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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Aufsitzfahrzeuge
für Kinder
und genauer gesagt auf Aufsitzfahrzeuge für Kinder, die eine elektronische
Geschwindigkeitssteuereinheit haben.
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Hintergrund
der Erfindung
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Aufsitzfahrzeuge
für Kinder
sind Fahrzeuge im reduzierten Maßstab, die für eine Benutzung durch
Kinder entworfen sind. Beispielsweise weisen Aufsitzfahrzeuge für Kinder
einen Sitz auf, der dafür ausgebildet
ist, ein oder mehrere Kinder aufzunehmen, und Steuer- und Antriebsbaugruppen,
die dafür ausgebildet
sind, dass sie von einem Kind bedient werden können, das auf dem Sitz sitzt.
Eine Art der Antriebsbaugruppe, die oft in Aufsitzfahrzeugen für Kinder
verwendet wird, weist eine batteriebetriebene Motorbaugruppe auf,
die dafür
ausgebildet ist, ein oder mehrere Räder von dem Fahrzeug anzutreiben. Üblicherweise
wird das Fahrzeug eine Betätigungsvorrichtung
aufweisen, wie beispielsweise ein Fußpedal oder eine andere Einrichtung
zur Benutzereingabe, die es dem Kind ermöglicht zu wählen, wann Energie an die Motorbaugruppe
geleitet werden soll. Einige Antriebsbaugruppen weisen des weiteren
andere Vorrichtungen zur Benutzereingabe auf, wie beispielsweise
eine Auswahlvorrichtung für
die Geschwindigkeit und eine Auswahlvorrichtung für die Richtung,
die von einem Kind bedient werden, das auf dem Sitz des Fahrzeugs
sitzt, um die Geschwindigkeit und die Richtung zu wählen, mit
der sich das Fahrzeug bewegt.
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Es
besteht die Möglichkeit,
dass ein Aufsitzfahrzeug für
Kinder umkippt oder beschädigt
wird, wenn das Fahrzeug plötzlichen Änderungen
der Geschwindigkeit ausgesetzt wird, und insbesondere, wenn diese Änderung
der Beschleunigung von einer Änderung
der Richtung begleitet wird. Bei einer schnellen Änderung
der Geschwindigkeit oder der Richtung müssen die Trägheitskräfte des Fahrzeugs überwunden
werden. Diese Kräfte
können
dazu führen,
dass das Fahrzeug kippt, insbesondere wenn das Fahrzeug sich auf
einer unebenen Oberfläche befindet,
wie beispielsweise einem Gefälle
bzw. einer Steigung. Die Antriebsbaugruppe des Fahrzeugs trägt einen
großen
Teil der Belastung beim Überwinden
der Trägheitskräfte, und
daher können
diese Kräfte
die Bauteile von der Antriebsgruppe beschädigen. Der Fahrzeugaufbau des
Fahrzeugs trägt
auch einige der Trägheitskräfte, und
daher kann auch er bei schnellen Änderungen der Geschwindigkeit
und der Richtung beschädigt
werden. Wenn diese Kräfte groß genug
sind, können
sie einen Teil von dem Fahrzeug außer Betrieb setzen, wodurch
eine Reparatur oder ein Ersetzen des Fahrzeugs notwendig wird. Selbst
wenn nicht unmittelbar eine Beschädigung eintritt, kann ein wiederholtes
Einwirken dieser Kräfte
zu einem Verschleiß und/oder
einer Deformation von dem Aufbau des Fahrzeugs oder der Antriebsbaugruppe
führen,
was im Laufe der Zeit auch dazu führen kann, dass das Fahrzeug
nicht betriebsfähig
ist. Die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Fahrzeugs steigt
an, so wie die Größe des Fahrzeugs
ansteigt, so wie die Fahrzeuge entworfen werden, um schneller zu
sein, und so wie das Gewicht ansteigt, das von dem Fahrzeug getragen
wird.
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Aus
der
US 5,924,507 ist
es bekannt, ein Aufsitzfahrzeug für Kinder bereitzustellen, das
Mittel aufweist, um zu verhindern, dass sich das Fahrzeug aus einem
Umkreis hinausbewegt, der durch ein System zur Beschreibung eines
Umkreises mittels einer Radioantenne beschrieben wird.
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Es
ist auch aus der
GB 1 502 333 bekannt, ein
System zur Steuerung mit einem zeitlichen Verhältnis für Traktionsmotoren von elektrischen
Fahrzeugen bereitzustellen, bei dem eine Überbrückungsvorrichtung für einen
elektronischen Geschwindigkeitsregler bereitgestellt wird und Mittel aufweist,
um die Beaufschlagung des Motors mit voller Energie aus einem stehenden
Start heraus zu verhindern.
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In ähnlicher
Weise offenbart
DE 195 13 920 einen
Treppenlift oder einen angetriebenen Rollstuhl oder etwas ähnlichem,
bei denen Einrichtungen für einen
weichen Start und einen weichen Stopp unter Zuhilfenahme von vorbestimmten
Geschwindigkeitsprofilen bereitgestellt werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Aufsitzfahrzeug für Kinder aufgezeigt, wie es
in den hier angehängten
Ansprüchen
definiert ist.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Aufsitzfahrzeug für Kinder
mit einer elektronischen Geschwindigkeitssteuereinheit. Das Fahrzeug weist
einen Fahrzeugaufbau mit einem Sitz auf, der die Größe hat,
um ein Kind aufzunehmen, einen Lenkmechanismus, der so positioniert
ist, um durch ein Kind bedient zu werden, das auf dem Sitz sitzt, um
zumindest eines der Räder
von dem Fahrzeug zu steuern, und eine Antriebsbaugruppe mit einer
Betätigungsvorrichtung
in der Form von einer Vorrichtung zur Benutzereingabe, die so positioniert
ist, dass ein Kind sie betätigen
kann, das auf dem Sitz sitzt, um die antreibende Rotation von zumindest
einem der Räder
von dem Fahrzeug zu bewirken. Die Antriebsbaugruppe weist eine Motorbaugruppe
und eine Batteriebaugruppe auf, die dafür angepasst ist, die Motorbaugruppe
mit Energie zu versorgen. In einigen Ausführungsformen weist die Antriebsbaugruppe eine
oder mehrere zusätzliche
Vorrichtungen zur Benutzereingabe auf, die es einem Kind, das auf
dem Sitz sitzt, ermöglichen,
die relative Geschwindigkeit und/oder die Richtung des Fahrzeugs
auszuwählen, und
zwar indem die Richtung und die Geschwindigkeit der Rotation von
dem angetriebenen Rad oder den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs gesteuert werden.
Die Antriebsbaugruppe weist auch eine elektronische Geschwindigkeitssteuerung
auf, die elektronisch die Übertragung
von einer Drehantriebsgröße bzw.
Drehantriebskraft von der Motorbaugruppe an das angetriebene Rad
oder die angetriebenen Räder
des Fahrzeugs steuert in Reaktion zumindest in Teil auf eine Geschwindigkeit,
mit der die gewählte Drehantriebskraft
an die angetriebene Radbaugruppe übertragen wird in Abhängigkeit
von einem vorgegebenen Übertragungsprofil.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine isometrische Ansicht von einem Aufsitzfahrzeug für Kinder.
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2 ist
eine Draufsicht von oben auf ein Aufsitzfahrzeug für Kinder.
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3 ist
eine schematische Darstellung von einer Antriebsbaugruppe, die eine
elektronische Geschwindigkeitssteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung
aufweist.
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4 ist
ein Graph, der den übertragenen Prozentsatz
von einer vom Benutzer gewählten Drehantriebskraft über der
Zeit für
ein konventionelles batteriebetriebenes Aufsitzfahrzeug für Kinder und
batteriebetriebenen Aufsitzfahrzeugen für Kinder, die elektronische
Geschwindigkeitssteuereinheiten gemäß der vorliegenden Erfindung
haben, vergleicht.
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5 ist
ein weiterer Graph, der den übertragenen
Prozentsatz von der vom Benutzer gewählten Drehantriebskraft über der
Zeit für
ein konventionelles batteriebetriebenes Aufsitzfahrzeug für Kinder und
batteriebetriebenen Aufsitzfahrzeugen für Kinder, die elektronische
Geschwindigkeitssteuereinheiten gemäß der vorliegenden Erfindung
haben, vergleicht.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das erläuternde
Beispiele der elektronischen Geschwindigkeitssteuerung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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7 ist
ein Flussdiagramm, das erläuternde
Beispiele der ausgewählten
elektronischen Geschwindigkeitssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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8 ist
eine isometrische Ansicht von einer Antriebsbaugruppe, die eine
elektronische Geschwindigkeitssteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung
aufweist.
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9 zeigt
ein Schaltbild von einer anschaulichen elektronischen Geschwindigkeitssteuereinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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10 ist
ein weiteres Schaltbild von einer elektronischen Geschwindigkeitssteuereinheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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11 ist
ein weiteres Schaltbild von einer elektronischen Geschwindigkeitssteuereinheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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12 ist
ein Schaltbild von einer Ausführungsform
von einer Antriebsbaugruppe mit der Geschwindigkeitssteuereinheit
gemäß 11.
