DE212022000247U1

DE212022000247U1 - Erkennung und Behandlung von Sprüngen in einem Antriebssystem

Info

Publication number: DE212022000247U1
Application number: DE212022000247.4U
Authority: DE
Original assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Current assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2022-08-10
Publication date: 2024-05-08
Anticipated expiration: 2032-08-11
Also published as: WO2023018821A1

Abstract

Handgeführter Rasenmäher, umfassend:
ein Rasenmähergehäuse;
ein oder mehrere Räder;
ein oder mehrere Schneidmesser;
einen Motor, der so konfiguriert ist, dass er das eine oder die mehreren Räder dreht;
einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Beschleunigung des Motors erfasst; und
eine Steuerung, die mit dem Motor und dem Sensor gekoppelt ist, wobei die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie:
von dem Sensor ein Signal empfängt, das die Beschleunigung des Motors anzeigt,
auf Grundlage des Signals bestimmt, ob eine Amplitude der Beschleunigung des Motors größer oder gleich einem Amplitudenschwellenwert ist,
in Reaktion darauf, dass die Amplitude größer oder gleich dem Amplitudenschwellenwert ist, einen Sprungzähler inkrementiert,
bestimmt, ob der Sprungzähler größer oder gleich einem Sprungschwellenwert ist, und
in Reaktion darauf, dass der Sprungzähler größer oder gleich dem Sprungschwellenwert ist, den Betrieb des Motors deaktiviert.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 10. August 2021 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/231,684 , deren gesamter Inhalt hiermit durch Verweis aufgenommen wird.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Rasenmäher, insbesondere auf Rasenmäher mit einem oder mehreren Rädern, die von einem oder mehreren Motoren angetrieben werden.
KU RZDARSTELLU NG
Ein Rasenmäher bewegt sich bei normalem Betrieb über den Boden, wobei ein oder mehrere angetriebene Räder ständigen Kontakt mit dem Boden haben. Das Antriebssystem treibt die Räder mit einem konstanten Drehmoment und einer konstanten Drehzahl an. Wenn der Rasenmäher auf Oberflächenveränderungen im Gelände stößt, von einem Benutzer ausgeübte Kräfte gegen die Bewegungsrichtung des Rasenmähers wirken oder der Rasenmäher mit einem Gegenstand im Weg des Rasenmähers in Kontakt kommt, können eines oder mehrere der Antriebsräder den Boden verlassen, was zu einem Verlust der Traktion für diese Räder führt. Die Verringerung der auf die jeweiligen Rädern und damit das Antriebssystem wirkenden Last führt zu einer Beschleunigung des Antriebssystems. Die Räder werden durch die Beschleunigung des Antriebssystems schneller. Wenn die Räder wieder den Boden berühren, wird das Antriebssystem entsprechend abgebremst.
Die Offenbarung stellt gemäß einem Aspekt einen Rasenmäher bereit, der einen oder mehrere Sensoren enthält, die einen Parameter des Rasenmähers erkennen, der einer Beschleunigung eines Antriebsmotors des Rasenmähers entspricht. Eine Steuerung bestimmt, ob ein Antriebssystem des Rasenmähers die Traktion eines oder mehrerer Räder des Rasenmähers, die durch den Antriebsmotor angetrieben werden, verloren hat. Die Steuerung bestimmt dann, dass ein Sprungzustand aufgetreten ist. In Reaktion auf eine Bestimmung eines Sprungzustands stoppt die Steuerung den Antriebsmotor und/oder entkoppelt den Antriebsmotor von einer oder mehreren Komponenten des Antriebssystems. In einigen Ausführungsformen passt die Steuerung zusätzlich oder alternativ eine dem Motor zugeführte Leistungsmenge an, um durch den Sprungzustand verursachten Beschleunigungs-/Abbremszyklen entgegenzuwirken.
Eine Ausführungsform stellt einen handgeführten Rasenmäher bereit, der ein Rasenmähergehäuse, ein oder mehrere Räder, ein oder mehrere Schneidmesser, einen Motor, der so konfiguriert ist, dass er das eine oder die mehreren Räder dreht, einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Beschleunigung des Motors erfasst, und eine mit dem Motor und dem Sensor gekoppelte Steuerung beinhaltet. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie von dem Sensor ein Signal empfängt, das die Beschleunigung des Motors anzeigt, auf Grundlage des Signals bestimmt, ob eine Amplitude der Beschleunigung des Motors größer oder gleich einem Amplitudenschwellenwert ist, und in Reaktion darauf, dass die Amplitude größer oder gleich dem Amplitudenschwellenwert ist, einen Sprungzähler inkrementiert. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie bestimmt, ob der Sprungzähler größer oder gleich einem Sprungschwellenwert ist, und in Reaktion darauf, dass der Sprungzähler größer oder gleich dem Sprungschwellenwert ist, einen Betrieb des Motors deaktiviert.
Eine andere nicht beanspruchte Ausführungsform stellt ein Verfahren zum Betrieb eines handgeführten Rasenmähers bereit. Das Verfahren beinhaltet Empfangen eines Signals von einem Sensor, das eine Beschleunigung eines Motors anzeigt, auf Grundlage des Signals Bestimmen, ob eine Amplitude der Beschleunigung des Motors größer oder gleich einem Amplitudenschwellenwert ist, und Inkrementieren eines Sprungzählers in Reaktion darauf, dass die Amplitude größer oder gleich dem Amplitudenschwellenwert ist. Das Verfahren beinhaltet Bestimmen, ob der Sprungzähler größer oder gleich einem Sprungschwellenwert ist, und in Reaktion darauf, dass der Sprungzähler größer oder gleich dem Sprungschwellenwert ist, Deaktivieren eines Betriebs des Motors. Vorliegend ist das Verfahren selber nicht beansprucht, wird jedoch im Folgenden beschrieben.
Eine weitere Ausführungsform stellt einen handgeführten Rasenmäher bereit, der ein Rasenmähergehäuse, ein oder mehrere Räder, ein oder mehrere Schneidmesser, einen Motor, der so konfiguriert ist, dass er das eine oder die mehreren Räder dreht, einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Beschleunigung des Motors erfasst, und eine mit dem Motor und dem Sensor gekoppelte Steuerung beinhaltet. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie von dem Sensor ein Signal empfängt, das die Beschleunigung des Motors anzeigt, auf Grundlage des Signals ein Beschleunigungsamplitudenprofil bestimmt, dann bestimmt, ob das Beschleunigungsamplitudenprofil einen Sprungzustand des einen oder der mehreren Räder anzeigt, und in Reaktion darauf, dass das Beschleunigungsamplitudenprofil einen Sprungzustand des einen oder der mehreren Räder anzeigt, einen Sprungzähler erhöht. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie bestimmt, ob der Sprungzähler größer oder gleich einem Sprungschwellenwert ist, und in Reaktion darauf, dass der Sprungzähler größer oder gleich dem Sprungschwellenwert ist, einen Betrieb des Motors deaktiviert.
Weitere Merkmale und Aspekte der Offenbarung werden bei Betrachtung der nachstehenden ausführlichen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Rasenmäher gemäß einigen Ausführungsformen.
2 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems für den Rasenmäher aus 1 gemäß einigen Ausführungsformen.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Akkupacks gemäß einigen Ausführungsformen.
4 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems für den Akkupack aus 3 gemäß einigen Ausführungsformen.
