DE19614411C2

DE19614411C2 - Wagen mit Hilfsantrieb

Info

Publication number: DE19614411C2
Application number: DE19614411A
Authority: DE
Inventors: Shigeki Fujiwara; Hideki Yamashita; Hiroshi Maeda
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: PHC Holdings Corp
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2016-04-13
Also published as: JPH08282498A; DE19614411A1; JP3032698B2; KR100189861B1; US5746282A; KR960037464A

Description

Die Erfindung betrifft einen Wagen mit Hilfsantrieb nach dem O berbegriff des Anspruchs 1.

Beim Transport einer Last über eine relativ kurze Entfernung von einer Stelle zur anderen wird vielerorts dort, wo Selbstfahrer aus irgendeinem Grunde nicht verwendbar sind, häufig ein mit Rä dern versehenes Fahrzeug, wie beispielsweise ein Wagen, verwen det. Obwohl ein solcher Radwagen unter diesen Umständen zweckmä ßig und wirtschaftlich ist, entstehen bei seiner Verwendung ei nige Probleme; denn je schwerer die zu tragende Last und/oder je steiler die Neigung ist, desto größer ist die erforderliche menschliche Kraft und/oder desto geringer ist die Beweglichkeit.

Daher greift die Verbreitung eines Wagens mit Hilfsantrieb um sich, so daß sich die Zahl der Nachteile, die bislang bei dem von Hand bewegten Radwagen bestanden, verringert. An dem Wagen mit Hilfsantrieb ist eine Antriebseinheit in Verbindung mit ei nem Schalter zu ihrer Steuerung befestigt. Es hat sich herausgestellt, daß bei dieser Art von Wagen mit Hilfsantrieb Schwierigkeiten bei der genauen und präzisen Steuerung auftre ten.

Dementsprechend offenbart die Japanische Patentoffenlegungs schrift Nr. 63-215459, veröffentlicht am 7. September 1988, ei nen weit entwickelten Wagen mit elektrischem Hilfsantrieb, der eine im wesentlichen rechteckige Plattform mit einem Griff sowie ein linkes und ein rechtes Vorderrad und ein linkes und ein rechtes Hinterrad aufweist. Das linke und rechte Vorderrad sind Antriebsräder, die antriebsmäßig mit einem ersten reversierbaren Antriebsmotor gekoppelt sind, während das rechte und das linke Hinterrad Lenkungsräder sind, die wirkungsmäßig mit einem zwei ten reversierbaren Antriebsmotor verbunden sind. Der erste und der zweite Antriebsmotor sind mittels einer Steuereinrichtung in Reaktion auf eine auf den Griff aufgebrachte Kraft steuerbar. Dem Griff ist wirkungsmäßig ein Kraftsensor zugeordnet, der die auf den Griff beim Bemühen, den Wagen entweder vor- oder rück wärts zu bewegen, aufgebrachte Kraft erkannt.

Dieses System nach dem Stand der Technik beansprucht, daß der Wagen mit Hilfsantrieb in Reaktion auf das Aufbringen von Kraft auf den Griff mit einer Geschwindigkeit angetrieben werden kann, die zum Ausgleich der Größe der aufgebrachten Kraft ausreicht, um dadurch dem Benutzer das Gefühl zu vermitteln, als ob keine Kraft auf den Griff aufgebracht worden wäre, wobei der Antrieb in der Richtung erfolgt, in der die Kraft auf den Griff aufge bracht worden ist. In diesem Zusammenhang beschreibt die betref fende Veröffentlichung:
"Dieses Signal a (das von dem Kraftsensor ausgegeben wird) rep räsentiert einen Sektor Fs einer Kraft auf den Koordinaten, die an dem Kraftsensor vorgesehen sind. Das von dem Kraftsensor 4 ausgegebene Signal a wird an die Steuereinheit 7 angelegt. In der Steuereinheit 7 wird es in einen Koordinatenwandler 71 ein gegeben. In dem Koordinatenwandler 71 wird das Signal a einer Koordinatenumwandlung unterzogen und auf den an der Plattform 2 vorgesehenen Koordinaten 21 als ein Sektor Fo einer Kraft ausge drückt. Dann wird auf der Basis des Kraftsektors Fo ein Verfah ren zur Berechnung der Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung des Wagens beschrieben. Ein das Verhältnis zwischen den an der Plattform 2 vorgesehenen Koordinaten 21 und dem Kraftsektor Fo zeigendes Diagramm ist in Fig. 4 dargestellt. Das Bezugszeichen 10 repräsentiert den Kraftsektor Fo, das Bezugszeichen 21 die an der Plattform vorgesehenen Koordinaten, das Bezugszeichen 11 ei nen projizierten Sektor Fo' auf einer Xo-Yo-Ebene des Sektors Fo. Da sich der Wagen nur in einer die Xo- und Yo-Achsen enthal tenden Ebene bewegt, sei angenommen, daß die Bewegungsrichtung des Wagens durch einen Winkel θ zwischen dem Sektor Fo' und der Xo-Achse und die Bewegungsgeschwindigkeit des Wagens durch den Wert m auf der Xo-Ordinate des Sektors Fo' ausgedrückt wird. Ein Signal b1, das den Winkel θ angibt, welcher die Bewegungsrich tung des Wagens repräsentiert, wird in einen Stabilisie rungskompensator 72 eingegeben. Der Stabilisierungskompensator 72 berechnet und liefert einem Motor 61 ein Eingangssignal c1, das notwendig ist, damit das den Winkel θ, der die Richtung der Wagenbewegung repräsentiert, die mittels des Kraftsensors 4 er halten wurde, angebende Signal Null wird. Ein Signal b2, das den Wert m angibt, welcher die Geschwindigkeit der Wagenbewegung repräsentiert, wird in einen Stabilisierungskompensator 73 ein gegeben. Der Stabilisierungskompensator 73 berechnet und liefert einem Antriebsmotor 62 ein Eingangssignal c2, das notwendig ist, damit das Signal, das den Wert m angibt, welcher die Geschwin digkeit der Bewegung des Wagens, die durch den Kraftsensor 4 er halten wurde, repräsentiert, Null wird."

Ungeachtet des Konzepts der in der oben erwähnten Veröffentli chung offenbarten Erfindung ist weder eine spezifische Einrich tung noch ein spezifisches Verfahren zur Lösung der Aufgabe deutlich.

Auf jeden Fall ist allgemein bekannt, daß bei Ausübung einer ma nuellen Arbeit durch Aufbringen von Kraft auf eine Last die aus übende Person eine Reaktion der Last erfährt oder erhält. Je größer die Last ist, desto stärker die Reaktion, die er erfahren kann. Dagegen ist die Reaktion, die er erfahren kann, umso ge ringer, je geringer die Last ist. Bei einem die Last tragenden Radwagen kann der Benutzer den Wagen mit Bezug auf die Reaktion, die er von dem Wagen erfahren hat, steuern oder lenken.

Bei dem Wagen mit Hilfsantrieb nach dem Stand der Technik je doch, beispielsweise dem in der oben erwähnten Veröffentlichung offenbarten, der so gesteuert ist, daß er sich mit einer für die Größe der aufgebrachten Kraft geeigneten Geschwindigkeit bewegt, wird der Wagen mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die be wirkt, daß die aufgebrachte Kraft im wesentlichen annulliert wird, und das bedeutet, daß der den Wagen mit Hilfsantrieb schiebende Benutzer eine so geringe Reaktion von dem beladenen Wagen erfährt, daß eine präzise und genaue Steuerung des belade nen Wagens möglicherweise schwierig wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wagen mit Hilfsantrieb der eingangs genannten Art, derart zu verbessern, daß die Fahrsicherheit bei der Bedienung des Wagens erhöht wird und eine präzise und feinfühlige Lenkung des Wagens ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird mit einem Wagen mit Hilfsantrieb mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung löst dieses Problem, dadurch, daß die Steuerein richtung als Kraftverstärkungseinrichtung ausgeführt ist, wobei das gebildete Ausgangssignal proportional zu der erkannten ex ternen Kraft ist und eine im Vergleich zu der erforderlichen An triebskraft geringere Hilfskraft des Hilfsantriebes erzeugt. Auf diese Weise erfährt der Anwender ständig eine Gegenkraft von dem Wagen, die ihm die Kontrolle über das Fahrzeug wesentlich er leichtert. Auch können Richtungs- und Geschwindigkeitsänderungen wesentlich gleichmäßiger eingeleitet werden.

Der erfindungsgemäße Wagen mit Hilfsantrieb weist auf: eine mit Rädern versehene Plattform zum Tragen einer Last, eine an der mit Rädern versehenen Plattform befestigte Antriebsradeinrich tung, die dazu dient, im angetriebenen Zustand die mit Rädern versehene Plattform zu bewegen, eine Antriebseinheit zum Antrei ben der Antriebsradeinrichtung, eine Betätigungseinheit, die in Form eines an der mit Rädern versehenen Plattform befestigten Griffs vorgesehen sein kann und dazu dient, eine externe Kraft aufzunehmen, die auf sie aufgebracht wird, wenn der Wagen bewegt werden soll, eine Kraftdetektoreinrichtung zum Erkennen der Grö ße und Richtung der auf die Betätigungseinheit aufgebrachten Kraft und eine Steuereinrichtung zur Erzeugung eines Ausgangs signals für die Steuereinheit, das im wesentlichen proportional zu der von der Kraftdetektoreinrichtung erkannten externen Kraft ist.

Vorzugsweise ist die mit Rädern versehene Plattform im wesentli chen rechteckig und weist ein vorderes und ein hinteres Ende auf. Sie kann eine vordere und eine hintere Laufrolle aufweisen, die an den dem vorderen bzw. hinteren Ende der mit Rädern verse henen Plattform jeweils an Positionen befestigt sind, die mit der Längsachse der mit Rädern versehenen Plattform ausgerichtet sind. In diesem Fall kann die Antriebsradeinrichtung zwei An triebsräder aufweisen, die an den jeweiligen Seiten der mit Rä dern versehenen Plattform befestigt sind, und kann durch die Steuereinrichtung unabhängig steuerbar sein.

Die Steuereinrichtung kann vorzugsweise so konzipiert sein, daß sie imstande ist, die Antriebseinheit zu veranlassen, eine Hilfsenergie aufzubringen, die in Abhängigkeit von der Rate der Veränderung der aufgebrachten externen Kraft korrigiert wird, o der imstande ist, die aufgebrachte externe Kraft außer acht zu lassen, falls deren Wert äußerst gering ist.

Zum Erkennen der Fahrgeschwindigkeit des Wagens mit Hilfsantrieb kann eine Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung verwendet werden. Wird die Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung verwendet, kann die Steuereinrichtung von der Art sein, daß sie imstande ist, die Antriebseinheit zu veranlassen, eine in Abhängigkeit von der er kannten Fahrgeschwindigkeit korrigierte Hilfsenergie aufzubrin gen. In diesem Fall kann die Hilfsenergie abgeschaltet werden, wenn die erkannte Fahrgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert übersteigt; der auf der Hilfsenergie basierende Verstärkungsfak tor kann verringert werden, wenn die erkannte Fahrgeschwindig keit einen vorbestimmten Wert übersteigt; die Korrektur der Hilfsenergie auf der Basis der Fahrgeschwindigkeit kann dadurch ausgeführt werden, indem der Hilfsenergie, die in Abhängigkeit von der aufgebrachten externen Kraft berechnet worden ist, ein zu der Fahrgeschwindigkeit proportionaler Ausgleichwert zugege ben wird; es kann eine Korrektur vorgenommen werden, indem ein Rollwiderstandswert zugegeben wird, der mit zunehmender Fahrge schwindigkeit zunimmt; oder die Hilfsenergie kann durch Zugeben eines statischen Reibungswiderstandswertes korrigiert werden, wenn die erkannte Fahrgeschwindigkeit einen unter einem sehr geringen Wert liegenden Wert hat.

