TWI659894B - 將二輪車的維修情況檢出的方法與裝置 - Google Patents

將二輪車的維修情況檢出的方法與裝置 Download PDF

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Abstract

一種將二輪車正在的維修情況檢出的方法，該二輪車(100)係利用一馬達驅動者，特別是電動脚踏車，其中──將一位置值(S1)檢出，此值代表該二輪車(100)的位置，──依該位置值(S2)而定控制該馬達的功率，其中，依該位置值(S1)而定檢出一維修情況(110)且在該維修情況(110)時將由馬達釋出的功率至少作時間性地減少。此處還關於一種用於實施上述之方法的裝置，其中該裝置(300)將一輛由一馬達驅動的二輪車(100)(特別是電動脚踏車)的一維修情況(110)檢出，其中該裝置──將一位置值(S1)檢出，該位置值代表該二輪車(100)的位置，──設有一控制手段(310)，其依該位置值(S1)而定控制該馬達(350)的功率，其中，該控制手段(310)依該位置值(S1)而定將一維修情況(110)檢出，且在該維修情況(110)時將由該馬達(350)釋出的功率至少時間性地減少。

Description

將二輪車的維修情況檢出的方法與裝置
本發明關於在馬達驅動的二輪車用於幫助維修的方法與裝置。
在一輛二輪車維修時，部分地需要將脚踏車頭下脚上倒放，俾能較易探及要修理的部件。因此在洩氣的輪胎修理時一般先將脚踏車翻轉(Umdrehen)，俾在前後輪拆卸前，使它的鞍座和車把著地，這點使車輪容易拆卸以更換輪胎。
二輪車側轉的發生，一般有二種情形：
1.意外翻倒：一般側傾轉不會超過90°，這種情形，受驅動的輪子必須停下，以免騎車者跌倒後又被快速轉動的輪子造成二次傷害。
2.維修情形：一般會將二輪車側傾轉180°成頭下脚下以利修理。在電動車的例子，必須避免馬達不當地被起動使車輪轉動造成人員受傷。
TW 50563及TW M335663都是針對第一種情形(意外狀況位置)，而本發明係第二種情形(維修情形)，因為二者的用意完全不同，本發明是在二輪車側傾轉超過90°時，既確認它是在維修的情況。
舉例而言，二輪車的側傾轉(Umkippung)時，脚踏車從站立位置(前後輪垂直站立在地面)向一邊側傾。它的傾轉軸前後輪著地點的 連線，換言之是在地面(Z=O)而且車翻倒時一般側傾90°就停住了。這種轉動很像門扉的樞轉。
而在維修時，維修者係將車體繞其本身一條距地面一段距離的縱軸轉動180°，注意此側翻轉的縱軸和上述傾轉軸是不一樣的(Z≠O)。換言之，它是在離地面一個高度處(大約是前後輪軸心的連線)。因為這樣轉動，所需的力矩最小也最省力。這種轉動是自轉而非樞轉。
由上可知，意外翻車的「側傾倒運動」和要維修時蓄意做成的「側翻轉運動」完全不同，而且繞的轉軸也不一樣。
不論在第一種或第二種情形，無動力的脚踏車都沒有傷害的問題，只有在電驅動的二輪車才要考慮這種安全問題。
在維修的情況時，一受驅動的二輪車的馬達可能會意外地動作，使踩踏曲柄轉動，或經由鏈條使後輪轉動，如果騎車者在此情況在後輪作業，則會不當地受傷。
在未預公告的文獻DE 10 2012 201 881 A1提到一電動脚踏車用的控制裝置，其中依一加速度感測器的信號而定將驅動該電動脚踏車的一電馬達動作。因此，如果該加速度感測器的信號接近「該電動脚踏車在動」的猜測，則該驅動器動作。此外還可知道是否有壓力作用到踏板上。
本發明提供一種用於檢出在一二輪車上的維修情況，以及一種用於實施此方法的裝置，本發明的核心在於：位在二輪車上的馬達(它至少時間性地幫助二輪車向前運動)依檢出的維修情況控制，在此，維修情況可用以下方式檢出。將二輪車的位置──亦即二輪車相對於地面或行 駛道路的朝向利用一第一感測器值檢出。如此，控制馬達係將所施之驅動功率(例如呈轉速或力矩形式)減少，或將馬達完全關掉或阻擋住。
