WO2015086274A1 - Fortbewegungsmittel und verfahren zum betreiben eines fortbewegungsmittels - Google Patents

Fortbewegungsmittel und verfahren zum betreiben eines fortbewegungsmittels Download PDF

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WO2015086274A1
WO2015086274A1 PCT/EP2014/075026 EP2014075026W WO2015086274A1 WO 2015086274 A1 WO2015086274 A1 WO 2015086274A1 EP 2014075026 W EP2014075026 W EP 2014075026W WO 2015086274 A1 WO2015086274 A1 WO 2015086274A1
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repulsion
locomotion
transport
scooter
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PCT/EP2014/075026
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Lars Heber
Stephan Stabrey
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Robert Bosch Gmbh
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    • B62L3/02—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof for control by a hand lever
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    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K2202/00—Motorised scooters

Definitions

  • the invention relates to a means of transport and a method for operating a means of locomotion according to the preamble of the independent claims.
  • Sensor unit senses the end of the repulsion process and automatically reduced by using a resistance model integrated on the control unit resistance.
  • the end of the repulsion process is determined by an analysis of the path.
  • the repulsion process is determined by a sign change of the acceleration.
  • the acceleration can be derived from the path or from the speed signal.
  • appropriate encoders such as encoders or Hall sensors, provided. To prevent misconduct, such as by rolling on a slope, thereby also the
  • Patent claim 1 has the advantage that a repelling process can be detected particularly reliable. Opposite the known
  • the means of transport according to the invention has a particularly good robustness against other factors, which can also cause a change in speed.
  • a means of locomotion for the movement of a person, wherein the means of locomotion has a receptacle with a receiving surface for receiving the person, wherein the means of locomotion is driven by a repulsion of the person, wherein the means of locomotion of a motor to assist the drive of
  • Detection means for detecting a repulsion state and a control means for controlling the support of the drive in response to the detected repulsion state, wherein the detection means a
  • Detecting means for detecting a force exerted by the person on the receiving surface comprises force.
  • the receiving surface is a seating surface and / or a standing surface.
  • a particularly simple attachment of the detection means for detecting the force exerted by the person on the receiving surface force is possible.
  • the detection means is a pressure sensor. This can be used by the person on the
  • Recording surface applied force can be detected particularly accurate and reliable.
  • Detection means comprises means for determining the compression travel of the at least one sprung axle.
  • the motor is an electric motor. Due to the increasing electrification of means of locomotion so the means of transport according to the invention can be made available in a growing market. It is also advantageously achieved by an electric motor that, as required, the maximum torque for supporting the drive of the means of transport is present in a timely manner. Thus, a control of the support of the drive without a delay of the drive is possible.
  • the method for operating a means of locomotion with the features of the independent method claim also has the aforementioned advantages. This is achieved by a method for operating a
  • Means of locomotion for the movement of a person, wherein the means of locomotion has a receiving surface for receiving the person, wherein the means of transport is driven by a repulsion of the person, wherein a force exerted by the person on the receiving surface and a force on the means of transport is detected is controlled to assist the propulsion of the means of locomotion depending on the detected force.
  • an operation of the engine takes place in periods in which there is no repulsion, such that a slowdown of the means of transportation is reduced after a repulsion of the person.
  • a slowdown of the means of transportation is reduced after a repulsion of the person.
  • the force detected at a time when no repulsion is present is closed to the mass of the person and the engine is controlled as a function of the mass of the person.
  • the force detected at a time when no repulsion is present is closed to the mass of the person and the engine is controlled as a function of the mass of the person.
  • Figure 1 is a view of an embodiment of the invention
  • Figure 2 shows an exemplary course of a detected by the person on the
  • FIG. 3 shows an exemplary interconnection of components for the operation of the scooter shown in FIG.
  • the locomotion means 1 may be any locomotion means 1 which is driven by a person pushing off. This may, for example, a
  • Means 1 with wheels 2, 3 act, such as a wheelchair, or a means of transport with runners, such as a carriage.
  • the surface may be the surface on which the movement of the means of locomotion 1 takes place.
  • the repelling takes place on a surface such as a pedal.
  • the means of transport 1 according to the invention may, for example, also be a bicycle.
  • the Repelling takes place on a water surface or in the water, so that, for example, pedal boats and rowing boats fall under the means of transport 1 according to the invention.
  • the invention will be explained by way of example with reference to a scooter 1 as a means of transport 1 according to the invention.
  • Such scooters 1 are known for example under the term kickboard or kickscooter. This may, for example, also be a foldable scooter 1.
  • Such a scooter 1 is shown in FIG.
  • the scooter 1 has two wheels
  • Brake device 6 is mounted, which acts on the rear wheel 3 when actuated. Between the two wheels 2, 3 a footprint 7 in the form of a footboard 7 is arranged. This serves to accommodate the person or in this case to
  • a receptacle 7 in the sense of the invention is understood to mean that the person does not have to be completely surrounded by the receptacle 7.