Ferner kann eine Neigungsdetektoreinrichtung verwendet werden, so daß, wenn diese erkennt, daß eine Bodenfläche, auf der sich der Wagen bewegt, eine Schrägfläche ist, die Korrektur so ver ändert werden kann, daß sie von der von der Geschwindigkeits detektoreinrichtung erkannten Geschwindigkeit abhängt.

Falls die Antriebsräder unabhängig voneinander angetrieben wer den können und die zu der aufgebrachten externen Kraft propor tionale Hilfsenergie auf jedes der Antriebsräder angewandt wird, kann für jedes der Antriebsräder eine Geschwindigkeitsdetektor einrichtung verwendet werden. In diesem Fall kann die Steuer einrichtung so ausgelegt sein, daß sie imstande ist, bei jedem der Antriebsräder eine auf der erkannten Fahrgeschwindigkeit basierende Korrektur der Hilfsenergie durchzuführen. Genauer gesagt, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den An triebsrädern im Vergleich zu der Größe der aufgebrachten exter nen Kraft gering ist, kann die Differenz zwischen den jeweils auf die Antriebsräder aufgebrachten Hilfsenergien erhöht werden, ist jedoch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Rädern im Vergleich zu der Größe der aufgebrachten externen Kraft groß, kann die Differenz zwischen den jeweils auf die Antriebsräder aufgebrachten Hilfsenergien verringert werden.

Der erfindungsgemäße Wagen mit Hilfsantrieb kann vorzugsweise eine Lastdetektoreinrichtung aufweisen. Die Lastdetektoreinrich tung kann aus einer Wiegevorrichtung zur Ausgabe eines das Ge wicht der auf der mit Rädern versehenen Plattform angeordneten Last angebenden Signals oder einem Detektor zum Erkennen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Last auf der mit Rädern versehenen Plattform bestehen. Ferner kann durch Bestim mung des auf dem Gewicht der Last basierenden Reibungswider stands eine Korrektur vorgenommen werden, um dem Reibungswider stand entgegenzuwirken.

Berücksichtigt man, daß sich die Reibungskraft, die dem Lauf des Wagens Widerstand entgegensetzt, sich mit dem Gewicht der Last auf dem Wagen verändert, kann eine Korrektur zum Ausgleich des Reibungswiderstandes vorgenommen werden, indem der Reibungswi derstand in Abhängigkeit vom Gewicht der Last auf dem Wagen bestimmt wird. Dadurch kann eine sich aus dem Reibungswiderstand ergebende Veränderung der Lenkbarkeit in vorteilhafter Weise vermindert werden.

Außerdem kann für den Fall, daß eine Neigungsdetektoreinrichtung zum Erkennen des Neigungswinkels des Wagens verwendet werden kann, so daß die Hilfsenergie in Abhängigkeit von dem erkannten Neigungswinkel korrigiert werden kann, ungeachtet der Neigung der Schrägfläche eine vorteilhafte Lenkbarkeit erreicht werden.

Ferner kann zwischen jedem Antriebsrad und einer Antriebsquelle zum Antreiben dieses Antriebsrades eine Kupplung vorgesehen sein, um das betreffende Antriebsrad von der zugehörigen An triebsquelle zu lösen, wenn keine externe Kraft aufgebracht wird.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfin dung mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Flußdiagramm der in einem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß einem erfindungsgemäßen ersten Ausführungsbei spiel ausgeführten Steuerung,

Fig. 2A eine schematische perspektivische Ansicht des Wagens mit Hilfsantrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2B eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Wagens von Fig. 2A von unten,

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten An triebssystems,

Fig. 4A ein mit Fig. 1 vergleichbares Diagramm, das eine erste Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels zeigt,

Fig. 4B ein schematisches Diagramm, das die Veränderung bei der Größe der der Hilfsenergie hinzuzufügenden Kraft bei der Anwendung der ersten Modifikation von Fig. 4A zeigt,

Fig. 5 ein mit Fig. 1 vergleichbares Diagramm, das eine zwei te Modifikation des erfindungsgemäßen ersten Ausfüh rungsbeispiels zeigt,

Fig. 6A und 6B Diagramme zur Einstellung der Antriebs- bzw. Drehungs energien entsprechend den erkannten Schub- bzw. Gie rungskräften bei Anwendung der zweiten Modifikation des ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,

Fig. 7 ein Flußdiagramm der in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß der zweiten Modifikation des erfindungsgemäßen ersten Ausführungsbeispiels ausgeführten Steuerung,

Fig. 8A eine schematische perspektivische Ansicht eines erfin dungsgemäßen zweiten Ausführungsbeispiels des Wagens mit Hilfsantrieb,

Fig. 8B ein Blockdiagramm des in dem erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsbeispiel des Wagens mit Hilfsantrieb ver wendeten Antriebssystems,

Fig. 9 ein Flußdiagramm der in dem Wagens mit Hilfsantrieb gemäß dem erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsbei spiel ausgeführten Steuerung,

Fig. 10A ein Diagramm zur Veränderung des Verstärkungsfaktors entsprechend der Fahrgeschwindigkeit des erfindungs gemäßen zweiten Ausführungsbeispiels des Wagens mit Hilfsantrieb,

Fig. 10B ein Flußdiagramm der in dem Wagen mit Hilfsantrieb in bezug auf die graphische Darstellung von Fig. 10A ausgeführten Steuerung,

Fig. 11 ein Diagramm, das zeigt, wie der Verstärkungsfaktor mit Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit gemäß einer ersten Modifikation des erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsbeispiels erhöht werden sollte,

Fig. 12 ein Flußdiagramm der in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß einer ersten Modifikation des erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsbeispiels ausgeführten Steuerung,

Fig. 13 ein Diagramm, das zeigt, wie der Verstärkungsfaktor mit Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit gemäß einer zweiten Modifikation des erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsbeispiels erhöht werden sollte,

Fig. 14 ein Flußdiagramm der in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß einer zweiten Modifikation des erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsbeispiels ausgeführten Steuerung,

Fig. 15 ein Diagramm, das zeigt, wie der Verstärkungsfaktor mit Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit gemäß einer dritten Modifikation des erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsbeispiels erhöht werden sollte,

Fig. 16 ein Flußdiagramm der in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß einer dritten Modifikation des erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsbeispiels ausgeführten Steuerung,

Fig. 17 ein Flußdiagramm der in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß einer vierten Modifikation des erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsbeispiels ausgeführten Steuerung,

Fig. 18 ein Diagramm, das zeigt, wie die Reibungskompensa tionskraft mit Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit gemäß der dritten Modifikation des erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsbeispiels hinzugefügt werden sollte,

Fig. 19 ein Blockdiagramm des Antriebssystems gemäß einer fünften Modifikation des erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 20 ein Flußdiagramm der in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß der fünften Modifikation des erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsbeispiels ausgeführten Steuerung,

Fig. 21A eine schematische perspektivische Ansicht des Wagens mit Hilfsantrieb gemäß einem dritten bevorzugten Aus führungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 21B ein Diagramm des in dem Wagen mit Hilfsantrieb von Fig. 21 verwendeten Antriebssystems,

Fig. 22 ein Flußdiagramm der in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß dem erfindungsgemäßen dritten Ausführungsbei spiel ausgeführten Steuerung,

Fig. 23 ein Flußdiagramm der in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß einer ersten Modifikation des erfindungsgemäßen dritten Ausführungsbeispiels ausgeführten Steuerung,

Fig. 24A ein Diagramm des in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendeten Antriebssystems,

Fig. 24B ein Flußdiagramm der in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß dem erfindungsgemäßen vierten Ausführungsbei spiel ausgeführten Steuerung,

Fig. 25 ein Flußdiagramm einer in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß dem erfindungsgemäßen vierten Ausführungsbei spiel ausgeführten alternativen Steuerung,

Fig. 26 ein Flußdiagramm der in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß einer ersten Modifikation des erfindungsgemäßen vierten Ausführungsbeispiels ausgeführten Steuerung,

Fig. 27 ein Flußdiagramm der in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß einer zweiten Modifikation des erfindungsgemäßen vierten Ausführungsbeispiels ausgeführten Steuerung,

Fig. 28 ein Blockdiagramm des in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß einem fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendeten Antriebssystems,

Fig. 29 ein Flußdiagramm der in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß dem erfindungsgemäßen fünften Ausführungsbei spiel ausgeführten Steuerung,

Fig. 30 eine schematische Seitenansicht des Wagens mit Hilfs antrieb gemäß einer ersten Modifikation des erfin dungsgemäßen fünften Ausführungsbeispiels,

Fig. 31 ein Flußdiagramm der in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß der ersten Modifikation des erfindungsgemäßen fünften Ausführungsbeispiels ausgeführten Steuerung,

Fig. 32 ein Blockdiagramm des in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß einem sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendeten Antriebssystems,

Fig. 33 ein Flußdiagramm der in dem Wagen mit Hilfsantrieb gemäß dem erfindungsgemäßen sechsten Ausführungsbei spiel ausgeführten Steuerung,

Fig. 34A ein schematisches Diagramm eines ersten Ausführungs beispiels eines in dem Wagen mit Hilfsantrieb verwen deten Kraftdetektors,

Fig. 34B und 34C schematische Diagramme, die den Kraftdetektor von Fig. 34A jeweils in unterschiedlichen Betriebspositionen zeigen,

Fig. 35A ein schematisches Diagramm eines zweiten Ausführungs beispiels des Kraftdetektors,

Fig. 35B und 35C schematische Diagramm des Kraftdetektors von Fig. 35A in jeweils unterschiedlichen Betriebspositionen,

Fig. 36A und 36B den Fig. 35B bzw. 35C entsprechende schematische Diagramme zum Betrieb des Kraftdetektors von Fig. 35A,

Fig. 37A und 37B schematische Diagramme einer Modifikation des Kraftde tektors von Fig. 35A in jeweils unterschiedlichen Betriebspositionen,

Fig. 38A ein schematisches Diagramm eines dritten Ausführungs beispiels des Kraftdetektors,

Fig. 38B und 38C schematische Diagramme des Kraftdetektors von Fig. 38A in jeweils unterschiedlichen Betriebspositionen,

Fig. 39A und 39B schematische Diagramme des Kraftdetektors von Fig. 1 38A in jeweils unterschiedlichen Betriebspositionen, von einem anderen Winkel aus gesehen,

Fig. 40 ein schematisches Diagramm eines vierten Ausführungs beispiels des Kraftdetektors,

Fig. 41A und 41B schematische Diagramme des Kraftdetektors von Fig. 40 in jeweils unterschiedlichen Betriebspositionen,

Fig. 42A ein schematisches Diagramm eines fünften Ausführungs beispiels des Kraftdetektors,

Fig. 42B eine schematische perspektivische Ansicht einer in dem Kraftdetektor von Fig. 42A verwendeten Stützstruktur,

Fig. 43A und 43B schematische Diagramme des Kraftdetektors von Fig. 42A in jeweils unterschiedlichen Betriebspositionen,

Fig. 44A ein schematisches Diagramm eines ein sechstes Ausfüh rungsbeispiel des Kraftdetektors verkörpernden Griffs,

Fig. 44B ein schematisches Diagramm des in dem in Fig. 44A gezeigten Griff verwendeten Kraftdetektors,

Fig. 45A und 45B schematische Diagramme des Kraftdetektors von Fig. 44B in jeweils unterschiedlichen Betriebspositionen,

Fig. 46A eine schematische Ansicht des Wagens mit Hilfsantrieb mit einem siebten Ausführungsbeispiel des Kraftdetek tors von unten,

Fig. 46B ein schematisches Diagramm des in Fig. 46A gezeigten Kraftdetektors im größeren Maßstab,

Fig. 47 ein mit Fig. 46B vergleichbares Diagramm einer Modifi kation des Kraftdetektors, und

Fig. 48 eine schematische perspektivische Ansicht eines ande ren Typs des erfindungsgemäßen Wagens mit Hilfsan trieb.