5 ist eine schematische Darstellung eines Radsprungphänomens, begleitet von einem entsprechenden Liniendiagramm, das die Motorbeschleunigung im Zeitverlauf darstellt, gemäß einigen Ausführungsformen.
6A ist ein erster Teil eines Flussdiagramms, das schematisch ein Verfahren/einen Steuerungsbetrieb zur Erkennung und Behandlung von Sprüngen in einem Antriebssystem gemäß einigen Ausführungsformen darstellt.
6B ist ein zweiter Teil des in 6A beginnenden Flussdiagramms.
6C ist ein dritter Teil des in 6A beginnenden Flussdiagramms.
7A ist ein Liniendiagramm, das Testdaten einer Motorbeschleunigung im Zeitverlauf für das Verfahren/den Steuerungsbetrieb zur Erkennung und Behandlung von Sprüngen in einem Antriebssystem aus 6A-6C gemäß einigen Ausführungsformen darstellt.
7B ist ein Liniendiagramm, das Testdaten zu einer Anzahl erkannter Sprungzustände im Zeitverlauf für das Verfahren/den Steuerungsbetrieb zur Erkennung und Behandlung von Sprüngen in einem Antriebssystem aus 6A-6C gemäß einigen Ausführungsformen darstellt.
7C ist ein Liniendiagramm, das das Testdaten zu Unterdrückungszählungen im Zeitverlauf für das Verfahren/den Steuerungsbetrieb zur Erkennung und Behandlung von Sprüngen in einem Antriebssystem aus 6A-6C gemäß einigen Ausführungsformen darstellt.
8A ist ein erster Teil eines Flussdiagramms, das schematisch ein Verfahren/einen Steuerungsbetrieb zur Erkennung und Behandlung von Sprüngen in einem Antriebssystem gemäß einigen Ausführungsformen darstellt.
8B ist ein zweiter Teil des in 8A beginnenden Flussdiagramms.
8C ist ein dritter Teil des in 8A beginnenden Flussdiagramms.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bevor Ausführungsformen der Offenbarung genauer erläutert werden, versteht sich, dass die Offenbarung in ihrer Anwendung nicht auf die Einzelheiten in Bezug auf Konstruktion und Anordnung der Komponenten, die in der folgenden Beschreibung angeführt oder in den folgenden Zeichnungen dargestellt werden, beschränkt ist. Die Offenbarung kann andere Ausführungsformen unterstützen und verschiedenartig in die Praxis umgesetzt oder durchgeführt werden.
1 zeigt einen Rasenmäher 100 gemäß einer Ausführungsform. Der Rasenmäher 100 beinhaltet ein Gehäuse 102 und einen durch Stützbalken 104 mit dem Gehäuse 102 gekoppelten Griff 106. Der Griff 106 beinhaltet eine oder mehrere Schaltwippen 114 (z.B. Auslöser). Ein Motorgehäuse 108 ist mit einem oberen Abschnitt des Gehäuses 102 gekoppelt und beherbergt einen Motor, der so konfiguriert ist, dass er die Schneidmesser 110 antreibt. In einigen Ausführungsformen erhält der Motor Leistung, wenn die eine oder die mehreren Schaltwippen 114 betätigt werden. Die Messer 110 sind mit einem unteren Abschnitt des Gehäuses 102 gekoppelt. Der Rasenmäher 100 beinhaltet eine Vielzahl von Rädern 112, die vom Motor 280 angetrieben werden. In einigen Ausführungsformen werden entweder die Vielzahl von Rädern 112 oder die Schneidmesser 110 von einem Hilfsmotor im Motorgehäuse 108 angetrieben. In einigen Ausführungsformen ist der Rasenmäher 100 so konfiguriert, dass er von einem Bediener, der den Griff 106 hält, geschoben oder gefolgt wird (z.B. bei einem handgeführten Rasenmäher).
Eine Steuerung 200 für den Rasenmäher 100 (z.B. eine Rasenmähersteuerung) ist in 2 dargestellt. Die Steuerung 200 ist mit einer Vielfalt von Modulen oder Komponenten des Rasenmähers 100 elektrisch und/oder kommunikativ verbunden. Die abgebildete Steuerung 200 ist beispielsweise mit Anzeigen 245, einer Benutzerschnittstelle 252, einem Positionssensor 265, Sekundärsensor(en) 272 (z.B. einem Spannungssensor, einem Temperatursensor, einem Stromsensor usw.), den Schaltwippen 114 (über einen Auslöseschalter 250), einem Leistungsschaltnetzwerk 255, einer Leistungseingangseinheit 260 und einer Akkupackschnittstelle 285 verbunden.
Die Steuerung 200 beinhaltet eine Vielzahl elektrischer und elektronischer Komponenten, die die Leistungsversorgung, die betriebliche Steuerung und den Schutz der Komponenten und Module innerhalb der Steuerung 200 und/oder des Rasenmähers 100 sicherstellen. Zum Beispiel beinhaltet die Steuerung 200 unter anderem eine Verarbeitungseinheit 205 (z.B. einen Mikroprozessor, einen elektronischen Prozessor, eine elektronische Steuerung, einen Mikrocontroller, oder eine andere geeignete programmierbare Vorrichtung), einen Speicher 225, Eingabeeinheiten 230, und Ausgabeeinheiten 235. Die Verarbeitungseinheit 205 beinhaltet unter anderem eine Steuereinheit 210, eine arithmetisch-logische Einheit („ALI“) 215 und eine Vielzahl von Registern 220 (in 2 als Registergruppe dargestellt) und ist unter Verwendung einer bekannten Computerarchitektur (z.B. einer modifizierten Harvard-Architektur, einer von-Neumann-Architektur usw.) implementiert. Die Verarbeitungseinheit 205, der Speicher 225, die Eingabeeinheiten 230, und die Ausgabeeinheiten 235, sowie die verschiedenen Module, die mit der Steuerung 200 verbunden sind, sind durch einen oder mehrere Steuer- und/oder Datenbusse (z.B. einen gemeinsamen Bus 240) verbunden. Die Steuer- und/oder Datenbusse sind in 2 zu Veranschaulichungszwecken allgemein dargestellt. Das Verwenden eines oder mehrerer Steuer- und/oder Datenbusse für die Verbindung zwischen den verschiedenen Modulen und Komponenten und eine Kommunikation zwischen ihnen wären einem Fachmann angesichts der vorliegend beschriebenen Ausführungsformen bekannt.
Der Speicher 225 ist ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium und umfasst zum Beispiel einen Programmspeicherbereich und einen Datenspeicherbereich. Der Programmspeicherbereich und der Datenspeicherbereich können Kombinationen verschiedener Speichertypen umfassen, wie z.B. einen ROM, einen RAM (z.B. einen DRAM, einen SDRAM usw.), EEPROM, einen Flash-Speicher, eine Festplatte, eine SD-Karte, oder andere geeignete magnetische, optische, physische oder elektronische Speichervorrichtungen. Die Verarbeitungseinheit 205 ist mit dem Speicher 225 verbunden und führt Software-Anweisungen aus, die in einem RAM des Speichers 225 (z.B. während der Ausführung), einem ROM des Speichers 225 (z.B. auf einer allgemeinen dauerhaften Basis) oder einem anderen nichtflüchtigen computerlesbaren Medium wie etwa einem anderen Speicher oder einer Platte gespeichert werden können. Die Software, die für die Implementierung der Vorrichtung 100 enthalten ist, kann im Speicher 225 der Steuerung 200 gespeichert werden. Die Software beinhaltet zum Beispiel Firmware, eine oder mehrere Anwendungen, Programmdaten, Filter, Regeln, ein oder mehrere Programmmodule, und andere ausführbare Anweisungen. Die Steuerung 200 ist derart ausgelegt, dass sie unter anderem Anweisungen, die mit den vorliegend beschriebenen Steuerprozessen und -verfahren im Zusammenhang stehen, aus dem Speicher 225 abruft und ausführt. In anderen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerung 200 zusätzliche, weniger oder andere Komponenten.
