WO2019238475A1

WO2019238475A1 - Transportvorrichtung mit einer sicherheitsvorrichtung

Info

Publication number: WO2019238475A1
Application number: PCT/EP2019/064526
Authority: WO
Inventors: Paul Paukow; Pierre Nonnenmacher; Jochen Pfister; Bertram SCHILLINGER; Barbara JUENGLING; Stefan Groh
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2018-06-14
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2019-12-19
Also published as: CN112262069A; EP3807142A1; DE102018209496A1

Abstract

Bei einer Transportvorrichtung (100), insbesondere einem Kinderwagen, mit mindestens drei Rädern (116, 118, 120, 122) und mit einem Handgriff (110) für einen Benutzer, wobei von den mindestens drei Rädern (116, 118, 120, 122) mindestens ein Rad (120, 122) als Antriebsrad (132) ausgebildet ist, das mittels einer zugeordneten elektrischen Antriebseinheit (142) elektromotorisch antreibbar ist, um eine zumindest teilweise elektromotorische Unterstützung eines manuellen Schiebe- oder Ziehbetriebs der Transportvorrichtung (100) durch den Benutzer zu ermöglichen, sind eine Detektionseinheit (170) zur Detektion einer Beschleunigung (a) der Transportvorrichtung (100), und eine Sicherheitsvorrichtung zur Erkennung eines kritischen Zustands der Transportvorrichtung (100) in Abhängigkeit von einer jeweils detektierten Beschleunigung (a) vorgesehen.

Description

Beschreibung

Titel

Transportvorrichtunq mit einer Sicherheitsvorrichtunq

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung, insbesondere einen Kinderwagen, mit mindestens drei Rädern und mit einem Handgriff für einen Be- nutzer, wobei von den mindestens drei Rädern mindestens ein Rad als Antriebs- rad ausgebildet ist, das mittels einer zugeordneten elektrischen Antriebseinheit elektromotorisch antreibbar ist, um eine zumindest teilweise elektromotorische Unterstützung eines manuellen Schiebe- oder Ziehbetriebs der Transportvorrich- tung durch den Benutzer zu ermöglichen.

Aus dem Stand der Technik sind als Kinderwagen ausgebildete Transportvorrich- tungen mit einer aktiven Unterstützung eines Benutzers im Schiebe- oder Zieh- betrieb durch elektromotorisch antreibbare Antriebsräder bekannt. Aus Sicher- heitsgründen kann ein Antriebssystem einer Transportvorrichtung, insbesondere eines derartigen Kinderwagens, dazu ausgebildet sein, einen kritischen Zustand der Transportvorrichtung zu detektieren. Beispielsweise kann eine Abwesenheit eines Benutzers bzw. ein Loslassen des Kinderwagens ermittelt werden, so dass Unfälle durch einen sich selbsttätig und unkontrolliert fortbewegenden Kinderwa- gen zumindest im Wesentlichen verhindert werden können. Hierbei sind z.B. elektrifizierte Kinderwagen bekannt, bei denen durch mindestens einen Krafts- ensor die Anwesenheit eines Benutzers detektierbar ist. Des Weiteren sind elektrifizierte Kinderwagen bekannt, bei denen eine Beschleunigung des Kinder- wagens durch einen Beschleunigungssensor detektierbar ist.

Offenbarung der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung, insbesondere einen Kinderwa- gen, mit mindestens drei Rädern und mit einem Handgriff für einen Benutzer, wo bei von den mindestens drei Rädern mindestens ein Rad als Antriebsrad ausge- bildet ist, das mittels einer zugeordneten elektrischen Antriebseinheit elektromo- torisch antreibbar ist, um eine zumindest teilweise elektromotorische Unterstüt- zung eines manuellen Schiebe- oder Ziehbetriebs der Transportvorrichtung durch den Benutzer zu ermöglichen. Eine Detektionseinheit zur Detektion einer Be- schleunigung der Transportvorrichtung, und eine Sicherheitsvorrichtung zur Er- kennung eines kritischen Zustands der Transportvorrichtung in Abhängigkeit von einer jeweils detektierten Beschleunigung sind vorgesehen.

Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung einer Transportvorrichtung, bei der durch die Sicherheitsvorrichtung sicher und zuverlässig ein kritischer Zustand ermittelt werden kann. Somit kann leicht und unkompliziert zumindest ein unge- wolltes Beschleunigen der Transportvorrichtung detektiert und somit verhindert werden.

Der Sicherheitsvorrichtung ist vorzugsweise eine Kipperkennungseinheit zuge- ordnet, die dazu ausgebildet ist, ein Kippen der Transportvorrichtung zu erken- nen. Somit kann auf einfache Art und Weise eine sichere Transportvorrichtung bereitgestellt werden.

Bevorzugt ist die Kipperkennungseinheit dazu ausgebildet, zwischen einer Bewe- gung der Transportvorrichtung auf einer schiefen Ebene und einem Kippen zu unterscheiden. Somit kann einfach und unkompliziert zwischen einem Kippen der Transportvorrichtung, um z.B. auf einen Randstein hochzufahren, oder einem Bewegen auf einer schiefen Ebene unterschieden werden, wodurch ein unge- wolltes Beschleunigen verhindert werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Kipperkennungseinheit eine Kippwinkeler- mittlung zugeordnet, die auf Basis von Trigonometrie und der jeweils detektierten Beschleunigung der Transportvorrichtung einen Kippwinkel der Transportvorrich- tung ermittelt. Somit kann sicher und zuverlässig ein Kippen der Transportvor- richtung ermittelt werden. Die Kipperkennungseinheit weist vorzugsweise eine Kipperkennung auf, die ein Kippen der Transportvorrichtung durch ein Vergleichen eines Neigungswinkels einer schiefen Ebene eines Untergrunds mit einem Kippwinkel der Transportvor- richtung ermittelt. Somit kann auf einfache Art und Weise ein Kippen der Trans- portvorrichtung von einer Bewegung auf einer schiefen Ebene unterschieden werden.

Bevorzugt ermittelt die Detektionseinheit die jeweils detektierte Beschleunigung der Transportvorrichtung mittels eines Beschleunigungssensors. Somit kann eine einfache und leichte Ermittlung der Beschleunigung der Transportvorrichtung er- möglicht werden.

Gemäß einer Ausführungsform ist eine Rechenvorrichtung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, aus einer jeweils mittels des Beschleunigungssensors ermittelten Beschleunigung die Erdbeschleunigung herauszurechnen, um jeweils einen be- reinigten Beschleunigungswert zu erhalten. Somit kann eine exakte und präzise Ermittlung der Beschleunigung erfolgen.

Der Sicherheitsvorrichtung ist vorzugsweise eine Sensordatenfusionseinheit zu- geordnet, die dazu ausgebildet ist, auf Basis der jeweils detektierten Beschleuni- gung und einer Winkelbeschleunigung der Transportvorrichtung, die drei Kardan- winkel einer aktuellen Position der Transportvorrichtung zu berechnen. Somit kann eine Bewegung der Transportvorrichtung im dreidimensionalen Raum er- mittelt werden.

Die Rechenvorrichtung ermittelt bevorzugt auf Basis der jeweils detektierten Be- schleunigung und der drei Kardanwinkel die jeweils bereinigte Beschleunigung der Transportvorrichtung. Somit kann einfach und unkompliziert eine Ermittlung der bereinigten Beschleunigung erfolgen.