  • the receptacle 7 can be a seating surface 7 or a standing surface 7.
  • Essential in the recording 7 is that it allows the person to stay in or on the receptacle 7, without touching the surface on which the locomotion of the means of locomotion 1 takes place.
  • a scooter 1 shown in Figure 1 of the occurs
  • the scooter 1 has a motor 8, in which it is in this
  • Embodiment is an electric motor 8, which is arranged on or adjacent to the tread surface 7.
  • motors 8 are conceivable, such as an internal combustion engine.
  • the electric motor 8 serves to support the drive of the scooter 1 by repelling the Driver.
  • the power of this electric auxiliary drive is controlled by the driver via a rotatable handle 9 which is mounted on the handlebar 5.
  • a pressure-sensitive footboard pad 10 in the form of a pressure sensor 10 is mounted on the footboard 7.
  • Pressure sensor 10 the force is calculated, which is exerted by the driver on the running board 7.
  • the amount of force is understood by the force that the person exerts on a receiving surface 11 of the receptacle 7. In particular, it may be the amount of weight. However, embodiments are conceivable in which a detection of the force as a vectorial size is possible via a special sensor.
  • the scooter 1 shown in Figure 1 could be formed with at least one spring-loaded axle, wherein the spring yields according to one of the force on the footboard 7 force.
  • the force exerted by the driver on the running board 7 could be determined by measuring the compression travel.
  • a force sensor for detecting the force exerted by the person on the receiving surface 11 could be used.
  • the driver of the scooter 1 shown in Figure 1 abuts on the road or the other surface on which the scooter 1 moves to move the scooter 1 in motion or to maintain the movement of the scooter 1, Acceleration of the scooter Troller 1.
  • pushing the driver sets foot on the road and transmits an additional impulse on the scooter 1 by repelling himself with the foot on the ground or pushes off. After the driver has finished pushing off, takes in one
  • a motor that provides constant torque to assist the drive can not prevent these variations in speed.
  • arrangements are possible in which the
  • Support is controlled in dependence on the measured motor speed and / or a measured acceleration signal to the
  • FIG. 12 A typical course 12 of the force which the person exerts on the receiving surface as a function of time is shown in FIG. When pushed off, the force on the footboard decreases, reaching at the time of the maximum
  • Scooter 1 moves, a minimum, and then increases again.
  • FIG. 3 shows an interconnection of components to the operation of the scooter 1 from FIG. 1 as an exemplary embodiment of a device according to the invention
  • Transport means 1 shown. Also, an exemplary embodiment of the method according to the invention for operating a means of locomotion 1 is given below with reference to this illustration.
  • the pressure sensor 10 detects the force that is currently being exerted by the driver on the running board 7. This variable is passed on to an evaluation unit 13, in which, for example, typical courses 12 of the force in
  • typical traces 12 may be stored indicating that there is no explicit rejection.
  • the evaluation unit 13 can determine a repelling state.
  • the rejection state may, for example, either have the value that there is just a repulsion, ie the person is about to repel, or have the value that there is no repulsion, ie that the person is not currently repelling himself.
  • a signal to a controller 14 controlling the torque generated by the electric motor 8 may be relayed to turn off the torque. If the detected repulsion state changes to the value that there is no repulsion, the torque can be switched on again.
  • Torque change is typically required to mitigate the reduction of the speed, which occurs as described above after the repulsion due to the driving resistances.
  • the evaluation unit outputs these stored values for the required change in the
  • Frequency of impulses are determined and calculated from which torque change is expected to be required to between the shocks the above-mentioned by the repulsion-induced fluctuation of
  • the scooter 1 has a means for measuring a speed.
  • the measured speed value is forwarded to the control unit 14. There, a deviation of the speed value from a desired speed value is determined. As soon as the detected repulsion state changes from a repulsion to the value that no
  • the controller 14 may regulate the torque so that the detected deviation of the speed of the target speed is attenuated or compensated.
  • the repelling condition may be either a value indicating that there is no repulsion or, during repulsion, a plurality of intermediate values indicative of the current acceleration due to repulsion.
  • the scooter 1 has a means for measuring a speed. From a combination of the measured Speed signal and the determined force signal can be closed to the current, induced by a repulsion acceleration.
  • the evaluation unit 13 can even forward the currently required value of the torque change to the control unit 14, which is necessary to compensate for the changes in the speed that occur between the beginning and the end of a repulsion.
  • Pressure sensor 8 and the evaluation unit 13 is a detection means 15 for detecting a repulsion state in the context of the invention.
  • the control unit 14 for controlling the torque of the motor 8 is in this embodiment further connected to a switch 16 (not shown in Figure 1), via which the driver of the scooter can turn on or off the implementation of the signals received from the evaluation unit 13.
