die Umweltbeständigkeit der Sensoren gegenüber Temperatur, Nässe, usw.In addition, preferably varying environmental conditions such as environmental influences or user properties are also to be taken into account when determining the transition conditions. These are, for example, the user's weight, the nature of the ground, lateral forces when cornering, a foot size, a shoe sole, a slight delay in ascending detection, a slight delay in ascending detection, the environmental resistance of the sensors to temperature, moisture, etc.

Die Schaltung zwischen den Zuständen wird in 2 beispielsweise durch ein Flussdiagramm anschaulich dargestellt. Wie aus 2 ersichtlich ist, wird die Schaltung durch die Erfüllung einer oder mehrerer Übergangsbedingungen ausgelöst.The circuit between the states is shown in 2 for example clearly illustrated by a flow chart. How out 2 can be seen, the circuit is triggered by the fulfillment of one or more transition conditions.

Wie oben diskutiert, spielt zunächst das Benutzergewicht eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Übergangsbedingungen. Das Benutzergewicht wird vorzugsweise auch durch eine oder mehrere in der Personentransportvorrichtung verbauten Kraftsensoren wie z.B. Dehnungsmessstreifen oder FSR-Sensoren erfasst oder ermittelt. Die Messwerte der Dehnmessstreifen werden vorzugsweise mit einem digitalen FIR-Filter („Finite Impulse Response“ Filter) mit einer Grenzfrequenz von 8 Hz gefiltert, womit die Sensibilität der Steuerung gegenüber beispielsweise Bodenwellen und -kanten reduziert werden kann. Zur besseren einfacheren Weiterverwendung dieser Variable kann vorzugsweise ein sogenannte „RiderWeightFactor“ (Fahrergewichtsfaktor) eingeführt. Dieser normiert das gemessene Gewicht auf ein Referenzgewicht von z.B. 80 kg. So kann das Steuerungssystem schnell auf ein anderes Fahrergewicht angepasst werden. Um auch leichte Fahrer erkennen zu können, muss der Schwellwert, ab dem der Benutzer als vorhanden wahrgenommen wird, gering genug sein. Gleichzeitig muss der Wert aber über den durch eine reine Sensordrift erreichten Werten liegen, um ein zufälliges Aktivieren der Personentransportvorrichtung zu verhindern, wobei es z.B. vermieden werden soll, auf die Trittfläche gesprungene Katzen oder Hunde als Benutzer zu erkennen und somit den Verkehr zu gefährden. Der Schwellwert für das Aktivieren des Antriebsstranges wurde in iterativen Versuchen vorzugsweise auf 32 kg festgelegt, welches einem „RiderWeightFactor“ von 0,4 entspricht.As discussed above, the user weight initially plays an important role in determining the transition conditions. The user weight is preferably also recorded or determined by one or more force sensors built into the passenger transport device, such as, for example, strain gauges or FSR sensors. The measured values of the strain gauges are preferably filtered with a digital FIR filter (“Finite Impulse Response” filter) with a cut-off frequency of 8 Hz, which can reduce the sensitivity of the controller to bumps and edges, for example. A so-called “RiderWeightFactor” (rider weight factor) can preferably be introduced for better, easier further use of this variable. This normalizes the measured weight to a reference weight of e.g. 80 kg. In this way, the control system can be quickly adapted to a different driver weight. In order to also be able to recognize light drivers, the threshold value from which the user is perceived as present must be low enough. At the same time, however, the value must be above the values achieved by a pure sensor drift in order to prevent accidental activation of the passenger transport device, whereby it should be avoided, for example, to recognize cats or dogs that have jumped onto the step surface as users and thus endanger the traffic. The threshold value for activating the drive train was preferably set at 32 kg in iterative tests, which corresponds to a “RiderWeightFactor” of 0.4.

Bei der Ermittlung des Benutzergewichts sowie verteilter Aufstandsfußkräfte sollte vorzugsweise auch der Einfluss der Variationen der verschiedenen Schuhgrößen berücksichtigt werden. Um eine Robustheit gegenüber verschiedenen Schuhgrößen zu erreichen, können die Fußkräfte beispielsweise durch eine aus Kohlefaser-verstärktem Kunststoff gebildete Oberschale der Trittfläche gleichmäßig in eine aus Aluminium mit integrierten Dehnmessstreifen gebildete Unterseite eingeleitet werden. Somit ist der Kraftfluss bei dem Großteil der zu erwartenden Fußgrößen (statistisch liegen circa 85% der Schuhgrößen zwischen 36 und 44) annähernd identisch, sodass das Steuerungssystem gegenüber Variationen der Schuhgrößen robust ist.When determining the user weight and the distributed contact foot forces, the influence of the variations in the different shoe sizes should preferably also be taken into account. In order to achieve robustness in relation to different shoe sizes, the foot forces can be introduced evenly into an underside made of aluminum with integrated strain gauges, for example through an upper shell of the tread surface made of carbon fiber-reinforced plastic. Thus, the flow of force is almost identical for the majority of the expected foot sizes (statistically approx. 85% of the shoe sizes are between 36 and 44), so that the control system is robust against variations in shoe sizes.

Wenn das gemessene Gesamtgewicht des Benutzers auf der Trittfläche unter einem vordefinierten Schwellwert ist, ist der Antriebsstrang deaktiviert. Somit schaltet die Steuerungseinheit der Personentransportvorrichtung in den „Ruhezustand“.If the measured total weight of the user on the step is below a predefined threshold value, the drive train is deactivated. The control unit of the passenger transport device thus switches to the “idle state”.

Falls das gemessene Gesamtgewicht des Benutzers den Schwellwert überschreitet, soll die Gleichgewichtsteuerungseinheit eingeschaltet werden. Vorzugsweise wird aber noch durch Prüfen weiterer Übergangsbedingungen bestimmt, ob die Steuerungseinheit in einen Balancierzustand oder in einen Aktivzustand schalten soll. Wenn die gemessene Gewichtsverteilung des Benutzers mittig ist, schaltet die Steuerungseinheit in den „Aktivzustand“, wobei sowohl die Gleichgewichtssteuerungseinheit als auch die Lenkungssteuerungseinheit aktiviert sind.If the measured total weight of the user exceeds the threshold value, the balance control unit should be switched on. However, by checking further transition conditions, it is preferably also determined whether the control unit should switch to a balancing state or to an active state. If the measured weight distribution of the user is in the middle, the control unit switches to the “active state”, whereby both the balance control unit and the steering control unit are activated.

Falls die gemessene Gewichtsverteilung des Benutzers nicht mittig ist, wird vorzugsweise weiter geprüft, ob die Geschwindigkeit der Personentransportvorrichtung einen vordefinierten Schwellwert überschreitet und ob eine Kurvenfahrt gerade eingeleitet wird. Ist das Ergebnis dieser Prüfung „nein“, soll die Lenkungssteuerungseinheit deaktiviert werden. Somit schaltet die Steuerungseinheit in den „Balancierzustand“, sodass ungewollte Drehbewegungen beim Aufsteigen oder Absteigen vermieden werden können. Ist das Ergebnis dieser Prüfung „ja“, schaltet die Steuerungseinheit in den „Aktivzustand“.If the measured weight distribution of the user is not centered, a further check is preferably carried out to determine whether the speed of the passenger transport device exceeds a predefined threshold value and whether cornering is currently being initiated. If the result of this test is “no”, the steering control unit should be deactivated. Thus, the control unit switches to the “balancing state” so that unwanted rotary movements when climbing or dismounting can be avoided. If the result of this test is "yes", the control unit switches to the "active state".

Besonders hervorzuheben ist die Überprüfung „Geschwindigkeit über Schwellwert und Kurvenfahrt“, die die Robustheit gegenüber Querbeschleunigungen erhöhen kann, die beispielsweise aus Kurvenfahrten resultieren können. So wird die Lenkung trotz ungleicher Gewichtsverteilung nicht deaktiviert, wenn das Fahrzeug eine gewisse Geschwindigkeit hat und gleichzeitig eine Kurve gefahren wird. Die Detektion, ob eine Kurve gefahren wird, kann beispielsweise mit einem Vergleich der Drehrate des Hochachsen-Gyroskops mit einem vorher festgelegten Schwellwert erfolgen.Particularly noteworthy is the "speed above threshold and cornering" check, which can increase the robustness against lateral accelerations that can result from cornering, for example. In spite of the uneven weight distribution, the steering is not deactivated when the vehicle is at a certain speed and a curve is being driven at the same time. The detection of whether a curve is being driven can be done, for example, by comparing the rate of rotation of the vertical axis gyroscope with a previously defined threshold value.