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Detaillierte
Beschreibung und beste Ausführung
der Erfindung
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Ein
Aufsitzfahrzeug für
Kinder ist in den 1 und 2 gezeigt
und allgemein mit 10 gekennzeichnet. Das Aufsitzfahrzeug 10 weist
einen Fahrzeugaufbau 12 auf, der einen Aufsitzbereich, oder
Fahrgastraum 14 bereitstellt mit einer Sitzbaugruppe 15,
die die Größe hat,
um zumindest ein Kind, einschließlich eines Kinds als Fahrer,
aufzunehmen. Die Sitzbaugruppe 15 kann integral mit oder
auf andere Weise an dem Fahrzeugaufbau 12 befestigt sein
und kann jeden geeigneten Aufbau haben, einschließlich Aufbauten,
bei denen die Position der Sitzbaugruppe innerhalb der Fahrgastraum
angepasst werden kann, und Konfigurationen, bei denen die Sitzbaugruppe
zwei oder mehr Sitze oder zwei oder mehr Sitzbereiche aufweist. Üblicherweise
wird das Fahrzeug 10 die Größe haben, um entweder von einem
Kind als Fahrer oder von einem Kind als Fahrer und einem Kind als
Beifahrer benutzt zu werden. Z.B. weist bei der dargestellten Ausführungsform
die Sitzbaugruppe 15 ein Paar von Sitzen, oder Sitzbereichen, 16 und 17 auf,
wobei der Sitz 16 eine solche Größe hat und so positioniert
ist, um ein Kind als Fahrer aufzunehmen und der Sitz 17 eine
solche Größe hat und
so positioniert ist, um ein Kind als Beifahrer aufzunehmen.
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Der
Fahrzeugaufbau 12 ist üblicherweise aus
geformtem Plastik geformt und kann integral ausgebildet sein oder
mittels einer Mehrzahl von Teilen ausgebildet sein, die miteinander
durch Schrauben, Klemmen oder anderen geeigneten Verbindungselementen
verbunden sind. Alternativ dazu kann der Fahrzeugaufbau 12 aus
einem anderen geeigneten Material gefertigt sein, einschließlich Metall,
Holz oder einem zusammengesetzten Aufbau, der eine ausreichende
Stärke
hat, das Gewicht von zumindest einem Kind aufzunehmen und zu tragen.
Der Fahrzeugaufbau 12 kann auch einen untergelagerten Rahmen
aufweisen, auf dem ein Chassis befestigt wird. Bei einer solchen
Ausführungsform
ist der Rahmen oft aus Metall und/oder geformtem Plastik gebildet,
wobei das Chassis aus geformtem Plastik gebildet ist.
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Wie
gezeigt, hat der Fahrzeugaufbau 12 die Form, um im Allgemeinen
einem Jeep®-Fahrzeug, mit
einem reduzierten Maßstab,
zu ähneln.
Es sollte klar sein, dass ein Aufsitzfahrzeug für Kinder gemäß der vorliegenden
Erfindung eine solche Form haben kann, dass es im Allgemeinen jeder
Art von Fahrzeug ähnelt.
Beispiele von geeigneten Fahrzeugen sind Fahrzeuge mit reduziertem
Maßstab
oder in der Größe für Kinder,
die so geformt sind, um entsprechenden Fahrzeugen in voller Größe oder
in der Größe für Erwachsene
zu ähneln,
sind beispielsweise Autos, Lastwagen, Baufahrzeuge, Rettungsfahrzeuge,
Geländewagen,
Motorräder,
Raumfahrzeuge, Flugzeuge, Wasserfahrzeuge und ähnlichem. Wenn ein Aufsitzfahrzeug
für Kinder
die Größe hat und
so geformt ist, um im Allgemeinen einem Fahrzeug mit der Größe für Erwachsene ähnlich zu
sein, wird sein Fahrzeugaufbau und/oder andere Komponenten oft im Allgemeinen
den entsprechenden Komponenten von dem Fahrzeug in voller Größe ähnlich sein.
Es ist jedoch auch vom Bereich der vorliegenden Erfindung umfasst,
dass das Fahrzeug 10 eine solche Form hat, um Fantasiefahrzeugen ähnlich zu
sein, die nicht ein entsprechendes Gegenstück mit einer Größe für Erwachsene
haben.
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Das
Fahrzeug 10 weist auch eine Mehrzahl von Rädern 18 auf,
die drehbar am Fahrzeugaufbau 12 befestigt sind, wie es
in der 1 angedeutet ist. Die Mehrzahl von Rädern weist
eine lenkbare Radbaugruppe 20 auf, die zumindest ein Rad
aufweist, das dafür
angepasst ist, von der Lenkbaugruppe 22 des Fahrzeugs gelenkt
zu werden, üblicherweise
zumindest teilweise in Reaktion auf diesbezügliche Eingaben des Benutzers.
Die Mehrzahl von Rädern weist
auch eine angetriebene Radbaugruppe 24 auf, die zumindest
ein Rad aufweist, das dafür
angepasst ist, durch die Antriebsbaugruppe 26 des Fahrzeugs drehangetrieben
zu werden. Es sollte klar sein, dass der Begriff „angetriebenes
Rad" sich auf ein
Rad bezieht, das direkt in Reaktion auf eine Drehantriebskraft von
der Antriebsbaugruppe des Fahrzeugs gedreht wird, die entweder direkt
an das Rad durch den Abtrieb von der Motorbaugruppe übertragen
wird oder durch eine Verbindung übertragen
wird, wie ein Getriebe, Riemen, Kette, Getriebebaugruppe, Achse, oder
etwas Ähnlichem.
Bei der dargestellten Ausführungsform
weist das Fahrzeug 10 vier Räder 18 auf, wobei
die vorderen Räder 28 und 30 eine
lenkbare Radgruppe 20 bilden, und die hinteren Räder 32 und 34 eine
angetriebene Radbaugruppe 24 bilden. Dabei sollte es klar
sein, dass die Anzahl der Räder
an dem Fahrzeug von zwei Rädern
bis vier, sechs oder mehr Rädern
variieren kann, obwohl Aufsitzfahrzeuge für Kinder üblicherweise aus Stabilitätsgründen mindestens
drei Räder
aufweisen. In ähnlicher
Weise muss jede Radbaugruppe mindestens ein Rad aufweisen, und ein
spezifisches Rad kann die gesamte oder einen Teil sowohl von der
lenkbaren Radbaugruppe und der angetriebenen Radbaugruppe bilden. So
ist es beispielsweise im Bereich der Erfindung, dass entweder eines
oder beide der vorderen Räder 28 und 30 oder
der hinteren Räder 32 und 34 angetrieben
und lenkbar sind. In ähnlicher
Weise können ein
vorderes Rad und ein hinteres Rad angetrieben und/oder lenkbar sein
oder kann das Fahrzeug ein oder mehrere angetriebene oder lenkbare
Räder unterhalb
seines Fahrzeugaufbaus aufweisen, die im Allgemeinen durch den Fahrzeugaufbau
von dem Fahrzeug versteckt sind.
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Ein
Teil der Lenkbaugruppe 22 des Fahrzeugs ist in den 1 und 2 gezeigt
und weist eine Längssäule 36 und
einen Steuermechanismus bzw. Lenkmechanismus 38 auf. Die
Lenkbaugruppe ermöglicht
es einem Kind, das auf dem Sitz 16 sitzt, die lenkbare
Radbaugruppe 20 des Fahrzeugs mittels Steuereingaben an
den Lenkmechanismus 38 zu steuern, die von dem Benutzer
eingebracht werden, wobei der Lenkmechanismus 38 an dem
Fahrzeug 10 so angebracht ist, um von einem Kind betätigt zu werden,
das auf dem Sitz 16 sitzt. Bei der gezeigten Ausführungsform
nimmt der Lenkmechanismus 38 die Form von einem Lenkrad 40 an.
Es sollte klar sein, dass andere geeignete Aufbauten, wie beispielsweise
Lenkstangen und Lenkhebel verwendet werden können. Die Lenksäule 36 weist
jegliche geeignete mechanische Verbindung auf, die die Lenkeingaben
des Kinds von dem Lenkmechanismus an die lenkbare Radbaugruppe des
Fahrzeugs weiterleitet, wodurch das Fahrzeug gesteuert wird.
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In 3 ist
die Antriebsbaugruppe 26 des Fahrzeugs 10 schematisch
dargestellt. Die Antriebsbaugruppe 26 ist dafür ausgebildet,
die Drehung von der angetriebenen Radbaugruppe 24 anzutreiben. Die
Antriebsbaugruppe weist eine Motorbaugruppe 42 auf, die
zumindest einen Motor 44 aufweist. Die Motorbaugruppe weist
einen Abtrieb 46 auf, der eine Drehantriebskraft von der
Motorbaugruppe an die angetriebene Radbaugruppe überträgt. Üblicherweise weist der Abtrieb 46 von
jedem von dem einen oder den mehreren Motoren eine rotierende Welle und/oder
ein Drehritzel oder ein Ausgangsgetriebe auf. Es sollte klar sein,
dass der Ausgang 46 mehr als eine Welle, Ritzel und/oder
Getriebe aufweisen kann, wie es beispielsweise gegeben ist, wenn
die Motorbaugruppe 46 mehr als einen Motor aufweist und/oder
wenn die angetriebene Radbaugruppe 24 mehr als ein Rad
aufweist. Die Antriebsbaugruppe 26 weist im Weiteren eine
Batteriebaugruppe 48 auf, die zumindest eine Batterie 50 aufweist,
die dafür
ausgebildet ist, die Motorbaugruppe mit Energie zu versorgen. Jede
geeignete Batterie kann verwendet werden, und bei den Batterien
kann es sich um wiederaufladbare Batterien handeln. Beispielsweise
haben sich eine oder mehrere, sechs-, zwölf-, achtzehn- oder vierundzwanzig-
Volt Batterien als wirksam erwiesen.
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In
der 3 ist die Antriebsbaugruppe 26 mit einer
Verbindung 52 für
den Motorabtrieb gezeigt, die mechanisch die Motorbaugruppe mit
der angetriebenen Radbaugruppe verbindet. Die Verbindung 52 für den Motorabtrieb
ist jeglicher geeigneter Mechanismus, der die Drehantriebskraft
von dem Abtrieb der Motorbaugruppe oder den Abtrieben der Motorbaugruppen
an die angetriebene Radbaugruppe überträgt. Beispiele von geeigneten
Verbindungen 52 schließen
eine zwischengelagerte Verbindung zwischen dem Abtrieb und der angetriebenen
Radbaugruppe ein, wie beispielsweise ein Getriebe mit einer oder
mehrerer Übersetzungen,
ein Riemen- oder Kettenantrieb, ein Schneckengetriebe, eine oder mehrere
individuelle Getriebe, und ähnliches.
