WO2022180114A1 - Terrestrial vehicle - Google Patents

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WO2022180114A1
WO2022180114A1 PCT/EP2022/054555 EP2022054555W WO2022180114A1 WO 2022180114 A1 WO2022180114 A1 WO 2022180114A1 EP 2022054555 W EP2022054555 W EP 2022054555W WO 2022180114 A1 WO2022180114 A1 WO 2022180114A1
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WO
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situation
land vehicle
control unit
determined
driving
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/054555
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German (de)
French (fr)
Inventor
Balthasar Stelzner
Joachim Köninger
Alexander Schmitt
Thomas Marik
Valentina Unakafova
Anton Unakafov
Max Batt
Julien HENAUT
Fabian Deuchler
Original Assignee
HeartGo GmbH
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Publication date
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    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/369Electroencephalography [EEG]
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    • A61B5/6887Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
    • A61B5/6893Cars
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    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6887Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
    • A61B5/6895Sport equipment

Definitions

  • the invention relates to a land vehicle.
  • Conventional land vehicles exist that can be propelled by both human power of a driver and an engine.
  • An example of such a land vehicle is an electric bicycle, which can be a pedelec in particular.
  • the land vehicles usually have a control unit that controls the power released by the engine to propel the land vehicle.
  • Conventional control units have the problem that they do not adapt the power of the engine, or do not do so quickly enough, in the event of abrupt changes in the driver's effort.
  • An example of such an abrupt change in effort is when the driver has to exert more effort at the beginning of a hill.
  • the power of the engine would be reduced quickly when driving downhill, so that the land vehicle is traveling at too high a speed and the associated increased risk of accidents is avoided.
  • Another example would be the launch of the land vehicle.
  • the engine should give strong support to the start, for example to avoid the driver of the electric bicycle swaying during the start, which can be potentially dangerous for the driver.
  • the motor can be an electric motor, for example, and the land vehicle can have a battery that is set up to supply the electric motor with electrical energy.
  • the support level u(t) can be positive, whereby the engine drives the land vehicle, and/or negative, whereby the engine brakes the land vehicle.
  • An example of the engine that is set up to drive and brake the land vehicle is the electric motor that is set up to carry out recuperation, i.e. the effort A(t) of the driver and/or a kinetic energy of the driver and/or the land vehicle in to convert electrical current.
  • the control unit is set up that
  • control support level u(t) in small increments.
  • the increments can be a maximum of 3%, in particular maximum 1.5% or maximum 1%.
  • the maximum range of the assistance level u(t) can be from 0% to 100% or, in the event that the engine is also set up to brake the land vehicle, from -100% to 100%.
  • the speed measuring device can be set up, for example, to determine the speed v(t) from the speed of a wheel of the land vehicle, in particular a wheel of an electric bicycle, and the diameter of the wheel.
  • Effort measuring device comprise a torque sensor which is set up to measure a torque generated by the driver during his exertion A(t) and an angular velocity sensor which is set up to measure an angular velocity associated with the torque.
  • the angular velocity can be a speed, for example.
  • the power P(t) can then be determined as the product of the torque and the angular velocity.
  • the speed threshold value Sp can be, for example, from 5 km/h to 12 km/h, with low speeds being more suitable for those drivers who are untrained and high speeds being more suitable for those drivers who are well trained.
  • Power threshold value S p can be, for example, from 30 watts to 120 watts. Low wattages, such as from 30 watts to 75 watts, are more appropriate when the land vehicle is a lightweight electric bike. High powers, such as from 50 watts to 120 watts, are more appropriate when the land vehicle is a heavy electric bicycle, such as a mountain bike, or has more than two wheels. It also applies here that rather low values from the respective areas are suitable for those drivers who are untrained, and rather high values from the respective areas are suitable for those drivers who are well trained.
  • control unit is set up, in the event that the answer to the first query is no, to query in a second query whether v(t) ⁇ Sv+Cv and P ⁇ t) ⁇ Sp+Cp and ( v(t)-v(t-iv))/TV ⁇ S DV , and in case the answer to the second query is yes, to determine the driving situation as the starting situation, where Cv is a positive constant, Cp is a is a positive constant, iv is a deceleration, and S DV is a negative acceleration threshold.
  • the second query describes a situation in which the starting situation lasts longer and is associated with problems that lead to a drop in velocity v(t). This allows the starting situation to be determined particularly quickly and reliably.
  • Cv depends on the type of land vehicle.
  • C p can be from 0 to 50 watts, with the constant C p being from 10 watts to 20 watts suitable for most electric bicycles.
  • the delay iv can be, for example, from 1 s to 3 s.
  • the motor can quickly support the driver at the beginning of an incline.