Priorisierung der Gleichgewichtsteuerung über die LenkungssteuerungPrioritization of the balance control via the steering control

Wie bereits in der Beschreibungseinleitung diskutiert wurde, konkurriert die die Lenkungssteuerung mit der Gleichgewichtssteuerung einer selbstbalancierenden Personentransportvorrichtung. Um die Stabilität der Personentransportvorrichtung aufrechtzuerhalten und ein Umkippen zu vermeiden, wird die Steuerungseinheit in der vorliegenden Erfindung dafür eingerichtet, die Gleichgewichtsteuerung über die Lenkungssteuerung zu priorisieren.As already discussed in the introduction to the description, the steering control competes with the balance control of a self-balancing passenger transport device. In order to maintain the stability of the passenger transport device and to avoid tipping over, the control unit in the present invention is set up to prioritize the balance control over the steering control.

3 und 4 zeigen jeweils eine schematische Darstellung der Drehmomentänderung der Motoren der Bodenkontakteinheiten einer Personentransportvorrichtung mit einem Lenkungsbefehl gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei in 3 der Lenkungsbefehl das verfügbare Drehmoment eines Motors nicht überschritten hat, während in 4 der Lenkungsbefehl das verfügbare Drehmoment eines Motors überschritten hat. 3 and 4th each show a schematic representation of the change in torque of the motors of the ground contact units of a passenger transport device with a steering command according to an embodiment of the invention, with FIG 3 the steering command has not exceeded the available torque of a motor, while in 4th the steering command has exceeded the available torque of a motor.

In 3 und 4 werden jeweils die Drehmomentänderung der Motoren durch mehrere Teilfiguren gezeigt, wobei in jeder Teilfigur das Drehmoment des Motors der linken Bodenkontakteinheit und das Drehmoment des Motors der rechten Bodenkontakteinheit gemeinsam dargestellt werden. Wie vorher bereits diskutiert, wird zur Ermöglichung einer Lenkung vorzugsweise das Drehmoment des Motors für eine Bodenkontakteinheit zum Beschleunigen erhöht und gleichzeitig das Drehmoment des Motors für eine andere Bodenkontakteinheit verringert. Um das Gleichgewicht aufrecht zu erhalten, müssen aber das Drehmoment des Motors für die eine Bodenkontakteinheit und das Drehmoment des Motors für die andere Bodenkontakteinheit um eine gleiche Größe erhöht bzw. reduziert werden, so dass das Durchschnittsdrehmoment der Motoren unverändert bleibt und somit das Gleichgewicht der Personentransportvorrichtung nicht gestört wird.In 3 and 4th the torque change of the motors is shown by several partial figures, with the torque of the motor of the left ground contact unit and the torque of the motor of the right ground contact unit being shown together in each partial figure. As previously discussed, to enable steering, the torque of the motor for one ground contact unit is preferably increased for acceleration and at the same time the torque of the motor for another ground contact unit is reduced. In order to maintain the balance, however, the torque of the motor for one ground contact unit and the torque of the motor for the other ground contact unit must be increased or reduced by the same amount, so that the average torque of the motors remains unchanged and thus the balance of the passenger transport device is not disturbed.

Teilfigur a) der 3 zeigt das benötigte Drehmoment der jeweiligen Motoren für die Gleichgewichtsteuerung, wenn ein Benutzer z.B. entlang einer gerade Linie beschleunigt, wobei das gleiche Drehmoment MGleichgewicht für den linken Motor bzw. für den rechten Motor für die Gleichgewichtsteuerung benötigt wird, sodass das durchschnittliche Drehmoment der beiden Motoren gleich MGleichgewicht ist. Das maximale Drehmoment MMax sowie das für die Lenkung noch verfügbare Drehmoment MLenkungsreserve der jeweiligen Motoren sind auch dargestellt.Partial figure a) the 3 shows the required torque of the respective motors for the balance control, when a user, for example, accelerates along a straight line, whereby the same torque M required balance for the left motor or the right motor for the balance control, so that the average torque of the two motors equals M equilibrium . The maximum torque M Max and the torque M steering reserve still available for the steering of the respective motors are also shown.

Falls der Benutzer während dieser Beschleunigung noch eine Kurvenfahrt einleiten möchte, werden die Motoren noch weiter belastet. Teilfigur b) der 3 zeigt eine theoretische Drehmomentänderung mit dem Lenkungsbefehl nach links und c) der 3 zeigt das tatsächlich resultierende Drehmoment der Motoren mit dem Lenkungsbefehl.If the user still wants to initiate cornering during this acceleration, the motors are loaded even further. Partial figure b) the 3 shows a theoretical change in torque with the steering command to the left and c ) the 3 shows the actually resulting torque of the motors with the steering command.

Um dem Lenkungsbefehl nach links zu folgen, sind idealerweise das Drehmoment des rechten Motors um ein nach dem Lenkungsbefehl erforderliches Drehmoment MLenkungsbetehl zu erhöhen und das Drehmoment des linken Motors um das MLenkungsbefehl zu reduzieren.In order to follow the steering command to the left, ideally the torque of the right motor is to be increased by a torque M steering command required after the steering command and the torque of the left motor is to be reduced by the M steering command.

Aus der Teilfigur b) der 3 ist ersichtlich, dass MLenkungsbefehl das verfügbare Drehmoment MLenkungsreserve des rechten Motors nicht überschritten hat. Somit kann, wie c) der 4 zeigt, das Drehmoment des rechten Motors ohne Probleme um MLenkungsbefehl erhöht werden und das Drehmoment des linken Motors um MLenkungsbefehl reduziert werden, wobei das Durchschnittsdrehmoment der beiden Motoren unverändert bleibt, so dass die Gleichgewichtsteuerung nicht beeinflusst wird.From the partial figure b) the 3 it can be seen that M steering command has not exceeded the available torque M steering reserve of the right motor. So how can c ) the 4th shows the torque of the right engine around with no problem M steering command can be increased and the torque of the left motor can be reduced by M steering command, the average torque of the two motors remaining unchanged, so that the balance control is not affected.

4 besteht in analoger Weise ebenfalls aus mehreren Teilfiguren. Aus der Teilfigur a) der 4 ist ersichtlich, dass im Vergleich zu 3 mehr Drehmoment für die Gleichgewichtsteuerung in 4 benötigt wird. Dies entspricht z.B. dem Fall, dass ein Benutzer sehr schnell entlang einer geraden Linie beschleunigt und somit die Motoren mit einem sehr großen Anteil ihres maximalen Drehmoments belastet, z.B. 90%, bereits belastet sind. Wenn ein Benutzer in dieser Situation noch eine Kurvenfahrt einleiten möchte, welche z.B. eine Erhöhung des Drehmoments des rechten Motors um 20% und eine Reduzierung des Drehmoments des linken Motors um 20% benötigt, soll der rechte Motor theoretisch mit 90% + 20% = 110 % belastet werden, wie Teilfigur b) der 4 darstellt. Eine Motorbelastung über 100% ist aber nicht möglich. Somit erhöht sich das Drehmoment des rechten Motors auf maximal 100% des maximalen Drehmoments MMax, während das Drehmoment des linken Motors auf 90% - 20% = 70 % reduziert wird. Infolgedessen ändert sich das Durchschnittsdrehmoment der Motoren von 90% auf 85%, wobei die Gleichgewichtsteuerung gestört wird und eventuell ein Umkippen verursacht wird. 4th consists in an analogous manner of several sub-figures. From the partial figure a) the 4th can be seen that compared to 3 more torque for balance control in 4th is needed. This corresponds, for example, to the case that a user accelerates very quickly along a straight line and the motors are thus loaded with a very large proportion of their maximum torque, for example 90%, are already loaded. If a user wants to initiate cornering in this situation, which e.g. requires an increase in the torque of the right motor by 20% and a reduction in the torque of the left motor by 20%, the right motor should theoretically be 90% + 20% = 110 % are charged as part of figure b) the 4th represents. However, an engine load over 100% is not possible. Thus, the torque of the right motor increases to a maximum of 100% of the maximum torque M Max , while the torque of the left motor is reduced to 90% - 20% = 70%. As a result, the average torque of the motors changes from 90% to 85%, disturbing the balance control and possibly causing overturning.