Vorzugsweise ermittelt die Detektionseinheit eine jeweilige Beschleunigung der Transportvorrichtung über eine Raddrehzahl des mindestens einen Antriebsrads. Somit kann eine alternative Ermittlung der Beschleunigung der Transportvorrich- tung ermöglicht werden. Gemäß einer Ausführungsform ist der Sicherheitsvorrichtung eine Anstoßerken- nung zugeordnet, die dazu ausgebildet ist, ein Anstoßen der Transportvorrich- tung zu erkennen. Somit kann die Sicherheitsvorrichtung einen weiteren relevan- ten Zustand der Transportvorrichtung ermitteln.

Bevorzugt erkennt die Anstoßerkennung zum Detektieren eines auf die Trans- portvorrichtung einwirkenden Pulses ein Anstoßen, wobei die Anstoßerkennung zwischen einem Beschleunigen der Transportvorrichtung und einem Puls unter- scheidet. Somit kann exakt und präzise eine Ermittlung eines Anstoßens der Transportvorrichtung ermöglicht werden.

Vorzugsweise weist die Sicherheitsvorrichtung eine Masseermittlungseinheit auf, die dazu ausgebildet ist, eine Masse der Transportvorrichtung zu ermitteln. Somit kann auf einfache Art und Weise eine Masse der Transportvorrichtung ermittelt werden.

Die Masseermittlungseinheit ermittelt bevorzugt, auf Basis der auf das zumindest eine Antriebsrad wirkenden Kraft und der jeweils detektierten Beschleunigung, die Masse der Transportvorrichtung im Stillstand und/oder bei einem Bremsvor- gang. Somit kann eine verbesserte Ansteuerung der Transportvorrichtung er- möglicht werden.

Gemäß einer Ausführungsform schätzt die Masseermittlungseinheit eine Masse der Transportvorrichtung, wobei eine Mitkopplungsregelung vorgesehen ist, die, auf Basis der geschätzten Masse und einer durch einen Benutzer der Transport- vorrichtung auf die Transportvorrichtung beaufschlagten Beschleunigung, die Masse der Transportvorrichtung anpasst. Somit kann eine einfache und exakte Ansteuerung der Transportvorrichtung ermöglicht werden, wobei eine Masseer- mittlung ohne direktes Messen der Masse erfolgen kann.

Bevorzugt ist die Sicherheitsvorrichtung dazu ausgebildet, bei einer Detektion ei- nes kritischen Zustands der Transportvorrichtung, aufgrund eines Kippens der Transportvorrichtung und/oder eines auf die Transportvorrichtung einwirkenden Pulses, eine Bremsvorrichtung zu aktivieren. Somit kann ein sicherer und zuver- lässiger Betrieb der Transportvorrichtung ermöglicht werden. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei- spielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer als Kinderwagen ausgebildeten Transportvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrich- tung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer der Sicherheitsvorrichtung von Fig.

1 zugeordneten Steuervorrichtung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Sicherheitsvorrichtung von Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Kippermittlungssystems mit einer Aufteilung von der Transportvorrichtung von Fig. 1 zugeordneten Be- schleunigungen,

Fig. 5 einen schematischen Aufbau des Kippermittlungssystems von Fig. 4,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines weiteren Kippermittlungssystems mit einer Aufteilung von der Transportvorrichtung von Fig. 1 zugeordne- ten Beschleunigungen und Kräfte,

Fig. 7 einen schematischen Aufbau des Kippermittlungssystems von Fig. 6,

Fig. 8 einen schematischen Aufbau einer Sensorfusionseinheit zur Ermittlung der für die Kippermittlungssysteme benötigten Kardanwinkel,

Fig.9 eine vereinfachte Darstellung der Sensorfusionseinheit von Fig. 8,

Fig. 10 eine schematische Darstellung von auf die Transportvorrichtung von Fig.

1 wirkenden Geschwindigkeiten und Beschleunigungen bei einer Bewe- gung der Transportvorrichtung,

Fig. 1 1 einen schematischen Aufbau von auf die Transportvorrichtung von Fig.

1 wirkenden Geschwindigkeiten und Beschleunigungen eines weiteren Kippermittlungssystems,

Fig. 12 eine schematische Darstellung des Kippermittlungssystems von Fig. 11 , Fig. 13 eine schematische Darstellung einer dem Kippermittlungssystem von Fig. 1 1 und Fig. 12 zugeordneten Kipperkennung,

Fig. 14 ein beispielhaftes dreidimensionales Diagramm mit vom Kippermitt- lungssystem von Fig. 11 bis Fig. 13 ermittelten Werten,

Fig. 15 einen schematischen Aufbau einer der Sicherheitsvorrichtung von Fig. 1 bis Fig. 3 zugeordneten Anstoßerkennung, Fig. 16 ein beispielhaftes, der Anstoßerkennung von Fig. 15 zugeordnetes v-t- Diagramm,

Fig. 17 ein beispielhaftes, der Anstoßerkennung von Fig. 15 zugeordnetes a-t- Diagramm,

Fig. 18 ein beispielhaftes, der Anstoßerkennung von Fig. 15 zugeordnetes ä-t- Diagramm,

Fig. 19 eine schematische Draufsicht auf die T ransportvorrichtung von Fig. 1 , Fig. 20 einen schematischen Aufbau einer der Sicherheitsvorrichtung von Fig. 1 bis Fig. 3 zugeordneten Masseermittlungseinheit,

Fig. 21 ein beispielhaftes M-t-Diagramm sowie ein n-t-Diagramm zur Ermittlung eines Bremsvorgangs, und

Fig. 22 einen schematischen Aufbau einer alternativen Masseermittlungseinheit. Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine lediglich exemplarisch als Kinderwagen ausgebildete Transport- vorrichtung 100. Alternativ kann es sich bei der Transportvorrichtung 100 auch um eine Schubkarre, eine Sackkarre, ein Entsorgungsgefäß, insbesondere eine Mülltonne, einen Hubwagen oder dergleichen handeln.

Der Kinderwagen 100 verfügt beispielhaft über ein zusammenlegbares Fahrge- stell 101 und eine Liege- oder Sitzwanne 106 für ein nicht dargestelltes Kind. An dem Fahrgestell 101 ist bevorzugt ferner ein U-förmiger sowie vorzugsweise er- gonomisch höhenverstellbarer Handgriff 1 10 für einen ebenfalls zeichnerisch nicht dargestellten Benutzer des Kinderwagens 100 vorgesehen.