  • the downhill situation and the support level LZ ab (t) associated with it it can be avoided that the motor provides too much support when driving downhill, as a result of which an excessive speed and the associated risk of an accident can be avoided.
  • the stable situation and the assistance level LZ stabii (t) associated with it all those driving situations can be covered that are not the starting situation, the uphill situation or the downhill situation.
  • ui, start is from -5% to 100%, or from 0% to 100%, or from 10% to 100%. It is preferred that ui, auf is from -5% to 100%, or from 0% to 100%, or from 10% to 100%. It is preferred that ui, stable is from - 50% to 50% or from 0% to 50%. It is preferred that ui is from -100% to 5% or from 0% to 5%.
  • the uphill situation can be reliably determined by this query if the driving situation was determined as the stable situation or as the starting situation at the point in time tt.
  • dD(t) By using the force gradient dD(t), it is advantageously not necessary to determine the inclination of the land vehicle, for example by means of an inclination sensor, to determine the uphill situation.
  • i can be from 0.1 s to 2 s, in particular 1 s.
  • S DI depends on the aerodynamics of the land vehicle. For example, S DI can be determined by the formula 0.07*M, where M is the sum of the masses of the driver and the land vehicle in kg and S DI is given in N.
  • S DI can be from 3.5 N to 14 N, which corresponds to an M of 50 kg to 200 kg
  • k ü can be, for example, from 0.1 s/N to 0.5 s/N
  • I D can be, for example, from 2 s to 5 s.
  • the rotational force D(t) is directed in the tangential direction of the drive wheel and can act on the outer end in the radial direction of the drive wheel.
  • the uphill situation can be reliably determined by this query if the driving situation was also determined as the uphill situation at the point in time tt.
  • i can be from 0.1 s to 2 s, in particular 1 s.
  • S DI depends on the aerodynamics of the land vehicle.
  • S DI can be determined by the formula 0.07*M, where M is the sum of the masses of the driver and the land vehicle in kg and S DI is given in N.
  • M is the sum of the masses of the driver and the land vehicle in kg
  • S DI is given in N.
  • S DI can be from 3.5 N to 14 N, which corresponds to an M of 50 kg to 200 kg
  • k ü can be, for example, from 0.1 s/N to 0.5 s/N .
  • I D can be, for example, from 2 s to 5 s.
  • H D depends on the terrain on which the land vehicle is traveling. The hillier the terrain, the higher H D should be selected.
  • the rotational force D(t) is directed in the tangential direction of the drive wheel and can act on the outer end in the radial direction of the drive wheel.
  • the downhill situation can be reliably determined by this query.
  • dD(t) By using the force gradient dD(t), it is advantageously not necessary to determine the inclination of the land vehicle, for example by means of an inclination sensor, to determine the downhill situation.
  • t can be from 0.1 s to 2 s, in particular 1 s.
  • S D 2 can be from 3.65 N to 2.5 N, which corresponds to an M of 50 kg to 200 kg.
  • k D can be, for example, from 0.1 s/N to 0.5 s/N.
  • I D can be, for example, from 2 s to 5 s.
  • the rotational force D(t) can be directed in the tangential direction of the drive wheel and can act on the end lying on the outside in the radial direction of the drive wheel.
  • the control unit is preferably set up, in the event that the driving situation is not determined as the starting situation, the uphill situation or the downhill situation, to determine the driving situation as the stable situation. As a result, the control unit is set up to determine precisely four different driving situations.
  • the control unit is preferably set up to control the engine power Pn(t) provided by the engine to drive the land vehicle as a function of the support level u(t) and the power P ⁇ t) of the driver. This is the case, for example, when the land vehicle is a pedelec.
  • the factor K indicates the maximum possible motor support. K can be, for example, from 1 to 5 and is in particular 3.
  • the land vehicle has a body sensor that is set up to measure physiological data PD ( t ) of the driver's body, and a computing unit that is set up to create a forecast mPD ( t + T) of the physiological data, wherein the control unit is set up to provide a predetermined reference variable for the physiological data PD(t), to take the prognosis mPD ⁇ t+T) as a controlled variable and to select a support level U2(t) of the motor as a manipulated variable, the control unit being set up , to choose a predetermined constant ui,start for u start (t) if ui, start >U2(t), or to choose for u start (t) with ) if m ⁇ t ) > m, start .
  • u start ( t ) max [ ui,start, m ⁇ t ) ] .