Um das Problem zu lösen, wird die Steuerungseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung dafür eingerichtet, die Gleichgewichtsteuerung zu priorisieren, wobei die Lösung beispielsweise in c) und d) der 4 dargestellt ist. c) zeigt die ermittelte Drehmomentänderung der jeweiligen Motoren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und d) zeigt das dadurch resultierende Drehmoment der Motoren.In order to solve the problem, the control unit according to the exemplary embodiment of the invention is set up to prioritize the equilibrium control, the solution being for example in c ) and d) the 4th is shown. c ) shows the determined torque change of the respective motors according to an embodiment of the present invention and d ) shows the resulting torque of the motors.

Wenn das nach dem Lenkungsbefehl erforderliche zusätzliche Drehmoment MLenkungsbefehl das verfügbare Drehmoment MLenkungsreserve eines Motors überschreitet, ist die Steuerungseinheit vorzugsweise dafür eingerichtet, das Drehmoment des Motors um ein anderes Drehmoment MLenkungssteuerung zu erhöhen, und das Drehmoment eines anderen Motors um dieses andere Drehmoment MLenkungssteuerung zu reduzieren, wobei MLenkungssteuerung gleich oder kleiner als das verfügbare Drehmoment MLenkungsreserve ist. Dadurch bleibt das Durchschnittsdrehmoment der Motoren unverändert, sodass die Stabilität der Personentransportvorrichtung aufrechterhalten werden kann.If the additional torque M steering command required after the steering command exceeds the available torque M steering reserve of a motor, the control unit is preferably set up to increase the torque of the motor by a different torque M steering control , and the torque of another motor by this different torque M Reduce steering control , where M steering control is equal to or less than the available torque M steering reserve . As a result, the average torque of the motors remains unchanged, so that the stability of the people mover can be maintained.

Im Folgenden wird erklärt, wie das maximale Drehmoment eines Elektromotors bestimmt werden kann.The following explains how the maximum torque of an electric motor can be determined.

Das Drehmoment eines Elektromotors ist proportional zum Strom, der durch ihn fließt. Dies gilt sowohl für gängige Gleichstrommotoren als auch für moderne permanentmagnetische Synchronmotoren. Das bedeutet, dass das maximale Motordrehmoment proportional zum maximalen Strom ist, der im aktuellen Betriebspunkt durch den Motor fließen kann. Das Verhältnis zwischen Strom und Drehmoment wird durch eine sogenannte „Maschinenkonstante“ „C × φ“ definiert: IMot × C × φ = MMot.The torque of an electric motor is proportional to the current flowing through it. This applies to both common DC motors and modern permanent magnet synchronous motors. This means that the maximum motor torque is proportional to the maximum current that can flow through the motor at the current operating point. The relationship between current and torque is defined by a so-called "machine constant""C × φ": I Mot × C × φ = M Mot .

Gleichzeitig wird in den Wicklungen des Motors eine induzierte Spannung (UBEMF) erzeugt, deren Spannung proportional zur Drehzahl des Motors ist. Bei einem Nullwert der Umdrehungen pro Minute (rpm) des Motors ist die Spannung auch Null.At the same time, an induced voltage (U BEMF ) is generated in the windings of the motor, the voltage of which is proportional to the speed of the motor. If the revolutions per minute (rpm) of the motor is zero, the voltage is also zero.

Außerdem haben herkömmliche Motoren einen bestimmten elektrischen Widerstand (RESR) in ihren Kupferwicklungen, der einen Spannungsabfall proportional zu dem durch sie fließenden Strom verursacht. Sie weisen ferner eine Induktivität (LESL) auf, die in einigen Situationen zu einem Spannungsabfall führen kann.Also, conventional motors have a certain electrical resistance (R ESR ) in their copper windings that causes a voltage drop proportional to the current flowing through them. They also have an inductance (L ESL ), which in some situations can lead to a voltage drop.

Der Motor ist mit einem Servoverstärker zur Steuerung der Bewegungen verbunden. Der Servoverstärker erzeugt eine Ausgangsspannung, die in den Motor eingegeben wird (Uin). Die maximal mögliche Ausgangsspannung des Servoverstärkers ist bekannt (UinMAX) und hängt z.B. von der Spannung des Stromnetzes oder der Batteriespannung ab.The motor is connected to a servo amplifier to control the movements. The servo amplifier generates an output voltage that is input to the motor (Uin). The maximum possible output voltage of the servo amplifier is known (U inMAX ) and depends, for example, on the voltage of the mains or the battery voltage.

Die physikalischen Eigenschaften des Motors können wie in einem in 5 dargestellten Modell modelliert werden.The physical properties of the engine can be as in an in 5 model shown.

Der maximal mögliche Strom durch die Motorwicklungen kann durch die folgende Gleichung berechnet werden: I M A X = U i n M A X U L U B E M F R E S R

Figure DE102019219920A1_0005
The maximum possible current through the motor windings can be calculated using the following equation: I. M. A. X = U i n M. A. X - U L. - U B. E. M. F. R. E. S. R.
Figure DE102019219920A1_0005

Dieser wird wiederum verwendet, um das maximale Drehmoment des Motors nach der folgenden Gleichung zu berechnen: M m a x = I M A X × C × φ

Figure DE102019219920A1_0006
This in turn is used to calculate the maximum torque of the motor according to the following equation: M. m a x = I. M. A. X × C. × φ
Figure DE102019219920A1_0006

Dies zeigt, dass eine Reihe von Faktoren das maximal verfügbare Drehmoment des Motors beeinflussen können. Darunter sind insbesondere die Eingangsspannung des Servoverstärkers, der Widerstand der Wicklungen und die Motordrehzahl wichtige Faktoren, die zu beachten sind.This shows that a number of factors can influence the maximum available torque of the engine. In particular, the input voltage of the servo amplifier, the resistance of the windings and the motor speed are important factors that must be taken into account.

Es bestehen im Allgemeinen die folgenden Korrelationen (nicht unbedingt linear) zwischen ein paar wichtigen Parametern und dem verfügbaren Motordrehmoment:

  • • die Motordrehzahl steigt => das verfügbare Motordrehmoment sinkt;
  • • die Wicklungstemperatur steigt => der Wicklungswiderstand steigt => das verfügbares Motordrehmoment sinkt;
  • • die Batteriespannung sinkt => das verfügbare Motordrehmoment sinkt;
  • • die Wicklungsinduktivität steigt => das verfügbare Motordrehmoment sinkt;
  • • Die Innentemperatur des Servoverstärkers steigt => das verfügbare Motordrehmoment sinkt;
  • • Die Leistungsfähigkeit des Akkus sinkt => das verfügbare Motordrehmoment sinkt.
There are generally the following correlations (not necessarily linear) between a few important parameters and the available engine torque:
  • • the engine speed increases => the available engine torque decreases;
  • • the winding temperature increases => the winding resistance increases => the available motor torque decreases;
  • • the battery voltage drops => the available motor torque drops;
  • • the winding inductance increases => the available motor torque decreases;
  • • The internal temperature of the servo amplifier increases => the available motor torque decreases;
  • • The capacity of the battery sinks => the available motor torque sinks.

Lenkung einer PersonentransportvorrichtungSteering of a passenger transport device

Wie bereits in der Beschreibungseinleitung vorgestellt, kann eine Lenkung bei einer Kurvenfahrt einer selbstbalancierenden Transportvorrichtung, wie beispielsweise eines Segways oder eines E-Boards, nach dem Stand der Technik durch eine Gewichtsverlagerung des Benutzers gesteuert werden. Das heißt, wenn ein Benutzer eine Kurvenfahrt einleiten möchte, lehnt er seinen Körper bei der Einleitung einer Kurvenfahrt in Richtung Kurvenmittelpunkt, und auf Basis der dadurch resultierenden Gewichtsverlagerung wird ein Lenkungsbefehl gegeben.As already presented in the introduction to the description, steering during cornering of a self-balancing transport device, such as a Segway or an e-board, can be controlled according to the prior art by shifting the user's weight. That is, if a user wants to initiate cornering, he leans his body when initiating cornering in the direction of the center of the curve, and a steering command is given on the basis of the resulting shift in weight.