在二輪車──如脚踏車、脚踏電機車(Pedelec)、電動脚踏車(Ebike)或電動滑板車(E-Scooter)，在損壞現場(Panne)的場合往往須將二輪車倒放，以修理車輪的輪胎，本發明方法及相關的裝置的優點在於，在這種維修情況時，不必擔心被自動轉動的踩踏曲柄碰到或傷害。此外本發明也可用於將車的翻倒(Sturz)檢出，俾在意外時使馬達自動關掉或停止。
在本發明一實施例中檢出一加速度值或一斜度值當作位置值(S1)。
特別有利的做法為當該位置值(S1)超過一第一臨限值(SW1)時，檢出一維修情況。
此外，可將一第二感測器值檢出，它連同該第一感測器值代表一種維修情況，因此可考慮除了第一感測器值(它代表二輪車的位置)外檢出一行駛動力值，以確認是否在維修情況。因此可考慮，在行駛時二輪車傾斜並非維修情況，而是二輪車之多少想要的傾斜位置，在此，如果該第二感測器值代表一種車輛動力值，例如速度值或加速度值，則特別有利。此處第二值的考慮或維修情況的檢出可依下述情形而定：是否超出了一個與第二值相關的第二臨限值，如不用此方式，在另一種方式，第二感測器值也可為例如代表GPS坐標的一位置值，如此在明顯的街道上不會有維修情況。
在本發明一特別實施例中，如果二輪車沿水平軸之一(縱軸、橫軸)相對於行駛操作狀態轉了大於90°，則檢出到該二輪車的維修情 況。因此，除了修理狀況外(其中二輪車以車把及鞍座著的)也可使用車把的翻轉當作起始位置以將馬達阻擋住，如不用此方式，也可使行駛操作時，二輪車須由其正常起始位置傾斜大於110°、120°、或130°。
此外二輪車的騎車者可被告知有關馬達功率即將關掉或已關掉或減少的資訊。這點可用視覺、聲音或觸覺方式達成。
當然也可在維修後將馬達再用於幫助驅動而不必用手作回設。這點可用以下方式達成：位置值降到該第一臨限值以下，因此馬達自動切換到其幫助的正常狀態。
其他的優點見於以下實施例的說明或申請專利範圍附屬項。
(100)‧‧‧二輪車
(110)‧‧‧維修情況
(200)‧‧‧方法的第一步驟
(210)‧‧‧方法的第二步驟
(220)‧‧‧方法的第三步驟
(230)‧‧‧方法的步驟
(240)‧‧‧方法的步驟
(250)‧‧‧方法的步驟
(300)‧‧‧控制單元
(310)‧‧‧處理單元
(320)‧‧‧記憶體
(330)‧‧‧感測器
(340)‧‧‧感測器
(360)‧‧‧顯示器
S1‧‧‧第一感測器信號(第一值)
S2‧‧‧第二感測器信號(第一值)
SW1‧‧‧第一臨限值
圖1係一二輪車在正常狀態及維修狀態的示意圖；圖2的流程圖係本發明方法的流程圖；圖3係一可能之本發明的裝置。
如果一台二輪車(例如脚踏車)(100)要修理輪胎(Reifenpanne)，則騎車者一般將二輪車翻轉成頭下脚上，以鞍座及車把著地，俾較易碰到輪胎，對馬達驅動的二輪車(例如電動脚踏車如E-bike或Pedelec車)的情形，則固定在車把上的控制裝置可能意外地啟動。如果在此維修情況(110)時，踩踏曲柄及鏈條有運動，則在折卸輪子或更換輪胎時，騎車者容易受傷，例如手指或工具卡到輪輻中。為了防止在維修中的這種是危險情況，依本發明提到一種方法及裝置，自動將相關的維修情況檢知，並 將馬達剎止或完全阻擋。在此，此相關方法的核心在於：維修情況或車的翻轉係依至少一種感測器值檢出，它代表該二輪車的狀態或位置。
一種可檢知維修情況(110)的方法係利用圖2的演算法(Algorithmus)表示，在此演算法開始後(舉例而言它也可呈一程式形式在一控制單元(300)中處理)在一第一步驟(200)檢出一第一感測器信號S1，代表(特別是在正常行駛操作時)二輪車的位置或朝向。因此第一感測器信號S1表示二輪車相對於行駛路線或繞二輪車縱軸或橫軸的速度值或加速度值。在一選項的第二步驟(210)可檢出一第二感測器信號(S2)，它宜表示一行駛動力值，俾將維修情況(110)以累贅(redundant)方式檢出。在此，舉例而言，它係沿縱軸的速度值或加速度值或由騎車者所施的力矩。如不用此方式也可檢出一地點值，例如一GPS地點坐標。