Erstes Ausführungsbeispiel (Fig. 1 bis 7)

Fig. 2A und 2B sowie Fig. 3 zeigen einen Wagen 10 mit Hilfs antrieb gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Wagen mit Hilfsantrieb weist eine im wesentlichen rechtecki ge, mit Rädern versehene Plattform 1, die aus hartem Material wie Metall oder Kunstharz bestehen kann, zum Tragen einer Last, wie beispielsweise einer Ladung, auf. Die mit Rädern versehene Plattform 1 weist ein erstes (linkes) und ein zweites (rechtes) Antriebsrad 2a und 2b, die drehbar an jeweiligen Seiten der Plattform koaxial zueinander befestigt sind, sowie eine vordere und eine hintere Laufrolle 3a und 3b auf, die an dem vorderen bzw. hinteren Ende der Plattform 1 drehbar gelagert sind, und ist ferner mit einem Griff 4 mit einer querverlaufenden Griff stange 4a und im wesentlichen aufrecht stehenden Seitenschenkeln 4b und 4c versehen. Ferner weist der Wagen mit Hilfsantrieb eine Antriebseinheit 6 mit einer linken und einer rechten Antriebs quelle 6A bzw. 6B, die einen elektrischen Antriebsmotor 6a bzw. 6b zum unabhängigen Antreiben des linken bzw. rechten Antriebs rads 2a und 2b aufweisen können, eine Kraftdetektorvorrichtung 5 mit einem linken und einem rechten Kraftsensor 5a bzw. 5b, die in die Seitenschenkel 4b bzw. 4c eingebaut sind, sowie eine Steuervorrichtung 7 auf.

Die Antriebsquellen 6A und 6B sind in gleicher Linie an der Unterseite der Plattform 1 fixiert und antriebsmäßig über einen (nicht dargestellten) zugehörigen Getriebezug und eine (nicht dargestellte) zugehörige Bremse mit dem linken bzw. rechten Antriebsrad 2a und 2b gekoppelt. Die diese Antriebsquellen 6A und 6B aufweisende Antriebseinheit 6 wird auf später zu be schreibende Weise von der Steuervorrichtung 7 gesteuert.

Die Kraftdetektorvorrichtung 5 ist zum Erkennen sowohl der Rich tung als auch der Größe einer auf den Griff 4 aufgebrachten Kraft betreibbar, um zu bestimmen, in welcher Richtung mit wel chem Zug-/Druckbetrag ein Benutzer den Wagen 10 mit Hilfsantrieb zu bewegen beabsichtigt. Zwar kann die Kraftdetektorvorrichtung 5 nur einen einzigen Vektorsensor aufweisen, bei dem dargestell ten Ausführungsbeispiel jedoch werden zwei Kraftsensoren ver wendet, das heißt, der in den rechten bzw. linken Seitenschenkel 4b und 4c eingebaute linke bzw. rechte Kraftsensor 5a und 5b zum Erkennen der jeweiligen Komponenten der aufgebrachten Kraft, die durch die zugehörigen Seitenschenkel 4b und 4c zu ihnen über tragen wird. Sie sind mit einem Kraftanalysator 5c zur Verarbei tung der jeweiligen Ausgangssignale von dem rechten und dem linken Sensor 5a und 5b kombiniert, um ein Vektorsignal zu lie fern, das die Richtung und die Größe der aufgebrachten Kraft angibt. Die Kraftdetektorvorrichtung 5 wird nachfolgend im ein zelnen beschrieben.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau des Wagens 10 mit Hilfsantrieb ist es leicht verständlich, daß das linke und rechte Antriebsrad 2a und 2b gleichzeitig als Lenkungsrad dienen, da sich bei Ab weichen der Umdrehungsgeschwindigkeit des linken bzw. rechten Antriebsrads 2a und 2b von derjenigen des jeweils anderen Rads der Wagen 10 mit Hilfsantrieb sich entweder nach links oder nach rechts dreht und nicht geradeaus fährt. Wird bei dem dargestell ten Ausführungsbeispiel eines der Antriebsräder 2a und 2b im Stillstand gehalten, während nur das jeweils andere sich drehen darf, kann der Wagen 10 mit Hilfsantrieb eine Wendung mit einem Wendekreis vollziehen, dessen Radiusmittelpunkt mit einem Punkt mitten zwischen den Antriebsrädern 2a und 2b ausgerichtet ist. Es kann somit erreicht werden, daß der Wagen 10 mit Hilfsantrieb von der Größe her kompakt ist, aber dennoch in der Lage ist, auf begrenztem Raum enge Kurven zu fahren.

Ein Ausgangsdrehmoment jedes der Antriebsräder 2a und 2b wird von der Steuervorrichtung 7, der das Ausgangssignal der Kraftde tektorvorrichtung 5 zugeführt wird, gesteuert. Diese Steuervor richtung 7 weist eine Leistungsberechnungseinheit zur Berechnung einer im wesentlichen zu der auf den Griff 4 ausgeübten Kraft proportionalen Leistung auf. Die Abfolge der Tätigkeit dieser Steuervorrichtung 7 ist in Fig. 1 gezeigt, welche nunmehr be schrieben wird.

Wie Fig. 1 zeigt, wird eine externe Schiebe- oder Zugkraft EF, z. B. eine Zugkraft, die auf den Griff 4 aufgebracht wird, um den Wagen nach vorne, wie durch den Pfeil gezeigt, zu bewegen, von der Kraftdetektorvorrichtung 5 erkennt und dann in zwei Kraft komponenten geteilt, nämlich eine Schubkraft TF, die zum Vor schieben des Wagens 10 mit Hilfsantrieb wirksam ist, und eine Gierungskraft YF, die zum Drehen des Wagens 10 mit Hilfsantrieb nach links oder rechts wirksam ist. Dann berechnet die Steuer vorrichtung 7 eine Antriebsenergie PP, indem sie die erkannte Zug-/Druckkraft TF mit einem vorbestimmten Verstärkungsfaktor A, beispielsweise 3, multipliziert, und eine Drehungsenergie TP, indem sie die erkannte Gierungskraft YF mit dem vorbestimmten Verstärkungsfaktor A multipliziert.

Setzt man voraus, daß gemäß Fig. 2B Lc die Entfernung zwischen einer Mittellinie des Griffes 4 (der parallel zur Längsachse der Griffstange 4a verlaufenden Linie) und der gemeinsamen Achse, mit der die Antriebsräder 2a und 2b ausgerichtet sind, repräsen tiert, Lt die Entfernung zwischen den Antriebsrädern 2a und 2b repräsentiert und Z einen Punkt zwischen den Antriebsrädern 2a und 2b repräsentiert, dann ergibt sich die durch [TP × Lt/2 = (YF × Lc) × A] ausgedrückte Beziehung. Bei der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung sei jedoch vereinfachend angenommen, daß das Verhältnis Lt : Lc 2 : 1 beträgt.

Dann liefert die Steuervorrichtung 7 ein erstes bzw. zweites Drehmomentausgangssignal an die linke und rechte Antriebsquelle 6A und 6B. Das erste Drehmomentausgangssignal gibt das Drehmo ment an, mit dem das Antriebsrad 2a von der Antriebsquelle 6a angetrieben werden sollte und dessen Wert gleich der Hälfte der Differenz zwischen der berechneten Antriebs- und Drehungsenergie ist, d. h. (PP - TP)/2, und das zweite Drehmomentausgangssignal gibt das Drehmoment an, mit dem das Antriebsrad 2b von der An triebsquelle 6B angetrieben werden sollte und dessen Wert gleich der Hälfte der Summe aus den berechneten Antriebs- und Drehungs energien, d. h. (PP + TP)/2 ist, so daß das linke und das rechte Antriebsrad 2a und 3b mit den so von der Steuervorrichtung 7 berechneten Drehmomenten angetrieben werden können, wodurch ein Zyklus des Steuerungsablaufes, der von der Erkennung der exter nen Kraft ausgehend begonnen hat, abgeschlossen ist. Dieser Zyklus des Steuerungsablaufes wird wiederholt solange ausge führt, wie das System mit der auf den Griff 4 aufgebrachten externen Kraft EF betrieben wird.

Somit ist leicht zu erkennen, daß eine Hilfsenergie einer Größe, die gleich der Größe der externen Kraft EF multipliziert mit dem vorbestimmten Verstärkungsfaktor ist, auf das linke und rechte Antriebsrad 2a und 2b aufgebracht wird, um den Wagen 10 mit Hilfsantrieb in einer vorbestimmten oder gewünschten Richtung anzutreiben.

Modifikation 1

Ist bei dem obenstehenden erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Verstärkungsfaktor A festgelegt, muß die auf den Griff 4 aufgebrachte externe Kraft EF dann erhöht werden, wenn dies erforderlich ist, wie beispielsweise beim Ingangsetzen oder Anhalten des Wagens 10 mit Hilfsantrieb oder dann, wenn der Wagen 10 eine Bodenwelle auf der Bodenfläche überwinden muß. Um die Notwendigkeit einer erhöhten, auf den Griff 4 aufzubringen den externen Kraft zu mindern, wird ein Differenziergerät 50 gemäß Fig. 4A zur Erkennung der Veränderungsrate der erkannten externen Kraft (ein Differentialwert der erkannten externen Kraft EF) verwendet, so daß, wie in Fig. 4B gezeigt, die Hilfs energie um einen Betrag gesteigert werden kann, der mit der Rate der Veränderung der erkannten externen Kraft veränderbar ist. Der Steuerungsablauf dafür ist in Fig. 5 gezeigt.

Wie in Fig. 5 gezeigt, ist aufgrund der Erkennung der Verände rungsrate der erkannten externen Kraft gemäß dieser Modifikation der Wert der Antriebsenergie PP gleich dem Produkt aus der Schubkraft TF und einem ersten vorbestimmten Verstärkungsfaktor I plus dem Produkt der Veränderung der Zug-/Druckkraft TF mit einem ersten vorbestimmten Koeffizienten K, während der Wert der Wendeenergie TP gleich dem Produkt aus der Gierungskraft YF und einem zweiten vorbestimmten Verstärkungsfaktor J plus dem Pro dukt aus der Veränderung der Gierungskraft YF und einem zweiten vorbestimmten Koeffizienten L ist.