In 6 werden beispielhaft vier verteilte Aufstandsfußkräfte jeweils für die vorderen und hinteren Fußregionen eines Benutzers auf einer Trittfläche 150 einer Personentransportvorrichtung dargestellt, wobei die vier gezeigten Fußkräfte sind: Aufstandsfußkraft vorne links FVL, Aufstandsfußkraft vorne rechts FVR, Aufstandsfußkraft hinten links FHL und Aufstandsfußkraft hinten rechts FHR.In 6th four distributed contact foot forces are exemplified for the front and rear foot regions of a user on a step surface 150 a person transport device, the four foot forces shown are: uprising foot force, front left F VL , uprising foot force, front right F VR , uprising foot force, rear left F HL, and uprising foot force, rear right F HR .

In einer Beispielimplementierung der Lösungen im Stand der Technik wurde ein Lenkungsfaktor Lenkungsfaktor φ' auf Basis eines Gewichtsverlagerungsverfahrens wie folgt gebildet: φ ' = 1 2 × F V L + F H L F V L + F H L + F V R + F H R

Figure DE102019219920A1_0007
In an example implementation of the solutions in the prior art, a steering factor steering factor φ 'was formed on the basis of a weight shifting method as follows: φ ' = 1 - 2 × F. V L. + F. H L. F. V L. + F. H L. + F. V R. + F. H R.
Figure DE102019219920A1_0007

7 zeigt beispielhaft die resultierenden Werte des Lenkungsfaktors φ' durch verschiedene Fußbewegungen eines Benutzers. Es ist deutlich ersichtlich, dass ein Aufsteigen oder ein Absteigen mit dem Gewichtsverlagerungsverfahren auch fälscherweise als ein Lenkungsbefehl erkannt wird, was zu ungewollten Drehungen führen kann. 7th shows an example of the resulting values of the steering factor φ 'due to various foot movements of a user. It is clearly evident that climbing on or off using the weight shifting method is also falsely recognized as a steering command, which can lead to unwanted turns.

Um das Problem zu lösen, wird im Rahmen dieser Erfindung ein anderes Verfahren entwickelt, welches einen Lenkungsfaktor auf Basis einer Hüftdrehungsbewegung ableitet. Wie bereits vorgestellt, wird bei vielen Sportarten, wie beispielsweise beim Snowboarden, eine Kurvenfahrt durch eine Drehung der Hüfte eingeleitet. Dies entspricht einer intuitiven und natürlichen Bewegung, die daher für die Ableitung eines Lenkungsbefehls im Rahmen der Erfindung verwendet wird.In order to solve the problem, another method is developed within the scope of this invention which derives a steering factor on the basis of a hip rotation movement. As already mentioned, in many sports, such as snowboarding, cornering is initiated by turning the hip. This corresponds to an intuitive and natural movement, which is therefore used to derive a steering command within the scope of the invention.

Ein Lenkungsfaktor φ wird gemäß der Erfindung beispielsweise wie folgt gebildet: φ = 1 2 × F V R + F H L F V L + F H L + F V R + F H R

Figure DE102019219920A1_0008
According to the invention, a steering factor φ is formed, for example, as follows: φ = 1 - 2 × F. V R. + F. H L. F. V L. + F. H L. + F. V R. + F. H R.
Figure DE102019219920A1_0008

In 8 werden die resultierenden Werte des Lenkungsfaktors φ durch verschiedene Fußbewegungen eines Benutzers dargestellt. Es ist zu erkennen, dass ein Aufsteigen oder ein Absteigen mit der Lösung in der vorliegenden Erfindung nicht mehr als ein Lenkungsbefehl erkannt werden kann, so dass ungewollte Drehungen vermieden werden können.In 8th the resulting values of the steering factor φ are represented by various foot movements of a user. It can be seen that an ascent or descent with the solution in the present invention can no longer be recognized as a steering command, so that undesired rotations can be avoided.

Auf Basis des ermittelten Lenkungsfaktors φ kann die von dem Benutzer gewünschte Gierrate Yawdesired ermittelt werden. Die Lenkungssteuerungseinheit der Personentransportvorrichtung ist dann dafür eingerichtet, die ermittelte Gierrate Yawdesired in einen Regelkreis einzugeben, welcher beispielhaft in 9 veranschaulicht wird. Um die Empfindlichkeit der Steuerung zu erhöhen, ist die ermittelte Gierrate Yawdesired vorzugsweise mit einer Verstärkung (Gain) Kp zu verstärken. Ein Limiter 170 ist vorzugsweise zu verwenden, um die Ausgabe des Verstärkers 160 auf einem bestimmten Maximalwert herunter zu regeln. Um das Fahrverhalten zu verbessern, sind vorzugsweise eine oder mehrere Transfer-Funktionen 180 vorgesehen, wobei es mit den einen oder mehreren Transfer-Funktionen möglich ist, die Empfindlichkeit der Lenkung z.B. geschwindigkeitsabhängig zu gestalten. Somit wird die Steuerung z.B. durch das Erhöhen der Lenkausschläge bei kleinen Geschwindigkeiten agiler und durch das Verringern der Lenkausschläge bei hohen Geschwindigkeiten sicherer und angenehmer. The yaw rate Yaw desired desired by the user can be determined on the basis of the determined steering factor φ. The steering control unit of the passenger transport device is then set up to input the determined yaw rate Yaw desired into a control loop, which is exemplified in FIG 9 is illustrated. In order to increase the sensitivity of the control, the determined yaw rate Yaw desired should preferably be increased with a gain (gain) Kp. A limiter 170 is preferably to be used for the output of the amplifier 160 to regulate down to a certain maximum value. In order to improve the driving behavior, one or more transfer functions are preferred 180 provided, whereby it is possible with the one or more transfer functions to make the sensitivity of the steering, for example speed-dependent. Thus, the control becomes more agile, for example by increasing the steering deflections at low speeds, and safer and more pleasant by reducing the steering deflections at high speeds.

Die angepasste gewünschte Gierrate Yawdesired wird dann als Sollwert in einen PID-Regler 190 eingegeben, wobei die aktuelle Gierrate wz der Personentransportvorrichtung als Ist-Wert in den PID-Regler 190 eingegeben wird. Der PID-Regler ist vorzugsweise dafür eingerichtet, laufend entsprechend der Regelabweichung die Drehmomente der Motoren so einzustellen, dass ein angemessener Drehmomentunterschied zwischen den Motoren auf beiden Seiten der Personentransportvorrichtung erzeugt wird, um die gewünschte Lenkung zu ermöglichen.The adjusted desired yaw rate Yaw desired is then entered as a setpoint in a PID controller 190 entered, the current yaw rate w z of the passenger transport device as an actual value in the PID controller 190 is entered. The PID controller is preferably set up to continuously adjust the torques of the motors in accordance with the control deviation so that an appropriate torque difference is generated between the motors on both sides of the passenger transport device in order to enable the desired steering.

FazitConclusion

Es ist anzumerken, dass sämtliche Logikfunktionen einer Steuerungseinheit einer Personentransportvorrichtung im Rahmen der Erfindung in einem oder mehreren Mikrocomputern implementiert werden können. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Erfassung der Sensordaten und die Ausführung der beschriebenen Funktionen auf einer Vielzahl von Mikrocomputern verteilt, welche vorzugsweise elektronisch verbunden sind.It should be noted that all of the logic functions of a control unit of a passenger transport device can be implemented in one or more microcomputers within the scope of the invention. In a particular embodiment of the invention, the acquisition of the sensor data and the execution of the functions described are distributed over a large number of microcomputers, which are preferably electronically connected.

Die Erfassung der analogen Sensorwerte erfolgt über eine nicht näher beschriebene Auswertungselektronik mit einem Messverstärker, einem Analog-Digital Wandler, einem Frequenzzähler oder einer Kombination daraus. Es ist auch denkbar, Sensoren zu verwenden, die bereits ein digitales Signal über eine Schnittstelle ausgeben.The acquisition of the analog sensor values takes place via evaluation electronics (not described in detail) with a measuring amplifier, an analog-digital converter, a frequency counter or a combination thereof. It is also conceivable to use sensors that already output a digital signal via an interface.