Die Verbindung für
den Motorabtrieb kann dafür
angepasst sein, die Drehantriebskraft von der Motorbaugruppe an
die angetriebene Radbaugruppe mit derselben relativen Geschwindigkeit
der Rotation zu übertragen,
oder sie kann auf mechanische Weise die Drehantriebskraft vergrößern, um
eine größere oder
kleinere Geschwindigkeit der Rotation relativ zu der Geschwindigkeit
der Rotation von dem Abtrieb von der Motorbaugruppe zu übertragen.
Die Antriebsbaugruppe 26 kann ohne eine Verbindung 52 gebildet
sein, wobei in diesem Fall der Abtrieb oder die Abtriebe 46 von
der Motorbaugruppe, die Drehantriebskraft an die angetriebene Radbaugruppe übertragen.
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Die
Antriebsbaugruppe 26 weist auch eine oder mehrere Vorrichtungen 54 zur
Benutzereingabe auf, die Eingaben von einem Kind, das auf dem Sitz 16 sitzt,
an die Antriebsbaugruppe leiten. Die Vorrichtungen 54 können auch
als Vorrichtungen zur Steuerung durch den Benutzer bezeichnet werden.
Die Vorrichtungen 54 leiten die Eingaben des Benutzers an
die Kabelverteilung bzw. an den Kabelbaum des Fahrzeugs und wirken
auf die Betätigung
der Motorbaugruppe, beispielsweise, indem sie die Betätigung (oder
Speisung) der Motorbaugruppe bewirken, aus einem Bereich von elektronischen
Konfigurationen auswählen,
die Richtung der Rotation von dem Abtrieb der Motorbaugruppe auswählen, den
relativen Grad von einer maximalen Geschwindigkeit der Rotation
auswählen
mit der die Motorbaugruppe betätigt wird,
etc. Beispiele von geeigneten Vorrichtungen 54 schließen einen
Antriebsbetätiger 56 ein,
durch den eine Benutzereingabe empfangen wird, die die Batteriebaugruppe
anweist, den Motor mit Energie zu versorgen. Beispiele für geeignete
Antriebsbetätiger 56 schließen einen
Ein-/Ausschalter, ein Fußpedal,
einen Gashebel und einen drehbaren Handgriff auf einem Lenkmechanismus
ein, der eine Lenkstange aufweist. In der 2 ist ein
Beispiel von einem Antriebsbetätiger 56 in
der Form eines Fußpedals 58 gezeigt,
das für
eine Betätigung
durch ein Kind positioniert ist, das auf dem Sitz 16 sitzt.
Wenn der Antriebsbetätiger 56 eine
andere Form hat als ein Fußpedal,
kann es an jeder geeigneten Stelle innerhalb oder in der Nähe des Fahrgastraums 14 angeordnet sein,
so dass ein Kind, das auf dem Sitz 16 sitzt, den Betätiger erreichen
kann. Z.B. kann ein Ein-/Ausschalter
oder Gashebel an dem Fahrzeugaufbau oder an dem Lenkmechanismus
angeordnet sein, wie es beispielsweise bei Bezugsziffer 60 in
der 2 schematisch dargestellt ist.
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Andere
Beispiele von Vorrichtungen 54 für die Benutzereingabe beinhalten
einen Geschwindigkeitsschalter 62, der es dem Benutzer
ermöglicht,
die relative Geschwindigkeit der Rotation von dem Abtrieb 46 der
Motorbaugruppe zu wählen,
und ein Richtungsschalter 64, der es dem Benutzer ermöglicht,
die relative Richtung (d.h., mit dem Uhrzeigersinn oder gegen den
Uhrzeigersinn) der Rotation des Abtriebs 46 zu wählen. Die
Schalter 62 und 64 können an jeder geeigneten Stelle
an dem Fahrzeugaufbau 12 oder der Lenkbaugruppe 22 angeordnet
sein, um von einem Kind betätigt
werden zu können,
das auf dem Sitz 16 sitzt. Ein Beispiel für einen
geeigneten Geschwindigkeitsschalter 62 ist ein Schalter,
der wahlweise ein Paar von Batterien zwischen einer Serienschaltung
und eine Parallelschaltung konfiguriert, um relativ „hohe" und „niedrige" Geschwindigkeitskonfigurationen
zu definieren. Der Schalter 62 kann zusätzlich oder alternativ wahlweise
ein Paar von Motoren zwischen einer Serienschaltung und einer Parallelschaltung
konfigurieren.
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Die
Antriebsbaugruppe 26 weist des weiteren eine elektronische
Geschwindigkeitssteuereinheit 70 auf, die dafür ausgebildet
ist, elektronisch die Übertragung
von der Drehantriebsleistung von der Motorbaugruppe an die angetriebene
Radbaugruppe zu steuern. Insbesondere steuert die Steuereinheit 70 die
Betätigung,
oder die Speisung, von der Motorbaugruppe durch die Batteriebaugruppe,
um auf elektronische Weise die Drehantriebsleistung zu regeln, die
von der Motorbaugruppe an die angetriebene Radbaugruppe übertragen
wird. Die Steuereinheit 70 kann die Steigung, oder die
Geschwindigkeit, der Anwendung von der Übertragung von der Drehantriebsleistung
regeln, nach der Betätigung
von einer entsprechenden Vorrichtung zur Benutzereingabe durch ein
Kind, das auf dem Sitz 16 sitzt. Mit anderen Worten verzögert die
Steuereinheit zumindest die Geschwindigkeit der Übertragung der Drehantriebsleistung
an die angetriebene Radbaugruppe in Reaktion zumindest teilweise
auf eine Benutzereingabe, die die gewünschte, oder gewählte, Drehantriebsleistung
auswählt.
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Zum
Zwecke der Erläuterung
zeigt 4 bei Bezugsziffer 72 einen etwas vereinfachten
Graphen, der den Prozentsatz von der gewählten Drehantriebskraft, die
an die angetriebene Radbaugruppe 24 übertragen wird, als eine Funktion
von der Zeit vergleicht. Mit „etwas
vereinfacht" ist
gemeint, dass die Pro file normalisiert worden sind, um Fluktuationen
oder Umwandlungen aufgrund der Reibung, die bei allen Aufsitzfahrzeugen
für Kinder
vorhanden sind, Stromschwankungen oder Verluste während der Übertragung,
inhärente
momentane Verzögerungen
von einer Auswahl durch den Benutzer bis zur Antwort des Fahrzeugs,
und Abweichungen zu entfernen, die sich während einer tatsächlichen
Verwendung zeigen können,
wenn das Fahrzeug von Kindern gefahren wird, die verschiedene Gewichte
haben, wenn es verwendet wird, um Kinder verschiedener Anzahl und
Größe zu transportieren,
wenn es über
verschiedene Arten, Erhöhungen
und/oder Steigungen von Bodenoberfläche fährt, etc. Es sollte klar sein,
dass die tatsächlichen
Zeiteinheiten nicht angegeben worden sind, da sie veränderlich
sind, beispielsweise in Abhängigkeit
von der speziellen Art des Fahrzeugs, der Art der Batteriebaugruppe,
Motorbaugruppe, Verbindung der Motorausgangsleistung, etc. Stattdessen
ist ein relativer Vergleich dargestellt. In gleicher Weise sollte
es klar sein, dass die gewählte
Drehantriebskraft sich in der Größe verändern kann,
wie beispielsweise in Abhängigkeit
von einem oder mehreren der oben genannten Faktoren, genauso wie
durch eine oder mehrere gewählte
Bewegungsrichtungen, die aktuell gewählte Geschwindigkeit (d.h.,
hoch, mittel, niedrig), der Grad der Betätigung des Antriebsbetätigers,
etc.
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Wie
in 4 bei Bezugsziffer 74 gezeigt ist, ist
die Übertragung
von der gewählten
Drehantriebskraft an die angetriebene Radbaugruppe, die hier im Nachfolgenden
als ein Übertragungsprofil
bezeichnet wird, für
ein gewöhnliches
batteriebetriebenes Aufsitzfahrzeug für Kinder dargestellt. Wie gezeigt,
wird die gewählte
Drehantriebskraft vollständig
an die angetriebene Radbaugruppe übertragen, sobald eine Benutzerbetä tigung des
entsprechenden Geräts bzw.
der entsprechenden Geräte 54 vorliegt.
Bei Bezugsziffern 76 und 78 sind die entsprechenden Übertragungsprofile
gezeigt, die Steuereinheit 70 repräsentieren, die die Übertragung
der ausgewählten Drehantriebskraft
regelt, um im Laufe der Zeit über
lineare und gekrümmte
(exponentielle, logarithmische, oder andere nicht-lineare Beziehungen)
Beziehungen anzusteigen.
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Als
noch ein weiteres Beispiel ist bei Bezugsziffer 84 ein
gestuftes Übertragungsprofil
gezeigt, bei dem die Steuereinheit 70 den übertragenen
Prozentsatz der Drehantriebskraft regelt, der in mit der Zeit ansteigenden
Mengen zugeführt
wird.