Modifikation 2

Um den Wagen 10 mit Hilfsantrieb ruckfrei zu bewegen und gleichzeitig eine genaue und präzise Steuerung desselben zu erzielen, sollte die Kraftdetektorvorrichtung 5 so ausgelegt sein, daß sie imstande ist, die auf den Griff 4 aufgebrachte externe Kraft EF genau und präzise zu erkennen. In einem solchen Fall kann es vorkommen, daß, obwohl der den Griff 4 ergreifende Benutzer des Wagens 10 keinerlei Absicht hegt, diesen zu bewe gen, die Kraftdetektorvorrichtung 5 eine auf den Griff 4 aufge brachte externe Kraft EF erkennt, wobei als Folge eventuell die Antriebsräder 2a und 2b angetrieben werden. Um diese Möglichkeit auszuschließen, ist gemäß den Fig. 6A und 6B in einem Bereich, in dem die externe Kraft EF gering ist, ein Unempfindlichkeits bereich vorgesehen. Mit anderen Worten, es sind ein Bereich der erkannten Schubkraft zwischen den Werten +F1 und -F1 bzw. ein Bereich der erkannten Gierungskraft zwischen den Werten +f1 bis -f1 als Unempfindlichkeitsbereiche definiert. Dementsprechend wird gemäß dieser Modifikation des bevorzugten Ausführungsbei spiels für den Fall, daß die erkannte externe Kraft gering ist, weder eine Antriebsenergie PP noch eine Drehungsenergie TP er zeugt, wodurch jegliche mögliche unnötige Bewegung des Wagens 10 mit Hilfsantrieb vermieden wird. Dies kann dadurch erzielt wer den, indem die Steuervorrichtung 7 mit einem Diskriminator ver sehen wird, der imstande ist, zu bestimmen, ob der Wert der aufgebrachten externen Kraft höher oder niedriger als der Un empfindlichkeitsbereich eines vorbestimmten Wertes ist. Der Steuerungsablauf hierzu ist in Fig. 7 gezeigt.

Zweites Ausführungsbeispiel (Fig. 8 bis 23)

Wie insbesondere aus den Fig. 8A und 8B bis Fig. 10 hervorgeht, weist der Wagen 10 mit Hilfsantrieb gemäß einem zweiten bevor zugten Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Geschwindigkeits detektor 8 zur Erkennung der Fahrgeschwindigkeit S des Wagens 10 auf, so daß die Hilfsenergie entsprechend der erkannten Fahr geschwindigkeit gesteuert werden kann. Zu diesem Zweck ist der Geschwindigkeitsdetektor 8 betriebsmäßig mit einer der vorderen und hinteren Laufrollen 3a und 3b, beispielsweise der hinteren Laufrolle 3b, gekoppelt, um die Umdrehungsgeschwindigkeit der hinteren Laufrolle 3b zu erkennen. Mit anderen Worten, bei dem in den Fig. 8 bis 9 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Drehmomentsteuerung nicht nur in Abhängigkeit von der auf den Griff 4 aufgebrachten externen Kraft EF, sondern auch von der Fahrgeschwindigkeit des Wagens 10 mit Hilfsantrieb ausgeführt, und dementsprechend kann die durch die Hilfsenergie bewirkte Veränderungsrate der Fahrgeschwindigkeit auf einen geeigneten Wert hin gesteuert werden.

Übersteigt beispielsweise die von dem Geschwindigkeitsdetektor 8 erkannte Fahrgeschwindigkeit S einen vorbestimmten Wert, wie in Fig. 10A gezeigt, wird der Verstärkungsfaktor auf Null gesetzt, so daß die Drehmomentausgangssignale der Antriebseinheit 6 ge sperrt werden können, um dadurch auszuschließen, daß der Wagen 10 eventuell zu schnell angetrieben wird oder außer Kontrolle gerät. Der Steuerungsablauf hierzu ist in Fig. 10B gezeigt.

Modifikation 1

Alternativ kann der Verstärkungsfaktor abhängig von der Fahr geschwindigkeit S des Wagens 10 mit Hilfsantrieb verändert wer den, um einen Sicherheitsfaktor zu sichern und außerdem eine gleichmäßige Veränderung des Drehmomentausgangssignals in bezug auf die Veränderung der Fahrgeschwindigkeit zu erzielen, so daß der Benutzer beim Schieben oder Ziehen des Wagens 10 mit Hilfs antrieb von dem Griff 4 eine angemessene Reaktion erfährt. Ge nauer gesagt, solange die Fahrgeschwindigkeit S des Wagens 10 mit Hilfsantrieb einen Schwellenwert +Va oder -Va (es sei darauf hingewiesen, daß das negative Vorzeichen im Zusammenhang mit dem Schwellenwert bedeutet, daß der Wagen 10 rückwärts bewegt wird. Für die nachfolgenden Schwellenwerte gilt dasselbe) noch nicht erreicht hat, wird der vorbestimmte Verstärkungsfaktor A verwen det, doch sobald sie den Schwellenwert +Vb oder -Vb überschrit ten hat, wird der Verstärkungsfaktor auf Null gesetzt, so daß die Drehmomentausgangssignale von der Antriebseinheit 6 ausge setzt werden können, um dadurch jegliche Möglichkeit, daß der Wagen 10 mit Hilfsantrieb zu schnell angetrieben wird oder außer Kontrolle gerät, auszuschließen.

Modifikation 2

Anstatt, wie oben beschrieben, entsprechend der Fahrgeschwindig keit den Kraftverstärkungsfaktor variabel zu verwenden, kann die Hilfsenergie in einer Größe, die gleich der Differenz zwischen der entsprechend der aufgebrachten externen Kraft berechneten Hilfsenergie abzüglich einer Kraft in einer Größe ist, die dem zu der Fahrgeschwindigkeit proportionalen Widerstand VR (innere Reibung) entspricht, hinzugefügt werden. Fig. 13 zeigt die Ver änderung des Betrags der hinzugefügten Kraft, die als Verhältnis zwischen dem Reibungskoeffizienten VC (Koeffizient für die inne re Reibung) und der Fahrgeschwindigkeit bestimmt wird, wenn letztere einen Schwellenwert +Vc oder -Vc überschreitet, und Fig. 14 zeigt den hierzu verwendeten Steuerungsablauf. Der ent sprechend der Fahrgeschwindigkeit angelegte Reibungswiderstand VR (innere Reibung) wirkt als Bremskraft in ähnlicher Weise wie eine Motorbremse. Dementsprechend kann im wesentlichen jede mög liche gefährliche Situation, die bei zu hoher Fahrgeschwindig keit eintreten würde, im wesentlichen vermieden werden. Da sich das Drehmomentausgangssignal in bezug auf die Veränderung der Fahrgeschwindigkeit sehr gleichmäßig verändern kann, kann der Benutzer gleichzeitig eine angemessene Reaktion von dem Griff 4 erfahren, die mit einer Steigerung der Betriebsfähigkeit einher geht. Es sei darauf hingewiesen, daß der Gradient der in Fig. 13 gezeigten Kurve eine Veränderung des Reibungskoeffizienten VC repräsentiert.

Modifikation 3

Beim Laufen des Wagens 10 nimmt der Rollwiderstand mit zuneh mender Fahrgeschwindigkeit zu. Dementsprechend wird der entspre chend der aufgebrachten externen Kraft EF berechneten Hilfsener gie dann, wenn sie auf dem in Fig. 16 gezeigten Steuerungsablauf basiert, gemäß Fig. 15 als Gegen-Fahrwiderstand, der zum Aus gleich des Fahrwiderstands wirksam ist, zusätzliche Energie von einem Wert hinzugefügt, der der Fahrgeschwindigkeit angemessen ist, und der Benutzer erfährt eine ausreichende Reaktion von dem Griff 4, ohne den auf den Wagen 10 einwirkenden Fahrwiderstand zu spüren.

Modifikation 4

Bedenkt man, daß Haftreibung auf den Wagen 10 einwirkt, wenn der Wert der Fahrgeschwindigkeit des Wagens 10 unter einem extrem niedrigen Wert liegt, wie dies in Fig. 17 und 18 gezeigt ist, dann kann der Hilfsenergie eine Reibungskompensationsenergie von einer Größe hinzuaddiert werden, die dem Betrag dieser Haftrei bung entspricht (µ0 × Mg, wobei M die Masse der Plattform und g die Erdbeschleunigung repräsentiert), solange die Fahrgeschwin digkeit Null übersteigt und gleichzeitig geringer als ein Schwellenwert V0 ist, welcher der erwähnte extrem niedrige Wert ist, jedoch eine Reibungskompensationsenergie von einer Größe, die dem Betrag der dynamischen Reibung (µ1 x Mg) entspricht, solange die Fahrgeschwindigkeit den Schwellenwert V0 übersteigt. Dadurch kann der Wagen 10 ruckfrei in Gang gesetzt und angehal ten werden, was dem Benutzer eine angenehme Reaktion durch den Griff 4 vermittelt.

Modifikation 5

Wie in Fig. 19 gezeigt, kann ein Neigungsdetektor 9 zum Erkennen des Neigungswinkels der mit Rädern versehenen Plattform 1 ver wendet werden, so daß bestimmt werden kann, ob nun der Wagen 10 eine Schrägfläche hinauf- oder hinabfährt. Wird dieser Neigungs detektor 9, wie in Fig. 20 gezeigt, verwendet, dann wird der Verstärkungsfaktor auf Null gesetzt, um die Hilfsenergie für den Fall, daß der Neigungsdetektor 9 angibt, daß der Wagen 10 eine Schrägfläche mit einer einen ersten vorbestimmten Wert V1 über schreitenden Fahrgeschwindigkeit (die eine möglicherweise ge fährliche Fahrgeschwindigkeit repräsentiert) hinabfährt, auszu schalten. Der Viskositätswiderstand, der durch Multiplizieren des Viskositätskoeffizienten VC mit der Fahrgeschwindigkeit bestimmt wird, wird jedoch hinzugefügt, um eine Bremswirkung ähnlich derjenigen einer Motorbremse zu erzielen, falls die Fahrgeschwindigkeit einen zweiten vorbestimmten Wert V2 erreicht und damit in den Bereich gefährlicher Fahrgeschwindigkeiten gelangt. Gemäß dieser Modifikation kann eine Gefahrensituation, die aufträte, wenn der Wagen 10 mit Hilfsantrieb mit erhöhter Geschwindigkeit die Schrägfläche hinabführe, in vorteilhafter Weise vermieden werden.

Der Neigungsdetektor 9 kann so konstruiert sein, daß er, wie in Fig. 30 gezeigt, ein im Inneren der mit Rädern versehenen Plattform mittels einer Schnur aufgehangenes Gewicht aufweist, so daß eine Veränderung des zwischen der Schnur und einer senk recht zu der mit Rädern versehenen Plattform 1 eingeschlossenen Winkels θ erkannt werden kann, während der Wagen 10 die Schräg fläche hinab- oder hinauffährt.

Drittes Ausführungsbeispiel (Fig. 21 bis 23)

Gemäß Fig. 21A ist der Wagen 10 mit Hilfskraft gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel so ausgebildet, daß die An triebsräder 2a und 2b unabhängig voneinander von den jeweiligen Antriebsquellen 6A und 6B angetrieben werden und gleichzeitig als Lenkungsräder dienen. Gemäß Fig. 21B wird in diesem Ausfüh rungsbeispiel ein Links-Geschwindigkeitsdetektor 8a zum Erkennen der Drehgeschwindigkeit des linken Antriebsrads 2a und ein Rechts-Geschwindigkeitsdetektor 8b zum Erkennen der Umdrehungs geschwindigkeit des rechten Antriebsrads 2b verwendet, so daß die Hilfsenergie bei jeder Antriebsquelle 6A und 6B in Abhängig keit von der Umdrehungsgeschwindigkeit der zugehörigen Antriebs räder 2a und 2b korrigiert werden kann. Gemäß dieser Modifikation kann der Wagen 10 mit Hilfsantrieb ungeachtet des Oberflä chenzustands der Bodenfläche, auf der er fährt, stabil gelenkt werden.