Die Steuerung 200 steuert den Motor 280 an, um die Messer 110 und/oder die Vielzahl der Räder 112 in Reaktion auf eine Betätigung der Schaltwippen 114 durch einen Benutzer zu drehen. Durch Niederdrücken der Schaltwippen 114 wird der Auslöseschalter 250 betätigt. Der Auslöseschalter 250 gibt ein Signal an die Steuerung 200 aus, um den Motor 280 und damit die Messer 110 und/oder die Vielzahl von Rädern 112 anzutreiben. In einigen Ausführungsformen steuert die Steuerung 200 ein Leistungsschaltnetzwerk 255 (z.B. eine FET-Schaltbrücke), um den Motor 280 anzusteuern. Beispielsweise kann das Leistungsschaltnetzwerk 255 eine Vielzahl von High-Side-Schaltelementen (z.B. FETs) und eine Vielzahl von Low-Side-Schaltelementen beinhalten. Die Steuerung 200 kann jeden FET der Vielzahl von High-Side-Schaltelementen und der Vielzahl von Low-Side-Schaltelementen steuern, um jede Phase des Motors 280 anzusteuern. Wenn die Schaltwippen 114 losgelassen werden, kann die Steuervorrichtung 200 eine Bremskraft an den Motor 280 anlegen. Beispielsweise kann das Leistungsschaltnetzwerk 255 gesteuert werden, um den Motor 280 schneller abzubremsen. In einigen Ausführungsformen steuert die Steuerung 200 einen Hilfsmotor an, um die Vielzahl von Rädern 112 anzutreiben. Beispielsweise wird der Motor 280 für den Antrieb der Messer 110 und der Hilfsmotor für den Antrieb der Vielzahl von Rädern 112 angesteuert. Der Hilfsmotor kann über ein zweites Leistungsschaltnetzwerk gesteuert werden.
Der Positionssensor 265 (z.B. ein Hall-Effekt-Sensor oder ein anderer Positionssensor) erfasst die Drehposition und/oder die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Motors 280. In einigen Ausführungsformen wird eine sensorlose Motorsteuerung verwendet und Hall-Effekt-Sensoren werden nicht benötigt. Die Sekundärsensoren 272 können zusätzliche Sensoren zur Überwachung des Zustands des Motors 280 beinhalten, wie z.B. Drehzahlsensoren, Beschleunigungsmesser, Spannungssensoren, Stromsensoren, Temperatursensoren und dergleichen.
Die Anzeigen 245 sind ebenfalls mit der Steuerung 200 verbunden und empfangen Steuersignale von der Steuerung 200 zum Ein- und Ausschalten oder anderweitigem Übermitteln von Informationen basierend auf unterschiedlichen Zuständen des Rasenmähers 100. Die Anzeigen 245 beinhalten zum Beispiel eine oder mehrere Leuchtdioden (LEDs) oder einen Anzeigebildschirm. Die Anzeigen 245 können derart konfiguriert sein, dass sie Zustände des Rasenmähers 100 oder mit diesem assoziierte Informationen anzeigen. Die Anzeigen245 können zum Beispiel anzeigen, ob ein Sprungzustand erkannt wird, wie nachstehend näher beschrieben wird. In einigen Ausführungsformen zeigen die Anzeigen 245 an, ob ein Bediener des Rasenmähers 100 einen Aus-und-Einschaltvorgang durchführen sollte. Die Benutzerschnittstelle 252 ist eine Vorrichtung, die mit einem Bediener des Rasenmähers 100 interagiert, um Befehle an die Steuerung 200 bereitzustellen. Die Benutzerschnittstelle 252 kann zum Beispiel einen Touchscreen, Tasten, Tastenfelder, Schalter oder eine Kombination davon beinhalten, um Benutzereingaben zu empfangen. In einigen Ausführungsformen sind die Anzeigen 245 in die Benutzerschnittstelle 252 integriert.
Die Akkupackschnittstelle 285 ist mit der Steuerung 200 verbunden und dazu konfiguriert, sich mit einem Akkupack 300 (in 3 gezeigt) zu koppeln. Die Akkupackschnittstelle 285 beinhaltet eine Kombination von mechanischen (z.B. einem Akkpackuaufnahmeabschnitt) und elektrischen Komponenten, die dazu konfiguriert und betreibbar sind, den Rasenmäher 100 mit dem Akkupack 300 (z.B. mechanisch, elektrisch, und kommunikativ) zu verbinden. Die Akkupackschnittstelle 285 ist mit der Leistungseingangseinheit 260 gekoppelt. Die Akkupackschnittstelle 285 sendet die vom Akkupack 300 empfangene Leistung an die Leistungseingangseinheit 260. Die Leistungseingangseinheit 260 beinhaltet aktive und/oder passive Komponenten (z.B. Spannungsabwärtsregler, Spannungswandler, Gleichrichter, Filter usw.), um die Leistung, die über die Akkupackschnittstelle 285 empfangen wird, in die Steuerung 200 zu regeln oder zu steuern. In einigen Ausführungsformen ist die Akkupackschnittstelle 285 zudem mit dem Leistungsschaltnetzwerk 255 gekoppelt. Der Betrieb des Leistungsschaltnetzwerks 255, der von der Steuerung 200 gesteuert wird, bestimmt, wie der Motor 280 mit Leistung versorgt wird.
3 veranschaulicht einen beispielhaften Akkupack 300, der ein Gehäuse 305 und einen Schnittstellenabschnitt 310 zur Verbindung des Akkupacks 300 mit einer Vorrichtung, wie z.B. dem Rasenmäher 100, umfasst. Die vorliegend beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich in erster Linie auf einen akkubetriebenen Rasenmäher, in anderen Ausführungsformen kann der Rasenmäher 100 jedoch auch ein benzinbetriebener Rasenmäher, ein Rasenmäher mit Kabel oder eine andere Art von Rasenmäher sein.
4 veranschaulicht ein Steuersystem für den Akkupack 300. Das Steuersystem beinhaltet eine Akkupacksteuerung 400. Die Akkupacksteuerung 400 ist mit einer Vielfalt von Modulen oder Komponenten des Akkupacks 300 elektrisch und/oder kommunikativ verbunden. Beispielsweise ist die veranschaulichte Akkupacksteuerung 400 mit einer oder mehreren Akkuzellen 405 und einer Schnittstelle 410 (z.B. dem in 3 veranschaulichten Schnittstellenabschnitt 310 des Akkupacks 300) verbunden. Die Akkupacksteuerung 400 ist zudem mit einem oder mehreren Spannungssensoren oder Spannungserfassungsschaltungen 415, einem oder mehreren Stromsensoren oder Stromerfassungsschaltungen 420 und einem oder mehreren Temperatursensoren oder Temperaturerfassungsschaltungen 425 verbunden. Die Akkupacksteuerung 400 beinhaltet Kombinationen aus Hardware und Software, die unter anderem den Betrieb des Akkupacks 300 steuern, einen Zustand des Akkupacks 300 überwachen, ein Laden des Akkupacks 300 aktivieren oder deaktivieren, ein Entladen des Akkupacks 300 aktivieren oder deaktivieren usw.