Die komplette Abarbeitung des Codes des Zustandsautomaten und der Rechnung für die Lenkung erfolgt vorzugsweise zyklisch mit einer Frequenz zwischen 20 und 100Hz.The complete processing of the code of the state machine and the calculation for the steering is preferably carried out cyclically with a frequency between 20 and 100 Hz.

Die Abtastfrequenz („Samplerate“) der Sensoren kann bei einem Vielfachen der Frequenz des Zustandsautomaten und der Rechnungen liegen, was den Einsatz von digitalen Filtern ermöglicht.The sampling frequency ("sample rate") of the sensors can be a multiple of the frequency of the state machine and the calculations, which enables the use of digital filters.

Die verwendeten Sensoren müssen nicht notwendigerweise in der Trittfläche der Personentransportvorrichtung liegen oder in der Nähe der Füße des Nutzers liegen, sondern können an allen Bereichen verbaut sein. Mögliche Orte enthalten, sind aber nicht beschränkt auf: Innenliegende Strukturbauteile, außenliegende Strukturbauteile, in Gelenken und in Bodenkontakteinheiten.The sensors used do not necessarily have to be in the step surface of the passenger transport device or in the vicinity of the user's feet, but can be installed in all areas. Possible locations include, but are not limited to: Internal structural components, external structural components, in joints and in ground contact units.

Zudem ist es noch anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf selbstbalancierende Fahrzeuge begrenzt ist. Für Transportmittel mit mehreren Rädern und mindestens einer Trittfläche, auf welcher ein Benutzer stehen kann, wie beispielsweise Transportfahrzeuge in Lagerhallen, kann die vorliegende Erfindung ebenfalls angewendet werden.It should also be noted that the present invention is not limited to self-balancing vehicles. The present invention can also be used for means of transport with several wheels and at least one step surface on which a user can stand, such as transport vehicles in warehouses, for example.

Claims (45)