Dies wird nunmehr mit Bezug auf Fig. 22 beschrieben. Wenn wäh rend einer Kurvenfahrt des Wagens 10 die Differenz zwischen den jeweiligen Umdrehungsgeschwindigkeiten der Antriebsräder 2a und 2b im Vergleich zu der externen Kraft, die in der Richtung wirkt, in die der Wagen 10 zu drehen ist, gering ist, wird die Hilfsenergie für eines der Antriebsräder 2a und 2b erhöht, um die Differenz zwischen den jeweiligen Hilfsenergien für die Antriebsräder 2a und 2b zu vergrößern. Dadurch kann die Drehfä higkeit des Wagens 10 gesteigert werden. Selbst dann, wenn der Wagen 10 eine Schrägfläche in generell zickzackartiger Form hinauffährt oder wenn auf die Laufflächen der Antriebsräder 2a und 2b jeweils ein anderer Reibungskoeffizient einwirkt, kann der Wagen 10 übergangslos gewendet werden.

Modifikation 1

Ist dagegen, wie in Fig. 23, die Differenz zwischen den jeweili gen Umdrehungsgeschwindigkeiten der Antriebsräder 2a und 2b verglichen mit der in der Richtung, in die der Wagen 10 zu wen den ist, wirkenden externen Kraft groß, kann die Fähigkeit des Wagens 10 zur Geradeausfahrt durch die Durchführung einer Kor rektur zur Erhöhung der Hilfsenergie für eines der Antriebsräder 2a und 2b, das sich mit einer geringeren Umdrehungsgeschwindig keit dreht, verbessert werden. Dadurch kann die Geradeausfahr leistung des Wagens 10 gesteigert werden. Selbst wenn der Wagen 10 generell zickzackartig eine Schrägfläche hinauffährt oder wenn auf die Lauffläche der Antriebsräder 2a und 2b jeweils ein anderer Reibungskoeffizient einwirkt, kann der Wagen 10 mit Hilfsantrieb ruckfrei geradeaus geführt werden.

Viertes Ausführungsbeispiel (Fig. 24 bis 29)

Der Wagen 10 mit Hilfsantrieb von Fig. 24A weist einen Lastde tektor 20 zum Detektieren der der mit Rädern versehenen Plattform auferlegten Last auf, so daß die Hilfsenergie entspre chend der Last eingestellt werden kann. Die Verwendung des Last detektors 20 ist besonders vorteilhaft dahingehend, daß das Aufbringen einer erhöhten bzw. verminderten externen Kraft auf den Griff 4 nicht mehr nötig ist, wenn der Wagen 10 mit Hilfs antrieb mit bzw. ohne auferlegte Last bewegt werden soll, wo durch es dem Benutzer ermöglicht wird, ungeachtet des Vorhanden seins oder Nichtvorhandenseins der Last eine konstante externe Kraft auf den Griff 4 aufzubringen. Der Steuerungsablauf hierzu ist in Fig. 24B dargestellt. Es sei jedoch angemerkt, daß die Möglichkeit besteht, wenn keine Last aufgebracht ist, die Mög lichkeit der Zuschaltung von Hilfsenergie zu sperren und nur bei auferlegter Last die Zuschaltung von Hilfsenergie zuzulassen.

Falls der Lastdetektor 20 so betreibbar ist, daß er das Gewicht der auf der mit Rädern versehenen Plattform 1 angeordneten Last messen und dann ein das Gewicht der Last angebendes Gewichts signal ausgeben kann, erfordert der Steuerungsablauf eine Modi fikation gemäß Fig. 25. Bei diesem in Fig. 25 gezeigten Steue rungsablauf wird der zu dem Bruttowagengewicht passende Verstär kungsfaktor zur Berechnung der Hilfsenergie verwendet und dem entsprechend verändert sich die Lenkbarkeit des Wagens 10 mit Hilfsantrieb nicht sonderlich, selbst wenn das Gewicht der auf der mit Rädern versehenen Plattform 1 anzuordnenden Last nicht festgelegt ist. Bei dieser Modifikation kann der Lastdetektor 20 auf einer Fläche der mit Rädern versehenen Plattform 1 angeord net sein, auf der die Last angeordnet ist.

Modifikation 1

Ist die von dem Wagen 10 zu tragende Last festgelegt, kann der bei dem Wagen 10 verwendete Lastdetektor 20 in Form eines Schalters vorliegen, der imstande ist, ein das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Last gemäß Fig. 26 anzeigendes Signal zu erzeugen. Genauer gesagt, auf der Oberfläche der mit Rädern versehenen Plattform 2, auf der die Last anzuordnen ist, kann ein photoelektrischer Schalter so angeordnet sein, daß er bei Anordnen der Last auf dieser Fläche eingeschaltet, beim Wegnehmen der Last jedoch ausgeschaltet wird. Abhängig vom Vor handensein oder Nichtvorhandensein der Last auf der mit Rädern versehenen Plattform 1 wird bei der Berechnung der Hilfsenergie zu dem Verstärkungsfaktor A gemäß Fig. 26 eine vorbestimmte Konstante α oder β hinzuaddiert. In diesem Fall können die mit dem Lastdetektor 20 verbundenen Kosten in vorteilhafter Weise reduziert werden.

Modifikation 2

Bedenkt man, daß sich der zuvor beschriebene Reibungswiderstand mit dem Gewicht der Last verändert, kann durch Bestimmen des Gewichts der Last eine Korrektur der Hilfsenergie in bezug auf den Reibungswiderstand ausgeführt werden. Fig. 27 zeigt den Steuerungsablauf hierzu und, wie hier gezeigt, wird eine Rei bungskompensationskraft auf der Basis der Bewegungsrichtung und dem Bruttogewicht berechnet und dann zu der Hilfsenergie hin zuaddiert.

Fünftes Ausführungsbeispiel (Fig. 28 bis 31)

Zur Bestimmung des Neigungswinkels verwendet ein in den Fig. 28 und 29 gezeigtes fünftes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einen Neigungsdetektor 11 zum Erkennen einer Neigung des Wagens 10 mit Hilfsantrieb in bezug auf die Fahrtrichtung entlang einer Boden fläche, d. h., ob der Wagen 10 eine Schrägfläche hinauf- oder hinabfährt. Auf der Basis der von dem Neigungsdetektor 11 gelie ferten Information wird die Hilfsenergie korrigiert. Dies ist deshalb besonders vorteilhaft, weil keine Möglichkeit besteht, dem Benutzer eine Belastung aufzuerlegen, die sich abhängig davon, ob der Wagen 10 die Schrägfläche hinauf- oder hinabfährt oder sich auf einer ebenen Bodenfläche fortbewegt, verändern kann.

Es sei beispielsweise angenommen, daß, wie in Fig. 30 gezeigt, das Bruttogewicht des Wagens 10 M, die Erdbeschleunigung g und der Neigungswinkel der Bodenfläche θ beträgt und auf den Wagen 10, der dann die Schrägfläche hinabfährt, eine diagonal abwärts gerichtete Kraft M.g.sinθ einwirkt. Wird jedoch gemäß Fig. 31 der in Abhängigkeit von der Größe der auf den Griff 4 aufge brachten externen Kraft bestimmten Hilfsschubkraft eine diese diagonal abwärts gerichtete Kraft ausgleichende Kraft hinzuad diert, kann eine Lenkbarkeit des Wagens 10 erzielt werden, die mit derjenigen vergleichbar ist, die der Wagen 10 bei Fahrt auf einer ebenen Bodenfläche hat, und zwar ungeachtet dessen, ob er die Schrägfläche hinab- oder hinauffährt. Selbst wenn der Wagen 10 auf der Schrägfläche geparkt ist, setzt er sich nicht in Bewegung, wenn keine externe Kraft auf den Griff 4 aufgebracht wird.

Sechstes Ausführungsbeispiel (Fig. 32 und 33)

Nach einem in den Fig. 32 und 33 gezeigten sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zwischen der linken und der rechten Antriebsquelle 6A und 6B und dem linken und rechten Antriebsrad 2a und 2b jeweils eine linke und eine rechte Kupp lung 12a und 12b angeordnet. Die linke und die rechte Kupplung 12a und 12b sind jeweils so betreibbar, daß sie die Antriebs quelle 6A oder 6B von dem zugeordneten Antriebsrad 2a oder 2b entkoppeln, wenn die auf den Griff 4 aufgebrachte externe Kraft extrem gering ist und die Zuschaltung von Hilfsenergie aufgeho ben werden soll. Während einer Fahrt mit konstanter Geschwindig keit sollte die auf den Griff 4 aufgebrachte Zug-/Druckkraft im wesentlichen Null sein, und in diesem Fall würde der Wagen 10 durch den Widerstand jeder der Antriebsquellen 6A und 6B be trächtlich verlangsamt. Dementsprechend muß bei einer Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit ständig die externe Kraft auf den Griff 4 aufgebracht werden. Die Verwendung der Kupplungen 12a und 12b jedoch schaltet die Möglichkeit einer sinkenden Fahr geschwindigkeit unter dem Einfluß der Widerstände der Antriebs quellen 6A und 6B in vorteilhafter Weise aus.

Kraftdetektorvorrichtung 5

Im folgenden werden die Einzelheiten der Kraftdetektorvorrich tung 5, die in jedem der vorstehenden Ausführungsbeispiele des Wagens 10 mit Hilfsantrieb verwendet werden kann, unter Bezug nahme auf die Fig. 34 bis 47 beschrieben. Erfindungsgemäß kann die Kraftdetektorvorrichtung 5 in zahlreichen Ausführungsformen vorliegen und dementsprechend werden verschiedene Ausführungs beispiele einzeln unter separaten Überschriften beschrieben, die jeweils mit "Kraftdetektor 5" beginnen.

Kraftdetektor 5 - Erstes Ausführungsbeispiel

Der in den Fig. 34A bis 34C gezeigte Griff 4 ist im wesentli chen bogenförmig und weist ein linkes und ein rechtes Ende auf, die zueinander entgegengesetzt sind. Er ist als an einem Liefer wagen mit Hilfsantrieb der in Fig. 48 gezeigten Art angebracht dargestellt, wobei seine entgegengesetzten Enden über die Kraft detektorvorrichtung 5 an einem linken bzw. rechten Teil einer Vorderendwand eines Kastens auf der mit Rädern versehenen Platt form befestigt sind. Wie oben erläutert, bewegt sich der hier gezeigte Lieferwagen durch das Aufbringen der externen Kraft EF vorwärts, wenn der Benutzer an dem Griff 4 schiebt oder zieht.

Genauer gesagt, das linke und rechte Ende des Griffes 4 sind betriebsmäßig mit jeweiligen Blattfedern 50 gekoppelt, die ih rerseits an einem Ende mit der Vorderendwand des Kastens auf der mit Rädern versehenen Plattform verbunden sind. Die so an der Vorderendwand befestigten Blattfedern 50 stehen von dieser nach vorne ab, so daß sie nach außen auseinandergehen, wobei sie relativ zu einer Ebene der Vorderendwand jeweils einen Neigungs winkel θ bilden. Die Blattfedern 50 weisen jeweils einen freien Endbereich auf, an dem eine Zahnstange 53 ausgebildet ist, die antriebsmäßig mit einem zugehörigen Ritzel 52 zusammengreift, das an einem entsprechenden Potentiometer 51 angebracht ist.

Wird bei dieser Konstruktion auf den Griff 4 eine Zugkraft Fadv aufgebracht, werden die Blattfedern 50 gemäß Fig. 34B von einer durch die Phantomlinien angezeigten Position aus in derselben Richtung in eine durch die durchgezogenen Linien angedeutete Position verformt, wodurch bewirkt wird, daß sich die Potentio meter 51 jeweils in einander entgegengesetzte Richtungen drehen.