Die Akkupacksteuerung 400 beinhaltet eine Vielzahl elektrischer und elektronischer Komponenten, die den Komponenten und Modulen innerhalb der Akkupacksteuerung 400 und/oder des Akkupacks 300 Leistung, betriebliche Steuerung und Schutz bereitstellen. Zum Beispiel beinhaltet die Akkupacksteuerung 400 unter anderem eine Verarbeitungseinheit 435 (z.B. einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, oder eine andere geeignete programmierbare Vorrichtung), einen Speicher 440, Eingabeeinheiten 445, und Ausgabeeinheiten 450. Die Verarbeitungseinheit 435 beinhaltet unter anderem eine Steuereinheit 455, eine arithmetisch-logische Einheit („ALU“) 460 und eine Vielzahl von Registern 465 (in 4 als Registergruppe dargestellt) und ist unter Verwendung einer bekannten Computerarchitektur (z.B. einer modifizierten Harvard-Architektur, einer von-Neumann-Architektur usw.) implementiert. Die Verarbeitungseinheit 435, der Speicher 440, die Eingabeeinheiten 445 und die Ausgabeeinheiten 450 sowie die verschiedenen Module oder Schaltungen, die mit der Akkupacksteuerung 400 verbunden sind, sind durch einen oder mehrere Steuer- und/oder Datenbusse (z.B. einen gemeinsamen Bus 470) verbunden. Die Steuer- und/oder Datenbusse sind in 4 zu Veranschaulichungszwecken allgemein dargestellt. Die Verwendung eines oder mehrerer Steuer- und/oder Datenbusse für die Verbindung zwischen den verschiedenen Modulen, Schaltungen und Komponenten und die Kommunikation zwischen diesen wäre dem Fachmann im Zusammenhang mit den vorliegend beschriebenen Ausführungsformen bekannt.
Der Speicher 440 ist ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium und umfasst zum Beispiel einen Programmspeicherbereich und einen Datenspeicherbereich. Der Programmspeicherbereich und der Datenspeicherbereich können Kombinationen verschiedener Speichertypen umfassen, wie z.B. einen ROM, einen RAM (z.B. einen DRAM, einen SDRAM usw.), EEPROM, einen Flash-Speicher, eine Festplatte, eine SD-Karte, oder andere geeignete magnetische, optische, physische oder elektronische Speichervorrichtungen. Die Verarbeitungseinheit 435 ist mit dem Speicher 440 verbunden und führt Softwareanweisungen aus, die in einem RAM des Speichers 440 (z.B. während der Ausführung), einem ROM des Speichers 440 (z.B. auf einer allgemein dauerhaften Basis) oder einem anderen nichtflüchtigen computerlesbaren Medium wie einem anderen Speicher oder einer Diskette gespeichert werden können. In der Implementierung des Akkupacks 300 umfasste Software kann im Speicher 440 der Akkupacksteuerung 400 gespeichert werden. Die Software beinhaltet zum Beispiel Firmware, eine oder mehrere Anwendungen, Programmdaten, Filter, Regeln, ein oder mehrere Programmmodule, und andere ausführbare Anweisungen. Die Akkupacksteuerung 400 ist derart ausgelegt, dass sie unter anderem Anweisungen, die mit den vorliegend beschriebenen Steuerprozessen und -verfahren im Zusammenhang stehen, aus dem Speicher 440 abruft und ausführt. Bei anderen Ausführungen beinhaltet die Akkupacksteuerung 400 zusätzliche, weniger oder andere Komponenten.
Die Schnittstelle 410 beinhaltet eine Kombination von mechanischen Komponenten (z.B. Schienen, Nuten, Riegeln usw.) und elektrischen Komponenten (z.B. einem oder mehreren Anschlüssen), die dazu konfiguriert sind und dazu dienen, den Akkupack 300 mit einer anderen Vorrichtung (z.B. einem Elektrowerkzeug, einem Akkupackladegerät, dem Rasenmäher 100 usw.) (z.B. mechanisch, elektrisch und kommunikativ) zu verbinden. Beispielsweise ist die Schnittstelle 410 dazu konfiguriert, Leistung über eine Stromleitung zwischen der einen oder den mehreren Akkuzellen 405 und der Schnittstelle 410 zu empfangen. Die Schnittstelle 410 ist auch dazu konfiguriert, eine kommunikative Verbindung mit der Akkupacksteuerung 400 herzustellen.
Der eine oder die mehreren Spannungssensoren 415 sind so konfiguriert, dass sie beispielsweise eine Spannung der einen oder der mehreren Akkuzellen 405, eine über die Schnittstelle 410 bereitgestellte Spannung oder dergleichen überwachen. Der eine oder die mehreren Stromsensoren 420 sind so konfiguriert, dass sie beispielsweise einen von den Akkuzellen 405 über die Schnittstelle 410 bereitgestellten Strom überwachen. Der eine oder die mehreren Temperatursensoren 425 sind so konfiguriert, dass sie beispielsweise eine Temperatur der Akkuzellen 405 überwachen.
Während des Betriebs des Rasenmähers 100 können sich das eine oder die mehreren Räder 112 aufgrund von unebenem Gelände oder der Bedienung durch einen Benutzer vom Boden abheben. Solche „Sprungzustände“ oder „Sprungereignisse“ wirken sich auf den Betrieb des Motors 280 aus, wenn der Rasenmäher eine Veränderung der auftretenden Last erfährt. Insbesondere können das eine oder die mehreren Räder 112, die den Bodenkontakt verlieren, einen Zyklus von Beschleunigung und Abbremsung verursachen. Zudem kann sich die Amplitude des Beschleunigungs- und Abbremszyklus mit einer Wiederholung des Sprungzustandes erhöhen. Dieser Zyklus kann zu übermäßigen Drehmomentlasten am Getriebe-/Antriebssystem führen. Reagiert die Steuerung 200 nicht auf dieses Sprungphänomen, kann am Rasenmäher 100 das Getriebe-/Antriebssystem Schaden nehmen oder ausfallen.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Radsprungphänomens 505 mit einem entsprechenden Liniendiagramm 500, das eine Motorbeschleunigung im Zeitverlauf darstellt. Zum Zeitpunkt T1 stehen alle des einen oder der mehreren Räder 112 auf dem Boden, und der Motor 280 beschleunigt nicht (die Beschleunigung des Motors 280 ist gleich Null). Zum Zeitpunkt T2 „springt“ mindestens eines der Räder 112 vom Boden ab und der Rasenmäher 100 befindet sich in einem Sprungzustand. Infolgedessen beginnt der Motor 280 zu beschleunigen. Zum Zeitpunkt T3 kehren das eine oder die mehreren Räder 112 auf den Boden zurück, und der Motor 280 beginnt abzubremsen. Zum Zeitpunkt T4 „springt“ mindestens eines des einen oder der mehreren Räder 112 erneut vom Boden ab. Infolgedessen beginnt der Motor 280 mit einem größeren Wert zu beschleunigen als bei der Beschleunigung zu den Zeitpunkten T2 bis T3. Zum Zeitpunkt T5 kehren das eine oder die mehreren Räder 112 auf den Boden zurück, und der Motor 280 bremst erneut ab.