Bevorzugt weist der Kinderwagen 100 mindestens drei Räder 1 16, 1 18, 120, 122 auf. Vorzugsweise sind dabei zwei Räder an einer Hinterachse und ein Rad an einer Vorderachse angeordnet, jedoch können auch zwei Räder an der Vorder- achse und ein Rad an der Hinterachse angeordnet sein. Von den mindestens drei Rädern 116, 118, 120, 122 ist bevorzugt mindestens ein Rad als Antriebsrad 132 ausgebildet. Das zumindest eine Antriebsrad 132 ist vorzugsweise mittels mindestens einer elektrischen Antriebseinheit 142 elektromotorisch antreibbar. Dabei kann das zumindest eine Antriebsrad 132 an der Vorderachse und/oder der Hinterachse angeordnet sein. Bevorzugt sind mindestens zwei Räder als An- triebsräder 120, 122 ausgebildet. Durch die elektrische Antriebseinheit 142 erfolgt eine zumindest teilweise elektro- motorische Unterstützung eines manuellen Schiebe- oder Ziehbetriebs des Kin- derwagens 100 in einer bevorzugten Schiebe- oder Ziehrichtung auf einem im Wesentlichen horizontalen Untergrund 1 15 oder auf einem um einen Winkel f geneigten bzw. schräg verlaufenden Untergrund 1 14 bzw. einer schiefen Ebene. Illustrativ ist der Kinderwagen 100 auf der schiefen Ebene 1 14 angeordnet. Die elektrische Antriebseinheit 142 umfasst hier im Wesentlichen vorzugsweise einen Elektromotor, der zum Beispiel mit einem bürstenlosen, permanenterregten Gleichstrommotor realisiert sein kann und bevorzugt ein Getriebe zur Drehzahl- und Drehmomentanpassung an die Betriebserfordernisse des Kinderwagens bzw. der Transportvorrichtung 100 aufweist. Die Antriebseinheit 142 ist bevorzugt mittels einer elektronischen Regelvorrichtung regelbar.

Zusätzlich oder alternativ können auch die beiden hinteren Räder 120, 122, wie oben beschrieben, als Antriebsräder 132 ausgebildet sein, wobei die Antriebsrä- der in einer derartigen Konstellation zur Realisierung des elektromotorisch unter- stützten Schiebe- oder Ziehbetriebs des Kinderwagens 100 jeweils mittels einer elektrischen Antriebseinheit 142 bevorzugt individuell antreibbar und mit Hilfe der Regelvorrichtung unabhängig voneinander regelbar sind.

An der Transportvorrichtung 100 bzw. dem Kinderwagen ist vorzugsweise eine Detektionseinheit 170 zur Detektion einer Beschleunigung der Transportvorrich- tung 100 vorgesehen. Des Weiteren ist der Transportvorrichtung 100 eine Steuer- vorrichtung 160 zugeordnet, die in Abhängigkeit der von der Detektionseinheit 170 detektierten Signale, insbesondere von der Beschleunigung der Transportvorrich- tung 100, die Transportvorrichtung steuert.

Die Aufnahme und/oder die Aufrechterhaltung des manuellen, zumindest teil- weise elektromotorisch unterstützten Schiebe- oder Ziehbetriebs vollzieht sich nur, wenn eine Benutzerkraft Fu an dem Handgriff 1 10 des Kinderwagens 100 wirkt. Auf den Kinderwagen 100 wirkt die von der elektrischen Antriebseinheit 142 unabhängige Gewichtskraft F_g = m ^* g, wobei m die im Allgemeinen unbe- kannte (Gesamt-)Masse des Kinderwagens 100 darstellt. Im Fall des um den Winkel f geneigten schiefen Untergrunds 1 14 setzt sich die Gewichtskraft F_g vektoriell aus einer Normalkraft F_N und einer Hangabtriebskraft F_H gemäß der Be- ziehung FH = m ^* g ^* sin (cp) zusammen, wobei die Normalkraft FN senkrecht zum geneigten Untergrund 114 bzw. in negativer z-Richtung 103 eines Koordinaten- systems 102 und die Hangabtriebskraft F_H parallel zu diesem bzw. in negativer x- Richtung 104 des Koordinatensystems 102 wirkt. Die mindestens eine elektri- sche Antriebseinheit 142 bewirkt zusammen mit der Benutzerkraft Fu Geschwin- digkeitsänderungen Dn bezüglich der momentanen Geschwindigkeit des Kinder- wagens 100. Dabei erfolgen die Geschwindigkeitsänderungen Dn parallel zum geneigten Untergrund 114 bzw. in x-Richtung 104 des Koordinatensystems 102.

Fig. 2 zeigt die Steuervorrichtung 160 von Fig. 1. Dabei verdeutlicht Fig. 2 die der Steuervorrichtung 160 zugeordnete Detektionseinheit 170, die dazu ausgebildet ist, eine Beschleunigung a der Transportvorrichtung 100 bzw. des Kinderwagens zu detektieren. Erfindungsgemäß wird dabei die detektierte Beschleunigung a an eine der Steuervorrichtung 160 zugeordnete Sicherheitsvorrichtung 200 übermit- telt. Bevorzugt ist die Sicherheitsvorrichtung 200 zur Erkennung eines kritischen Zustands der Transportvorrichtung 100 in Abhängigkeit von der jeweils detektier- ten Beschleunigung a ausgebildet.

Fig. 3 zeigt die Sicherheitsvorrichtung 200 von Fig. 2. Der Sicherheitsvorrichtung 200 ist vorzugsweise eine Kipperkennungseinheit 215 zugeordnet, die dazu ausgebildet ist, ein Kippen der Transportvorrichtung 100 bzw. des Kinderwagens zu erkennen. Im Kon- text der vorliegenden Erfindung wird unter einem„Kippen“ ein Neigen des Kinderwa- gens 100, um z.B. von einer Straße auf einen Gehweg zu fahren bzw. einen Randstein zu überwinden, verstanden. Jedoch hat dies nichts mit einem Umfallen des Kinderwa- gens 100 zu tun. Dabei ist die Kipperkennungseinheit 215 vorzugsweise dazu ausge- bildet, zwischen einer Bewegung der Transportvorrichtung 100 auf einer schiefen Ebene 1 14 und einem Kippen zu unterscheiden. Somit kann ein ungewolltes Beschleu- nigen des Kinderwagens 100 aufgrund der Annahme, dass der Kinderwagen 100 eine schiefe Ebene 114 hochfährt, beim Neigen verhindert werden. Bevorzugt ist der Kip- perkennungseinheit 215 eine Kippwinkelermittlung 210 zugeordnet, die vorzugsweise auf Basis von Trigonometrie und der jeweils detektierten Beschleunigung a der Trans- portvorrichtung 100 einen Kippwinkel a des Kinderwagens 100 ermittelt. Darüber hin- aus weist die Kipperkennungseinheit 215 vorzugsweise eine Kipperkennung 220 auf, die ein Kippen des Kinderwagens 100 durch ein Vergleichen des Neigungswinkels f der schiefen Ebene 114 eines Untergrunds mit dem Kippwinkel a der Transportvorrich- tung 100 ermittelt. Wird ein Kippen der Transportvorrichtung 100 bzw. des Kinderwa- gens erkannt, so wird bevorzugt eine Bremsvorrichtung 250 aktiviert, die dazu ausge- bildet ist, den Kinderwagen 100 zu bremsen.

Darüber hinaus, oder alternativ hierzu, ist der Sicherheitsvorrichtung 200 eine Ansto- ßerkennung 230 zugeordnet, die dazu ausgebildet ist, ein Anstoßen der Transportvor- richtung 100 zu erkennen. Die Anstoßerkennung 230 erkennt dabei ein Anstoßen durch ein Detektieren eines auf die Transportvorrichtung 100 einwirkenden Pulses (1636 in Fig. 18). Bevorzugt unterscheidet die Anstoßerkennung 230 dabei zwischen einem Beschleunigen der Transportvorrichtung 100 und einem Puls. Ein Puls ist dabei die zeitliche Ableitung der Beschleunigung des Kinderwagens bzw. eine vergleichs- weise hohe Beschleunigung in einem vordefinierten Zeitabschnitt, wobei ein Schwell- wert festgelegt werden kann, ab wann die Beschleunigung ein Puls ist. Analog zur Kip perkennungseinheit 215 wird bei einem detektierten Puls bzw. einem Anstoßen die Bremsvorrichtung 250 aktiviert.