Dementsprechend können die Größen der Kraft, die jeweils auf die Blattfedern 50 einwirkt, auf der Basis der jeweiligen Drehbeträ ge der Potentiometer 51 gemessen werden.

Wird dagegen auf den Griff 4 eine Lenkkraft Fside aufgebracht, um den Wagen 10 seitlich zu drehen, werden die linke und die rechte Blattfeder 50 gemäß Fig. 34C jeweils in einander entge gengesetzten Richtungen verformt, wodurch bewirkt wird, daß sich die Potentiometer 51 in derselben Richtung drehen. Werden die betreffenden Größen der auf die linke und rechte Blattfeder 50 einwirkenden Kraft durch Fls und Frs ausgedrückt, besteht zwi schen der Zugkraft Fadv und der Lenkkraft Fside und den Kräften Fls und Frs die durch die folgende Gleichung ausgedrückte Bezie hung, und dementsprechend kann auf der Basis der Größen der auf die linke und rechte Blattfeder einwirkenden Kräfte Fls und Frs, die durch die zugehörigen Potentiometer 51 gemessen werden, die Zugkraft Fadv und die Lenkkraft Fside erkannt werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß statt des Potentiometers 51 zum Messen der Verschiebung der jeweiligen Blattfedern 50 ein kon taktloser Anzeigesensor verwendet werden kann.

Kraftdetektor 5 - Zweites Ausführungsbeispiel

In den Fig. 35 und 36 weist der Kraftdetektor 56, wie am besten in den Fig. 35B und 35C zu erkennen, ein linkes und ein rechtes Pendel 55 auf, die an einem Ende jeweils über einen Haltezapfen 54 schwenkbar an dem linken bzw. rechten Bereich der Vorderend wand des Wagenkastens gelagert sind, wobei die Pendel 55 jeweils ein mit einem Gewicht versehenes freies Ende aufweisen. Das linke und das rechte Ende des Griffs 4, die geringfügig elastisch verformbar sind, sind mit den zugeordneten Pendeln 55 gekoppelt, so daß die Pendel 55 um die Haltezapfen 54 schwenken können, wenn gemäß Fig. 35B an dem Griff 4 gezogen wird oder gemäß Fig. 35C an dem Griff geschoben wird. Das linke und das rechte Potentiometer 51 dienen jeweils zur Erkennung des Schwenkwinkels des zugeordneten Pendels 55. Somit ist deutlich, daß durch Erkennung der jeweiligen Schwenkwinkel der Pendel 55 die jeweilige Größe der über den Griff 4 auf die Pendel 55 auf gebrachten Kraft gemessen werden kann. Es sei darauf hingewie sen, daß die Haltezapfen 54 jeweils von der Vorderendwand des Wagenkastens so gehalten sind, daß sie relativ zu der Ebene der Vorderendwand einen vorbestimmten Winkel θ bilden.

Wird bei dieser Konstruktion auf den Griff 4 eine Zugkraft Fadv aufgebracht, schwingen die Pendel 55 gemäß Fig. 36A in dieselbe Richtung, wird jedoch auf den Griff 4 eine Lenkkraft Fside auf gebracht, schwingen die Pendel 55 gemäß Fig. 36B jeweils in einander entgegengesetzten Richtungen. Ferner werden die Pendel 55 gemäß den Fig. 35B und 35C jeweils bei einem Winkel ϕ, bei dem die auf das jeweilige Pendel 55 wirkende Kraft die auf das zugehörige Gewicht 56 wirkende Kraft ausgleicht, angehalten. Wird beispielsweise angenommen, daß der Abstand zwischen jedem Haltezapfen 54 und dem zugeordneten Gewicht 56 durch La, der Abstand zwischen dem Haltezapfen 54 und dem Punkt der Verbindung zwischen dem zugeordneten Pendel 56 und dem angrenzenden Ende des Griffes 4 durch Lb, die Masse des zugeordneten Gewichtes 56 durch M und die Erdbeschleunigung durch g ausgedrückt wird, dann kann die Größe F der aufgebrachten Kraft gemäß der folgenden Gleichung berechnet werden:

F.Lb.cosϕ = M.g.tanϕ.La.cosϕ ∴ F = M.g.La.tanϕ/Lb (2)

Wenn M = 1 kg, θ = 30°, La = 100 mm und Lb = 20 mm sind und die Pendel 55 um einen Winkel von ϕ = 5° verschwenkt werden, beträgt die gemessene Kraft F etwa 4,3 N.

Auf der Basis der durch die jeweiligen Potentiometer 51 detek tierten Größen der Kräfte Fls und Frs können die Zugkraft Fadv und die Lenkkraft Fside, die beide in der auf den Griff 4 aufgebrachten externen Kraft enthalten sind, erkannt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß selbst in dem in den Fig. 35 und 36 gezeigten Ausführungsbeispiel die oben beschriebene Gleichung (1) im Hinblick auf die Beziehung zwischen den Kräften Fadv und Fside und den Kräften Fls und Frs gleichermaßen anwendbar ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß der für jedes Pendel 55 zum Schwingen erforderliche Raum verringert werden kann, wenn jedes Pendel 55 gemäß den Fig. 37A und 37B aus zwei Pendelteilen besteht, die mittels eines Drehzapfens 55a schwenkbar mitein ander gekoppelt sind, und das jeweilige Gewicht 56 bei seiner Bewegung durch einen Führungsschlitz 55b geführt gehalten ist. Nach dieser Modifikation kann ein Kraftdetektor 5 von kompakter Größe zusammengebaut werden.

Kraftdetektor 5 - Drittes Ausführungsbeispiel

In den Fig. 38 und 39 ist ein bewegbarer Körper 57 in Form eines Dauermagneten, der gleitend verschiebbar auf einer Führung 58 angebracht ist, die sich unter einem vorbestimmten Winkel θ in bezug auf die Ebene der Vorderendwand des Wagenkastens er streckt, an dem linken und dem rechten Endbereich der Vorderend wand des Wagenkastens angeordnet. Die bewegbaren Körper 57 sind mit dem linken bzw. rechten Ende des Griffes 4 betriebsmäßig gekoppelt und zwei Dauermagnete 59, die imstande sind, eine den bewegbaren Körper 57 abstoßende Magnetkraft auszuüben, sind auf den jeweiligen Seiten jedes bewegbaren Körpers 57 angeordnet. Die Potentiometer 51 werden jeweils zur Erkennung der Position des zugeordneten bewegbaren Körpers 57 entlang der entspre chenden Führung 58 verwendet. Das Bezugszeichen 60 bezeichnet eine Rückstellfeder.

Auf der Basis der Beziehung zwischen den von den Potentiometern 51 erkannten jeweiligen Verschiebungsbeträgen der bewegbaren Körper 57 und der Größen der zwischen den Dauermagneten 59 und den bewegbaren Körpern wirkenden Magnetkräfte kann die Größe der auf den Griff 4 aufgebrachten Kraft bestimmt werden, und auf der Basis der Differenz zwischen dem Betrag der Verschiebung des linken bewegbaren Körpers 57 und demjenigen des rechten beweg baren Körpers 57 können die Zugkraft Fadv und die Lenkkraft Fside, die beide in der auf den Griff 4 aufgebrachten externen Kraft enthalten sind, erkannt werden. Fig. 39A zeigt den Griff 4 mit auf ihn aufgebrachter Zugkraft Fadv und Fig. 39B zeigt den Griff 4 mit auf ihn aufgebrachter Lenkkraft Fside.

Kraftdetektor 5 - Viertes Ausführungsbeispiel

Das vierte Ausführungsbeispiel des Kraftdetektors 5 ist in den Fig. 40 bis 41 gezeigt. Der Kraftdetektor 5 weist einen linken und einen rechten bewegbaren Körper 57 auf, die jeweils in Brei tenrichtung des Wagenkastens entlang dessen Vorderendwand be wegbar sind und deren Position durch Federn 61 und 62 einge stellt wird. Das linke und das rechte Ende des Griffes 4 greifen jeweils gleitend verschiebbar in eine Rille 63 ein, wobei beide derart schräg verlaufen, daß sie an einem Punkt außerhalb des Wagenkastens zusammenlaufen. Sind die Potentiometer 51 unterhalb der bewegbaren Körper 57 angeordnet, kann der resultierende Kraftdetektor 5 in der von der Vorderendwand zu der gegenüber liegenden Rückendwand gemessenen Richtung eine verringerte Größe haben und daher auf einfache Weise an dem Wagenkörper befestigt werden.

Wird bei dieser Konstruktion gemäß Fig. 41A auf den Griff 4 die Kraft Fadv aufgebracht, bewegen sich die bewegbaren Körper 57 über eine Strecke, die proportional zu der Größe der aufgebrach ten Kraft ist, jeweils in einander entgegengesetzte Richtungen, wird jedoch die Lenkkraft Fside aufgebracht, wie dies in Fig. 41B gezeigt ist, bewegen sich die bewegbaren Körper 57 über eine zu der Größe der aufgebrachten Kraft proportionale Strecke in derselben Richtung.

Werden die Größen der auf die bewegbaren Körper 57 einwirkenden Kräfte Fls und Frs auf der Basis der Beträge ihrer Verschiebung und der Federkräfte der Federn 61 und 62 bestimmt, können dem entsprechend die Zugkraft Fadv und die Lenkkraft Fside, die beide in der auf den Griff 4 aufgebrachten externen Kraft ent halten sind, erkannt werden. Zu dieser Zeit kann die Beziehung zwischen den Kräften Fls und Frs und den Kräften Fadv und Fside durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden, vorausgesetzt, daß die Rillen 63 jeweils um einen Winkel θ von 45° geneigt sind.

Kraftdetektor 5 - Fünftes Ausführungsbeispiel

Der in den Fig. 42 und 43 gezeigte Kraftdetektor 5 weist einen einzigen bewegbaren Körper 57, der in zwei Richtungen, parallel und quer zur Längsachse des Wagens 10 mit Hilfsantrieb, bewegbar ist, und Quer- und Längsfedern 64a und 64b zum Aufbringen von Widerstand gegen die Bewegung des bewegbaren Körpers 57 in jed weder Richtung auf. Wie in Fig. 42B gezeigt, ist der bewegbare Körper 57 für seine Bewegung quer zur Längsachse der mit Rädern versehenen Plattform 1 von einem Schieber 65 gehalten, welcher seinerseits für seine Bewegung in Längsrichtung des Wagens 10 gleitend verschiebbar auf der mit Rädern versehenen Plattform 1 angebracht ist. Dieses Stützsystem ähnelt einem sogenannten Koordinatentisch. Zum Erkennen der Position des bewegbaren Kör pers 57 in Längsrichtung der mit Rädern versehenen Plattform 1 bzw. in Querrichtung zur Längsachse der mit Rädern versehenen Plattform 1 werden Potentiometer 51 verwendet.

Wird bei dieser Konstruktion auf den Griff 4 eine Kraft aufge bracht, bewegt sich der bewegbare Körper 57 auf in Fig. 43A oder 43B dargestellte Weise in einer der Richtung der aufgebrachten Kraft entsprechenden Richtung. Da jedoch die Bewegung des beweg baren Körpers 57 durch die Federn 64a und 64b begrenzt wird, können die auf den Griff 4 aufgebrachten Kräfte Fadv und Fside auf der Basis der jeweiligen Beträge der Verschiebung des bewegbaren Körpers in diese Richtungen und der jeweiligen Federkon stanten der Federn 64a und 64b erkannt werden.