6A-6B zeigen ein Verfahren 600 für beschleunigungsamplitudenbasierte Erkennung eines Radsprungereignisses (z.B. eines Sprungzustands) gemäß einigen Ausführungsformen. Auch wenn das Verfahren 600 als von der Steuerung 200 durchgeführt beschrieben wird, wird das Verfahren 600 in einigen Fällen von der Akkupacksteuerung 400 oder einer Kombination aus der Steuerung 200 und der Akkupacksteuerung 400 durchgeführt. Verschiedene vorliegend in Bezug auf das Verfahren 600 beschriebene Schritte können gleichzeitig, parallel oder in einer Reihenfolge ausgeführt werden, die sich von der dargestellten seriellen und iterativen Ausführungsweise unterscheidet.
In Block 605 befindet sich die Steuerung 200 in einem Sprungzustand-Erkennungszustand. Im Sprungzustand-Erkennungszustand überwacht die Steuerung 200 Eigenschaften des Motors 280, wie z. B. Motorposition, Motorgeschwindigkeit, Motorbeschleunigung oder eine Kombination aus diesen. In Block 610 bestimmt die Steuerung 200 eine Position des Motors 280. So empfängt die Steuerung 200 beispielsweise ein Positionssignal vom Positionssensor 265, das die Position des Motors 280 anzeigt. In Block 615 berechnet die Steuerung 200 die Motorbeschleunigung auf Grundlage von Änderungen der Position des Motors 280 (z.B. einer Ableitung davon). In einigen Ausführungsformen empfängt die Steuerung 200 die Beschleunigung des Motors 280 direkt vom Positionssensor 265 (z.B. in Situationen, in denen der Positionssensor 265 als Beschleunigungsmesser fungiert), anstatt die Position des Motors 280 zu bestimmen (in Block 610).
In Block 620 bestimmt die Steuerung 200, ob die Amplitude der Motorbeschleunigung größer oder gleich einem positiven Schwellenwert ist. Wenn die Amplitude der Motorbeschleunigung größer oder gleich dem positiven Schwellenwert ist (in Block 620), geht die Steuerung 200 zu Block 630 über und inkrementiert einen Sprungzähler (z.B. addiert sie 1 zu diesem). Wenn die Amplitude der Motorbeschleunigung kleiner als der positive Schwellenwert ist (in Block 620), geht die Steuerung 200 zu Block 625 über.
In Block 625 bestimmt die Steuerung 200, ob die Amplitude der Motorbeschleunigung kleiner oder gleich einem negativen Schwellenwert ist (z.B. jenseits davon liegt). Wenn die Amplitude der Motorbeschleunigung kleiner oder gleich dem negativen Schwellenwert ist (in Block 625), geht die Steuerung 200 zu Block 630 über und inkrementiert den Sprungzähler. Nach dem Inkrementieren des Sprungzählers geht die Steuerung 200 zu Block 655 (in 6C) über. Wenn die Amplitude der Motorbeschleunigung größer als ein negativer Schwellenwert ist (in Block 625), geht die Steuerung 200 zu Block 635 (in 6B) über.
In Block 635 bestimmt die Steuerung 200, ob ein Unterdrückungszähler größer oder gleich einem Unterdrückungsschwellenwert ist. Wenn der Unterdrückungszähler kleiner als der Unterdrückungsschwellenwert ist, fährt die Steuerung 200 mit Block 645 fort und inkrementiert den Unterdrückungszähler. Sobald der Unterdrückungszähler inkrementiert ist, geht die Steuerung 200 zu Block 670 (in 6C) über. Wenn der Unterdrückungszähler größer oder gleich dem Unterdrückungsschwellenwert ist (in Block 635), geht die Steuerung 200 zu Block 640 über.
In Block 640 bestimmt die Steuerung 200, ob der Sprungzähler gleich Null ist. Wenn der Sprungzähler ungleich Null ist, fährt die Steuerung 200 mit Block 650 fort und dekrementiert den Sprungzähler. Sobald der Sprungzähler dekrementiert ist, geht die Steuerung 200 zu Block 670 (in 6C) über. Wenn der Sprungzähler gleich Null ist (in Block 640), fährt die Steuerung 200 mit Block 670 fort.
Nach dem Inkrementieren des Sprungzählers in Block 630 (in 6A) geht die Steuerung 200 zu Block 655 (in 6C) über und setzt den Unterdrückungszähler zurück. In Block 660 bestimmt die Steuerung 200, ob der Sprungzähler größer oder gleich einem Abschaltschwellenwert ist. Wenn der Sprungzähler größer oder gleich dem Abschaltschwellenwert ist, geht die Steuerung 200 zu Block 665 über und sperrt den Antrieb des Motors 280, bis ein Aus-und-Einschaltvorgang stattgefunden hat (z.B. wird der Rasenmäher 100 abgeschaltet und wieder eingeschaltet). In einigen Ausführungsformen trennt die Steuerung 200 in Block 655 den Motor 280 oder deaktiviert anderweitig den Betrieb des Motors 280, bis der Rasenmäher 100 von einem Bediener aus- und eingeschaltet wird. In einigen Fällen sperrt die Steuerung 200 den Antrieb des Motors 280 bis zu einem Aus- und Einschalten einer Benutzerschnittstelle, die für die Antriebssteuerung des Rasenmähers 100 zuständig ist, wie z.B. die Benutzerschnittstelle 252, anstatt die Versorgung des gesamten Rasenmähers 100 aus- und einzuschalten. Wenn die Steuerung 200 den Betrieb des Motors 280 sperrt, kann die Steuerung 200 einen Hinweis auf die Benutzerschnittstelle 252 geben, um die Versorgung des Rasenmähers 100 oder die Benutzerschnittstelle 252 selbst aus- und einzuschalten (z.B. Aus- und Einschalten der Benutzerschnittstelle 252, Auswählen einer auf der Benutzerschnittstelle 252 angezeigten „Aus-und-Einschalt-“ Option oder dergleichen).
Nachdem der Rasenmäher 100 (oder die Benutzerschnittstelle 252) aus- und eingeschaltet wurde, aktiviert die Steuerung 200 den normalen Betrieb des Motors 280 und fährt mit Block 670 fort. Wenn der Sprungzähler unter dem Abschaltschwellenwert liegt, oder nach dem Aus- und Einschalten des Rasenmähers 100, geht die Steuerung 200 zu Block 670 über. In Block 670 befindet sich die Steuerung 200 im Sprungzustand-Erkennungszustand. In einigen Ausführungsformen kehrt die Steuerung 200 in Block 670 zu Block 610 zurück und fährt fort, die Position des Motors 280 zu überwachen.
In einigen Ausführungsformen bestimmt die Steuerung 200 die Motorbeschleunigungsamplitude (in Block 620) jede Millisekunde oder alle paar Millisekunden. Wenn die Motorbeschleunigung oder -abbremsung jenseits des positiven oder des negativen Schwellenwerts liegt, wird der Sprungzähler inkrementiert. Erfüllt der Sprungzähler einen Sprungschwellenwert (in Block 660), wird das Antriebssystem bis zu einem Aus-und-Einschaltvorgang abgeschaltet (in Block 665). Wird jedoch während einer durch den Unterdrückungszähler definierten Zeitspanne kein Sprungereignis erkannt, wird der Sprungzähler wieder auf Null dekrementiert. In einigen Ausführungsformen erfolgt diese Dekrementierung um eine Zählung pro Millisekunde. Durch die Implementierung sowohl eines Sprungzählers als auch eines Unterdrückungszählers vermeidet die Steuerung 200 ein vorzeitiges Abschalten des Motors 280.