Des Weiteren weist die Sicherheitsvorrichtung 200 zusätzlich oder alternativ eine Mas- seermittlungseinheit 240 auf, die dazu ausgebildet ist, die Masse m der Transportvor- richtung 100 zu ermitteln. Dabei ermittelt die Masseermittlungseinheit 240 vorzugs- weise die Masse m in Abhängigkeit der Beschleunigung a der Transportvorrichtung 100 und des Kippwinkels a. Insbesondere ermittelt die Masseermittlungseinheit 240 die Masse m im Stillstand und/oder bei einem Bremsvorgang auf Basis der auf das zumin- dest eine Antriebsrad 132 wirkenden Kraft (FM_OU , FMot2 in Fig. 19) und der jeweils detek- tierten Beschleunigung a. Darüber hinaus kann die Masseermittlungseinheit 240 die Masse m der Transportvorrichtung 100 alternativ oder optional auch schätzen, wobei eine Mitkopplungsregelung (2300 in Fig. 22) vorgesehen ist, die auf Basis der ge- schätzten Masse und einer durch einen Benutzer der Transportvorrichtung 100 auf die Transportvorrichtung 100 beaufschlagten Beschleunigung da/dt die Masse (m_supp in Fig. 22) der Transportvorrichtung 100 anpasst. Es wird darauf hingewiesen, dass der Sicherheitsvorrichtung 200 die Kipperkennungseinheit 215 und/oder die Anstoßerken- nung 230 und/oder Masseermittlungseinheit 240 zugeordnet sein können. Fig. 4 zeigt einen der Kipperkennungseinheit 215 von Fig. 3 zugeordneten Aufbau 400 zur Ermittlung des Kippwinkels a. Dabei zeigt Fig. 4 den horizontalen Untergrund 115, dem ein Koordinatensystem 402 zugeordnet ist, sowie den geneigten Untergrund bzw. die schiefe Ebene 114 von Fig. 1 mit dem beispielhaften Rad 120 des Kinderwagens 100, dem ein Koordinatensystem 410 zugeordnet ist. Das Koordinatensystem 402 weist dabei parallel zum horizontalen Untergrund 1 15 beispielhaft eine x-Richtung auf einer Abszisse x und senkrecht bzw. auf einer Ordinate z eine z-Richtung auf. Des Weiteren weist das Koordinatensystem 410 eine Abszisse 41 1 auf, auf der eine Be- schleunigung a_XR aufgetragen ist, sowie eine Ordinate 412, auf der eine Beschleuni- gung a_ZR aufgetragen ist. Darüber hinaus ist ein Koordinatensystem 420 vorgesehen, das um den Kippwinkel a geneigt ist und eine Abszisse 421 hat, auf der eine Beschleu- nigung ax aufgetragen ist, sowie eine Ordinate 422, auf der eine Beschleunigung az aufgetragen ist. Die Koordinatensysteme 410, 420 haben dabei ihren Ursprung am bei- spielhaften Rad 120. Des Weiteren ist eine Erdbeschleunigung g in Richtung der z- Richtung des Koordinatensystems 402 ausgehend von einem Mittelpunkt des Rades 120 dargestellt.

Bevorzugt werden die Beschleunigungen ax, ay, az mit einem Beschleunigungssensor (811 in Fig. 8), vorzugsweise einem MEMS-Sensor, ermittelt. Um den Kippwinkel a zu ermitteln, müssen die Beschleunigungen a_XR, a_ZR bzw. ax, az des Koordinatensystems 410, 420, dem sogenannten körperfesten System, in das Koordinatensystem 402 bzw. das Ausgangssystem umgerechnet werden. Das Umrechnen der Beschleunigungen erfolgt vorzugsweise mit einer Transformationsmatrix T mittels der drei Kardan-Winkel Y, q, F.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform 450 der Kipperkennungseinheit 215 von Fig. 3. Da- bei weist die Kipperkennungseinheit 450 eine Rechenvorrichtung 510 auf, die dazu ausgebildet ist, aus einer jeweils durch den Beschleunigungssensor (81 1 in Fig. 8) er- mittelten Beschleunigung ax, ay, az, die Erdbeschleunigung g herauszurechnen, um jeweils einen bereinigten Beschleunigungswert a_XR, a_yR, a_ZR zu erhalten. Bevorzugt er- folgt in der Rechenvorrichtung 510 zuerst eine Umrechnung der Beschleunigungen a_XR, a_ZR bzw. ax, az des Koordinatensystems 420 in das Koordinatensystem 402 mit der Transformationsmatrix T. Dabei lautet die Transformationsmatrix T bzw. T420 402_:

Die drei Kardanwinkel Y, q, F werden dabei durch eine Sensorfusionseinheit (800 in Fig. 8 und Fig. 9) ermittelt, die näher in Fig. 8 und Fig. 9 beschrieben wird. Danach er- folgt die Ermittlung der bereinigten Beschleunigungswerte a_XR, a_yR, a_ZR, wobei hierfür die Erdbeschleunigung g analog zu den Beschleunigungen ins Koordinatensystem 402 mit folgender Formel transformiert werden muss:

Daraus sind die bereinigten Beschleunigungswerte a_XR, a_yR, a_ZR wie folgt zu berechnen:

= (ax, ay, az )' - g ₂o

Die bereinigten Beschleunigungswerte a_XR, a_yR, a_ZR sind dadurch wie folgt formuliert:

1 . Gleichung:

a_xR * sin er + a_zR * cos er = 0

2. Gleichung:

^x_R * cos er a_zR * sin er a _Rad

Es wird darauf hingewiesen, dass die Beschleunigung a_Rad bevorzugt der Beschleuni- gung a_xR entspricht und die Beschleunigung a_zR null ist. In einer Ausführungsform 520 der Kippwinkelermittlung 210 von Fig. 3 erfolgt danach die Ermittlung des Kippwinkels a. Dieser kann vorzugsweise aus der 1. Gleichung bzw. der folgenden Formel ermittelt werden:

Der ermittelte Kippwinkel a wird dann an die Kipperkennung 220 weitergeleitet, die überprüft, ob der Kinderwagen 100 gekippt ist oder auf einer schiefen Ebene 1 14 fährt.

Fig. 6 zeigt den Kinderwagen 100 von Fig. 1 , wobei ein der Kipperkennungseinheit 215 von Fig. 3 zugeordneter Aufbau 400 zur Ermittlung des Kippwinkels a verdeutlicht ist.