Steuerungseinheit für eine Personentransportvorrichtung, umfassend eine Gleichgewichtsteuerungseinheit und eine Lenkungssteuerungseinheit, wobei die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, in zumindest die folgenden Betriebszustände zu schalten: a. einen Ruhezustand (10), in welchem sowohl die Gleichgewichtsteuerungseinheit als auch die Lenkungssteuerungseinheit deaktiviert sind, b. einen Balancierzustand (20), in welchem die Gleichgewichtsteuerungseinheit aktiviert ist und die Lenkungssteuerungseinheit deaktiviert ist, und c. einen Aktivzustand (30), in welchem sowohl die Gleichgewichtsteuerungseinheit als auch die Lenkungssteuerungseinheit aktiviert sind.Control unit for a passenger transport device, comprising a balance control unit and a steering control unit, the control unit being set up to switch to at least the following operating states: a. an idle state (10) in which both the balance control unit and the steering control unit are deactivated, b. a balance state (20) in which the balance control unit is activated and the steering control unit is deactivated, and c. an active state (30) in which both the balance control unit and the steering control unit are activated. Steuerungseinheit für eine Personentransportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, von einem Betriebszustand in einen anderen Betriebszustand zu schalten, wenn wenigstens eine Übergangsbedingung von dem einen Betriebszustand in den anderen Betriebszustand erfüllt ist.Control unit for a passenger transport device according to Claim 1 , characterized in that the control unit is set up to switch from one operating state to another operating state when at least one transition condition from one operating state to the other operating state is met. Steuerungseinheit für eine Personentransportvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Personentransportvorrichtung wenigstens eine Trittfläche aufweist, die einem Benutzer als Stehfläche während der Benutzung der Personentransportvorrichtung dient, wobei die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, eine Fußbewegung des Benutzers zu erfassen, wobei ein Erfüllen der wenigstens einen Übergangsbedingung durch wenigstens eine erfasste Fußbewegung des Benutzers ermöglicht wird.Control unit for a passenger transport device according to Claim 2 , characterized in that the passenger transport device has at least one step surface that serves as a standing surface for a user while using the passenger transport device, the control unit being set up to detect a foot movement of the user, with the at least one transition condition being met by at least one detected foot movement of the user is enabled. Steuerungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, die wenigstens eine Fußbewegung durch eine oder mehrere Kraftsensoren zu erfassen.Control unit after Claim 3 , characterized in that the control unit is set up to detect the at least one foot movement by one or more force sensors. Steuerungseinheit für eine Personentransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, die wenigstens eine Übergangsbedingung auf Basis eines oder mehrerer der folgenden Parameter zu bestimmen: - das Gesamtgewicht des Benutzers auf der Trittfläche, - wenigstens eine Aufstandsfußkraft des Benutzers auf der Trittfläche, - wenigstens eine zeitliche Ableitung des Gesamtgewichts des Benutzers auf der Trittfläche, - wenigstens eine zeitliche Ableitung einer Aufstandsfußkraft des Benutzers auf der Trittfläche, - wenigstens ein Faktor ermitteltet aus mehreren Aufstandsfußkräften des Benutzers auf der Trittfläche, - wenigstens eine Geschwindigkeit der PersonentransportvorrichtungControl unit for a passenger transport device according to one of the Claims 2 - 4th , characterized in that the control unit is set up to determine the at least one transition condition on the basis of one or more of the following parameters: - the total weight of the user on the step surface, - at least one contact foot force of the user on the step surface, - at least one time derivative the total weight of the user on the step surface, - at least one time derivative of a contact foot force of the user on the step surface, - at least one factor determined from several contact foot forces of the user on the step surface, - at least one speed of the passenger transport device Steuerungseinheit für eine Personentransportvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Übergangsbedingung durch einen Vergleich der einen oder mehreren Parameter mit jeweils einem vorgegebenen Schwellwert definiert ist.Control unit for a passenger transport device according to Claim 5 , characterized in that the at least one transition condition is defined by comparing the one or more parameters with in each case a predetermined threshold value. Steuerungseinheit für eine Personentransportvorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, bei der Bestimmung der wenigstens einen Übergangsbedingung einen oder mehrere der folgenden zusätzlichen Parameter zu berücksichtigen: - wenigstens eine gemessene oder geschätzte Bodenunebenheit, - wenigstens eine Beschleunigung der Personentransportvorrichtung, - wenigstens eine Gierrate der Personentransportvorrichtung, - das Gewicht des Benutzers.Control unit for a passenger transport device according to Claim 5 or Claim 6 , in which the control unit is set up to take into account one or more of the following additional parameters when determining the at least one transition condition: - at least one measured or estimated unevenness of the ground, - at least one acceleration of the passenger transport device, - at least one yaw rate of the passenger transport device, - the weight of the user . Verfahren zur Steuerung einer Personentransportvorrichtung, die eine Gleichgewichtsteuerungseinheit und eine Lenkungssteuerungseinheit umfasst, wobei das Verfahren ein Schalten in zumindest die folgenden Betriebszustände umfasst: a. einen Ruhezustand (10), in welchem sowohl die Gleichgewichtsteuerungseinheit als auch die Lenkungssteuerungseinheit deaktiviert sind, b. einen Balancierzustand (20), in welchem die Gleichgewichtsteuerungseinheit aktiviert ist und die Lenkungssteuerungseinheit deaktiviert ist, und c. einen Aktivzustand (30), in welchem sowohl die Gleichgewichtsteuerungseinheit als auch die Lenkungssteuerungseinheit aktiviert sind.A method for controlling a passenger transport device which comprises a balance control unit and a steering control unit, the method comprising switching into at least the following operating states: a. an idle state (10) in which both the balance control unit and the steering control unit are deactivated, b. a balance state (20) in which the balance control unit is activated and the steering control unit is deactivated, and c. an active state (30) in which both the balance control unit and the steering control unit are activated. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalten von einem Betriebszustand in einen anderen Betriebszustand dadurch ausgelöst wird, dass wenigstens eine Übergangsbedingung von dem einen Betriebszustand in den anderen Betriebszustand erfüllt ist.Procedure according to Claim 8 , characterized in that switching from one operating state to another operating state is triggered in that at least one transition condition from one operating state to the other operating state is met. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Personentransportvorrichtung wenigstens eine Trittfläche aufweist, die einem Benutzer als Stehfläche während der Benutzung der Personentransportvorrichtung dient, wobei das Verfahren ein Erfassen einer Fußbewegung des Benutzers erfasst, wobei ein Erfüllen der wenigstens einen Übergangsbedingung durch wenigstens eine erfasste Fußbewegung des Benutzers ermöglicht wird.Procedure according to Claim 9 , characterized in that the passenger transport device has at least one step surface that serves as a standing surface for a user while using the passenger transport device, the method detecting a foot movement of the user, wherein the at least one transition condition can be met by at least one detected foot movement of the user becomes. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußbewegung durch eine oder mehrere Kraftsensoren erfasst wird.Procedure according to Claim 10 , characterized in that the foot movement is detected by one or more force sensors. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Bestimmen der wenigstens einen Übergangsbedingung auf Basis eines oder mehrerer der folgenden Parameter umfasst: - das Gesamtgewicht des Benutzers auf der Trittfläche, - wenigstens eine Aufstandsfußkraft des Benutzers auf der Trittfläche, - wenigstens eine zeitliche Ableitung des Gesamtgewichts des Benutzers auf der Trittfläche, - wenigstens eine zeitliche Ableitung einer Aufstandsfußkraft des Benutzers auf der Trittfläche, - wenigstens ein Faktor ermitteltet aus mehreren Aufstandsfußkräften des Benutzers auf der Trittfläche, - wenigstens eine Geschwindigkeit der PersonentransportvorrichtungMethod according to one of the Claims 9 - 11 , characterized in that the method comprises determining the at least one transition condition on the basis of one or more of the following parameters: - the total weight of the user on the step surface, - at least one contact foot force of the user on the step surface, - at least one time derivative of the total weight of the User on the step surface, - at least one time derivative of a contact foot force of the user on the step surface, - at least one factor determined from several contact foot forces of the user on the step surface, - at least one speed of the passenger transport device Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Übergangsbedingung durch einen Vergleich der einen oder mehreren Parameter mit jeweils einem vorgegebenen Schwellenwert definiert ist.Procedure according to Claim 12 , characterized , characterized in that the at least one transition condition is defined by comparing the one or more parameters with a predetermined threshold value in each case. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Verfahren bei der Bestimmung der wenigstens einen Übergangsbedingung ferner ein oder mehrere der folgenden zusätzlichen Parameter berücksichtigt: - wenigstens eine gemessene oder geschätzte Bodenunebenheit, - wenigstens eine Beschleunigung der Personentransportvorrichtung, - wenigstens eine Gierrate der Personentransportvorrichtung, - das Gewicht des Benutzers.Procedure according to Claim 12 or 13th , the method also taking into account one or more of the following additional parameters when determining the at least one transition condition: at least one measured or estimated unevenness of the ground, at least one acceleration of the passenger transport device, at least one yaw rate of the passenger transport device, the weight of the user. Personentransportvorrichtung, umfassend wenigstens eine Trittfläche, welche einem Benutzer als Stehfläche während der Benutzung der Personentransportvorrichtung dient, und eine Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1-7.Passenger transport device, comprising at least one step surface, which serves as a standing surface for a user while using the passenger transport device, and a control unit according to one of the Claims 1 - 7th . Steuerungseinheit für eine selbstbalancierende Personentransportvorrichtung, welche zwei oder mehr Bodenkontakteinheiten aufweist, die jeweils durch einen Motor angetrieben werden, wobei die Steuerungseinheit eine Gleichgewichtsteuerungseinheit für die Gleichgewichtsteuerung und eine Lenkungssteuerungseinheit für die Lenkungssteuerung umfasst, wobei die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, falls ein für eine gewünschte Lenkung und eine gleichzeitige Gleichgewichtsteuerung erforderliches Drehmoment des Motors einer Bodenkontakteinheit das maximale Drehmoment des Motors überschreitet, die Gleichgewichtsteuerung über die Lenkungssteuerung zu priorisieren.Control unit for a self-balancing passenger transport device, which has two or more ground contact units, which are each driven by a motor, wherein the control unit comprises a balance control unit for balance control and a steering control unit for steering control, the control unit being set up, if one for a desired steering and a simultaneous balance control required torque of the motor of a ground contact unit exceeds the maximum torque of the motor to prioritize the balance control over the steering control. Steuerungseinheit für eine selbstbalancierende Personentransportvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, das maximale Drehmoment des Motors einer Bodenkontakteinheit MMax zu bestimmen.Control unit for a self-balancing passenger transport device according to Claim 16 , characterized in that the control unit is set up to determine the maximum torque of the motor of a ground contact unit M Max. Steuerungseinheit für eine selbstbalancierende Personentransportvorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, wenigstens auf Basis eines oder mehrerer der folgenden Parametern das maximale Drehmoment des Motors einer Bodenkontakteinheit MMax zu bestimmen: - eine Wicklungstemperatur des Motors, - ein Ladezustand wenigstens einer Batterie des Motors, - die Leistungsfähigkeit der wenigstens einer Batterie des Motors, - eine Drehzahl des Motors, - eine interne Temperatur eines Servoverstärkers des Motors.Control unit for a self-balancing passenger transport device according to Claim 17 , wherein the control unit is set up to determine the maximum torque of the motor of a ground contact unit M Max on the basis of at least one or more of the following parameters: a winding temperature of the motor, - a state of charge of at least one battery of the motor, - the capacity of the at least one battery of the motor, - a speed of the motor, - an internal temperature of a servo amplifier of the motor. Steuerungseinheit für eine selbstbalancierende Personentransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 16-18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, ein für die Gleichgewichtsteuerung der Personentransportvorrichtung erforderliches Drehmoment MGleichgewicht zu ermitteln.Control unit for a self-balancing passenger transport device according to one of the Claims 16 - 18th , characterized in that the control unit is set up to determine a torque M equilibrium required for the equilibrium control of the passenger transport device. Steuerungseinheit für eine selbstbalancierende Personentransportvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, ein für eine Lenkung zur Verfügung stehende Drehmoment des Motors MLenkungsreserve einer Bodenkontakteinheit zu ermitteln, wobei: M L e n k u n g s r e s e r v e M M a x M G l e i c h g e w i c h t .
Figure DE102019219920A1_0009
Control unit for a self-balancing passenger transport device according to Claim 19 , characterized in that the control unit is set up to determine a torque of the motor M available for a steering steering reserve of a ground contact unit, wherein: M. L. e n k u n G s r e s e r v e M. M. a x - M. G l e i c H G e w i c H t .
Figure DE102019219920A1_0009
Steuerungseinheit für eine selbstbalancierende Personentransportvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, ein für eine gewünschte Lenkung entsprechend einem Lenkungsbefehl erforderliches Drehmoment MLenkungsbefehl zu ermitteln, wobei: - wenn MGleichgewicht + MLenkungsbefehl ≤ MMax, die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, das Drehmoment des Motors einer Bodenkontakteinheit auf einer Seite der Transportvorrichtung um mLenkungsbefehl zu erhöhen, und das Drehmoment des Motors einer Bodenkontakteinheit auf der anderen Seite der Transportvorrichtung um MLenkungsbefehl zu reduzieren. - wenn MGleichgewicht + MLenkungsbefehl > MMax die Steuerungseinheit dafür eingerichtet ist, das Drehmoment des Motors einer Bodenkontakteinheit auf einer Seite der Transportvorrichtung um ein anderes Drehmoment MLenkungssteuerung zu erhöhen, und das Drehmoment des Motors einer Bodenkontakteinheit auf der anderen Seite der Transportvorrichtung um das andere Drehmoment MLenkunassteuerung zu reduzieren, wobei M G l e i c h g e w i c h t + M L e n k u n g s s t e u e r u n g M M a x .
Figure DE102019219920A1_0010
Control unit for a self-balancing passenger transport device according to Claim 20 , characterized in that the control unit is set up to determine a torque M steering command required for a desired steering according to a steering command, where: - if M balance + M steering command ≤ M Max , the control unit is set up to set the torque of the motor a Ground contact unit on one side of the transport device to increase m steering command, and the torque of the motor of a ground contact unit on the other side of the transport device to reduce M steering command. - If M balance + M steering command> M Max, the control unit is set up to increase the torque of the motor of a ground contact unit on one side of the transport device by a different torque M steering control , and the torque of the motor of a ground contact unit on the other side of the transport device by to reduce the other torque M Lenkunassteuer, wherein M. G l e i c H G e w i c H t + M. L. e n k u n G s s t e u e r u n G M. M. a x .
Figure DE102019219920A1_0010
Verfahren zur Steuerung einer selbstbalancierende Personentransportvorrichtung, welche zwei oder mehr Bodenkontakteinheiten aufweist, die jeweils durch einen Motor angetrieben werden, wobei die Personentransportvorrichtung ferner eine Gleichgewichtsteuerungseinheit für die Gleichgewichtsteuerung und eine Lenkungssteuerungseinheit für die Lenkungssteuerung umfasst, wobei das Verfahren, falls ein für eine gewünschte Lenkung und eine gleichzeitige Gleichgewichtsteuerung erforderliches Drehmoment des Motors einer Bodenkontakteinheit das maximale Drehmoment des Motors überschreitet, die Gleichgewichtsteuerung über die Lenkungssteuerung priorisiert.A method for controlling a self-balancing passenger transport device which has two or more ground contact units each driven by a motor, the passenger transport device further comprising a balance control unit for balance control and a steering control unit for steering control, the method, if one for a desired steering and a simultaneous balance control required torque of the motor of a ground contact unit exceeds the maximum torque of the motor, the balance control prioritizes over the steering control. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Bestimmen des maximalen Drehmoments des Motors einer Bodenkontakteinheit MMax umfasst.Procedure according to Claim 22 , characterized in that the method comprises determining the maximum torque of the motor of a ground contact unit M Max. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen des maximalen Drehmoments des Motors einer Bodenkontakteinheit MMax wenigstens auf Basis eines oder mehrerer der folgenden Parametern erfolgt: - eine Wicklungstemperatur des Motors, - ein Ladezustand wenigstens einer Batterie des Motors, - die Leistungsfähigkeit wenigstens einer Batterie des Motors, - eine Drehzahl des Motors, - eine interne Temperatur eines Servoverstärkers des Motors.Procedure according to Claim 23 , characterized in that the maximum torque of the motor of a ground contact unit M Max is determined at least on the basis of one or more of the following parameters: a winding temperature of the motor, a state of charge of at least one battery of the motor, the performance of at least one battery of the motor , - a speed of the motor, - an internal temperature of a servo amplifier of the motor. Verfahren nach einem der Ansprüche 22-24, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner ein Ermitteln eines für die Gleichgewichtsteuerung der Personentransportvorrichtung erforderlichen Drehmoments MGleichgewicht umfasst.Method according to one of the Claims 22 - 24 characterized in that the method further comprises determining a torque M equilibrium required for the equilibrium control of the passenger transport device. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner ein Bestimmen eines für eine Lenkung zur Verfügung stehenden Drehmoments des Motors MLenkungsreserve einer Bodenkontakteinheit umfasst, wobei: M L e n k u n g s r e s e r v e M M a x m G l e i c h g e w i c h t .
Figure DE102019219920A1_0011
Procedure according to Claim 25 , characterized in that the method further comprises determining a torque of the motor M, which is available for a steering, of a steering reserve of a ground contact unit, wherein: M. L. e n k u n G s r e s e r v e M. M. a x - m G l e i c H G e w i c H t .
Figure DE102019219920A1_0011
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Ermitteln eines für eine gewünschte Lenkung entsprechend einem Lenkungsbefehl erforderlichen Drehmoments MLenkungsbefehl umfasst, wobei: - wenn MGleichgewicht + MLenkungsbefehl ≤ MMax das Verfahren ferner folgende Schritte umfasst: Erhöhen des Drehmoments des Motors einer Bodenkontakteinheit auf einer Seite der Transportvorrichtung um MLenkungsbetehl, Reduzieren des Drehmoments des Motors einer Bodenkontakteinheit auf der anderen Seite der Transportvorrichtung um MLenkungsbefehl; - wenn MGleichgewicht + MLenkungsbefehl > MMax das Verfahren ferner folgende Schritte umfasst: Erhöhen des Drehmoments des Motors einer Bodenkontakteinheit auf einer Seite der Transportvorrichtung um ein anderes Drehmoment MLenkungssteuerung Reduzieren des Drehmoments des Motors einer Bodenkontakteinheit auf der anderen Seite der Transportvorrichtung um das andere Drehmoment MLenkungssteuerung wobei M G l e i c h g e w i c h t + M L e n k u n g s s t e u r u n g M M a x .
Figure DE102019219920A1_0012
Procedure according to Claim 26 , characterized in that the method comprises determining a torque M steering command required for a desired steering according to a steering command, wherein: - if M balance + M steering command ≤ M Max, the method further comprises the following steps: increasing the torque of the motor to a ground contact unit one side of the transport device around M steering command , Reducing the torque of the motor of a ground contact unit on the other side of the transport device by M steering command ; - If M balance + M steering command > M Max, the method further comprises the following steps: increasing the torque of the motor of a ground contact unit on one side of the transport device by a different torque M steering control reducing the torque of the motor of a ground contact unit on the other side of the transport device by the other torque M steering control where M. G l e i c H G e w i c H t + M. L. e n k u n G s s t e u r u n G M. M. a x .
Figure DE102019219920A1_0012