7A-7C zeigen Liniendiagramme, die die Motorbeschleunigung, den Sprungzähler und den Unterdrückungszähler entsprechend denselben Beispieltestdaten über eine Zeitspanne darstellen. Bei etwa 2300 ms (bei Ereignis 705 in 7C) wird ein erstes Motorbeschleunigungsereignis oberhalb eines Schwellenwerts erkannt, und der Unterdrückungszähler wird auf Null zurückgesetzt. Wenn die Amplitude der Motorbeschleunigung zu sinken beginnt, endet der Unterdrückungszähler und der Sprungzähler wird bei etwa 2400 ms dekrementiert (bei Ereignis 710 in 7C). Anschließend beginnt die Motorbeschleunigung in 7A von etwa 2600 ms bis 3100 ms immer größere Amplituden aufzuweisen. Bei etwa 3100 ms erreicht der Sprungzähler einen Schwellenwert und schaltet das Antriebssystem und/oder den Motor 280 ab, trennt diese oder deaktiviert diese auf andere Weise (bei Ereignis 715 in 7B).
8A-8C zeigen ein weiteres beispielhaftes Verfahren 800 für beschleunigungsamplitudenbasierte Erkennung eines Radsprungereignisses (z.B. eines Sprungzustands) gemäß einigen Ausführungsformen. Das Verfahren 800 kombiniert einen Spitzen- und Tal-Detektor mit einem Zeitgeber, um die Zeit zwischen Beschleunigungsspitzen und -tälern zu messen. Das Verfahren 800 kann weniger Sprungzyklen als das Verfahren 600 verwenden, um festzustellen, dass ein Sprungzustand vorliegt. Auch wenn das Verfahren 800 als von der Steuerung 200 durchgeführt beschrieben wird, wird das Verfahren 800 in einigen Fällen von der Akkupacksteuerung 400 oder einer Kombination aus der Steuerung 200 und der Akkupacksteuerung 400 durchgeführt. Verschiedene vorliegend in Bezug auf das Verfahren 800 beschriebene Schritte können gleichzeitig, parallel oder in einer Reihenfolge ausgeführt werden, die sich von der dargestellten seriellen und iterativen Ausführungsweise unterscheidet.
In Block 802 befindet sich die Steuerung 200 in einem Sprungzustand-Erkennungszustand. Im Sprungzustand-Erkennungszustand überwacht die Steuerung 200 Eigenschaften des Motors 280, wie z.B. Motorposition, Motorgeschwindigkeit, Motorbeschleunigung oder eine Kombination aus diesen. In Block 804 bestimmt die Steuerung 200 eine Position des Motors 280. So empfängt die Steuerung 200 beispielsweise ein Positionssignal vom Positionssensor 265, das die Position des Motors 280 anzeigt. In Block 806 berechnet die Steuerung 200 die Motorbeschleunigung auf Grundlage von Änderungen der Position des Motors 280 (z.B. einer Ableitung davon). In einigen Ausführungsformen empfängt die Steuerung 200 die Beschleunigung des Motors 280 direkt für den Positionssensor 265 (z.B. in Situationen, in denen der Positionssensor 265 als Beschleunigungsmesser fungiert), anstatt die Position des Motors 280 zu bestimmen (in Block 804).
In Block 808 bestimmt die Steuerung 200 auf Grundlage eines Zustands des Systems (z.B. einer Position des Motors 280, einer Beschleunigung des Motors 280 usw.), ob nach einer Beschleunigungsspitze gesucht werden soll. Wenn der Zustand des Systems anzeigt, dass nach einer Beschleunigungsspitze gesucht werden soll (z.B. ein „Nach Spitze suchen“-Zustand), geht die Steuerung 200 zu Block 812 über und beginnt, Beschleunigungsspitzen zu identifizieren. Wenn der Zustand des Systems nicht anzeigt, dass nach Beschleunigungsspitzen gesucht werden soll (in Block 808), fährt die Steuerung 200 mit Block 810 fort und bestimmt auf Grundlage eines Zustands des Systems, ob nach einem Beschleunigungstal gesucht werden soll. Wenn der Zustand des Systems anzeigt, dass nach einem Beschleunigungstal gesucht werden soll (z.B. ein „Nach Tal suchen“-Zustand), geht die Steuerung 200 zu Block 814 über und beginnt, Beschleunigungstäler zu identifizieren.
Nachdem die Steuerung 200 bestimmt hat, dass Beschleunigungsspitzen zu identifizieren sind (in Block 812), und unter Bezugnahme auf 8B, bestimmt die Steuerung 200 in Block 816, ob eine Beschleunigungsspitze identifiziert wurde. Beispielsweise kann die Steuerung 200 eine Ableitung der Motorbeschleunigung analysieren, um eine Spitze in der Motorbeschleunigung zu identifizieren. In einigen Ausführungsformen wird eine Spitze identifiziert, wenn die Ableitung der Motorbeschleunigung annähernd Null ist, nachdem die Ableitung einen positiven Wert aufwies. Wenn keine Beschleunigungsspitze identifiziert wird, geht die Steuerung 200 zu Block 828 über und setzt den Betrieb im Sprungzustand-Erkennungszustand fort (z.B. kehrt sie zu Block 802 zurück).
Wenn eine Beschleunigungsspitze identifiziert wird, geht die Steuerung 200 zu Block 818 über. In Block 818 initiiert die Steuerung 200 einen Zeitgeberzähler. In Block 820 setzt die Steuerung 200 den Zustand des Systems auf einen Zustand „Tal suchen“. Die Steuerung 200 geht dann zu Block 828 über und arbeitet weiter im Sprungzustand-Erkennungszustand.
Nachdem die Steuerung 200 bestimmt hat, dass Beschleunigungstäler zu identifizieren sind (in Block 814), und unter Bezugnahme auf 8B, bestimmt die Steuerung 200 in Block 822, ob ein Beschleunigungstal identifiziert wurde. Beispielsweise kann die Steuerung 200 eine Ableitung der Motorbeschleunigung analysieren, um ein Tal in der Motorbeschleunigung zu identifizieren. In einigen Ausführungsformen wird ein Tal identifiziert, wenn die Ableitung der Motorbeschleunigung annähernd Null ist, nachdem die Ableitung einen negativen Wert aufwies. Wenn kein Beschleunigungsstal identifiziert wird, geht die Steuerung 200 zu Block 828 über und setzt den Betrieb im Sprungzustand-Erkennungszustand fort.