In Fig. 6 sind die Benutzerkraft Fu sowie die Gewichtskraft F_g jeweils in Kräfte Fux, F_gx in x-Richtung und in Kräfte FUY, F₉Y in y-Richtung aufgeteilt. Des Weiteren ist in Fig. 6 die Beschleunigung ax des Kinderwagens 100 eingetragen. Analog zum Aufbau 400 von Fig. 4 weist der Aufbau 600 ein körperfestes Koordinatensystem 610 auf. Das Ko- ordinatensystem 610 weist eine Ordinate 612 auf, in welche eine Beschleunigung az_ß in z-Richtung erfolgt, sowie eine Abszisse 61 1 , in welche eine Beschleunigung ax_ß in x- Richtung erfolgt. Die Beschleunigung ax ist dabei im Kippwinkel a zur Abszisse 61 1 bzw. zur Beschleunigungsrichtung ax_ß eingezeichnet. Darüber hinaus ist dem Antriebs- rad 132 eine Raddrehzahl n zugeordnet, wobei gemäß einer Ausführungsform die De- tektionseinheit 170, insbesondere durch eine Kippwinkelermittlung (710 in Fig. 7), eine jeweilige Beschleunigung a_x, a_y, a_z, insbesondere die Beschleunigung ax des Kinder- wagens 100 über die Raddrehzahl n des mindestens einen Antriebsrads 132, ermittelt.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform 650 der Kipperkennungseinheit 215 von Fig. 3, die die Rechenvorrichtung 510 von Fig. 5 aufweist, wobei die Rechenvorrichtung 510 in Fig. 7 mit Hilfe der Kardanwinkel Y, q, F und den gemessenen Beschleunigungen ax, ay, az die transformierten und bereinigten Beschleunigungen Q_CB, Q_UB, 3 ermittelt. Da- bei wird wie in Fig. 5 die Erdbeschleunigung g aus den gemessenen Beschleunigun- gen, wie nachfolgend gezeigt, herausgerechnet:

Gemäß des Aufbaus 600 von Fig. 6 wird die Radbeschleunigung a_Rad vorzugsweise über die abgeleitete Raddrehzahl n mit folgender Formel berechnet:

Sobald der Kinderwagen 100 beschleunigt wird, ermittelt eine Ausführungsform 710 der Kippwinkelermittlung 210 den Kippwinkel a mit folgender Formel: aXB

a = cos - ax

Analog zur Kipperkennungseinheit 450 wird der ermittelte Kippwinkel a an die Kipper- kennung 220 weitergeleitet. Die Kipperkennung 220 überprüft dann vorzugsweise, ob der Kinderwagen 100 gekippt ist oder auf einer schiefen Ebene 1 14 fährt.

Fig. 8 zeigt eine der Sicherheitsvorrichtung 200 zugeordnete Sensorfusionseinheit 800, die vorzugsweise dazu ausgebildet ist, auf Basis der jeweils detektierten Beschleuni- gung a_x, a_y, a_z und bevorzugt einer Winkelbeschleunigung w_c, w_g, w_z der Transportvor- richtung 100 die drei Kardanwinkel q, F, Y einer aktuellen Position der Transportvor- richtung 100 zu berechnen. Die Sensorfusionseinheit 800 weist vorzugsweise die De- tektionseinheit 170 auf, der vorzugsweise zumindest ein Beschleunigungssensor 81 1 zugeordnet ist. Bevorzugt ist der zumindest eine Beschleunigungssensor 81 1 als MEMS-Sensor ausgebildet. Mithilfe der durch den zumindest einen Beschleunigungs- sensor 81 1 ermittelten Beschleunigung kann anschließend mittels einer Lageberech- nungseinheit 812 eine Lageberechnung des Kinderwagens 100 erfolgen. Die ermittel- ten Daten werden nachfolgend einer weiteren Einheit 815 übermittelt, die ein Gyroskop 813 sowie einen Kalmannfilter 814 aufweist. In der Einheit 815 werden dann die ermit- telten Werte transformiert, berechnet und/oder gefiltert, um die Kardanwinkel Y, q, F zu erhalten.

Fig. 9 zeigt die Sensorfusionseinheit 800 von Fig. 8, wobei als Eingangsgrößen die ge- messenen Beschleunigungen ax, ay, az sowie die Winkelbeschleunigungen w_c, oo_y, w_z des Kinderwagens 100 dienen und die Kardanwinkel Y, q, F als Ausgangsgrößen aus- gegeben werden. Dabei werden die Kardanwinkel Y, q, F mit folgenden Formeln be- rechnet:

Dabei ist u die Geschwindigkeit in x-Richtung, v die Geschwindigkeit in y-Richtung und w die Geschwindigkeit in z-Richtung. Des Weiteren ist p die Winkelbeschleunigung in x-Richtung, q die Winkelbeschleunigung in y-Richtung und r die Winkelbeschleunigung in z-Richtung.

Wenn p = q = r = 0 und ü = v = w = 0, bei einer konstanten Geschwindigkeit, dann gilt folgende Formel:

Infolge dessen können die beiden Winkel Q und F über folgende Formel berechnet werden:

Die beiden Winkel Q und F werden unter anderem benötigt, um die Erdbeschleunigung g aus den von dem Beschleunigungssensor 811 gemessenen Beschleunigungen her- auszurechnen. Dabei werden schnelle Drehvorgänge aus den Winkelgeschwindigkei- ten berechnet. Die von dem Beschleunigungssensor 81 1 ermittelten Beschleunigungs- werte werden vorzugsweise zur absoluten Winkelberechnung verwendet. Dadurch wird der Drehwinkel unabhängig von der Nutzerbeschleunigung.

Fig. 10 zeigt den Kinderwagen 100 von Fig. 1 bei einer Bewegung. Um den Kippwinkel a auch bei einer Bewegung des Kinderwagens 100 berechnen zu können, müssen die Kinderwagenbeschleunigung und die Zentrifugalbeschleunigung kompensiert werden. Dabei setzt sich die Beschleunigung wie folgt zusammen:

(Cc g * Sin Q + O-c w_agen

Stellt man die Formel nach Q um, so erhält man:

- (a_x— a_x Wagen)

Q = sin -1

9

Bei einer Drehung errechnet sich die Beschleunigung wie folgt: a_Y = g * sin F * sin Q + a_YZen.

Die Wagenbeschleunigung in x-Richtung kann vorzugsweise, wie oben beschrieben, aus der Raddrehzahl n berechnet werden:

Die Zentrifugalkraft wird aus dem Rotationsradius r und der Radgeschwindigkeit be- rechnet:

Die Transformation der Winkelgeschwindigkeit in Euler bzw. ins körperfeste Koordina- tensystem erfolgt dabei über folgende Formel:

wobei F der Roll-Winkel ist und Q der Pitch-Winkel ist. Mit Hilfe des Kippwinkels a kann die Hangabtriebskraft kompensiert werden, um das Fahrverhalten und/oder das Bremsverhalten des Kinderwagens 100 zu verbessern.

Fig. 1 1 zeigt einen der Kipperkennungseinheit 215 von Fig. 3 zugeordneten Aufbau 1 100 zur Ermittlung des Kippwinkels a. Fig. 1 1 verdeutlicht trigonometrische Zusam- menhänge der einzelnen, auf den Kinderwagen 100 wirkenden Vektoren. Dabei weist ein erstes rechtwinkliges Dreieck 1 1 12 eine Hypotenuse auf, die als Radabstand r1 von einem Vorderrad zu einem Hinterrad des Kinderwagens 100 definiert ist. Des Wei- teren ist zwischen der Hypotenuse und der Ankathete v1 der Kippwinkel a angeordnet und die Gegenkathete y1 definiert eine Höhe, bevorzugt die Höhe, die das gekippte Rad des Kinderwagens 100 aufweist. Ein zweites rechtwinkliges Dreieck 1 13 weist da- bei eine Hypotenuse s1 auf, die eine Strecke auf einer schiefen Ebene, der bevorzugt eine Geschwindigkeit v2 zugeordnet ist, definiert. Die Strecke s1 weist dabei einen Nei- gungswinkel f auf, wobei die Gegenkathete des zweiten Dreiecks 1 13 die Gegenka- thete des ersten Dreiecks 1 1 12 ist. Darüber hinaus ist ein allgemeines Dreieck 1 1 14 vorgesehen, das den Radabstand r1 , den Kippwinkel a mit dem Vektor v1 sowie die Strecke s1 aufweist.