  • controller 14 for controlling the torque of the motor 8 in this embodiment is connected to the rotary handle 9 attached to the handlebar 5. About the made by the driver
  • the torque can be regulated independently of the control in response to the detected repulsion state.
  • the magnitude of the response to a change made to the rotatable handle 9 may be adjusted, for example, to the mass of the driver.
  • the mass of the driver can be determined from the force detected at a time when no repulsion exists.
  • the scooter 1 has no rotatable handle 9 or comparable means for regulating the torque provided by the motor 8 by the driver.
  • An embodiment without a means for regulating the torque provided by the engine 8 by the driver has the advantage that
  • the determination of the mass of the driver of the scooter 1 described above is particularly useful.
  • the control of the motor 8 can then in addition to the control in dependence on the repelling state in

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fortbewegungsmittel (1), insbesondere Tretroller, zur Fortbewegung einer Person, wobei das Fortbewegungsmittel eine Aufnahme (7) mit einer Aufnahmefläche (11) zum Aufnehmen der Person aufweist, wobei das Fortbewegungsmittel durch ein Abstoßen der Person antreibbar ist, wobei das Fortbewegungsmittel einen Motor (8) zur Unterstützung des Antriebs des Fortbewegungsmittels aufweist, wobei das Fortbewegungsmittel ein Detektionsmittel (15) zur Detektion eines Abstoßzustands und ein Steuerungsmittel (14) zur Steuerung der Unterstützung des Antriebs in Abhängigkeit von dem detektierten Abstoßzustand aufweist, wobei das Detektionsmittel ein Erfassungsmittel (10) zur Erfassung einer von der Person auf die Aufnahmefläche ausgeübten Kraft umfasst.

Description

Beschreibung Titel
Fortbewegungsmittel und Verfahren zum Betreiben eines Fortbewegungsmittels Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Fortbewegungsmittel und einem Verfahren zum Betreiben eines Fortbewegungsmittels nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Aus der DE 10 2011 084 754 AI ist ein elektromotorisch unterstützter, intuitiv durch Muskelkraft antreibbarer Tretroller bekannt. Dabei wird der Tretroller aus einer Ruheposition oder in einer Fahrsituation anhand eines visuellen
Abstoßvorgangs in eine Rollbewegung versetzt bzw. in der Rollbewegung gehalten, anhand eines elektronischen Steuergeräts in Verbindung mit einer
Sensoreinheit das Ende des Abstoßvorgangs sensiert und anhand eines am Steuergerät integrierten Widerstandsmodells auftretende Fahrwiderstände automatisch reduziert. Das Ende des Abstoßvorgangs wird dabei über eine Analyse des Wegverlaufs ermittelt. Dabei wird der Abstoßvorgang durch einen Vorzeichenwechsel der Beschleunigung ermittelt. Die Beschleunigung kann aus dem Weg bzw. aus dem Geschwindigkeitssignal abgeleitet werden. Dazu sind entsprechende Geber, wie zum Beispiel Drehgeber oder Hallsensoren, vorgesehen. Um ein Fehlverhalten, wie zum Beispiel durch Rollen am Hang zu verhindern, werden dabei auch die
Dauer, die Intensität und die Wegstrecke des Abstoßvorgangs ermittelt.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Fortbewegungsmittel mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass ein Abstoßvorgang besonders zuverlässig erkannt werden kann. Gegenüber der bekannten
Detektion des Abstoßvorgangs anhand der Geschwindigkeit oder der
Beschleunigung weist das erfindungsgemäße Fortbewegungsmittel eine besonders gute Robustheit gegenüber anderen Faktoren auf, die ebenfalls eine Änderung der Geschwindigkeit hervorrufen können.
Dies wird erreicht durch ein Fortbewegungsmittel, insbesondere einen Tretroller, zur Fortbewegung einer Person, wobei das Fortbewegungsmittel eine Aufnahme mit einer Aufnahmefläche zum Aufnehmen der Person aufweist, wobei das Fortbewegungsmittel durch ein Abstoßen der Person antreibbar ist, wobei das Fortbewegungsmittel einen Motor zur Unterstützung des Antriebs des
Fortbewegungsmittels aufweist, wobei das Fortbewegungsmittel ein
Detektionsmittel zur Detektion eines Abstoßzustands und ein Steuerungsmittel zur Steuerung der Unterstützung des Antriebs in Abhängigkeit von dem detektierten Abstoßzustand aufweist, wobei das Detektionsmittel ein
Erfassungsmittel zur Erfassung einer von der Person auf die Aufnahmefläche ausgeübten Kraft umfasst.
Durch die Erfassung der von der Person auf die Aufnahmefläche ausgeübten Kraft wird verhindert, dass beispielsweise bei einer Bewegung des
Fortbewegungsmittels eine Rampe hinunter aufgrund eines ähnlichen
Geschwindigkeitsanstiegs wie bei einem Abstoßvorgang fälschlicherweise darauf geschlossen wird, dass ein Abstoßvorgang vorliegt.