Wenn ein Beschleunigungstal identifiziert wird, geht die Steuerung 200 zu Block 824 über. In Block 824 zeichnet die Steuerung 200 die Zeit zwischen der Beschleunigungsspitze und dem Beschleunigungstal auf. Beispielsweise bestimmt die Steuerung 200 einen Wert des Zeitgeberzählers und speichert den Wert im Speicher 225. In Block 826 zeichnet die Steuerung 200 die Amplitude der Beschleunigungsspitze und die Amplitude des Beschleunigungstals auf. Beispielsweise speichert die Steuerung 200 die Amplitude der Beschleunigungsspitze und die Amplitude des Beschleunigungstals im Speicher 225. In einigen Ausführungsformen zeichnet die Steuerung 200 die Differenz zwischen der Beschleunigungsspitze und dem Beschleunigungstal auf. Der Zeitzähler, die Amplitude der Beschleunigungsspitze und die Amplitude des Beschleunigungstals bilden ein Amplitudenprofil. In einigen Ausführungsformen konstruiert die Steuerung 200 das Amplitudenprofil unter Verwendung des Zeitzählers, der Amplitude der Beschleunigungsspitze und der Amplitude des Beschleunigungstals. Nach dem Aufzeichnen des Zeitgeberzählers, der Amplitude der Beschleunigungsspitze und der Amplitude des Beschleunigungstals geht die Steuerung 200 zu Block 830 über.
In Block 830 (und unter Bezugnahme auf 8C) bestimmt die Steuerung 200, ob der Zeitzähler und die Amplituden der Beschleunigungsspitze und des Beschleunigungstals einen Sprungzustand anzeigen. Beispielsweise vergleicht die Steuerung 200 das aufgezeichnete Amplitudenprofil mit Datenprofilen eines bekannten und/oder eines vorbestimmten Sprungzustands. Die Datenprofile des bekannten und/oder vorbestimmten Sprungzustandes können im Speicher 225 gespeichert werden. In einigen Ausführungsformen werden die Datenprofile des bekannten und/oder vorbestimmten Sprungzustandes von einem Hersteller angegeben. In anderen Ausführungsformen werden die Datenprofile des bekannten und/oder vorbestimmten Sprungzustandes von der Steuerung 200 auf Grundlage früherer Informationen erstellt, die während eines vorherigen Betriebs des Rasenmähers 100 erfasst und im Speicher 225 gespeichert wurden, so dass die Steuerung 200 das Datenprofil aktualisieren kann, um eine Verschlechterung des Sensors und/oder anderweitigen Teileverschleiß während der Betriebslebensdauer des Rasenmähers 100 zu berücksichtigen.
Wenn die Steuerung 200 bestimmt, dass der Zeitzähler und die Amplituden der Beschleunigungsspitze und des Beschleunigungstals einen Sprungzustand anzeigen, fährt die Steuerung 200 mit Block 832 fort. In Block 832 erhöht die Steuerung 200 einen Sprungzähler (z.B. addiert sie 1 zu diesem). In Block 834 setzt die Steuerung 200 einen Unterdrückungszähler zurück.
In Block 836 bestimmt die Steuerung 200, ob der Sprungzähler größer oder gleich einem Abschaltschwellenwert ist. Wenn der Sprungzähler größer oder gleich dem Abschaltschwellenwert ist, geht die Steuerung 200 zu Block 838 über und sperrt den Antrieb des Motors 280, bis ein Aus-und-Einschaltvorgang stattgefunden hat (z.B. wird der Rasenmäher 100 abgeschaltet und wieder eingeschaltet). In einigen Ausführungsformen trennt die Steuerung 200 in Block 838 den Motor 280 oder deaktiviert anderweitig den Betrieb des Motors 280, bis der Rasenmäher 100 (oder die Benutzerschnittstelle 252) von einem Bediener aus- und eingeschaltet wird. Nachdem der Rasenmäher 100 aus- und eingeschaltet wurde, aktiviert die Steuerung 200 den normalen Betrieb des Motors 280 und fährt mit Block 848 fort.
Wenn der Sprungzähler unter dem Abschaltschwellenwert liegt, oder nach dem Aus- und Einschalten des Rasenmähers 100, geht die Steuerung 200 zu Block 848 über. In Block 848 befindet sich die Steuerung 200 im Sprungzustand-Erkennungszustand. In einigen Ausführungsformen kehrt die Steuerung 200 in Block 848 zu Block 804 zurück und fährt fort, die Position des Motors 280 zu überwachen.
Wenn wiederum gemäß Block 830 die Steuerung 200 bestimmt, dass der Zeitzähler und die Amplituden der Beschleunigungsspitze und des Beschleunigungstals keinen Sprungzustand anzeigen, fährt die Steuerung 200 mit Block 840 fort. In Block 840 bestimmt die Steuerung 200, ob der Unterdrückungszähler größer oder gleich einem Unterdrückungsschwellenwert ist. Wenn der Unterdrückungszähler kleiner als der Unterdrückungsschwellenwert ist, fährt die Steuerung 200 mit Block 842 fort und inkrementiert den Unterdrückungszähler. Sobald der Unterdrückungszähler inkrementiert ist, geht die Steuerung 200 zu Block 848 über. Wenn der Unterdrückungszähler größer oder gleich dem Unterdrückungsschwellenwert ist (in Block 840), geht die Steuerung 200 zu Block 844 über.
In Block 844 bestimmt die Steuerung 200, ob der Sprungzähler gleich Null ist. Wenn der Sprungzähler ungleich Null ist, fährt die Steuerung 200 mit Block 846 fort und dekrementiert den Sprungzähler. Sobald der Unterdrückungszähler dekrementiert ist, geht die Steuerung 200 zu Block 848 über. Wenn der Sprungzähler gleich Null ist (in Block 844), fährt die Steuerung 200 mit Block 848 fort.
In einigen Ausführungsformen wird, anstatt das Antriebssystem oder den Motor 280 in Block 838 abzuschalten, zu trennen oder anderweitig zu deaktivieren, eine schnell ansprechende PID-Steuerung verwendet, um dem Radsprungphänomen aktiv entgegenzuwirken. Anstatt abzuschalten, kann die dem Motor 280 zugeführte Leistung beispielsweise schnell angepasst werden, um dem Beschleunigungs- und Abbremszyklus entgegenzuwirken, der auftritt, wenn ein oder mehrere Räder 112 den Boden verlassen und dann wieder mit dem Boden in Kontakt kommen. Dieses aktive Gegensteuern gegen das Radsprungphänomen kann die Drehmomentspitzen, die am Antriebssystem auftreten, reduzieren oder eliminieren und dem Rasenmäher 100 helfen, die Traktion wiederzuerlangen, nachdem er den Kontakt zwischen dem einen oder den mehreren Rädern 112 und dem Boden wieder aufgenommen hat.
Während sich die vorliegend vorgestellten Ausführungsformen in erster Linie auf eine Sperrung des Antriebs des Motors 280 beziehen, wenn ein Sprungzustand erkannt wird, passt die Steuerung 200 in einigen Ausführungsformen stattdessen eine dem Motor 280 zugeführte Leistungsmenge an. Wenn beispielsweise der Sprungzähler den Abschaltschwellenwert überschreitet, kann die Steuerung 200 einen an den Motor 280 gelieferten Strom, eine an den Motor 280 gelieferte Spannung, ein Tastverhältnis eines pulsbreitenmodulierten (PWM-) Signals, das zur Ansteuerung des Schaltnetzwerks 255 verwendet wird, oder eine Kombination aus diesen reduzieren. Die Steuerung 200 kann weiter die reduzierte Leistung an den Motor 280 liefern, bis entweder der Rasenmäher 100 einen Aus-und-Einschaltvorgang durchläuft oder bis die Steuerung 200 ein Ende des Sprungzustandes erkennt.