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Es
sollte klar sein, dass die Profile, die im Graph 72 gezeigt
sind, dazu dienen sollen, Beispiele der vergleichbaren Wirkungen
der Steuereinheit 70 zu zeigen im Vergleich zu einem Fahrzeug,
das eine solche Steuereinheit nicht aufweist, und dass viele andere
solcher Profile möglich
sind, beispielsweise Profile, die verschiedene Steigungen, Ursprünge, Maxima,
Krümmungen,
etc. haben und innerhalb des Bereichs der Erfindung liegen. Die
Steuereinheit 70 kann so eingestellt werden, dass die Übertragung
der gewählten
Drehantriebskraft in einer solchen Art und Weise geregelt wird,
dass Elemente von zwei oder mehr der oben genannten Übertragungsprofilen kombiniert
werden. Z.B. ist bei Bezugsziffer 86 ein Übertragungsprofil
gezeigt, das sowohl gestufte, als auch lineare (oder gekrümmte) Regionen
aufweist. Als noch weitere Beispiele sind bei den Bezugsziffern 76', 78', 84' und 86' Profile 76, 78, 84 und 86 gezeigt, die
initiale Verzögerungsdauern
aufweisen, die mit 82' bezeichnet
sind.
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Die
Steuereinheit 70 kann die Übertragung der Drehantriebskraft
an die angetriebene Radbaugruppe 24 übertragen, wenn das Fahrzeug 10 aus
einer ruhenden oder energielosen Konfiguration startet. Jedoch kann
die Steuereinheit 70, muss dies aber nicht zwangsläufig, die Übertragung
der Drehantriebskraft an die angetriebene Radbaugruppe regeln in
Abhängigkeit
von Eingaben eines Benutzers, die eine Änderung der Geschwindigkeit
und/oder der Richtung auswählen,
während
das Fahrzeug bereits gefahren wird (und demgemäß, wenn die angetriebene Radbaugruppe
bereits eine Drehantriebskraft von der Motorbaugruppe erhält). Z.B.
kann das Kind, wenn ein Fahrzeug schon in eine gewählte Richtung und
bei einer gewählten
Drehantriebskraft gefahren wird, danach eine Änderung der gefahrenen Bewegung
(bei Fahrzeugen, die über
ein solches Merkmal verfügen)
und/oder eine Änderung
der gewählten Drehantriebskraft
auswählen,
um beispielsweise das Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verlangsamen (bei
Fahrzeugen, die über
ein solches Merkmal verfügen).
Die Steuereinheit 70 kann dafür ausgelegt sein, die Geschwindigkeit
und/oder den zeitlichen Verlauf von der Änderung der gewählten Drehantriebskraft
zu steuern, wenn entweder eines oder beide dieser Ereignisse auftreten.
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Wenn
die Steuereinheit 70 die Geschwindigkeit der Übertragung
von der Drehantriebskraft regelt, wird sich das Fahrzeug 10 mit
einer geringeren Geschwindigkeit bewegen, als ein vergleichbares Fahrzeug
ohne die Steuereinrichtung. Diese geringere Geschwindigkeit kann
eine tatsächliche
Verringerung der Geschwindigkeit sein, aufgrund einer indirekten
oder direkten Bremsung des Fahrzeugs, aber es kann auch einfach
eine vergleichsweise geringere Geschwindigkeit sein, weil die Steuereinrichtung
die Geschwindigkeit der Anwendung der Übertragung von der gewählten Drehantriebskraft
an die angetriebene Radbaugruppe verzögert im Vergleich zu einem entsprechenden
Fahrzeug ohne die Geschwindigkeitssteuereinheit. Genauer gesagt,
in Zeiten, bei denen die angetriebene Radbaugruppe keine oder nur einen
Prozentsatz (< 100%)
von der gewählten
Drehantriebskraft erhält,
wird das Fahrzeug nicht mit der Geschwindigkeit angetrieben, mit
der ein entsprechendes Fahrzeug ohne die Steuereinheit 70 angetrieben
werden würde.
Des weiteren kann die Regelung dazu genutzt werden, um die Geschwindigkeit des
Fahrzeugs zu verringern aufgrund der inhärenten Reibung und Ineffizienz
von dem Fahrzeug, wenn es nicht drehangetrieben ist. Dies kann als
passives Bremsen von dem Fahrzeug beschrieben werden, während der
von der Steuereinheit hervorgerufenen Verzögerung bei der Übertragung
von der gewählten Drehantriebskraft.
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Die
Steuereinheit 70 kann ausgebildet sein, um aktiv zu bremsen
oder auf andere Weise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu reduzieren,
zumindest teilweise in Reaktion auf einen Benutzer, der eine gezielte
Drehantriebskraft auswählt.
Z.B., wenn ein Benutzer eine Änderung
der Richtung und/oder der Geschwindigkeit von dem Fahrzeug auswählt, kann
die Steuereinheit darauf hinwirken, dass das Fahrzeug für eine vorgegebene
Zeitdauer bremst oder bis die Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder
die Geschwindigkeit der Rotation von dem Abtrieb des Motors, des
angetriebenen Rads, etc. unter einen vorbestimmten Schwellenwert
fällt.
Ein anschauliches Beispiel für
einen Mechanismus zum aktiven Bremsen des Fahrzeugs ist es, die
Motorbaugruppe für
kurze Zeit kurz zu schließen.
Ein weiteres Beispiel ist es die Antriebsbaugruppe so zu konfigurieren, dass
das Fahrzeug automatisch bremst, wenn die Motorbaugruppe keine Energie
erhält.
Noch ein weiteres Beispiel ist, das Fahrzeug zu bremsen, indem die
Steuereinheit 70 Steuersignale sendet, um relativ kurze
Impulse einer Drehantriebskraft von der Motorbaugruppe in die entgegengesetzte
Richtung zu erzeugen, als die, in die sich das Fahrzeug bewegt.
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In 5 ist
ein weiterer Graph gezeigt, um weitere Beispiele zu zeigen, wie
eine Steuereinheit 70, die Übertragung von einer gewählten Drehantriebskraft
an ein Fahrzeug steuern oder regeln könnte. Ähnlich wie bei dem Graphen,
der in 4 gezeigt ist, vergleicht 5 auch die
gesteuerten Übertragungsprofile
mit dem vergleichbaren Übertragungsprofil 74 von
einem ähnlichen
Fahrzeug ohne eine Steuereinheit 70. Im Graph gemäß 5 zeigen die Übertragungsprofile
ein Fahrzeug, das sich mit einer ersten gewählten Drehantriebskraft bewegt,
die im Allgemeinen mit 90 bezeichnet ist, und dann bei Bezugsziffer 92 eine
zweite Drehantriebskraft von einem Benutzer ausgewählt wird,
wie beispielsweise wenn das Kind die Benutzereingabegeräte 54 betätigt, um
die Geschwindigkeit und/oder die Richtung von dem Fahrzeug zu ändern. Wie
mittels der gestrichelten Linien 76" und 84" dargestellt ist, sind repräsentative
Beispiele von gesteuerten Übertragungsprofilen
gezeigt, bei denen die Steuereinheit 70 die Steigung oder
die Geschwindigkeit des Anstiegs von der gewählten Drehantriebskraft reguliert,
wobei es sich bei diesem erläuternden
Beispiel um eine zweite gewählte
Drehantriebskraft handelt. Wie erläutert, kann die Form dieser Übertragungsprofile
variieren.
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Des
weiteren sind mittels der gestrichelten Linien 76''' und 84''' weitere
Beispiele von gesteuerten Übertragungsprofilen
gezeigt, bei denen die Steuereinheit auch eine vorgegebene Verzögerung anwendet,
bevor die zweite gewählte
Drehantriebs kraft an die angetriebene Radbaugruppe übertragen wird.
Bei den Profilen 76''' und 84''' behält die Steuereinheit
eine zuvor gewählte
Drehantriebskraft für die
Verzögerungszeitdauer
bei und bewirkt dann die inkrementelle oder andere Übertragung
von der gewählten
Drehantriebskraft. Mittels der strichgepunkteten Linien in 5 sind
anschauliche Beispiele von gesteuerten Übertragungsprofilen gezeigt,
bei denen die Steuereinheit eine Zeitdauer des Rollens vorgibt oder
eine Zeitdauer vorgibt, bei der die Drehantriebskraft, die an die
angetriebene Radbaugruppe übertragen
wird, geringer ist als die zuvor gewählte Drehantriebskraft. Jede
dieser Situationen wird dazu führen, dass
das Fahrzeug sich verlangsamt im Vergleich zu einem entsprechenden
Fahrzeug ohne die Steuereinheit, und kann außerdem ein aktives Bremsen
von dem Fahrzeug vor der Übertragung
von der (zweiten) gewählten
Drehantriebskraft umfassen. Es sollte klar sein, dass das Rollen
oder die reduzierte Übertragung
und/oder Bremsen von einer im Wesentlichen unmittelbaren Übertragung
von der gewählten
Drehantriebskraft gefolgt sein können;
typischerweise wird die Steuereinheit 70 jedoch auf die
vorgegebene Zeitdauer des Bremsens zumindest eine vorgegebene Verzögerung und/oder
einen gesteuerten Anstieg folgen lassen. In der 5 ist
bei Bezugsziffer 94 ein Beispiel eines Übertragungsprofils gezeigt,
bei dem die Steuereinheit für
eine vorgegebene Zeitdauer nach der Eingabe eines Benutzers bewirkt,
dass keine Drehantriebskraft an die angetriebene Radbaugruppe übertragen
wird, und dann die zweite gewählte
Drehantriebskraft an die angetriebene Radbaugruppe mittels einer
gesteuerten Steigung übertragen
wird. Bei Bezugsziffer 96 reduziert die Steuereinheit die
Drehantriebskraft, die an die angetriebene Radbaugruppe übertragen
wird, und wendet dann die zweite gewählte Drehantriebskraft an,
beispielsweise mit einer vorgegebenen Steigung. Als noch ein weiteres
Beispiel, bei Bezugsziffer 98, reduziert die Steuereinheit
die übertragende
Drehantriebskraft mittels einer gesteuerten abnehmenden Steigung und überträgt dann
die zweite gewählte
Drehantriebskraft mittels einer gesteuerten Steigung.