Kraftdetektor 5 - Sechstes Ausführungsbeispiel

In den Fig. 44 und 45 weist der Griff 4 einen eingebauten Kraftdetektor 5 auf. Dieser Kraftdetektor 5 weist einen in Längs- und Querrichtung (die senkrecht zueinander sind) in bezug auf den Griff 4 bewegbaren Hebel 68 auf, wobei er von Federn 66 und 67 gehemmt wird. Der Hebel 68 ist so positioniert und ausge staltet, daß, wenn der Benutzer den Griff 4 ergreift, die Kraft auf den Hebel 68 aufgebracht werden kann. Dementsprechend können die auf den Griff 4 aufgebrachten Kräfte Fadv und Fside auf der Basis der durch die jeweiligen Potentiometer 51 gemessenen je weiligen Beträge der Verschiebung des Hebels 68 in diesen beiden Richtungen und der Beträge der von den Federn 66 und 67 ausge übten Kräfte erkannt werden. Da der Griff 4 selbst keine Bewe gung erfährt, ist in diesem Fall das Erreichen einer stabili sierten Lenkbarkeit möglich.

Kraftdetektor 5 - Siebtes Ausführungsbeispiel

In einem in den Fig. 46 und 47 gezeigten Ausführungsbeispiel des Kraftdetektors 5 weisen eine linke und eine rechte Blatt feder 70, die jeweils fest mit einem Ende des Wagenkastens ver bunden und in einer der Längsachse des Wagens 10 entsprechenden Richtung verformbar sind, jeweils eine mit einer Betätigungs platte 71 versehene Fläche auf. Die Potentiometer 51 sind derart verwendet und angeordnet, daß sie die jeweiligen Beträge der Verformung der Blattfedern 70 erkennen. Die auf die Betätigungs platten 71 aufgebrachten Kräfte Fadv und Fside können auf der Basis der von den zugeordneten Potentiometern 51 gemessenen jeweiligen Beträge der Verformung der Blattfedern 70 und der Beträge der von den Blattfedern 70 ausgeübten Kraft erkannt werden. Es sei angemerkt, daß die in Fig. 46B angeführten Be zugszeichen 72 jeweils eine Rückstellfeder für ein Potentiometer 51 bezeichnen.

Gemäß dem in den Fig. 46 und 47 gezeigten Kraftdetektor sollten durch die linke und rechte Hand des Benutzers Schiebekräfte auf die Betätigungsplatten 71 aufgebracht werden, und zu dieser Zeit kann die Kraft Fadv auf der Basis einer aus den jeweils auf die Betätigungsplatten 71 aufgebrachten Kräften Fls und Frs zusam mengesetzten Kraft bestimmt werden. Die Kraft Fside kann mit Bezug auf die Differenz zwischen den Kräften Fls und Frs be stimmt werden. Die Lenkkraft kann jedoch nicht direkt erkannt werden, und daher wird die Differenz zwischen den Kräften Fls und Frs als Moment erkannt, so daß die Lenkkraft Fside nach der folgenden Gleichung bestimmt werden kann.

Fside = {(Frs - Fls).Lf/2}/Lc (4)

Gemäß Fig. 47 kann anstelle der separten Betätigungsplatten 71 eine einzige Platte verwendet werden. In jedem Fall gibt es, während der Wagen 10 nur in einer Richtung gedrückt werden kann, nichts, das von dem Wagenkasten auf der mit Rädern versehenen Plattform 1 nach außen absteht.

In dieser Beschreibung sind die Antriebsräder 2a und 2b als gleichzeitig als Lenkungsräder dienend gezeigt und beschrieben, doch kann die Erfindung gleichermaßen auf einen Wagen mit Hilfsantrieb angewandt werden, der Antriebsräder und von den Antriebsrädern getrennte Lenkungsräder aufweist.

Wie oben ausführlich beschrieben, ist die Erfindung dergestalt, daß die Hilfsenergie, die proportional zu der auf eine Betäti gungseinheit aufgebrachten externen Kraft ist, auf die Antriebs räder und die Lenkungsräder aufgebracht werden kann, und dement sprechend kann der Wagen mit einer Kraft von einer Größe bewegt werden, die ein Vielfaches der Größe der auf den Griff aufge brachten externen Kraft ist. Da selbst ein schwerer Wagen mit geringer Kraft bewegt und außerdem mit der der Reaktion, die der Benutzer erfährt, entsprechenden Kraft bewegt werden kann, sind demnach die Reaktion und die Lenkbarkeit in hohem Maße aufein ander abgestimmt, wodurch dem Benutzer das Gefühl eines angeneh men Bewegens und einer einfach ausführbaren Feinsteuerung vermittelt wird, wobei eine ausreichende Sicherheit gewährleistet ist.

Werden Antriebsräder verwendet, die gleichzeitig als Lenkungs räder dienen und unabhängig angetrieben sind und werden die Hilfskraft, die proportional zu der in einer der Fahrtrichtung entsprechenden Richtung aufgebrachten externen Kraft ist, und die Hilfsenergie, die proportional zu der in einer Richtung, in die der Wagen gedreht wird, aufgebrachten externen Kraft ist, auf die Antriebsräder aufgebracht, kann das ein Lenksystem auf weisende Antriebssystem strukturmäßig vereinfacht werden. Sind die Antriebsräder auf jeweiligen Seiten der mit Rädern versehe nen Plattform angeordnet und in der Mitte ihrer Länge positio niert und werden am vorderen und hinteren Ende der Plattform Laufrollen eingesetzt, bleibt das Verhalten des Wagens mit Hilfsantrieb ungeachtet seiner Fahrtrichtung gleich und er kann darüber hinaus in einem auf ein Minimum reduzierten engen Wende kreis gedreht werden. Ferner kann der Wagen getreu der aufge brachten Kraft bewegt werden, selbst wenn die aufgebrachte ex terne Kraft nur nach links oder rechts wirkt.

Wird, wenn eine zu der aufgebrachten externen Kraft proportiona le Hilfskraft aufzubringen ist, daran eine entsprechend der Rate der Veränderung der externen Kraft entsprechende Korrektur vor genommen, kann beim Ingangsetzen, Stoppen und Überfahren einer Bodenwelle auf einer Straßenoberfläche eine gleichmäßige Bewe gung erzielt werden, mit der eine gesteigerte Lenkbarkeit ein hergeht.

Ist die aufgebrachte externe Kraft sehr gering und wird diese sehr geringe externe Kraft außer acht gelassen, kann jede mögli che unnötige Bewegung oder jede mögliche unerwünschte Bewegung des Wagens ausgeschlossen werden, wodurch ermöglicht wird, den Wagen mit Hilfsantrieb geräuscharm auszuführen und so zu gestal ten, daß er gleichmäßig läuft.

Wird die Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung zum Erkennen der Fahrgeschwindigkeit des Wagens mit Hilfsantrieb verwendet, so daß die Hilfsenergie der Fahrgeschwindigkeit entsprechend kor rigiert werden kann, kann die sich aus der aufgebrachten Hilfs energie ergebende Geschwindigkeitsveränderung in einem geeigne ten Zustand gehalten werden. Insbesondere dann, wenn die Hilfs energie auf Null gesetzt wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert überschreitet, kann dadurch eine über mäßige Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit verhindert werden, um zu vermeiden, daß der Wagen möglicherweise außer Kontrolle gerät, wodurch ein hoher Sicherheitsfaktor gewährleistet wird.

Wird der Verstärkungsfaktor für die Hilfsenergie relativ zu der aufgebrachten externen Kraft mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit des Wagens verringert, kann die Geschwindigkeitsveränderung relativ zu der Veränderung der externen Kraft bei hoher Ge schwindigkeit verringert werden und gleichzeitig kann der die Betätigungseinheit berührende Benutzer von dieser eine ausrei chende Reaktion erfahren.

Wird die Hilfsenergie in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindig keit durch Hinzuaddieren einer zu der Fahrgeschwindigkeit pro portionalen Viskosität (innere Reibung) zu der dann als von der externen Kraft abhängig berechneten Hilfsenergie korrigiert, kann bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit ein mit einer Motor bremse vergleichbares Bremsen ausgeführt werden, und daher kann der Sicherheitsfaktor bei relativ hoher Fahrgeschwindigkeit gesteigert werden.

Wird die Hilfsenergie in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindig keit durch Hinzuaddieren des Rollwiderstandes, der mit der Fahr geschwindigkeit zunimmt, korrigiert, kann sich der Wagen mit Hilfsantrieb gleichmäßig bewegen, ohne daß für den Benutzer irgendein Laufwiderstand spürbar wird.

Sollte bei unter einem extrem niedrigen Wert liegender Fahrge schwindigkeit der Haftreibungswiderstand hinzuaddiert werden, wird dem Benutzer das Gefühl vermittelt, daß der Wagen sich sanft in Gang gesetzt hat.

Wird die Neigungsdetektoreinrichtung zum Erkennen der Neigung des Wagens verwendet, um zu erkennen, daß der Wagen die Schrägfläche hinabfährt, kann der Sicherheitsfaktor durch Aus führen einer Korrektur in Abhängigkeit von der von der Geschwin digkeitsdetektoreinrichtung erkannten Fahrgeschwindigkeit erhöht werden.

Können die Antriebsräder unabhängig voneinander angetrieben werden und wird die Hilfsenergie, die proportional zu der exter nen Kraft ist, welche in einer der Fahrtrichtung des Wagens entsprechenden Richtung aufgebracht wird, auf jedes der An triebsräder aufgebracht, kann der Wagen ungeachtet des Straßen zustandes stabil gelenkt werden, wenn in Verbindung mit jedem der Antriebsräder ein Geschwindigkeitsdetektor verwendet wird, so daß für jedes der Antriebsräder die Hilfskraft der Fahrge schwindigkeit angemessen korrigiert werden kann.

Insbesondere falls die Differenz zwischen den jeweils auf die Antriebsräder aufgebrachten Hilfsenergien vergrößert wird, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Antriebsrädern im Vergleich zu der Größe der in einer der Lenkrichtung entspre chenden Richtung aufgebrachten externen Kraft gering ist, kann nicht nur die Wendeleistung des Wagens gesteigert, sondern auch der Wagen gleichmäßig gewendet werden, selbst wenn dies auf einer Schrägfläche geschehen soll oder wenn zwischen den Lauf flächen der jeweiligen Antriebsräder und der Bodenoberfläche jeweils ein anderer Reibungskoeffizient vorliegt.

Falls dagegen bei einer im Vergleich zu der Größe der externen Kraft, die in einer der Lenkrichtung entsprechenden Richtung aufgebracht wird, zwischen den Antriebsrädern bestehenden großen Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Antriebsrädern die Diffe renz zwischen den jeweils auf die Antriebsräder aufgebrachten Hilfsenergien verringert wird, kann nicht nur die Leistungsfä higkeit des Wagens beim Geradeausfahren gesteigert werden, son dern der Wagen kann sich auch selbst dann gleichmäßig geradeaus bewegen, wenn er auf einer Schrägfläche fährt oder zwischen den Laufflächen der jeweiligen Antriebsräder und der Bodenoberfläche jeweils ein anderer Reibungskoeffizient besteht.

Wird die Lastdetektorvorrichtung verwendet, so daß die Hilfs energie in Abhängigkeit von der dem Wagen auferlegten Last kor rigiert werden kann, besteht für den Fall, daß das Bruttogewicht ungeachtet des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Last beträchtlich variiert, nicht die Möglichkeit, daß die zum Bewe gen des Wagens notwendige Kraft übermäßig groß oder gering ist, und daher erfährt der Benutzer die Reaktion von dem Griff als angenehm.