Auch wird durch die Detektion des Abstoßzustands anhand der von der Person auf die Aufnahmefläche ausgeübten Kraft verhindert, dass aus
Geschwindigkeitsänderungen, die auftreten können, wenn beispielsweise die
Person ein Bein bewegt, ohne dass dabei Bodenkontakt vorliegt,
fälschlicherweise auf ein Abstoßen geschlossen wird. Ebenso können durch ruckartige Gewichtsverlagerungen der Person ähnliche Beschleunigungen erzeugt werden wie bei einem Abstoßen. Derartige
Fehldetektionen können erfindungsgemäß verhindert werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittels ist die
Vermeidung einer fehlerhaften Detektion eines Abstoßens, die auftreten kann, wenn beispielsweise der Abstoßzustand auf Basis der Motorgeschwindigkeit anstatt auf Basis der von der Person auf die Aufnahmefläche ausgeübten Kraft bestimmt wird. In diesem Fall können Elastizitäten im Antriebssystem zu einer fehlerhaften Detektion eines Abstoßens führen. Wird beispielsweise bei einem riemengetriebenen Roller das Antriebsmoment des Motors erhöht, kann dessen Drehzahl aufgrund der Riemenelastizität kurzzeitig ansteigen ohne dass der Roller tatsächlich beschleunigt und ein Abstoßvorgang vorliegt. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen
Fortbewegungsmittels möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn es sich bei der Aufnahmefläche um eine Sitzfläche und/oder eine Standfläche handelt. In diesem Fall ist eine besonders einfache Anbringung des Erfassungsmittels zur Erfassung der von der Person auf die Aufnahmefläche ausgeübten Kraft möglich.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Erfassungs mittel um einen Drucksensor. Hiermit kann die von der Person auf die
Aufnahmefläche ausgeübte Kraft besonders genau und zuverlässig erfasst werden.
In einer alternativen besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Fortbewegungsmittel mindestens eine gefederte Achse auf und das
Erfassungsmittel weist Mittel zur Bestimmung des Einfederwegs der mindestens einen gefederten Achse auf. Hierdurch wird eine besonders robuste Möglichkeit zur Detektion der von der Person auf die Aufnahmefläche ausgeübten Kraft realisiert. Besonders bevorzugt ist es, wenn es sich bei dem Motor um einen Elektromotor handelt. Aufgrund der zunehmenden Elektrifizierung von Fortbewegungsmitteln kann so das erfindungsgemäße Fortbewegungsmittel auf einem wachsenden Markt zur Verfügung gestellt werden. Auch wird durch einen Elektromotor vorteilhaft erreicht, dass nach Anforderung zeitnah das maximale Drehmoment zur Unterstützung des Antriebs des Fortbewegungsmittels vorliegt. Somit ist eine Steuerung der Unterstützung des Antriebs ohne eine Verzögerung des Antriebs möglich.
Das Verfahren zum Betreiben eines Fortbewegungsmittels mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs weist ebenfalls die zuvor genannten Vorteile auf. Dies wird erreicht durch ein Verfahren zum Betreiben eines
Fortbewegungsmittels, insbesondere eines Tretrollers, zur Fortbewegung einer Person, wobei das Fortbewegungsmittel eine Aufnahmefläche zur Aufnahme der Person aufweist, wobei das Fortbewegungsmittel durch ein Abstoßen der Person antreibbar ist, wobei eine von der Person auf die Aufnahmefläche ausgeübte Kraft erfasst wird und ein an dem Fortbewegungsmittels befindlicher Motor zur Unterstützung des Antriebs des Fortbewegungsmittels in Abhängigkeit von der erfassten Kraft gesteuert wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Betrieb des Motors in Zeiträumen, in denen kein Abstoßen vorliegt, derart, dass eine Verlangsamung des Fortbewegungsmittel nach einem Abstoßen der Person reduziert wird. Hierdurch wird für die Person gefühlt der Rollwiderstand bzw. eine Steigung eines zu überwindenden Anstiegs verringert.
Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn ein Betrieb des Motors in Zeiträumen, in denen kein Abstoßen vorliegt, derart erfolgt, dass eine durch das Abstoßen der Person induzierte Schwankung der Geschwindigkeit ausgeglichen wird.
Hierdurch wird eine besonders ruckarme und gleichmäßige Bewegung möglich.
Weiterhin ist es besonders bevorzugt, wenn aus der zu einem Zeitpunkt, in dem kein Abstoßen vorliegt, erfassten Kraft auf die Masse der Person geschlossen wird und der Motor in Abhängigkeit von der Masse der Person gesteuert wird. Hierdurch kann beispielsweise bei einem besonders schweren Fahrer aufgrund höherer Reibungs- und Steigungswiderstände eine größere Unterstützung durch den Motor zur Verfügung gestellt werden.