-
Aus
den oben genannten Beispielen sollte klar geworden sein, dass die
Steuereinheit 70 die Geschwindigkeit, mit der die gewählte Drehantriebskraft an
die angetriebene Radbaugruppe übertragen
wird, regeln kann und/oder ob das Fahrzeug aktiv oder passiv gebremst
wird, bevor die gewählte
Drehantriebskraft an die angetriebene Radbaugruppe übertragen
wird. Diese Methoden der elektronischen Steuerung der Übertragung
von einer gewählten Drehantriebskraft
an die angetriebene Radbaugruppe sind in der 6 graphisch
dargestellt. Bei Bezugszeichen 110 wird eine Benutzereingabe
empfangen, die eine gewünschte
Drehantriebskraft auswählt.
Es sollte klar sein, dass dazu gehören kann, eine bestimmte Drehantriebskraft
aus einer stillstehenden oder ruhenden Konfiguration heraus zu wählen oder
eine bestimmte Änderung
der Drehantriebskraft zu wählen,
wenn das Fahrzeug bereits angetrieben wird. Bei Bezugszeichen 102 regelt
die Steuereinheit die Übertragung
von der gewählten
Drehantriebskraft über
eine vorgegebene Steigung 104 und/oder eine vorgegebene
Zeitdauer des Bremsens 108. Nachdem diese elektronische
Regelung von der gewählten
Drehantriebskraft abgeschlossen ist, wird die gewählte Drehantriebskraft
vollständig
an die angetriebene Radbaugruppe übertragen, wie es bei Bezugziffer 110 gezeigt
ist.
-
Es
sollte auch klar sein, dass die bestimmte Art des Übertragungsprofils,
das mittels der Steuereinheit 70 erzeugt wird, sich mit
den Vorlieben des Benutzers verändern
kann, sowie mit dem Aufbau und der vorgesehenen Benutzung des Fahrzeugs und
mit der bestimmten Drehantriebskraft, die ausgewählt wurde, etc. Als ein Beispiel
sei genannt, dass eine gesteuerte Steigung dazu neigt, die Belastung der
Antriebsbaugruppe des Fahrzeugs, des Fahrzeugaufbaus und/oder des
Körpers
des Benutzers zu reduzieren, wenn das Fahrzeug einer schnellen Beschleunigung
unterworfen ist, entweder aus einer ruhenden oder sich bewegenden
Position heraus. Diese Belastung kann sogar noch verstärkt auftreten, wenn
mit dem Fahrzeug auch eine Änderung
der Richtung eingeleitet wird (d.h. vorwärts nach rückwärts oder umgekehrt). Daher
kann die Steuerung der Geschwindigkeit der Anwendung von der gewählten Drehantriebskraft
einen „weichen
Start" oder einen „weichen Übergang" bereitstellen, der
diese Kräfte
reduziert oder eliminiert, indem die gewählte Drehantriebskraft gradueller übertragen
wird. Als noch ein weiteres Beispiel, und insbesondere (aber nicht
ausschließlich)
wenn das Fahrzeug aus einer ruhenden Position heraus startet, kann
es wünschenswert
sein, am Anfang einen vorbestimmten Prozentsatz von der gewählten Drehantriebskraft
zu übertragen,
wie beispielsweise 15–50
%, 20–30
%, 25 %, etc., um eine initiale Beschleunigung aus einer ruhenden
Position heraus oder eine bemerkbare Änderung der Geschwindigkeit
aus einer bewegenden Position heraus bereitzustellen und dann elektronisch
die Geschwindigkeit der Anwendung des verbleibenden Prozentsatzes
von der gewählten
Drehantriebskraft zu steuern.
-
Die
Steuereinheit 70 kann die Übertragung von der gewählten Drehantriebskraft
auch nur selektiv steuern. Damit ist gemeint, dass die Steuereinheit alternativ
so konfiguriert sein kann, dass sie die Übertragung von der gewählten Drehantriebskraft
nicht in allen Situationen automatisch kontrolliert.
-
Statt
dessen kann die Steuereinheit 70 so ausgelegt sein, dass
sie die Übertragung
nur steuert, wenn bestimmte andere Parameter oder Schwellwerte erfüllt sind.
So kann die Steuereinheit 70 z.B. die Übertragung der Drehantriebskraft
nur dann regeln, wenn die gewählte
Drehantriebskraft dann eintritt, wenn das Fahrzeug schon angetrieben
wird (wie beispielsweise während
einer vom Benutzer gewählten Änderung
der Geschwindigkeit oder der Richtung), wenn sich das Fahrzeug bereits
mit mehr als einer vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt (tatsächlich oder
ausgewählt),
wenn das Fahrzeug die Richtung ändert,
wenn die gewählte
Drehantriebskraft größer ist
als die vorhandene (tatsächliche
oder ausgewählte)
Drehantriebskraft, wenn sich das Fahrzeug in eine bestimmte Richtung
bewegt, etc.
-
Ein
Flussdiagramm, das Beispiele von Konfigurationen zeigt, bei denen
die Steuereinheit 70 die Übertragung von der gewählten Drehantriebskraft selektiv
regeln kann, ist in der 7 gezeigt. Wie gezeigt, bei
Bezugszeichen 112, wählt
ein Benutzer eine Drehantriebskraft aus, wie beispielsweise mit
einem oder mehreren Benutzereingabegeräten 54. Diese Eingabe
wird an die Steuereinheit geleitet, die bei Bezugszeichen 113 bestimmt,
ob die Steuereinheit die Übertragung
von der gewählten
Drehantriebskraft regeln soll. Wenn dem so ist, dann wird bei Bezugszeichen 114 die Übertragung
von der gewählten
Drehantriebskraft elektronisch gesteuert, oder geregelt, wie beispielsweise
in einer oder mehrerer von den zuvor beschriebenen und/oder erläuterten Weisen.
Wenn dies nicht der Fall ist, dann wird die gewählte Drehantriebskraft ohne
eine elektronische Geschwindigkeitsregelung weitergeleitet, so dass dann
das Verhalten von dem Fahrzeug im Wesentlichen das Gleiche ist,
wie bei einem gewöhnlichen batteriebetriebenen
Aufsitzfahrzeug.
-
Schließlich, bei
Bezugszeichen 115, wird die gewählte Drehantriebskraft vollständig an
die angetriebene Radbaugruppe übertragen.
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Wie
es in der 7 bei Bezugszeichen 116 und 117 graphisch
dargestellt ist, kann diese Entscheidung von einer oder mehrerer
von den ausgewählten
Betriebscharakteristiken von der Antriebsbaugruppe des Fahrzeugs
abhängig
sein, wenn das Kind die Drehantriebskraft auswählt und/oder einer oder mehrerer
von den tatsächlichen
Betriebscharakteristiken von dem Fahrzeug, wenn die Drehantriebskraft
ausgewählt
wird. Dies bedeutet, dass die Steuereinheit die gegebene Konfiguration
von zumindest einem Teil von der Antriebsbaugruppe des Fahrzeugs,
wenn die Drehantriebskraft ausgewählt wird, mit einem oder mehreren
vorgegebenen Steueranweisungen oder -werten vergleichen kann. Zusätzlich oder
alternativ dazu kann die Steuereinheit die tatsächliche Betriebskonfiguration
von zumindest einem Teil von der Antriebsbaugruppe des Fahrzeugs, wenn
die Drehantriebskraft gewählt
wird, mit einer oder mehreren vorgegebenen Steueranweisungen oder
werten vergleichen. Als Beispiele von tatsächlichen oder gewählten Charakteristiken
zählen
ein oder mehr Aspekte von der aktuellen Richtung der Bewegung von
dem Fahrzeug, der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs, ob sich
das Fahrzeug in Bewegung befindet oder in Ruhe, ob die gewählte Drehantriebskraft
in einer entgegengesetzten Richtung der aktuellen Richtung des Fahrzeugs
ist, und ob die gewählte
Drehantriebskraft größer ist
als die aktuelle Drehantriebskraft. Typischerweise werden die gewählten Charakteristiken
von der Steuereinheit gemessen oder bestimmt auf der Basis zumindest teilweise
von der Position von den Benutzereingabegeräten. Die tatsächlichen
Charakteristiken können mittels
eines beliebigen geeigne ten Sensors oder Rückkopplungsmechanismus bestimmt
werden, der sich in Verbindung mit der Steuereinheit befindet, so dass
die Steuereinheit ein Signal empfängt, das die gemessene Charakteristik
anzeigt, wie beispielsweise die Richtung und/oder die Geschwindigkeit
(falls gegeben) der Rotation von einem angetriebenen oder lenkbaren
Rad, der Motorabtrieb, etc., ob die Motorbaugruppe betätigt wird,
ob (und zu welchem Grad) eine Last auf die Batteriebaugruppe einwirkt, etc.
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Die
Steuereinheit kann dafür
ausgelegt sein, die Art der Regelung (d.h. Steigung und/oder Bremsen)
in Abhängigkeit
von einer oder mehrerer der oben genannten Charakteristiken zu verändern. Wenn
die Steuereinheit beispielsweise feststellt, dass das Fahrzeug in
Ruhe ist oder dass ausgewählt wurde,
dass das Fahrzeug zur Ruhe kommen soll, dann kann sie die Übertragung
der gewählten
Drehantriebskraft regeln, indem ein initialer Schritt oder ein vorgegebener
Prozentsatz von der gewählten Drehantriebskraft
vorgegeben wird, gefolgt von einer kontrollierten Steigung von der
verbleibenden Drehantriebskraft. Wenn die Steuereinheit jedoch feststellt,
dass sich das Fahrzeug bereits in Bewegung befindet (oder dass ausgewählt wurde,
dass sich das Fahrzeug bewegen soll), kann sie die Übertragung von
der gewählten
Drehantriebskraft regeln ohne einen initialen Schritt durchzuführen und/oder
indem eine initiale Zeitdauer des Bremsens durchgeführt wird.
Als ein weiteres Beispiel kann die Steuereinheit die Übertragung
von der gewählten
Drehantriebskraft unterschiedlich regeln, in Abhängigkeit davon, ob die gewählte Drehantriebskraft
in derselben Richtung ist wie die aktuelle oder gewählte Bewegungsrichtung von
dem Fahrzeug.