然後為一個(或視需要二個)第三步驟，其利用檢出的值確認是否有一維修情況(110)存在，在此步驟(220)檢查是否第一值(S1)超過一第一臨限值SW1。如果檢出二輪車相對於地面或鸻駛路線的斜度當作第一值S1，則可由相對於縱軸或橫軸的傾斜得知二輪車不再以其車輪站立在行駛路線上，因此可減少馬達功率甚至將馬達驅動器關掉或中斷(例如在維修或意外時)。這種傾斜的典型值可大於60°、90°、110°、或185°。為了完全確定實際上有上述方式的維修情況，也可使用160°~180°範圍的值當作第一臨限值。如不用此方式，也可由脚踏車上的既有的速度或加速的感測器或選項的轉速感測器導出一第一值S1，它代表二輪車的傾斜，對應地，如此可選擇臨限值，以檢知維修情況或車翻身，如果未檢知到維修情況，可將此程序終止。
在視需要的下一步驟(230)可考慮所檢出的感測器值S2，以檢出維修情況或車翻身。在此，此感測器值S2當作累整值，利用它可更準確檢出維修情況或車翻身。因此除了用第一感測器值S1檢出的斜度，也檢查二輪車在「正常」行駛操作如何。如果例如檢出縱向速度、縱向加速度、或由騎車者產生之踩踏力量、力矩或曲柄轉速，則可區別轉彎行駛和維修情況。此外，藉著考慮第二感測器值S2的時間走勢，如果例如在縱向加速度時，斜度突然增加，也可推斷為意外事故，在此情形也將馬達關掉，以防止騎車者無謂地受傷。
因此如果在步驟(220)或(230)檢出維修情況或車翻身則可視需要在步驟(240)中通知騎車者檢知的情況或眼前馬達的停滯或關掉的情形，使他能採取對策，這種資訊可用視覺方式在馬達的控制單元的顯示器上顯示，或用警告聲音以聲音方式顯示，或用觸覺方式在車把上振動表示，在最後步驟(250)至少將馬達控制成使轉速或力矩減少。如不用此方式，也可將馬達完全阻擋或關掉，以避免在二輪車上的騎車者無謂地受傷。如有必要也可將二輪車上活動的移動輔助手段(Schiebehilfe)去活化。
此用於檢知維修情況(110)或上述演算法的方法可規則地間隔一定時間起動或根據一定的情況起動。因舉例而言，可考慮，當直接檢出的感測器信號S1超過一臨限值時才將此方法起動。在此情形，圖2的演算法限於步驟(210)~(250)，其中步驟(220)已容納到起動條件中。如不用此方法也可用另一方式：當馬達一旦不活動，就將此方法起動，因此維修情況的詢問限於一種情況：在此情況時二輪車停住且騎車者不需驅動器。
圖3中顯示一裝置之示意構造，在其中可實施本發明的方 法。中央控制單元(300)在此可設在馬達或電驅動二輪車的控制裝置內，但也可考慮使控制單元為一自主系統，它只使用控制裝置的感測器值，在控制單元(300)中設有一處理單元(310)，它檢出感測器(330)及(340)的感測器值(S1)〔以及視需要檢出感測器值(S2)〕。依一記憶體(320)中儲存的臨限值或比較值而定，處理單元(310)可依上述方法檢知：是否二輪車在維修情況，在此情形將馬達功率減少或完全歸零。如不用此方式，也可將馬達的控制阻擋或中斷，使之不能再轉動，此外也可經一顯示器(360)通知騎車者：馬達已被阻擋或中斷。舉例而言，這點可直接在控制裝置的顯示器中達成或利用一附加的顯示器，此外可考慮發生警告聲，在馬達中斷前或在中斷時發聲，為了在維修時避免受警告聲干擾，故警告聲只在馬達阻擋或中斷開始時短時為之。
用於求出維修情況之檢出之資料可同樣用於檢出意外情況(例如翻車)。在此情況，如果馬達阻擋住或其控制中斷，宜另外檢出行駛參數以檢知意外情況。