Ausführungsbeispiel
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Ansicht einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Fortbewegungsmittels als Tretroller,
Figur 2 einen beispielhaften Verlauf einer erfassten von der Person auf die
Aufnahmefläche ausgeübten Kraft in Abhängigkeit von der Zeit,
Figur 3 eine beispielhafte Verschaltung von Komponenten zum dem Betrieb des in Figur 1 dargestellten Tretrollers.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Bei dem erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittel 1 kann es sich prinzipiell um ein beliebiges Fortbewegungsmittel 1 handeln, das durch ein Abstoßen einer Person angetrieben wird. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein
Fortbewegungsmittel 1 mit Rädern 2, 3 handeln, wie beispielsweise um einen Laufstuhl, oder um ein Fortbewegungsmittel mit Kufen, wie beispielsweise einen Schlitten.
Unter einem Abstoßen ist dabei ein Abstoßen oder ein Abdrücken mit
beispielsweise einer Hand oder einem Fuß der Person durch Muskelkraft an einer Fläche zu verstehen. Bei der Fläche kann es sich um die Fläche handeln, auf der die Fortbewegung des Fortbewegungsmittels 1 erfolgt. Auch ist jedoch denkbar, dass das Abstoßen an einer Fläche wie beispielsweise einem Pedal erfolgt. Demnach kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittel 1 beispielsweise auch um ein Fahrrad handeln. Auch ist denkbar, dass das Abstoßen beispielsweise an einer Wasseroberfläche bzw. im Wasser erfolgt, so dass beispielsweise auch Tret- und Ruderboote unter die erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittel 1 fallen. Im Folgenden wird die Erfindung exemplarisch anhand eines Tretrollers 1 als erfindungsgemäßem Fortbewegungsmittel 1 erläutert. Solche Tretroller 1 sind beispielsweise unter dem Betriff Kickboard oder Kickscooter bekannt. Dabei kann es sich beispielsweise auch um einen faltbaren Tretroller 1 handeln. Ein solcher Tretroller 1 ist in Figur 1 dargestellt. Der Tretroller 1 weist zwei Räder
2, 3 auf, wobei das vordere Rad 2 drehbar mit einer Lenkstange 4 verbunden ist. An der Lenkstange 4 befindet sich ein Lenker 5, an dem eine manuelle
Bremsvorrichtung 6 angebracht ist, die bei Betätigung auf das Hinterrad 3 wirkt. Zwischen den beiden Rädern 2, 3 ist eine Standfläche 7 in Form eines Trittbretts 7 angeordnet. Dieses dient zur Aufnahme der Person bzw. in diesem Fall zur
Aufnahme des Fahrers des Tretrollers 1.
Allgemein ist eine Aufnahme 7 im Sinne der Erfindung so zu verstehen, dass die Person nicht vollständig von der Aufnahme 7 umgeben sein muss. Insbesondere kann es sich bei der Aufnahme 7 um eine Sitzfläche 7 oder eine Standfläche 7 handeln. Wesentlich bei der Aufnahme 7 ist, dass sie es der Person ermöglicht, sich in bzw. auf der Aufnahme 7 aufzuhalten, ohne die Fläche zu berühren, auf der die Fortbewegung des Fortbewegungsmittels 1 erfolgt. In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Tretrollers 1 tritt der
Fahrer auf die Trittfläche 7 und stößt sich mit einem Bein auf einer Straße bzw. einem sonstigen Untergrund ab, auf dem sich der Tretroller 1 bewegt, um den Tretroller 1 in Bewegung zu versetzen bzw. um die Bewegung des Tretrollers 1 aufrecht zu erhalten.
Der Tretroller 1 weist einen Motor 8 auf, bei dem es sich in diesem
Ausführungsbeispiel um einen Elektromotor 8 handelt, der an oder benachbart zu der Trittfläche 7 angeordnet ist. Es sind jedoch auch andere Arten von Motoren 8 denkbar, wie beispielsweise ein Verbrennungsmotor. Der Elektromotor 8 dient zur Unterstützung des Antriebs des Tretrollers 1 durch das Abstoßen des Fahrers. Die Leistung dieses elektrischen Zusatzantriebs wird durch den Fahrer über einen drehbaren Griff 9, der an dem Lenker 5 angebracht ist, gesteuert.
In diesem Ausführungsbeispiel ist auf dem Trittbrett 7 ein drucksensitiver Trittbrettbelag 10 in Form eines Drucksensors 10 angebracht. Durch den
Drucksensor 10 wird die Kraft berechnet, die von dem Fahrer auf das Trittbrett 7 ausgeübt wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dabei unter der Kraft, die die Person auf eine Aufnahmefläche 11 der Aufnahme 7 ausübt, der Betrag einer Kraft zu verstehen. Insbesondere kann es sich um den Betrag der Gewichtskraft handeln. Auch sind jedoch Ausführungsformen denkbar, bei denen über eine spezielle Sensorik eine Detektion der Kraft als vektorielle Größe möglich ist.