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Ein
anschauliches Beispiel von einem geeigneten Rückkopplungsmechanismus ist
es, wenn die Steuereinheit 70 dafür ausgelegt ist, die Lieferung von
der Drehantriebskraft an die angetriebene Radbaugruppe 24 zumindest
teilweise bezogen auf eine Rückkopplung
zu regeln, die der Geschwindigkeit der Rotation von dem Motorabtrieb
und/oder der angetriebenen Radbaugruppe entspricht. In ähnlicher Weise
kann bei Ausführungsformen
der Erfindung, bei denen die lenkbaren Räder des Fahrzeugs keine angetriebenen
Räder sind,
die Steuereinheit zusätzlich
oder alternativ Eingaben erhalten, die der Geschwindigkeit der Rotation
von zumindest einem von den steuerbaren Rädern des Fahrzeugs entsprechen.
Beispiele für
geeignete Mechanismen, um die Geschwindigkeit der Rotation von den
Rädern
des Fahrzeugs zu messen, schließen
ein, die rückwirkende
elektromotorische Kraft (back EMF) von dem Motor zu messen, die
Spannung unter Verwendung eines Analog-nach-Digital-Wandlers zu
bestimmen und dann aus der Spannung zu bestimmen, wie viel Strom
gezogen wird. Ein weiterer geeigneter Mechanismus ist es, ein Tachometer
zu verwenden, einen optischen Sensor (der auch dazu verwendet werden kann,
um die Richtung der Rotation zu bestimmen) oder ein anderes geeignetes
Sensorgerät
oder Messgerät.
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Bei
den Ausführungsformen
von der Steuereinheit, die dafür
ausgebildet sind, die tatsächliche Geschwindigkeit
der Rotation von einem oder mehreren der Räder des Fahrzeugs zu messen,
kann die Steuereinheit auch eine zusätzliche Sicherheit für das Fahrzeug
bieten, indem die Differenz zwischen der gewählten Geschwindigkeit der Rotation
und der tatsächlichen
Geschwindigkeit der Rotation verglichen wird. Wenn sich diese Werte
um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert unterscheiden, wobei es
sich um eine beliebige vorgegebene Differenz handeln kann, wie beispielsweise
5 %, 10 %, 25 %, etc., dann kann die Steuereinheit dafür ausgebildet sein,
das Fahrzeug automatisch abzuschalten oder auf andere Weise die
Tätigkeit
der Motorbaugruppe zu stoppen. Z.B., wenn das Fahrzeug überladen
ist oder sein Weg durch ein Hindernis versperrt wird, können sich
die Räder
des Fahrzeugs nicht mit der gleichen, noch nicht einmal mit nahezu
der gleichen Geschwindigkeit der Rotation drehen, wie die Steuereinheit
den Rädern
vorgibt sich zu drehen. Daher könnte
dies zu einem Überhitzen
oder einem anderen Schaden innerhalb der Antriebsbaugruppe führen.
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Die
Steuereinheit 70 kann mittels jedes geeigneten elektronischen
(elektrischen) Geräts
oder Kombination von Geräten
implementiert werden. Die Steuereinheit 70 kann beispielsweise
vollständig
mit Hardware implementiert werden oder kann Komponenten aus Hardware
und Software aufweisen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 70 zumindest
ein Element aus der Gruppe von einem digitalen oder analogen Schaltkreis,
Code, Mikroprozessor, ASIC und ähnlichem
aufweisen. Die Steuereinheit 70 kann vollständig mittels
analoger Komponenten aufgebaut sein, oder sie kann zusätzlich oder
alternativ einen Mikroprozessor oder ein anderes programmierbares Gerät aufweisen,
in dem Software gespeichert wird. Unter erneutem Verweis auf 3 werden
anschauliche Beispiele für
geeignete Implementationen für die
Steuereinheit 70 gezeigt. Beispielsweise weist in 3 die
Steuereinheit 70 eine Hardwarekomponente 126 auf,
die ein oder mehrere Geräte
aufweist, die dafür
angepasst sind, zumindest teilweise die regelnden Funktionen der
Steuereinheit 70 durchzuführen. Wie bereits erläutert, kann
die Steuereinheit 70 zusätzlich Softwarekomponenten 128 aufweisen,
wie mittels der gestrichelten Linien gezeigt. Wenn die Steuereinheit
eine Soft warekomponente aufweist, kann sie auch eine Speichervorrichtung 130 aufweisen,
beispielsweise um Software zu speichern, Nachschlagewerte oder -tabellen,
Schwellwerte, Messwerte, etc. Die Speichervorrichtung 130 kann flüchtige 132 und/oder
nicht-flüchtige 134 Teile
aufweisen, wie es auch in der 3 graphisch
dargestellt ist.
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Wie
auch in 3 gezeigt ist, kann man sehen,
dass die schematische Darstellung der Antriebsbaugruppe 26 und
der Steuereinheit 70 einen Kabelbaum 122 aufweist,
der das Benutzereingabegerät
oder die Benutzereingabegeräte 54,
die Motorbaugruppe 42, die Batteriebaugruppe 48 und
die Steuereinheit 70 elektrisch miteinander verbindet. Der
Begriff „Kabelbaum" ist in einem breiten
Sinne zu verstehen und bezieht sich auf jede geeignete Struktur,
die verwendet wird, um die Komponenten der Antriebsbaugruppe 26 wirkzuverbinden
und elektrisch zu verbinden. Dementsprechend kann der Kabelbaum 122 direkte
Verbindungen zwischen einer oder mehrerer Komponenten der Antriebsbaugruppe 26 aufweisen,
diskrete Verbindungen, die unabhängig von
anderen Verbindungen sind, Verbindungen, die von Strukturen gebildet
werden, die keine Kabel sind, Verbindungen, die sich nicht zwischen
jeder Komponente von der Antriebsbaugruppe erstrecken, Kommunikationsverbindungen
für Steuersignale
und Messungen, Kommunikationsverbindungen zur Übertragung eines Stroms an
die Antriebsmotorbaugruppe 42, etc. Des weiteren, wie es
schematisch bei Bezugszeichen 124 in der 3 angedeutet
ist, kann der Kabelbaum Komponenten des Fahrzeugs 10 zusätzlich zu
denen, die in 3 gezeigt sind, elektrisch verbinden.
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Es
sollte klar sein, dass die Steuereinheit 70 an jeder geeigneten
Position innerhalb des Kabelbaums des Fahrzeugs oder des elektrischen
Systems des Fahrzeugs positioniert sein kann. Beispielsweise kann
die Steuereinheit gänzlich
positioniert sein, um Signale von einem oder mehreren der Geräte 54 zu
empfangen und in Antwort darauf direkt oder indirekt die Übertragung
von Energie aus der Batteriebaugruppe 48 an die Motorbaugruppe 42 zu
regeln. Als ein weiteres Beispiel kann die Steuereinheit eine erste
Steuerbaugruppe haben, die die oben genannte Funktion erfüllt, wie
beispielsweise ausschließlich
aus Hardware oder Komponenten von Hardware und Software, und dann
eine zweite Steuerbaugruppe, die die Batteriebaugruppe 48 und
die Motorbaugruppe 42 verbindet. Ähnlich wie bei der ersten Baugruppe
kann die zweite Steuerbaugruppe auch in jeder geeigneten Weise implementiert
werden, so wie beispielsweise gänzlich
als Hardware, aus einer Kombination von Komponenten von Hardware
und Software, etc. Als noch ein weiteres Beispiel kann die Steuereinheit
gänzlich
angeordnet sein, um die Übertragung
von Leistung von der Batteriebaugruppe 48 an die Motorbaugruppe 42 zu empfangen
und zu regeln.
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In 8 ist
ein Beispiel von einer Antriebsbaugruppe 26 gezeigt, die
eine elektronische Geschwindigkeitssteuereinheit 70 hat.
In der 8 ist außerdem
gezeigt, dass die Antriebsbaugruppe 26 auch eine Blockierung 146 für eine hohe
Geschwindigkeit aufweist, die mechanisch und/oder elektrisch eine
Konfiguration von der Antriebsbaugruppe des Fahrzeugs für einen
Betrieb bei hoher Geschwindigkeit ausschließt. Z.B. wollen Eltern möglicherweise ihr
Kind das Fahrzeug 10 nur bei Einstellungen mit einer niedrigen
Geschwindigkeit bedienen lassen, bis das Kind sich an die Lenkung
und an andere Steuerungen des Fahrzeugs gewöhnt hat. Des weiteren ist ein
Aufladeteil 148 gezeigt, das verwendet werden kann, um
die Batteriebaugruppe des Fahrzeugs wieder aufzuladen. Es sollte
klar sein, dass die Antriebsbaugruppe und die Steuereinheit ohne
diese Komponenten gebildet werden können. Ein Paar Batterien 50,
ein Paar Motoren 44 und mehrere Benutzereingabegeräte 54 sind
in der 8 zum Zwecke der Erläuterung gezeigt. Es sollte
in ähnlicher
Weise klar sein, dass eine andere Anzahl von Batterien und Motoren (wie
beispielsweise einer oder mehr als zwei) verwendet werden können, das
nur eins oder mehrere der dargestellten Benutzereingabegeräte verwendet werden
können
und dass andere Benutzereingabegeräte verwendet werden können als
die, die dargestellt sind. Des weiteren sollte es klar sein, dass
die Benutzereingabegeräte
in der 8 schematisch dargestellt worden sind und dass
jede geeignete Art eines Schalters verwendet werden kann, wie beispielsweise
ein Druckknopf, Hebel, Wippschalter, ein Schalter mit zwei Positionen,
etc. verwendet werden können.
Es kann bevorzugt sein, zumindest den Betätiger 56 mit einem
störungssicheren
Schalter auszugestalten.