Der vorliegende Aufbau 1 100 weist vorzugsweise drei Zustände auf, wobei ein Über- gangszustand existiert, wenn gerade ein Kippvorgang stattgefunden hat, und in dem der Neigungswinkel f gleich dem Kippwinkel a ist. Des Weiteren ist ein nicht gekippter Zustand vorgesehen, in dem eine Strecke s1 _f, die dem Dreieck 1 1 13 mit dem Winkel f zugeordnet ist, gleich einer Strecke s1 _a ist, die dem Dreieck 1 1 14 mit dem Winkel a zu- geordnet ist. Darüber hinaus gibt es einen gekippten Zustand, bei dem der Betrag der Ableitung des Kippwinkels a größer null ist und die Geschwindigkeit v null ist, also \ά\ > 0 und v = 0.

Fig. 12 zeigt eine dem Aufbau 1 100 von Fig. 1 1 zugeordnete Ausführungsform 1 105 der Kippwinkelermittlung 210 von Fig. 3. Dabei ist die Kippwinkelermittlung 1 105 dazu ausgebildet, den Kippwinkel a über die trigonometrischen Beziehungen der beiden rechtwinkligen Dreiecke 1 1 12, 1 1 13 zu ermitteln, wobei hierfür die Strecke y1 in beiden Dreiecken 1 1 12, 1 1 13 gleich groß ist. Bevorzugt wird die Strecke y1 im Dreieck 1 1 12 mit dem Kippwinkel a, bzw. eine Strecke y1 _a, ermittelt und die Strecke y1 wird im Drei- eck 1 1 13 mit dem Neigungswinkel cp, bzw. eine Strecke y1 _f, ermittelt. Die beiden Stre- cken y1 _a, y^ werden mit folgenden Formeln berechnet: yl_a = sin a * r_t

g1_f = s\rup * s₁

Aus dem Gleichungssystem der beiden Formeln lässt sich so der Kippwinkel a berech- nen, der vorzugsweise in der Recheneinheit 1 102 mit bevorzugt folgenden Formeln er- mittelt wird: yl_a = yl<p

sin a * r_t = a = arcsin

Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform 1 150 der Kipperkennung 220 von Fig. 3, die bevor- zugt dem Kinderwagen 100 einen der in Fig. 1 1 beschriebenen Zustände zuordnet. Da- bei ist für jeden der vorzugsweise drei Zustände eine Erkennungseinheit 1 1 10, 1 120, 1 130 vorgesehen, wobei die Erkennungseinheit 1 1 10 in Abhängigkeit der Strecken s1 _a und s1 _<p, den zweiten, nicht gekippten Zustand erkennt, die Erkennungseinheit 1 120 in Abhängigkeit des Kippwinkels a und des Neigungswinkels f einen Übergang nach ei- nem Kippen erkennt, und wobei die Erkennungseinheit 1 130 in Abhängigkeit des Be- trags der Ableitung des Kippwinkels |ά| bzw. einer Kippwinkeländerung und einer Ge- schwindigkeit v des Kinderwagens 100, ein Kippen erkennt. Bevorzugt werden die von den Erkennungseinheiten 1 1 10, 1 120, 1 130 ermittelten Zustände an eine Auswerteein- heit 1 140 gesendet, die bei einer Detektion eines Kippens bevorzugt die Bremsvorrich- tung 250 aktiviert. Alternativ oder optional kann die Auswerteeinheit 1 140 dazu ausge- bildet sein, bei einer Detektion eines Kippens die Hangabtriebskomponente, insbeson- dere des Antriebsrads 132, abzuschalten. Dabei werden die benötigten Eingangsgrö- ßen der Erkennungseinheiten 1 1 10, 1 120, 1 130, bzw. die Strecken s1 _a und s1 _f, der Neigungswinkel f und/oder der Betrag der Ableitung des Kippwinkels |ά| und die Ge- schwindigkeit v des Kinderwagens 100, über folgende Formeln ermittelt:

Fig. 14 zeigt ein beispielhaftes dreidimensionales Diagramm 1210, wobei an einer Achse 121 1 die Geschwindigkeit v in m/s aufgetragen ist, an einer Achse 1212 die ne- gative Winkelbeschleunigung w in rad/s, sowie an einer Achse 1213 der Kippwinkel a und der Neigungswinkel cp, jeweils in Grad, dargestellt sind. Dabei verdeutlicht Fig. 14, dass vorzugsweise ab einem Neigungswinkel f > 20° die Steigung, bzw. Neigung, eli- miniert wird. Darüber hinaus wird das Kippen vorzugsweise nur bei einer geringen Ge- schwindigkeit bzw. Fahrgeschwindigkeit v des Kinderwagens 100 erkannt. Dabei er- folgt die Ermittlung eines Kippens durch eine Plausibilisierung der Steigung bzw. des Neigungswinkels cp.

Fig. 15 zeigt eine Ausgestaltung der Anstoßerkennung 230 von Fig. 2, die in Abhängig- keit von der Beschleunigung a ein Anstoßen des Kinderwagens 100 detektiert. Vor- zugsweise unterscheidet die Anstoßerkennung 230 dabei zwischen einem Anfahren des Kinderwagens 100 und einem Anstoßen bzw. Wegschubsen, wobei dies anhand der Höhe der Beschleunigungsänderung des Kinderwagens 100 erfolgt.

Der Anstoßerkennung 230 ist dabei eine Recheneinheit 1510 zugeordnet, die vorzugs- weise dazu ausgebildet ist, eine Ableitung ä der Beschleunigung a, einen sogenannten Puls ä, zu berechnen. Der Puls ä wird anschließend in einer Vergleichseinheit 1520 mit einem vorgegebenen, bevorzugt einstellbaren Schwellwert SW, verglichen. Ist der er- mittelte Puls ä größer als der Schwellwert SW, so liegt ein Anstoßen vor und die Ansto- ßerkennung 230 aktiviert vorzugsweise die Bremsvorrichtung 250.

Fig. 16 zeigt ein Diagramm 1600 mit einem Koordinatensystem 1613, das eine Abs- zisse 161 1 aufweist, auf der eine Zeit t in Sekunden s aufgetragen ist, und das eine Or- dinate 1612 aufweist, auf der eine Geschwindigkeit v, insbesondere des Kinderwagens 100 in m/s, aufgetragen ist. Dem Diagramm 1600 ist dabei eine Geschwindigkeits-Zeit- Kurve 1615 zugeordnet, wobei die Kurve 1615 ab einem Zeitpunkt t1 einen beispielhaf- ten exponentiellen Verlauf aufweist. Bevorzugt befindet sich der Kinderwagen 100 bis zum Zeitpunkt t1 im Stillstand und beginnt sich ab dem Zeitpunkt t1 zu bewegen.

Fig. 17 zeigt ein Diagramm 1620 mit einem Koordinatensystem 1623, das eine Abs- zisse 1621 aufweist, auf der eine Zeit t in Sekunden s aufgetragen ist, und das eine Or- dinate 1622 aufweist, auf der eine Beschleunigung a in m/s² aufgetragen ist. Dem Dia- gramm 1620 ist dabei eine Beschleunigungs-Zeit-Kurve 1625 zugeordnet, die zum Zeitpunkt t1 eine vergleichsweise steile Steigung aufweist und nach Erreichen eines Höhepunkts flach abfällt.