Es sind jedoch auch weitere Arten der Erfassung der Kraft, die von der Person auf die Aufnahmefläche 11 ausgeübt wird, denkbar. Beispielsweise könnte der in Figur 1 gezeigte Tretroller 1 mit mindestens einer gefederten Achse ausgeformt werden, wobei die Feder entsprechend einer der auf dem Trittbrett 7 lastenden Kraft nachgibt. In diesem Fall könnte die Kraft, die von dem Fahrer auf das Trittbrett 7 ausgeübt wird, durch eine Messung des Einfederwegs bestimmt werden.
Alternativ könnte beispielsweise auch ein Kraftsensor zur Erfassung der Kraft, die von der Person auf die Aufnahmefläche 11 ausgeübt wird, verwendet werden.
Stößt sich nun der Fahrer des in Figur 1 gezeigten Tretrollers 1 auf der Straße bzw. dem sonstigen Untergrund ab, auf dem sich der Tretroller 1 bewegt, um den Tretroller 1 in Bewegung zu versetzen bzw. um die Bewegung des Tretrollers 1 aufrecht zu erhalten, erfolgt kurzzeitig eine Beschleunigung des Tretrollers 1. Beim Abstoßen setzt der Fahrer einen Fuß auf der Straße auf und überträgt einen zusätzlichen Impuls auf den Tretroller 1, indem er sich mit dem Fuß am Boden abstößt bzw. abdrückt. Nachdem der Fahrer das Abstoßen beendet hat, nimmt bei einem
konventionellen Tretroller aufgrund der Fahrwiderstände (Luftwiderstand, Rollreibung) bei einer Bewegung in einer Ebene ohne Steigung die
Geschwindigkeit des Tretrollers wieder ab.
Durch einen Motor, der ein konstantes Drehmoment zur Unterstützung des Antriebs liefert, können diese Schwankungen in der Geschwindigkeit nicht verhindert werden. Es sind jedoch Anordnungen möglich, bei denen die
Unterstützung in Abhängigkeit der gemessenen Motorgeschwindigkeit und/oder eines gemessenen Beschleunigungssignals gesteuert wird, um die
Schwankungen auszugleichen. Wie weiter oben beschrieben, ist es dabei essenziell, dass korrekt erkannt wird, ob tatsächlich ein Abstoßvorgang vorliegt oder nicht. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass zum Abstoßen zur
Übertragung einer beschleunigenden Längskraft, das heißt einer Kraft in
Fahrtrichtung des Tretrollers 1, eine Vertikal kraft, d. h. eine Kraft senkrecht zu der Ebene, in der die Fortbewegung des Tretrollers 1 erfolgt, auf den
abstoßenden Fuß wirkt. Die auf das Trittbrett 7 wirkende Kraft, in diesem Fall die Gewichtskraft des Fahrers, wird während des Abstoßvorgangs um den Betrag dieser Vertikalkraft reduziert.
Wird die auf das Trittbrett 7 wirkende Kraft während der Fortbewegung des Tretrollers 1 gemessen, kann daher anhand des Verlaufs 12 dieser Kraft erkannt werden, ob ein Abstoßvorgang vorliegt oder nicht.
Ein typischer Verlauf 12 der Kraft, die die Person in Abhängigkeit von der Zeit auf die Aufnahmefläche ausübt, ist in Figur 2 dargestellt. Bei dem Abstoßen nimmt die Kraft auf das Trittbrett ab, erreicht zu dem Zeitpunkt des maximalen
Kraftübertrags auf die Straße bzw. den sonstigen Untergrund, auf dem sich der
Tretroller 1 bewegt, ein Minimum, und nimmt anschließend wieder zu.
Während der Fahrer auf dem Trittbrett 7 verbleibt, ohne ein erneutes Abstoßen zu starten, bleibt die detektierte Kraft annähernd konstant. Bei Beginn des nächsten Abstoßens nimmt die Kraft erneut ab. Messungen haben gezeigt, dass bei einem Abstoßen beispielsweise eine Abweichung Δ von ca. 20 % zwischen dem maximalen detektierten Kraftwert und dem minimalen detektierten Kraftwert liegt, wobei der genaue Wert abhängig von dem verwendeten Gesamtsystem aus Tretroller 1 und Fahrer sowie dem
Beschleunigungsverhalten des Fahrers ist.
Dies stellt somit einen signifikanten Unterschied dar und ermöglicht eine
Unterscheidung eines Abstoßens von anderen Effekten, die wie weiter oben aufgeführt bei den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen zu einer fehlerhaften Identifikation eines Abstoßens führen können.