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In
der 9 ist ein anschauliches Beispiel von einem Schaltbild
für eine
Steuereinheit 70 gezeigt, die sowohl Hardwarekomponenten
als auch Softwarekomponenten aufweist. Bei der dargestellten Ausführungsform
weist die Steuereinheit einen Mikroprozessor 200 auf, der
dafür programmiert
ist, um Code (oder andere Software) ausführen, der innerhalb einer Speichervorrichtung 130 gespeichert ist,
die mit diesem wirkverbunden ist. Wie bereits erläutert, kann
die Steuereinheit 70 die Übertragung von der gewählten Drehantriebskraft
auf vielfältige Weise
regeln, was mittels jedes geeigneten Mechanismus implementiert werden
kann. Bei Ausführungsformen,
die einen Mikroprozessor aufweisen, gehören zu den Beispielen von geeigneten
Mechanismen das elektronische Steuern bzw. Regeln der Geschwin digkeit,
mit der die Motorbaugruppe durch eine Pulsweiten-Modulation mit Energie versorgt wird oder
jede andere geeignete Wirkungsweise. Die Steuereinheit 70 kann
auch dahingehend beschrieben werden, dass sie die Übertragung
von Leistung an die Motorbaugruppen durch ein auf einem Mikroprozessor
basierendes Hoch- bzw. Runterfahren des Arbeitszyklus regelt. Z.B.,
um eine Verzögerung
dazwischen zu bewirken, wenn ein Benutzer die Drehantriebskraft
auswählt
und wenn die Drehantriebskraft an die angetriebene Radbaugruppe übertragen wird,
kann der Mikroprozessor 200 so programmiert sein, dass
eine vorgegebene Zeitdauer verstreicht, nachdem das Eingabesignal
empfangen wurde, das die eine oder mehreren Benutzereingaben anzeigt, mit
denen die Drehantriebskraft gewählt
wird. Nach Ablauf dieser Zeitdauer kann der Mikroprozessor dann
Steuersignale an die Batteriebaugruppe 48 senden, um die
Motorbaugruppe 42 mit Energie zu versorgen, um allmählich die
gewählte
Drehantriebskraft gemäß einem
vorgegebenen Steigungsprofil (ramp profile) zu übertragen. Die Geschwindigkeit oder
die Steigung, mit der die gewählte
Drehantriebskraft übertragen
wird, kann dadurch implementiert werden, dass der Mikroprozessor
Steuersignale sendet, die die Motorbaugruppe ausgewählt mit
Energie versorgen für
vorgegebene Pulse oder Intervalle, die von Perioden getrennt sind,
oder relativ kurzen Pausen, in denen die Motorbaugruppe nicht betätigt wird. Üblicherweise
wird der Mikroprozessor so angepasst sein, dass er Perioden der
Energiespeisung erzeugt, die über
der Zeit zunehmen und/oder die Perioden, in denen keine Energiespeisung
stattfindet, über
der Zeit abnehmen, bis die gesamte gewählte Drehantriebskraft an die
angetriebene Radbaugruppe übertragen
wird.
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Wie
gezeigt, befindet sich der Mikroprozessor 200 in direkter
oder indirekter elektrischer Verbindung mit den Vorrichtungen 54 zur
Benutzereingabe, der Batteriebaugruppe 48 und der Motorbaugruppe 42 von
der Antriebsbaugruppe des Fahrzeugs. Zu den Beispielen für geeignete
Mikroprozessoren gehören
PIC16C21 und PIC16C20A Mikroprozessoren. Es sollte jedoch klar sein,
dass die Steuereinheit auf andere Art und Weise implementiert werden
kann. In ähnlicher
Weise, zum Zwecke der Demonstration, ist die Antriebsbaugruppe im
Zusammenhang mit einem 24-Volt System dargestellt, es sollte jedoch
klar sein, dass die Antriebsbaugruppe und Steuereinheit auch für jede andere
Spannung ausgelegt sein können
wie beispielsweise einem System mit sechs, zwölf, achtzehn oder sechsunddreißig Volt.
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Wie
dargestellt weist die Steuereinheit 70 überbrückende Schaltbaugruppen 202 und 204 auf, die
es wahlweise ermöglichen,
die Motoren 44 von der Motorbaugruppe 42 mit Energie
zu versorgen. Jeder geeignete Schalter und jede Schaltbaugruppe kann
verwendet werden. Bei der dargestellten Ausführungsform weist jede Schaltbaugruppe
einen FET (Feldeffekttransistor) 206 auf, der mit Zenerdioden 208 und 210 gekoppelt
sein kann, wie beispielsweise Dioden für fünfzehn und fünfundvierzig
Volt. N-Kanal, oder n-Typ, IRF3205 oder äquivalente FETs haben sich
als wirksam erwiesen, obwohl andere, einschließlich P-Kanal FETs verwendet
werden können. Es
sollte klar sein, dass andere Kombinationen von Elementen verwendet
werden können,
wie beispielsweise verschiedene Konfigurationen von Zenerdioden,
verschiedene Typen von Dioden oder äquivalente Aufbauten, ein Standardtransistor
und ähnlichem.
Jeder FET kann alternativ zwei oder mehr FETs repräsentieren,
die parallel verbunden sind, um so die Leistungsfähigkeit
der Steuereinrichtung bei der Stromübertragung zu erhöhen.
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In
dem anschaulichen Schaltbild der 8 ist auch
ein Spannungsregler 212 gezeigt, der die Spannung, die
vom Mikroprozessor 200 geliefert wird, regelt, wie beispielsweise
bis 3,5 Volt, 5 Volt oder jeder anderen geeigneten Betriebsspannung. Der
Vorteil eines Spannungsreglers ist, dass die Spannung, die an den
Mikroprozessor geliefert wird, „geglättet" ist oder allgemein nicht von Rauschen
und anderen Abweichungen oder ungewollten Schwankungen in der Steuereinheit
unterworfen ist. Der Spannungsregler 212 kann mit jedem
der hier beschriebenen Ausführungsformen
der Steuereinheit verwendet werden, jedoch können die Steuereinheiten auch
ohne einen Spannungsregler aufgebaut werden oder mit einem Spannungsregler
mit einem anderen Aufbau.
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In
der 10 ist eine andere Ausführungsform von einer Steuereinheit 70 gezeigt,
die Hardwarekomponenten und Softwarekomponenten aufweist. Ähnlich zu
der in der 9 gezeigten Ausführungsform
weist die Steuereinheit einen Mikroprozessor 200 auf, wie
beispielsweise einen PIC16C73B Mikroprozessor. In der dargestellten
Ausführungsform
weist der Controller Relais 214 auf, die verwendet werden,
um die Antriebsbaugruppe für
einen Vorwärtsbetrieb
und einen Rückwärtsbetrieb
einzustellen und anstelle von einem oder mehreren der FETs 206.
In der 10 ist außerdem die Verwendung von zwei
oder mehr FETs in paralleler Anordnung anstelle von einem einzelnen
FET gezeigt. Ähnlich
zu der Steuereinheit wie sie in Bezug auf die 9 beschrieben
ist, können
andere Schaltvorrichtungen anstelle von den FETs 206 und/oder
den Relais 214 verwendet werden, um die Menge von dem Versorgungsstrom
zu steuern oder zu regeln, der von der Batteriebaugruppe 48 an
die Motorbaugruppe 42 abgegeben wird.
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Bei
den Ausführungsformen
der Steuereinheit 70, die in den 9 und 10 gezeigt
ist, sollte es klar sein, dass die Abgabe von Leistung an die Motorbaugruppe
gemäß irgendeiner
der zuvor erläuterten
Arbeitsweisen zur Regelung der Übertragung von
der gewählten
Drehantriebskraft gesteuert werden kann. Wenn diese Arbeitsweise
ein vorgegebenes Profil ist oder ein solches aufweist, wie beispielsweise
ein lineares, exponentielles oder in andere Weise gekrümmtes Profil,
ein abgestuftes Profil oder Kombinationen davon, kann sich die Zeitdauer, über die
die gewählte
Drehantriebskraft übertragen
wird, über
eine vorgegebene Zeitdauer erstrecken, an deren Ende der Abtrieb
von der Motorbaugruppe mit der vom Benutzer gewählten Rotationsgeschwindigkeit rotiert.
Z.B., anstelle einer unmittelbaren Beschleunigung des Abtriebs des
Motors auf die von dem Benutzer gewählte Rotationsgeschwindigkeit,
kann die Steuereinheit bewirken, dass diese Rotationsgeschwindigkeit über eine
gewählte
Zeitdauer erreicht wird, wie beispielsweise eine Sekunde, zwei Sekunden,
fünf Sekunden,
zehn Sekunden oder mehr. Dieser allmähliche Anstieg der Geschwindigkeit
reduziert die Kräfte,
die auf das Fahrzeug und den Körper des
Benutzers wirken. Es sollte klar sein, dass die vom Benutzer gewählte Rotationsgeschwindigkeit teilweise
vorgewählt
sein kann, wie beispielsweise eine definierte Konfiguration für eine hohe
Geschwindigkeit und eine definierte Konfiguration für niedrige Geschwindigkeit
oder dass der Benutzer in der Lage sein kann, eine beliebige Rotationsgeschwindigkeit innerhalb
eines ausgewählten
Bereichs von Rotationen zu wählen,
wie beispielsweise von keiner Rotation bis zu einer maximalen Rotationsgeschwindigkeit. Es
sollte auch klar sein, dass die „unmittelbare" Auswirkung, die
hier beschrieben ist, sich auf eine Abgabe einer ausreichenden Leistung
aus der Batteriebaugruppe 48 bezieht, um eine gewählte Rotationsgeschwindigkeit
zu erzielen, ohne bei der Übertragung
von dieser Drehantriebskraft eine gewollte Verzögerung oder eine allmähliche Steigerung
wirken zu lassen.