Claims (10)

  1. 一種將二輪車的維修情況檢出的方法，該二輪車(100)係利用一馬達驅動者，其中──將一位置值(S1)檢出，此值代表該二輪車(100)相對於所要行駛的地面的位置，──依該位置值(S1)而定控制該馬達的功率，其特徵在：依該位置值(S1)而定確認該二輪車(100)正處於一種維修情況(110)的位置，且在該維修情況(110)時，如果該馬達並非靜止者，則將由馬達釋出的功率至少作時間性地減少。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中：當檢出該維修情況(110)時將該馬達阻擋。
  3. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：檢出一加速度值或一斜度值當作位置值(S1)。
  4. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：當該位置值(S1)超過一第一臨限值(SW1)時，表示檢出到一維修情況(110)。
  5. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：依另一車輛值(S2)而定檢出該維修情況，其中該車輛值表示之值係代表該二輪車(100)的動力運動中，其中特別是該車輛值(S2)代表一速度值或一加速度值。
  6. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：在該二輪車(100)繞本身一條離地面一段距離的縱軸的側翻轉運動大於90°的場合檢出該維修情況，其中特別可將該側翻轉運動依一行駛動力值檢出。
  7. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：當檢出該維修情況(110)時，將由馬達產生的力矩或轉速減少，特別是減到0。
  8. 一種用於將二輪車的維修情況檢出的裝置，其係用於實施申請專利範圍第1項的方法者，其中該裝置(300)將一輛由一馬達驅動的二輪車(100)的一維修情況(110)檢出，其中該裝置──將一位置值(S1)檢出，該位置值代表該二輪車(100)的位置，──設有一控制手段(310)，其依該位置值(S1)而定控制該馬達(350)的功率，其特徵在：該控制手段(310)依該位置值(S1)而定確認該二輪車(100)正處於一種維修情況(110)的位置，且在該維修情況(110)時如果該馬達並非靜止者，則將由該馬達(350)釋出的功率至少時間性地減少。
  9. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中：為了檢出該維修情況(110)該裝置──將一車輛值(S2)檢出，其中該車輛值表示之值係代表該二輪車(100)的動力運動，──該控制手段(310)依該車輛值(S2)而定檢出該維修情況(110)，其中該車輛值(S2)特別代表一速度值或一加速度值。
  10. 如申請專利範圍第8或第9項之裝置，其中：該控制手段(310)在該二輪車(100)繞本身一條離地面一段距離的縱軸的側翻轉運動大於90°時檢出到該維修情況(110)，其中依一行駛動力值而定檢出該側翻轉運動。
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