In Figur 3 ist eine Verschaltung von Komponenten zu dem Betrieb des Tretrollers 1 aus Figur 1 als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Fortbewegungsmittels 1 dargestellt. Auch wird anhand dieser Darstellung im Folgenden ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Fortbewegungsmittels 1 gegeben.
Der Drucksensor 10 detektiert die Kraft, die aktuell von dem Fahrer auf das Trittbrett 7 ausgeübt wird. Diese Größe wird an eine Auswerteeinheit 13 weitergegeben, in der beispielsweise typische Verläufe 12 der Kraft in
Abhängigkeit von der Zeit bei Vorliegen eines Abstoßens hinterlegt sind. Auch können typische Verläufe 12 gespeichert sein, die darauf hindeuten, dass explizit kein Abstoßen vorliegt.
Durch einen Vergleich der abgespeicherten Verläufe 12 mit dem aktuell gemessenen Verlauf 12 kann die Auswerteeinheit 13 einen Abstoßzustand bestimmen.
Der Abstoßzustand kann erfindungsgemäß in beispielsweise entweder den Wert aufweisen, dass gerade ein Abstoßen vorliegt, d. h. die Person dabei ist sich abzustoßen, oder den Wert aufweisen, dass gerade kein Abstoßen vorliegt, d. h. dass die Person gerade nicht dabei ist, sich abzustoßen. In diesem Falle kann beispielsweise für den Fall des Vorliegens eines Abstoßens ein Signal an ein Steuergerät 14, das das von dem Elektromotor 8 erzeugte Drehmoment steuert, weitergegeben werden, das Drehmoment abzuschalten. Wenn der detektierte Abstoßzustand auf den Wert wechselt, dass kein Abstoßen vorliegt, kann das Drehmoment wieder zugeschaltet werden.
Alternativ kann in der Auswerteeinheit 13 hinterlegt sein, welche
Drehmomentänderung typischerweise benötigt wird, um die Reduktion der Geschwindigkeit, die wie oben beschrieben nach dem Abstoßen aufgrund der Fahrwiderstände auftritt, abzuschwächen. Sobald der detektierte Abstoßzustand von einem Abstoßen auf den Wert wechselt, dass kein Abstoßen vorliegt, gibt die Auswerteeinheit diese hinterlegten Werte für die benötigte Änderung des
Drehmoments an das Steuergerät 14 weiter. In der Auswerteeinheit 13 kann in einer anderen Ausführungsform ebenfalls die
Frequenz der Anstöße bestimmt werden und daraus berechnet werden, welche Drehmomentänderung voraussichtlich benötigt wird, um zwischen den Abstößen die oben genannte durch das Abstoßen induzierte Schwankung der
Geschwindigkeit auszugleichen.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform weist der Tretroller 1 ein Mittel zur Messung einer Geschwindigkeit auf. Der gemessene Geschwindigkeitswert wird an das Steuergerät 14 weitergegeben. Dort wird eine Abweichung des Geschwindigkeitswerts von einem Sollgeschwindigkeitswert ermittelt. Sobald der detektierte Abstoßzustand von einem Abstoßen auf den Wert wechselt, dass kein
Abstoßen vorliegt, kann das Steuergerät 14 das Drehmoment so regeln, dass die detektierte Abweichung der Geschwindigkeit von der Sollgeschwindigkeit abgeschwächt oder ausgeglichen wird. In einer anderen Ausführungsform kann der Abstoßzustand entweder einen Wert annehmen, der signalisiert, dass kein Abstoßen vorliegt, oder aber während des Abstoßens mehrere Zwischenwerte, die Aufschluss darüber geben, wie groß die aktuelle Beschleunigung aufgrund des Abstoßens ist. Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn wie oben aufgeführt der Tretroller 1 ein Mittel zur Messung einer Geschwindigkeit aufweist. Aus einer Kombination des gemessenen Geschwindigkeitssignals und des ermittelten Kraftsignals kann auf die aktuelle, durch ein Abstoßen induzierte Beschleunigung geschlossen werden.
In diesem Falle kann die Auswerteeinheit 13 sogar den aktuell benötigten Wert der Drehmomentänderung an das Steuergerät 14 weitergeben, der nötig ist, um die Änderungen der Geschwindigkeit auszugleichen, die zwischen dem Beginn und dem Ende eines Abstoßens auftreten.
In dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel stellen demnach der
Drucksensor 8 und die Auswerteeinheit 13 ein Detektionsmittel 15 zur Detektion eines Abstoßzustands im Sinne der Erfindung dar.
Das Steuergerät 14 zur Steuerung der Drehmoments des Motors 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel weiterhin mit einem Schalter 16 (nicht gezeigt in Figur 1) verbunden, über den der Fahrer des Tretrollers die Umsetzung der von der Auswerteeinheit 13 empfangenen Signale zu- oder abschalten kann.