Personentransportvorrichtung, umfassend zwei oder mehr Bodenkontakteinheiten, die jeweils durch einen Motor angetrieben werden, und eine Steuerungseinheit nach einem der Ansprüche 16-21.Passenger transport device, comprising two or more ground contact units, each driven by a motor, and a control unit according to one of the Claims 16 - 21 . Lenkungssteuerungseinheit zur Lenkung einer Personentransportvorrichtung, welche wenigstens eine Trittfläche (150) aufweist, die einem Benutzer als Stehfläche während der Benutzung der Personentransportvorrichtung dient, wobei die Lenkungssteuerungseinheit dafür eingerichtet ist, basierend auf einem Lenkungsfaktor φ, der aus mindestens vier gemessenen oder ermittelten Aufstandsfußkräften jeweils für die vorderen und hinteren Fußregionen des Benutzers auf der mindestens einen Trittfläche (150) berechnet wird, die Lenkung der Personentransportvorrichtung zu steuern, wobei die wenigstens vier Aufstandsfußkräfte sind: Aufstandsfußkraft vorne links FVL, Aufstandsfußkraft vorne rechts FVR, Aufstandsfußkraft hinten links FHL, Aufstandsfußkraft hinten rechts FHR, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkungsfaktor φ auf Basis eines Verhältnisses A/B berechnet wird, wobei A aus FVR und FHL, oder aus FVL und FHR ermittelt wird, und B aus FVL, FHL, FVR und FHR ermittelt wird.Steering control unit for steering a passenger transport device, which has at least one step surface (150) that serves as a standing surface for a user when using the passenger transport device, the steering control unit being set up for this, based on a steering factor φ, which is derived from at least four measured or determined contact foot forces each for the front and rear foot regions of the user on the at least one tread surface (150) are calculated to control the steering of the passenger transport device, the at least four contact foot forces being: contact foot force front left F VL , contact foot force front right F VR , contact foot force rear left F HL , Rear right foot force F HR , characterized in that the steering factor φ is calculated on the basis of a ratio A / B, A being determined from F VR and F HL , or from F VL and F HR , and B from F VL , F HL , F VR and F HR is determined. Lenkungssteuerungseinheit nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkungsfaktor φ auf Basis des Verhältnisses F V R + F H L F V L + F H L + F V R + F H R
Figure DE102019219920A1_0013
oder des Verhältnisses F V L + F H R F V L + F H L + F V R + F H R
Figure DE102019219920A1_0014
berechnet wird.
Steering control unit according to Claim 29 , characterized in that the steering factor φ is based on the ratio F. V R. + F. H L. F. V L. + F. H L. + F. V R. + F. H R.
Figure DE102019219920A1_0013
or the relationship F. V L. + F. H R. F. V L. + F. H L. + F. V R. + F. H R.
Figure DE102019219920A1_0014
is calculated.
Lenkungssteuerungseinheit nach Anspruch 29 oder Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens vier Aufstandsfußkräfte durch wenigstens vier Kraftsensoren erfasst oder ermittelt werden, wobei die wenigstens vier Kraftsensoren vorzugsweise Dehnungsmessstreifen sind.Steering control unit according to Claim 29 or Claim 30 , characterized in that the at least four contact foot forces are detected or determined by at least four force sensors, the at least four force sensors preferably being strain gauges. Lenkungssteuerungseinheit nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Sensordaten durch wenigstens eine drahtlose Schnittstelle übertragen werden, wobei die wenigstens eine drahtlose Schnittstelle eine optische Schnittstelle, eine induktive Schnittstelle oder eine Funkschnittstelle ist.Steering control unit according to Claim 31 , characterized in that the detected sensor data are transmitted through at least one wireless interface, the at least one wireless interface being an optical interface, an inductive interface or a radio interface. Lenkungssteuerungseinheit nach einem der Ansprüche 29-32, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkungssteuerungseinheit dafür eingerichtet ist, eine von dem Benutzer gewünschte Gierrate Yawdesired der Personentransportvorrichtung basierend auf dem Lenkungsfaktor φ zu ermitteln.Steering control unit according to one of the Claims 29 - 32 , characterized in that the steering control unit is set up to determine a yaw rate Yaw desired by the user of the passenger transport device based on the steering factor φ. Lenkungssteuerungseinheit nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkungssteuerungseinheit dafür eingerichtet ist, einen Sollwert auf Basis der ermittelten Gierrate Yawdesired zu ermitteln und in einen Regelkreis einzugeben, vorzugsweise in einen geschlossenen PID-Regelkreis, welcher dazu eingerichtet ist, die Lenkung der Personentransportvorrichtung zu regeln.Steering control unit according to Claim 33 , characterized in that the steering control unit is set up to determine a setpoint based on the determined yaw rate Yaw desired and input it into a control loop, preferably in a closed PID control loop, which is set up to control the steering of the passenger transport device. Lenkungssteuerungseinheit nach Anspruch 33 oder Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit ferner dafür eingerichtet ist, beim Ermitteln von Yawdesired zusätzliche Daten wie interne Kräfte in der Personentransportvorrichtung, Geschwindigkeit der Personentransportvorrichtung, Fahrmodus, etc. zu berücksichtigen.Steering control unit according to Claim 33 or Claim 34 , characterized in that the control unit is also set up to take into account additional data such as internal forces in the passenger transport device, speed of the passenger transport device, driving mode, etc. when determining Yaw desired. Lenkungssteuerungseinheit nach Anspruch 34 oder Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Personentransportvorrichtung wenigstens zwei Bodenkontakteinheiten umfasst, die jeweils durch einen Motor angetrieben werden, wobei der Regelkreis dazu eingerichtet ist, die Differenz der Drehmomente zwischen den Motoren der wenigstens zwei Bodenkontakteinheiten einzustellen, um eine Lenkung der Personentransportvorrichtung zu ermöglichen.Steering control unit according to Claim 34 or Claim 35 , characterized in that the people transport device comprises at least two ground contact units, which are each driven by a motor, wherein the control loop is set up to adjust the torque difference between the motors of the at least two ground contact units in order to enable steering of the people transport device. Verfahren zur Lenkungssteuerung einer Personentransportvorrichtung mit wenigstens einer Trittfläche, welche einem Benutzer als Stehfläche während der Benutzung der Personentransportvorrichtung dient, umfassend: - Messen oder Ermitteln von mindestens vier Aufstandsfußkräften der beiden Füße des Benutzers jeweils für die vorderen und hinteren Fußregionen auf der Trittfläche, wobei die mindestens vier Aufstandsfußkräfte sind: Aufstandsfußkraft vorne links FVL, Aufstandsfußkraft vorne rechts FVR, Aufstandsfußkraft hinten links FHL, Aufstandsfußkraft hinten rechts FHR, - Berechnen eines Lenkungsfaktors φ auf Basis eines Verhältnisses A/B, wobei A aus FVR und FHL, oder aus FVL und FHR ermittelt wird, und B aus FVL, FHL, FVR, FHR ermittelt wird. - Steuern einer Lenkung der Personentransportvorrichtung basierend auf dem Lenkungsfaktor φ.A method for steering control of a passenger transport device with at least one step surface, which serves as a standing surface for a user while using the passenger transport device, comprising: measuring or determining at least four contact foot forces of the two feet of the user for the front and rear foot regions on the step surface, wherein the at least four contact foot forces are: contact foot force front left F VL , contact foot force front right F VR , contact foot force rear left F HL , contact foot force rear right F HR , - calculation of a steering factor φ based on a ratio A / B, where A is derived from F VR and F HL , or is determined from F VL and F HR , and B is determined from F VL , F HL , F VR , F HR . - Controlling a steering of the passenger transport device based on the steering factor φ. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkungsfaktor φ auf Basis des Verhältnisses F V R + F H L F V L + F H L + F V R + F H R
Figure DE102019219920A1_0015
oder des Verhältnisses F V L + F H R F V L + F H L + F V R + F H R
Figure DE102019219920A1_0016
berechnet wird.
Procedure according to Claim 37 , characterized in that the steering factor φ is based on the ratio F. V R. + F. H L. F. V L. + F. H L. + F. V R. + F. H R.
Figure DE102019219920A1_0015
or the relationship F. V L. + F. H R. F. V L. + F. H L. + F. V R. + F. H R.
Figure DE102019219920A1_0016
is calculated.
Verfahren nach Anspruch 37 oder Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens vier Aufstandsfußkräfte durch wenigstens vier Kraftsensoren erfasst oder ermittelt werden, wobei die wenigstens vier Kraftsensoren vorzugsweise Dehnungsmessstreifen sind.Procedure according to Claim 37 or Claim 38 , characterized in that the at least four contact foot forces are detected or determined by at least four force sensors, the at least four force sensors preferably being strain gauges. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Sensordaten durch wenigstens eine drahtlose Schnittstelle übertragen werden, wobei die wenigstens eine drahtlose Schnittstelle eine optische Schnittstelle, eine induktive Schnittstelle oder eine Funkschnittstelle ist.Procedure according to Claim 39 , characterized in that the detected sensor data are transmitted through at least one wireless interface, the at least one wireless interface being an optical interface, an inductive interface or a radio interface. Verfahren nach einem der Ansprüche 37-40, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst: Ermitteln einer von dem Benutzer gewünschten Gierrate Yawdesired der Personentransportvorrichtung basierend auf dem Lenkungsfaktor φ.Method according to one of the Claims 37 - 40 , characterized in that the method further comprises: determining a yaw rate Yaw desired by the user of the passenger transport device based on the steering factor φ. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst: Ermitteln eines Sollwerts auf Basis der ermittelten Gierrate Yawdesired; Eingeben des Sollwerts in einen Regelkreis, vorzugsweise in einem geschlossenen PID-Regelkreis, welcher dazu eingerichtet ist, die Lenkung der Personentransportvorrichtung zu regeln.Procedure according to Claim 41 characterized in that the method further comprises: determining a target value based on the determined yaw rate Yaw desired ; Entering the setpoint in a control loop, preferably in a closed PID control loop, which is set up to control the steering of the passenger transport device. Verfahren nach Anspruch 41 oder Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren beim Ermitteln des Yawdesired zusätzliche Daten wie interne Kräfte in der Personentransportvorrichtung, Geschwindigkeit der Personentransportvorrichtung, Fahrmodus, etc. berücksichtigt.Procedure according to Claim 41 or Claim 42 , characterized in that the method takes into account additional data such as internal forces in the passenger transport device, speed of the passenger transport device, driving mode, etc. when determining the desired yaw. Verfahren nach Anspruch 42 oder Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass dadurch gekennzeichnet, dass die Personentransportvorrichtung wenigstens zwei Bodenkontakteinheiten umfasst, die jeweils durch einen Motor angetrieben werden, wobei der Regelkreis dazu eingerichtet ist, die Differenz der Drehmomente zwischen den Motoren der wenigstens zwei Bodenkontakteinheiten einzustellen, um eine Lenkung der Personentransportvorrichtung zu ermöglichen.Procedure according to Claim 42 or Claim 43 , characterized in that characterized in that the people transport device comprises at least two ground contact units, each driven by a motor, wherein the control loop is set up to adjust the difference in torques between the motors of the at least two ground contact units in order to steer the people transport device enable. Personentransportvorrichtung, umfassend mindestens eine Trittfläche und eine Lenkungssteuerungseinheit nach einem der Ansprüche 29-36.Passenger transport device, comprising at least one step surface and a steering control unit according to one of the Claims 29 - 36 .
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