Fig. 18 zeigt ein Diagramm 1630 mit einem Koordinatensystem 1633, das eine Abs- zisse 1631 aufweist, auf der eine Zeit t in Sekunden s aufgetragen ist, und das eine Or- dinate 1632 aufweist, auf der ein Puls ä in m/s³ aufgetragen ist. Dem Diagramm 1630 ist dabei eine Puls-Zeit-Kurve 1635 zugeordnet, sowie ein Schwellwert 1637. Die Kurve 1635 steigt zum Zeitpunkt t1 vergleichsweise steil an, bis zu einem Höhepunkt 1636, und fällt danach wieder relativ schnell ab. Der Höhepunkt 1636 liegt illustrativ oberhalb des Schwellwerts 1637, wodurch die Anstoßerkennung 230 ein Anstoßen detektiert und vorzugsweise die Bremsvorrichtung 260 aktiviert.

Fig. 19 zeigt den Kinderwagen 100 von Fig. 1 mit der Masseermittlungseinheit 240 von Fig. 3. Dabei zeigt Fig. 19 die illustrativ vier Räder 116-122, wobei die beiden Räder 1 16, 118 als Lenkrollen zum Lenken des Kinderwagens 100 ausgebildet sind und wo bei die Räder 120, 122 als Antriebsräder 132 ausgebildet sind. Dabei sind die Antriebs- räder 132 in Längsrichtung 2119 um einen Abstand 11 von einem Schwerpunkt S des Kinderwagens 100 entfernt angeordnet. Des Weiteren sind die beiden Antriebsräder 132 um einen Abstand D in Querrichtung 21 18 des Kinderwagens 100 voneinander be- abstandet. In dem Schwerpunkt S greift dabei auch die y-Komponente Fgy der Ge- wichtskraft Fg an. Bevorzugt wirken bei einer Bewegung des Kinderwagens 100 auf die Antriebsräder 132 jeweils eine Kraft F_MOU , F_Mot2, die in Fig. 19 illustrativ nach rechts ge- richtet eingezeichnet ist.

Vorzugsweise ermittelt die Masseermittlungseinheit 240, auf Basis der auf das zumin- dest eine Antriebsrad 132 wirkenden Kraft F_MOU , F_Mot2 und der jeweils detektierten Be- schleunigung a, die Masse m des Kinderwagens 100 im Stillstand und/oder bei einem Bremsvorgang. Dabei erfolgt eine Masseermittlung im Stillstand, wenn der Kinderwa- gen 100 durch eine Positionsregelung an einem Hang bzw. auf der schiefen Ebene 1 14 von Fig. 1 gehalten wird und ein Nutzer den Kinderwagen 100 nicht festhält, d.h. wenn der Kinderwagen 100 alleinig durch die Positionsregelung im Stillstand gehalten wird. Eine derartige Positionsregelung ist aus dem Stand der Technik bekannt, wes- halb hier Zwecks Knappheit der Erfindung auf eine eingehende Beschreibung verzich- tet wird. Dabei wird die Masse über folgende Formel ermittelt:

Erkennt die Positionsregelung eine Anwesenheit eines Nutzers, so wird die Masseer- mittlungseinheit 240 abgeschaltet.

Fig. 20 zeigt die Masseermittlungseinheit 240 von Fig. 3, die zur Masseschätzung wäh- rend eines Bremsvorgangs ausgebildet ist, wobei die Masseermittlungseinheit 240 ge- mäß einer Ausführungsform mit einem RLS-Algorithmus 21 10 realisiert wird. Dabei wird während eines Bremsvorgangs die Masse m mit dem RLS-Algorithmus 2110 ge- schätzt, um das Bremsverhalten zu verbessern. Folgende Gleichung wird dabei durch den RLS-Algorithmus 21 10 gelöst:

^Mot TU * CL (F_u + p_Reiöi_tn^ )

Vorzugsweise weist der RLS-Algorithmus 21 10 als Eingangsgrößen zumindest die bei- spielhaft beiden Kräfte F_MOU , F_MOI2, die Beschleunigung a und eine Negation -1 auf; op- tional kann der Neigungswinkel f als Eingangsgröße ausgebildet sein. Als geschätzte Ausgangsgrößen liefert der RLS-Algorithmus 21 10 die Nutzerkraft Fu sowie die Masse m.

Fig. 21 zeigt ein der Masseermittlungseinheit 240 von Fig. 3 zugeordnetes Drehmo- ment-Zeit-Diagramm 2210 sowie ein Drehzahl-Zeit-Diagramm 2220. Das Drehmoment- Zeit-Diagramm 2210 weist eine Kurve 2215 auf, wobei eine Abszisse 2211 , auf der eine Zeit t aufgetragen ist, und eine Ordinate 2212, auf der ein Drehmoment M aufge- tragen ist, vorgesehen sind. Die Kurve 2215 weist vorzugsweise einen annähernd ex ponentiell steigenden Verlauf auf. An einem Zeitpunkt t2 ist eine beispielhafte Schwelle 2202 des Drehmoments überschritten, die charakteristisch für einen Bremsvorgang ist.

Das Drehmoment-Zeit-Diagramm 2210 weist bevorzugt eine Abszisse 2221 auf, auf der eine Zeit t aufgetragen ist, und eine Ordinate 2222, auf der eine Drehzahl n des Antriebsrads 132 aufgetragen ist. Illustrativ verläuft eine dem Drehmoment-Zeit-Dia- gramm 2210 zugeordnete Kurve 2225 bis zum Zeitpunkt t2 annähernd konstant und fällt anschließend bis zum Stillstand des Kinderwagens 100 ab. Dabei beschreibt ein Bereich 2229, bzw. das Abfallen der Kurve 2225, einen Bremsvorgang des Kinderwa- gens 100.

Fig. 22 zeigt eine weitere Ausführungsform 2300 der Masseermittlungseinheit 240 von Fig. 3, wobei analog zur Masseermittlungseinheit 240 eine Masse m des Kinderwagens 100 geschätzt wird und wobei eine Mitkopplungsregelung 2300 vorgesehen ist. Die Mitkopplungsregelung 2300 passt vorzugsweise die auf Basis der geschätzten Masse und einer durch einen Benutzer des Kinderwagens 100 auf den Kinderwagen 100 be- aufschlagten Beschleunigung da/dt die Masse m bzw. m_supp des Kinderwagens 100 an. Somit kann ein Massewert bzw. ein Unterstützungsgrad ohne eine direkte Masse- schätzung auskommen. Dabei wird durch die Änderung der Beschleunigung da und durch die Beschleunigung a eine Masse, bzw. eine Unterstützung des Kinderwagens 100, eingestellt, welche sich je nach dem Verhalten des Nutzers einstellt. Wenn der Nutzer beschleunigt, wird durch die Mitkopplungsregelung 2300 der Massewert m_supp und damit die Unterstützung erhöht. Wird zu viel unterstützt, leitet der Nutzer eine Verringerung des Beschleunigungswertes und damit eine Änderung der Beschleu- nigung da ein. Dadurch wird der Unterstützungsgrad beibehalten oder verringert und der Unterstützungsgrad stellt sich selbstständig ein. Die Mitkopplungsregelung 2300 weist vorzugsweise eine Regelstrecke 2310 auf, der die Nutzerkraft Fu, der Term g ^* sin f für die schiefe Ebene 114, und eine Motorkraft, bzw. die beiden Kräfte F_MOU , F_Mot2, zugeführt werden, die in einem Summationspunkt 231 1 addiert werden. Anschließend erfolgt eine Rechenstufe 2312, bzw. 1/m, in der die