Ebenfalls ist das Steuergerät 14 zur Steuerung der Drehmoments des Motors 8 in diesem Ausführungsbeispiel mit dem drehbaren Griff 9, der an dem Lenker 5 angebracht ist, verbunden. Über die durch den Fahrer vorgenommene
Einstellung an dem drehbaren Griff 9 kann das Drehmoment unabhängig von der Steuerung in Abhängigkeit von dem detektierten Abstoßzustand reguliert werden.
Die Stärke der Reaktion auf eine an dem drehbaren Griff 9 vorgenommene Änderung kann beispielsweise an die Masse des Fahrers angepasst werden. Dabei kann die Masse des Fahrers aus der zu einem Zeitpunkt, in dem kein Abstoßen vorliegt, erfassten Kraft bestimmt werden.
In einer alternativen Ausführungsform weist der Tretroller 1 keinen drehbaren Griff 9 oder ein vergleichbares Mittel zur Regulierung des durch den Motor 8 bereitgestellten Drehmoments durch den Fahrer auf.
Eine Ausführungsform ohne ein Mittel zur Regulierung des durch den Motor 8 bereitgestellten Drehmoments durch den Fahrer hat den Vorteil, dass
erfindungsgemäß zwar eine Unterstützung des Antriebs möglich ist, die durch eine Steuerung anhand des Abstoßzustands besonders komfortabel für den Fahrer ist. Trotzdem kann, je nach geltenden Verkehrsbestimmungen, beispielsweise ein Fahren dem Tretroller 1 auf einem Gehweg gestattet sein, da keine von dem Abstoßen unabhängige Antriebssteuerung vorgesehen ist.
In diesem Fall ist die oben beschriebene Bestimmung der Masse des Fahrers des Tretrollers 1 besonders nützlich. Die Steuerung des Motors 8 kann dann neben der Steuerung in Abhängigkeit von dem Abstoßzustand auch in
Abhängigkeit von der detektierten Masse des Fahrers erfolgen.

Claims

Ansprüche
1. Fortbewegungsmittel (1), insbesondere Tretroller (1), zur Fortbewegung einer Person, wobei das Fortbewegungsmittel (1) eine Aufnahme (7) mit einer
Aufnahmefläche (11) zum Aufnehmen der Person aufweist, wobei das
Fortbewegungsmittel (1) durch ein Abstoßen der Person antreibbar ist, wobei das
Fortbewegungsmittel (1) einen Motor (8) zur Unterstützung des Antriebs des
Fortbewegungsmittels (1) aufweist, wobei das Fortbewegungsmittel (1) ein
Detektionsmittel (15) zur Detektion eines Abstoßzustands und ein Steuerungsmittel (14) zur Steuerung der Unterstützung des Antriebs in Abhängigkeit von dem
detektierten Abstoßzustand aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Detektionsmittel (15) ein Erfassungsmittel (10) zur Erfassung einer von der Person auf die Aufnahmefläche (11) ausgeübten Kraft umfasst.
2. Fortbewegungsmittel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Aufnahmefläche (11) eine Sitzfläche (11) und/oder eine Standfläche (11) ist.
3. Fortbewegungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmittel (10) ein Drucksensor (10) ist.
4. Fortbewegungsmittel (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fortbewegungsmittel (1) mindestens eine gefederte Achse umfasst, wobei das Erfassungsmittel (10) Mittel zur Bestimmung des Einfederwegs der mindestens einen gefederten Achse aufweist.
5. Fortbewegungsmittel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (8) ein Elektromotor (8) ist.
6. Verfahren zum Betreiben eines Fortbewegungsmittels (1), insbesondere eines Tretrollers (1), zur Fortbewegung einer Person, wobei das Fortbewegungsmittel (1) eine Aufnahme (7) mit einer Aufnahmefläche (11) zum Aufnehmen der Person aufweist, wobei das Fortbewegungsmittel (1) durch ein Abstoßen der Person antreibbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine von der Person auf die Aufnahmefläche (11) ausgeübte Kraft erfasst wird und ein an dem Fortbewegungsmittel (1) befindlicher Motor (8) zur Unterstützung des Antriebs des Fortbewegungsmittels (1) in Abhängigkeit von der erfassten Kraft gesteuert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betrieb des
Motors (8) in Zeiträumen, in denen kein Abstoßen vorliegt, derart erfolgt, dass eine Verlangsamung des Fortbewegungsmittel (1) nach einem Abstoßen der Person reduziert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betrieb des
Motors (8) in Zeiträumen, in denen kein Abstoßen vorliegt, derart erfolgt, dass eine durch das Abstoßen der Person induzierte Schwankung der Geschwindigkeit ausgeglichen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus der zu einem Zeitpunkt, in dem kein Abstoßen vorliegt, erfassten Kraft auf die Masse der Person geschlossen wird und der Motor (8) in Abhängigkeit von der Masse der Person gesteuert wird.
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