Somit liefert die vorliegende Offenbarung ein Steuersystem, eine Reihe von Betriebsanweisungen, die in einem materiellen Medium gespeichert sind, einen Rasenmäher und ein Betriebsverfahren, das sich auf die Erkennung und Behandlung von Sprüngen in einem Antriebssystem bezieht. Die vorliegend beschriebenen Ausführungsformen können unter anderem die Lebensdauer eines Rasenmähers verlängern, die Sicherheit für den Benutzer erhöhen, den Betrieb des Rasenmähers verbessern oder dergleichen.
Obgleich die Offenbarung unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen ausführlich beschrieben wurde, sind innerhalb des Schutzumfangs und Grundgedankens eines oder mehrerer unabhängiger Aspekte der Offenbarung wie beschrieben Variationen und Modifikationen möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 63231684 [0001]

Claims

Handgeführter Rasenmäher, umfassend: ein Rasenmähergehäuse; ein oder mehrere Räder; ein oder mehrere Schneidmesser; einen Motor, der so konfiguriert ist, dass er das eine oder die mehreren Räder dreht; einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Beschleunigung des Motors erfasst; und eine Steuerung, die mit dem Motor und dem Sensor gekoppelt ist, wobei die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie: von dem Sensor ein Signal empfängt, das die Beschleunigung des Motors anzeigt, auf Grundlage des Signals bestimmt, ob eine Amplitude der Beschleunigung des Motors größer oder gleich einem Amplitudenschwellenwert ist, in Reaktion darauf, dass die Amplitude größer oder gleich dem Amplitudenschwellenwert ist, einen Sprungzähler inkrementiert, bestimmt, ob der Sprungzähler größer oder gleich einem Sprungschwellenwert ist, und in Reaktion darauf, dass der Sprungzähler größer oder gleich dem Sprungschwellenwert ist, den Betrieb des Motors deaktiviert.
Handgeführter Rasenmäher nach Anspruch 1, wobei die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie bestimmt, ob die Amplitude der Beschleunigung des Motors größer oder gleich dem Amplitudenschwellenwert ist, durch: Bestimmen, ob die Amplitude der Beschleunigung des Motors größer oder gleich einem positiven Schwellenwert ist, und Bestimmen, ob die Amplitude der Beschleunigung des Motors kleiner oder gleich einem negativen Schwellenwert ist.
Handgeführter Rasenmäher nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner so konfiguriert ist, dass sie: in Reaktion darauf, dass die Amplitude kleiner als der Amplitudenschwellenwert ist, bestimmt, ob ein Unterdrückungszähler größer oder gleich einem Unterdrückungsschwellenwert ist, und in Reaktion darauf, dass der Unterdrückungszähler größer oder gleich dem Unterdrückungsschwellenwert ist, den Sprungzähler dekrementiert.
Handgeführter Rasenmäher nach Anspruch 3, wobei die Steuerung ferner so konfiguriert ist, dass sie: in Reaktion darauf, dass der Unterdrückungszähler kleiner als der Unterdrückungsschwellenwert ist, den Unterdrückungszähler inkrementiert.
Handgeführter Rasenmäher nach Anspruch 3, wobei die Steuerung ferner so konfiguriert ist, dass sie: in Reaktion darauf, dass die Amplitude größer oder gleich dem Amplitudenschwellenwert ist, den Unterdrückungszähler zurücksetzt.
Handgeführter Rasenmäher nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner so konfiguriert ist, dass sie: in Reaktion auf einen Aus-und-Einschaltvorgang des Rasenmähers einen Betrieb des Motors aktiviert.
Handgeführter Rasenmäher nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Akkupack, der so konfiguriert ist, dass er den Motor mit Leistung versorgt, wobei die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie einen Betrieb des Motors durch Trennen des Motors vom Akkupack deaktiviert.
Handgeführter Rasenmäher, umfassend: ein Rasenmähergehäuse; ein oder mehrere Räder; ein oder mehrere Schneidmesser; einen Motor, der so konfiguriert ist, dass er das eine oder die mehreren Räder dreht; einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Beschleunigung des Motors erfasst; und eine Steuerung, die mit dem Motor und dem Sensor gekoppelt ist, wobei die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie: von dem Sensor ein Signal empfängt, das die Beschleunigung des Motors anzeigt, auf Grundlage des Signals ein Beschleunigungsamplitudenprofil bestimmt, bestimmt, ob das Beschleunigungsamplitudenprofil einen Sprungzustand des einen oder der mehreren Räder anzeigt, in Reaktion darauf, dass das Beschleunigungsamplitudenprofil den Sprungzustand des einen oder der mehreren Räder anzeigt, einen Sprungzähler inkrementiert, bestimmt, ob der Sprungzähler größer oder gleich einem Sprungschwellenwert ist, und in Reaktion darauf, dass der Sprungzähler größer oder gleich dem Sprungschwellenwert ist, den Betrieb des Motors deaktiviert.
Handgeführter Rasenmäher nach Anspruch 8, wobei die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie das Amplitudenprofil bestimmt durch: Identifizieren einer Beschleunigungsspitze auf Grundlage des Signals, Initiieren eines Zeitgeberzählers in Reaktion auf das Identifizieren der Beschleunigungsspitze, Identifizieren eines Beschleunigungstals nach dem Identifizieren der Beschleunigungsspitze, Aufzeichnen einer Zeit zwischen der Beschleunigungsspitze und dem Beschleunigungstal auf Grundlage des Zeitgeberzählers und Konstruieren des Amplitudenprofils auf Grundlage der Zeit zwischen der Beschleunigungsspitze und dem Beschleunigungstal, eines Werts der Beschleunigungsspitze und eines Werts des Beschleunigungstals.
Handgeführter Rasenmäher nach Anspruch 8, wobei die Steuerung ferner so konfiguriert ist, dass sie: in Reaktion darauf, dass das Beschleunigungsamplitudenprofil den Sprungzustand des einen oder der mehreren Räder nicht anzeigt, bestimmt, ob ein Unterdrückungszähler größer oder gleich einem Unterdrückungsschwellenwert ist, und in Reaktion darauf, dass der Unterdrückungszähler größer oder gleich dem Unterdrückungsschwellenwert ist, den Sprungzähler dekrementiert.
Handgeführter Rasenmäher nach Anspruch 10, wobei die Steuerung ferner so konfiguriert ist, dass sie: in Reaktion darauf, dass der Unterdrückungszähler kleiner als der Unterdrückungsschwellenwert ist, den Unterdrückungszähler inkrementiert.
Handgeführter Rasenmäher nach Anspruch 10, wobei die Steuerung ferner so konfiguriert ist, dass sie: in Reaktion darauf, dass das Beschleunigungsamplitudenprofil den Sprungzustand des einen oder der mehreren Räder anzeigt, den Unterdrückungszähler zurücksetzt.
Handgeführter Rasenmäher nach Anspruch 8, ferner umfassend einen Akkupack, der so konfiguriert ist, dass er den Motor mit Leistung versorgt, wobei die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie einen Betrieb des Motors durch Trennen des Motors vom Akkupack deaktiviert.
Handgeführter Rasenmäher nach Anspruch 8, wobei die Steuerung ferner so konfiguriert ist, dass sie: in Reaktion auf einen Zyklus einer oder mehrerer Benutzerschnittstellen, die für die Antriebssteuerung des Rasenmähers zuständig sind, einen Betrieb des Motors aktiviert.