Wird eine Lastdetektoreinrichtung in Form eines Gewichtsdetek tors verwendet, der imstande ist, einen zu dem Gewicht auf dem Wagen proportionalen Wert auszugeben, ist selbst bei nicht fest gelegtem Gewicht der Last eine Feinkorrektur in Abhängigkeit von dem Gewicht der Last möglich, wodurch sich eine zufriedenstel lende Lenkbarkeit des Wagens ergibt. Ist das Gewicht der Last jederzeit festgelegt, kann die Lastdetektoreinrichtung derart ausgebildet sein, daß sie in der Lage ist, ein das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Last anzeigendes Signal auszugeben, wodurch eine Kostenreduzierung ermöglicht wird.

Berücksichtigt man, daß die Reibungskraft, die dem Lauf des Wagens Widerstand entgegensetzt, mit dem Gewicht der Last auf dem Wagen variiert, kann durch Bestimmung des Reibungswiderstan des in Abhängigkeit vom Gewicht der Last auf dem Wagen eine Korrektur zum Ausgleich des Reibungswiderstandes ausgeführt werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine sich aus dem Reibungswiderstand ergebende Veränderung der Lenkbarkeit ver ringert werden.

Wird eine Neigungsdetektoreinrichtung zum Erkennen des Nei gungswinkels des Wagens verwendet, so daß die Hilfsenergie in Abhängigkeit von dem erkannten Neigungswinkel korrigiert werden kann, so läßt sich außerdem eine vorteilhafte Lenkbarkeit un geachtet der Neigung der Schrägfläche erzielen. Insbesondere dann, wenn die Korrektur der Hilfsenergie in Abhängigkeit von dem erkannten Neigungswinkel derart ausgeführt wird, daß eine Kraftkomponente, die die auf den Wagen zum Hinabfahren der Schrägfläche wirkende Kraft ausgleicht, hinzuaddiert werden kann, kann der die Schrägfläche hinauf- oder hinabfahrende Wagen nicht nur auf ähnliche Weise wie auf einer ebenen Straße gelenkt werden, sondern setzt sich auch nicht abrupt in Gang, wenn er auf der Schrägfläche angehalten wird.

Ist zwischen jedem Antriebsrad und einer Antriebsquelle zum Antreiben dieses Antriebsrades eine Kupplung angeordnet, um das betreffende Antriebsrad von der zugehörigen Antriebsquelle zu lösen, wenn keine externe Kraft aufgebracht wird, läßt sich während einer Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit eine vorteil hafte Lenkbarkeit erzielen.

Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit ihren be vorzugten Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, daß für den Fachmann verschiedene Veränderungen und Modifikationen ersichtlich sind. Die vorliegende Erfindung ist zwar anhand des Beispiels eines Wagens, der durch Schieben oder Ziehen an einem Griff bewegt werden kann, wobei der Benutzer dem Wagen zu Fuß folgt, beschrieben worden, aber sie kann gleichermaßen auf ein niedertouriges Elektrofahrzeug angewandt werden, bei dem der Benutzer mitfährt. Dementsprechend soll der hier im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendete Ausdruck "Wagen" auch solche Fahrzeuge umfassen.

Ferner ist der Griff 4 zwar als an einem Vorderende der Platt form angebracht dargestellt, aber es können auch zwei Griffe verwendet werden, die jeweils am Vorder- bzw. Hinterende der Plattform befestigt sind.

Außerdem kann die Erfindung gleichermaßen auf einen Radwagen ohne Laufrollen angewandt werden.

Claims

1. Wagen mit Hilfsantrieb, mit einer mit Rädern versehenen Plattform (1) zum Tragen einer Last, mit an der mit Rädern versehenen Plattform (1) befestigten Antriebsrädern (2a, 2b), die im angetriebenen Zustand die Plattform (1) bewegen, mit einer Antriebseinrichtung (6, 6A, 6B) zum Antreiben der An triebsräder (2a, 2b) und mit einer an der Plattform (1) ange brachten Betätigungseinrichtung (4), die eine Kraftdetek toreinrichtung (5, 5a, 5b) aufweist, die die Größe und Rich tung einer auf die Betätigungseinrichtung (4) aufgebrachten externen Kraft (EF) mißt und ein Kraftsignal an die Steuer einrichtung (7) überträgt, wenn der Wagen bewegt werden soll, wobei die Steuereinrichtung (7) ein Ausgangssignal für die Antriebseinrichtung (6) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (7) als Kraftverstärkungseinrichtung ausgeführt ist, und ein Ausgangssignal für die Antriebsein richtung (6) erzeugt, das durch Multiplikation der gemesse nen externen Kraft (EF) mit einem vorbestimmten Verstär kungsfaktor (A) gebildet ist und das proportional zu der ge messenen externen Kraft (EF) ist.

2. Wagen mit Hilfsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Kraftdetektoreinrichtung (5) die externe Kraft (EF) in eine Zug-/Druckkraft (TF) und eine Gierungskraft (YF) aufteilt, daß die Steuerungseinrichtung (7) aus der Zug-/Druckkraft (TF) und dem Verstärkungsfaktor (A) ein An triebs-energiesignal (PP) und aus der Gierungskraft (YF) und dem Verstärkungsfaktor (A) ein Drehungsenergiesignal (TP) für die Steuerung der Antriebseinrichtung (6) erzeugt.

3. Wagen mit Hilfsantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Steuerungseinrichtung (7) aus dem Antriebsener giesignal (PP) und dem Drehungsenergiesignal (TP) Drehmo mentausgangssignale für die Antriebsräder (2a, 2b) erzeugt.

4. Wagen mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß ein Veränderungsdetektor die Ände rungsrate der auf die Betätigungseinrichtung (4) aufgebrach ten externen Kraft mißt, und daß die Steuereinrichtung derart betreibbar ist, daß sie das Ausgangssignal auf der Basis der von der Veränderungsdetektoreinrichtung erkannten Änderungs rate korrigiert.

5. Wagen mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Kraftsensor (5a, 5b) für kleine, auf die Betätigungseinrich tung (4) einwirkende Kräfte aufweist und daß die Steuerein richtung das Ausgangssignal auf der Basis des Meßwertes des Kraftsensors (5a, 5b) korrigiert.

6. Wagen mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß eine Geschwindigkeitsdetektorein richtung (8) zum Erkennen der Fahrgeschwindigkeit vorgesehen ist, und daß die Steuereinrichtung das Ausgangssignal auf der Basis der von der Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung (8) er kannten Geschwindigkeit korrigiert.

7. Wagen mit Hilfsantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die Steuereinrichtung eine Hilfskraft sperrt, wenn die von der Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung (8) erkannte Fahrgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert übersteigt.

8. Wagen mit Hilfsantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die Steuereinrichtung einen Verstärkungsfaktor für eine Hilfskraft verringert, die dann mit zunehmender, von der Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung (8) erkannter Fahrge schwindigkeit zunimmt.

9. Wagen mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Einrich tung zur Berücksichtigung der inneren Reibung zum Verringern des Ausgangssignals unter Verwendung eines auf innerer Rei bung beruhenden Widerstandes aufweist, welcher im wesentlichen proportional zu der von der Geschwindigkeitsdetektorein richtung (8) erkannten Fahrgeschwindigkeit ist.

10. Wagen mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Einrich tung zur Berücksichtigung des Rollwiderstandes zum Erhöhen des Ausgangssignals auf der Basis des Rollwiderstandes auf weist.

11. Wagen mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Einrich tung zur Berücksichtigung von Haftreibung zum Erhöhen des Ausgangssignals auf der Basis von Haftreibungswiderstand auf weist.

12. Wagen mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß eine Neigungsdetektoreinrichtung (11) vorgesehen ist, und daß die Steuereinrichtung das Aus gangssignal auf der Basis der durch die Neigungsdetektorein richtung (11) erkannten Neigung korrigiert.

13. Wagen mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß die Antriebsradeinrichtung (2a, 2b) wenigstens zwei separate, unabhängig angetriebene Antriebsrä der aufweist, die am linken bzw. rechten Bereich der mit Rä dern versehenen Plattform (1) befestigt sind, daß die Ge schwindigkeitsdetektoreinrichtung (8) für jedes der Antriebs räder verwendet wird, und daß die Steuereinrichtung jedes der Antriebsräder steuert.

14. Wagen mit Hilfsantrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß die Steuereinrichtung eine Hilfskraftdifferenz zwi schen den Antriebsrädern erhöht, wenn eine Differenz zwischen den Umdrehungsgeschwindigkeiten der Antriebsräder im Ver gleich zu einem Gierungskraftwert der externen Kraft klein ist.

15. Wagen mit Hilfsantrieb nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Hilfskraftdifferenz zwischen den Antriebsrädern verringert, wenn eine Diffe renz zwischen den Umdrehungsgeschwindigkeiten der Antriebsrä der im Vergleich zu einem Gierungskraftwert der externen Kraft groß ist.

16. Wagen mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da durch gekennzeichnet, daß eine Lastdetektoreinrichtung (5) vorgesehen ist, und daß die Steuereinrichtung das Ausgangs signal auf der Basis eines von der Lastdetektoreinrichtung (5) erkannten Lastwertes korrigiert.

17. Wagen mit Hilfsantrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich net, daß die Lastdetektoreinrichtung (5) einen Lastsensor zum Erkennen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Last auf der mit Rädern versehenen Plattform (1) aufweist.

18. Wagen mit Hilfsantrieb nach Anspruch 16 oder 17, dadurch ge kennzeichnet, daß die Lastdetektoreinrichtung (5) einen Ge wichtssensor zum Erkennen eines Gewichts der Last auf der mit Rädern versehenen Plattform (1) aufweist.

19. Wagen mit Hilfsantrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich net, daß die Steuereinrichtung eine Einrichtung zur Berück sichtigung des Reibungswiderstandes auf der Basis des durch den Gewichtssensor erkannten Gewichts aufweist.

20. Wagen mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Kor rektur der Hilfskraft entsprechend der durch die Neigungsde tektoreinrichtung erkannten Neigung bewirkt, um eine Kraft komponente hinzuzufügen, die zum Ausgleich einer auf den Wa gen einwirkenden Kraft, die verursacht, daß der Wagen eine Schrägfläche hinabfährt, wirksam ist.

21. Wagen mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 20, da durch gekennzeichnet, daß die Antriebsradeinrichtung (2a, 2b) mindestens zwei separate, unabhängig angetriebene Antriebsrä der aufweist, die an einem linken bzw. rechten Bereich der mit Rädern versehenen Plattform (1) befestigt sind, und daß eine entsprechend der parallel zur Fahrtrichtung wirkenden externen Kraft angepaßte Hilfskraft und eine entsprechend der in Lenkrichtung wirkenden externen Kraft angepaßte Hilfskraft auf jedes der Antriebsräder aufgebracht werden.

22. Wagen mit Hilfsantrieb nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich net, daß eine vordere und eine hintere Laufrolle vorgesehen sind, die an jeweiligen, mit der Fahrtrichtung übereinstim menden Stellen an der mit Rädern versehenen Plattform (1) be festigt sind, und daß die Antriebsräder auf der linken bzw. rechten Seite und in der Mitte der Länge der mit Rädern ver sehenen Plattform (1) positioniert sind.

23. Wagen mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 22, da durch gekennzeichnet, daß zwischen der Antriebseinrichtung (6) und den Antriebsrädern (2a, 2b) eine Kupplungseinrichtung angeordnet ist.