Beschleunigung a und die Beschleunigung a einer Rechenstufe 2313, bzw. 1/s, zuge- führt werden, um die Geschwindigkeit v zu bestimmen. Die Beschleunigung a wird vor- zugsweise weiter zur Erstellung an eine Referenz-Kennlinie 2320 und an eine weitere Rechenstufe 2322, bzw. da/dt, geleitet. Dabei wird mittels der Referenz-Kennlinie 2320 eine geschätzte Masse m in Abhängigkeit von der Beschleunigung a ermittelt. Mit der in der Regelstufe 2322 ermittelten Änderung der Beschleunigung da wird in einer Re- chenstufe K anschließend ein Verstärkungsgrad für da zur Steuerung des Unterstüt- zungsgrades ermittelt und als Änderung der Masse dm ausgegeben. An einem Sum- mationspunkt 2324 werden dann die geschätzte Masse m und die Änderung der Masse dm summiert, wobei die geschätzte Masse m vorzugsweise addiert wird und die

Änderung der Masse dm bevorzugt subtrahiert wird. Darauf folgen vorzugsweise eine Rechenstufe 2325 und eine Rechenstufe 2326, wobei der Rechenstufe 2326 vorzugs- weise eine Zeitkonstante Ts eines Tiefpasses zugeordnet ist. Nach den bevorzugt zwei Rechenstufen 2325, 2326 erhält man den Massewert m_supp. Der Massewert m_supp wird anschließend mit der Gewichtskraft und dem sin f bzw. g ^* sin f kombiniert, wo bei das Ergebnis daraus als Motorkraft wiederum der Regelstrecke 2310 zugeführt wird.

Claims

Ansprüche

1. Transportvorrichtung (100), insbesondere Kinderwagen, mit mindestens drei Rädern (116, 118, 120, 122) und mit einem Handgriff (1 10) für einen Benut- zer, wobei von den mindestens drei Rädern (1 16, 118, 120, 122) mindestens ein Rad (120, 122) als Antriebsrad (132) ausgebildet ist, das mittels einer zu- geordneten elektrischen Antriebseinheit (142) elektromotorisch antreibbar ist, um eine zumindest teilweise elektromotorische Unterstützung eines ma- nuellen Schiebe- oder Ziehbetriebs der Transportvorrichtung (100) durch den Benutzer zu ermöglichen, gekennzeichnet durch eine Detektionseinheit

(170) zur Detektion einer Beschleunigung (a) der T ransportvorrichtung (100), und eine Sicherheitsvorrichtung (200) zur Erkennung eines kritischen Zu- stands der Transportvorrichtung (100) in Abhängigkeit von einer jeweils de- tektierten Beschleunigung (a).

2. Transportvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsvorrichtung (200) eine Kipperkennungseinheit (215) zugeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, ein Kippen der Transportvorrichtung (100) zu er- kennen.

3. Transportvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kipperkennungseinheit (215) dazu ausgebildet ist, zwischen einer Bewegung der T ransportvorrichtung (100) auf einer schiefen Ebene (1 14) und einem Kippen zu unterscheiden.

4. Transportvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipperkennungseinheit (215) eine Kippwinkelermittlung (210) zuge- ordnet ist, die auf Basis von Trigonometrie und der jeweils detektierten Be- schleunigung (a) der Transportvorrichtung (100) einen Kippwinkel (a) der Transportvorrichtung (100) ermittelt.

5. Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kipperkennungseinheit (215) eine Kipperkennung (220) aufweist, die ein Kippen der Transportvorrichtung (100) durch ein Ver- gleichen eines Neigungswinkel (cp) einer schiefen Ebene (114) eines Unter- grunds mit einem Kippwinkel (a) der Transportvorrichtung (100) ermittelt.

6. Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (170) die jeweils detektierte Be- schleunigung (a) der Transportvorrichtung (100) mittels eines Beschleuni- gungssensors (811 ) ermittelt.

7. Transportvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rechenvorrichtung (510) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, aus einer jeweils mittels des Beschleunigungssensors (811 ) ermittelten Beschleuni- gung (a_x, a_y, a_z), die Erdbeschleunigung herauszurechnen, um jeweils einen bereinigten Beschleunigungswert (a_XR, a_yR, a_ZR; a_XB, a_yB, a_Zß) zu erhalten.

8. Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsvorrichtung (200) eine Sensordatenfu- sionseinheit (800) zugeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, auf Basis der je- weils detektierten Beschleunigung (a_x, a_y, a_z) und einer Winkelbeschleuni- gung (w_c, w_g, w_z) der Transportvorrichtung (100) die drei Kardanwinkel (q, F, Y) einer aktuellen Position der Transportvorrichtung (100) zu berechnen.

9. Transportvorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechenvorrichtung (510) auf Basis der jeweils detektierten Beschleuni- gung (a_x, a_y, a_z) und der drei Kardanwinkel (q, F, Y) die jeweils bereinigte Beschleunigung (a_XR, a_yR, a_ZR; a_Xß, a_yß, a_Zß) der Transportvorrichtung (100) ermittelt.

10. Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (170) eine jeweilige Beschleuni- gung (a_x, a_y, a_z) der Transportvorrichtung (100) über eine Raddrehzahl (n) des mindestens einen Antriebsrads (132) ermittelt.

1 1. Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsvorrichtung (200) eine Anstoßerken- nung (230) zugeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, ein Anstoßen der Trans- portvorrichtung (100) zu erkennen.

12. Transportvorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anstoßerkennung (230) zum Detektieren eines auf die Transportvorrichtung (100) einwirkenden Pulses (1636) ein Anstoßen erkennt, wobei die Ansto- ßerkennung (230) zwischen einem Beschleunigen der Transportvorrichtung (100) und einem Puls (1636) unterscheidet.

13. Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsvorrichtung (200) eine Masseermitt- lungseinheit (240) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Masse (m) der Transportvorrichtung (100) zu ermitteln.

14. Transportvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseermittlungseinheit (240), auf Basis der auf das zumindest eine An- triebsrad (132) wirkende Kraft (FM_OU , FMot2) und der jeweils detektierten Be- schleunigung (a), die Masse (m) der Transportvorrichtung (100) im Stillstand und/oder bei einem Bremsvorgang ermittelt.

15. Transportvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseermittlungseinheit (240) eine Masse (m) der Transportvorrichtung (100) schätzt und wobei eine Mitkopplungsregelung (2300) vorgesehen ist, die auf Basis der geschätzten Masse und einer durch einen Benutzer der Transportvorrichtung (100) auf die Transportvorrichtung (100) beaufschlagte Beschleunigung (da/dt) die Masse (m_supp) der Transportvorrichtung (100) anpasst.

16. Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsvorrichtung (200) dazu ausgebildet ist, bei einer Detektion eines kritischen Zustands der Transportvorrichtung (100), aufgrund eines Kippens der Transportvorrichtung (100) und/oder eines auf die Transportvorrichtung (100) einwirkenden Pulses, eine Bremsvorrichtung (250) zu aktivieren.