-
Bei
einigen Ausführungsformen
kann es wünschenswert
sein, dass die Steuereinheit 70 auch ein Potentiometer
aufweist, das an den Mikroprozessor 200 den relativen Grad
der Betätigung
des Antriebsbetätigers 56 übermittelt,
wie beispielsweise der Grad, mit dem das Fußpedal 58 niedergedrückt wird
oder der Grad, mit dem ein Gashebel gedreht ist. Bei einer solchen
Ausführungsform
kann der Mikroprozessor konfiguriert oder programmiert sein, mit
einem verschiedenen Steigungsprofil in Abhängigkeit von den Eingaben aus
dem Potentiometer zu regeln. Z.B. kann ein aggressiveres, oder mit
geringerer Dauer, Steigungsprofil verwendet werden, wenn der Antriebsbetätiger nur
teilweise betätigt
ist, weil dieser Grad des Betätigers
einer Geschwindigkeit zugeordnet ist, die weniger ist, als die maximale
Geschwindigkeit, die gewählt
werden kann. Dem gemäß wird eine
schnelle Beschleunigung auf diese Geschwindigkeit eine geringere
Kraft auf das Fahrzeug und das Kind als Fahrer ausüben, als
wenn das Fahrzeug in der gleichen Zeitdauer auf seine maximale Geschwindigkeit
beschleunigt wird. Es sollte klar sein, dass die Ausführungsformen
von dem Steuerungssystem, die ein Potentiometer aufweisen, das gesamte
Spektrum des Potentiometers umfassen können, bei dem ein Benutzer
jeden gewünschten
Grad der Betätigung
innerhalb eines Bereichs wählen kann,
der von oberen und unteren Schwellenwerten begrenzt ist. Jedoch
befindet sich auch im Bereich der Erfindung, dass das Potentiometer
stattdessen vereinfacht werden kann, indem zwei oder mehr Schalter
vorgesehen werden, die nacheinander vorgegebene Erhöhungen innerhalb
eines Bereichs von Positionen auswählen in Abhängigkeit davon, welcher der
Schalter durch einen Benutzer betätigt werden. Bei solchen Ausführungsformen
kann der Mikroprozessor 200 im weiteren dafür ausgebildet
sein, das Steigungsprofil und/oder eine andere Regelung der gewählten Drehantriebskraft
zu steuern in Abhängigkeit
zumindest teilweise von der Sequenz und/oder der Zeitzählung bei
der Betätigung
von den zwei oder mehr Schaltern oder anderen geeigneten Vorrichtungen
zur Benutzereingabe.
-
Ausführungsformen
der Steuereinheit, die vorzugsweise einen Mikroprozessor aufweisen,
aber nicht zwangsläufig,
weisen etwas auf, was nachfolgend als „Überwachungszeitgeber" (watch dog timer) bezeichnet
wird. Einen Überwachungszeitgeber
zu haben, bedeutet im Wesentlichen, dass die Steuereinheit dafür ausgebildet
ist, das Fahrzeug automatisch anzuhalten oder zumindest die Betätigung der Antriebsbaugruppe
des Fahrzeugs zu stoppen, wenn der Mikroprozessor eine Fehlfunktion
hat, die Energieversorgung verliert und wiedergewinnt oder auf andere
Weise verloren geht oder von seinem Programm abweicht. Dadurch wird
eine sicherere Steuereinheit bereitgestellt, da sie eine störungssichere Methode
zum Abschalten bereitstellt. Ein Beispiel einer Implementierung
eines Überwachungszeitgebers,
oder einer automatischen Arbeitsweise zum Abschalten, ist es, die
Steuereinheit mit einem Zeitgeber zu versehen, so dass der Mikroprozessor
programmiert ist, in vorgegebenen Intervallen einen Reset zu erzeugen,
wie beispielsweise jede 30 Millisekunden oder jede andere gewählte Zeitdauer.
Wenn der Zeitgeber nicht innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer einen
Reset erfährt,
wird der Mikroprozessor abgeschaltet.
-
Wie
erläutert,
kann die Steuereinheit 70 mit Hardwarekomponenten und Softwarekomponenten implementiert
werden oder in der Gesamtheit mit Hardwarekomponenten. Ein Beispiel
von einer analogen Implementierung der Steuereinheit 70 ist
in der 11 gezeigt. In dem gezeigten
spezifischen Beispiel, ist die Steuereinheit angepasst, um den zeitlichen
Ablauf der Übertragung
von der Drehantriebskraft von der Motorbaugruppe zu regeln in Abhängigkeit
von der Zeit, zu der das Kind als Fahrer die Vorrichtungen zur Benutzereingabe
betätigt,
um das Fahrzeug in einer Vorwärtsrichtung
zu fahren. Jede der anderen Methoden, die Übertragung von der gewählten Drehantriebskraft
zu regeln, kann auch mittels analoger Komponenten implementiert
werden.
-
Die
Steuereinheit 70 ist dafür angepasst, für eine vorgegebene
Zeitdauer die Übertragung
von Energie an die Motorbaugruppe zu verzögern, wenn das Fahrzeug aus
einer Rückwärtsrichtung
in eine Vorwärtsrichtung
gefahren wird, wie beispielsweise wenn das Kind als Fahrer den Richtungsschalter 64 von
seiner Rückwärtsposition
in seine Vorwärtsposition
umschaltet. Die Steuereinheit 70 kann auch angepasst sein,
für eine
vorgegebene Zeitdauer, die Anwendung der Drehantriebskraft zu verzögern, wenn
das Fahrzeug aus einer Ruheposition in eine Vorwärtsrichtung gefahren wird,
wie beispielsweise wenn das Kind als Fahrer das Fußpedal 58,
den Ein-/Ausschalter 60 oder einen anderen Betätiger 56 betätigt. Wie
erläutert,
liefert diese Verzögerung
eine Zeitdauer, während
der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs direkt oder indirekt reduziert
werden kann.
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Wie
in 11 gezeigt, weist die Steuereinheit 70 ein
Relais 300 auf, welches in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
eine Spule 302 und eine Kontaktierbaugruppe 304 aufweist.
Jedes geeignete Relais oder jede geeignete Vorrichtung kann verwendet
werden. Bei Experimenten hat sich ein 40 Ampere PCB Relais als effektiv
erwiesen. Wenn das Fahrzeug in Rückwärtsrichtung
gefahren wird, wird die Spule 302 durch die Batteriebaugruppe 48 direkt durch
die Diode 306 gespeist. Wenn das Fahrzeug in einer Vorwärtsrichtung
gefahren wird, wird die Spule von dem Transistor 308 gespeist.
Ein Kondensator 310 stellt eine Verzögerung bereit, bevor die Schwellspannung
oder die Basis-Emitter-Spannung von dem Transistor 308 erreicht
wird. Die Widerstände 312 und 314 bilden
einen Spannungsteiler, der mit dem Kondensator zusammenwirkt, um
die Zeitdauer der Verzögerung
zu definieren. Wenn beispielsweise ein 300 Mikrofarad Kondensator
verwendet wird, haben sich die Widerstände 312 und 314 mit
einem Kilo-Ohm und 10 Kilo-Ohm als wirksam erwiesen, um eine Verzögerung von
ungefähr
einer Sekunde zu erzielen. Um diese Verzögerung zu erhöhen oder
zu reduzieren, können
die Werte von diesen Widerständen
geändert
werden. Z.B. würde
die Verwendung von Widerständen
mit 10 Kilo-Ohm und 100 Kilo-Ohm
jeweils für
die Widerstände 312 und 314 eine längere Zeitdauer
bewirken. Des weiteren ist in 11 eine
Diode 316 gezeigt, die dabei hilft, die Geschwindigkeit
zu erhöhen,
mit der sich der Kondensator 310 entlädt.
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Wenn
das Fahrzeug rückwärts gefahren wird,
wird der Kondensator 310 geladen. Wenn das Fahrzeug in
die Vorwärtsrichtung
geschaltet wird, muss der Kondensator entladen und in die entgegengesetzte
Richtung oder mit der entgegengesetzten Polarität wieder aufgeladen werden,
bevor die Basis-Emitter-Spannung von dem Transistor erreicht werden
kann. Wenn das Fahrzeug aus einer Ruheposition startet, wird eine
verringerte Zeitperiode zur Verzögerung
bereitgestellt, weil der Kondensator nur geladen werden muss, nicht
aber entladen und dann geladen werden muss. In der 12 ist
die Steuereinheit aus der 11 in
einer geeigneten Implementierung innerhalb der Antriebsbaugruppe 26 gezeigt. Um
des weiteren zu zeigen, dass die Batteriebaugruppe 48 eine
Vielzahl von Spannungen innerhalb des Bereichs der vorliegenden
Erfindung haben kann, zeigt die 12 eine
Batteriebaugruppe 48, die ein Paar von Sechs-Volt Batterien 50 aufweist,
die alternativ mit einer einzelnen 12-Volt Batterie oder einer oder
mehrerer Batterien mit von Sechs-Volt verschiedenen Spannungen.
Wie gezeigt, verbindet die Steuereinheit 70 die Geschwindigkeitsschalter
und Richtungsschalter der Antriebsbaugruppe. Es sollte klar sein,
dass die Steuereinheit an einer anderen Stelle innerhalb des Kabelbaums 122 des
Fahrzeugs eingebaut werden kann. Außerdem ist in der 12 ein
Schaltkreisunterbrecher 320 gezeigt, um einen zusätzlichen
Schutz im Falle eines Kurzschlusses oder einer anderen Fehlfunktion
innerhalb des Steuersystems und/oder anderen Elementen des Kabelbaums
bereitzustellen.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung lässt
sich auf jedes motorisierte Aufsitzfahrzeug für Kinder anwenden, und insbesondere
für Aufsitzfahrzeuge
für Kinder
mit batteriebetriebenen Motorbaugruppen.