  • the land vehicle has a body sensor that is set up to measure physiological data PD(t) of the driver's body, and a computing unit that is set up to create a prognosis mPD ⁇ t+T) of the physiological data, wherein the control unit is set up to provide a predetermined reference variable for the physiological data PD ⁇ t ), to take the prognosis mPD ⁇ t + T) as a controlled variable and to select a support level U2(t) of the motor as a manipulated variable, the control unit set up - choose a predetermined constant ui,start for Ustart( t ) if ui, start >U2(t), or choose for u start (t) with ) if m ⁇ t ) >ui,start, - choose a predetermined constant ui,stabil for u stabi
  • U korr depends on the land vehicle and the engine. What is achieved in both cases is that a control, in which the different driving situations are determined, is combined with a regulation of the driver's physiological data.
  • the control unit can react to changes in load much more quickly than would be the case if it were the control variable the physiological data PD(t) would be taken.
  • control deviations of the controlled variable from the reference variable can be kept much lower than would be the case if the physiological data PD(t) were taken as the controlled variable.
  • each driver can now be given the appropriate reference variable for the physiological data PD(t), it being conceivable that the reference variable varies over time.
  • a sports doctor or a physiotherapist can be used to set the reference variable.
  • U korr depends on the land vehicle and the engine. U korr can be from 1% to 50% and in particular for an electric bicycle from 3% to 5%.
  • a mathematical model of the form is set up, by means of an optimization algorithm, the coefficients a x ⁇ , the summand aio, the delays t c ⁇ at least partially and the delay T for each driver individually so that mPD (t + T) the measured physiological data PD(t+T) and to use the model to create the forecast mPD(t+T) of the physiological data PD(t+T), j can be selected, for example, from the range from 2 to 5, k can, for example, be from the range selected from 1 to 4 be.
  • Bi(t) an averaging of Di+1 measuring points is carried out, which have a time interval K ⁇ .
  • values for D ⁇ can be selected from a range of 0-60.
  • the values for the time interval K ⁇ can be selected from a range of 0.2 s to 2 s, for example. Since the computing unit is set up to adapt the coefficients a x ⁇ , the summand aio, the deceleration r Xi and the deceleration T individually for each driver, the system deviations for any driver can be kept low. Different drivers react at different speeds to a change in a load acting on the driver from the outside. If the driver is rather untrained, it will react rather slowly to the change, if the driver is rather trained, it will react rather quickly to the change.
  • the model can reflect that different drivers react at different speeds to changes in the load .
  • the prognosis for each driver has a particularly high level of accuracy, which means that control deviations are also particularly low. Because the
  • Control deviations are particularly low, it is now possible to control the land vehicle in such a way that overexertion on the part of the driver is avoided, that at the same time support from the motor is as low as possible in order to achieve the lowest possible energy consumption, and/or to achieve that the Driver exerts enough effort so that a fitness of the driver is improved.
  • the physiological data PD(t) preferably include a heart rate, a heart rate variability, an electrocardiogram, an oxygen saturation of the blood, a blood pressure and/or a neurological activity, in particular an electroencephalography.
  • the land vehicle has an altimeter arranged to measure the height H(t) of the land vehicle and in the model is. 1 can be selected from the range of 1 to 4, for example.
  • the land vehicle has a temperature sensor that is set up to measure the temperature Temp(t) in the area surrounding the land vehicle and in the model is.
  • m can be selected from the range of 1 to 2, for example.
  • the land vehicle has an inclination sensor which is set up to measure an inclination N(t) of the land vehicle and in the model is.
  • n can be selected from the range of 1 to 4, for example.
  • the accuracy of the prediction can be increased by providing one or more of the terms S 3 ( t), Bi(t) and Bs(t).
  • the control unit is preferably set up to regulate the support level U2(t) using a PID controller.
  • the PID controller is particularly suitable for controlling the physiological data PD(t) because its integral term helps to gradually reduce the control error and its derivative term allows
  • the PID controller is set up to support it) in accordance with to be determined, where Kp, Ki and KD are control parameters, where e(t) is the control deviation at time t, the functions _fi(e), f2(e) and fgie) being chosen such that Underestimation errors are weighted more heavily than overestimation errors.
  • Kp, Ki and KD are control parameters
  • e(t) is the control deviation at time t
  • the functions _fi(e), f2(e) and fgie) being chosen such that Underestimation errors are weighted more heavily than overestimation errors.
  • fi(e) and -fz(e) can have an angle bisector and lie only in a range 0 ⁇ e ⁇ Ei or 0 ⁇ e ⁇ Eü above the angle bisector.
  • the computing unit is preferably set up to adjust the control parameters Kp, Ki and KD individually for each person. It is particularly preferred that the processing unit is set up to carry out a calibration method in which a step response of the physiological data PD(t) or the exertion data A(t) is generated by an abrupt change in the manipulated variable, with the processing unit being set up to Determine step response the control parameters Kp, Ki and K D ZU .
  • the land vehicle is an electric bicycle.
  • the electric bicycle can also be a pedelec.
  • the pedelec is an electric bicycle in which the control unit is set up to move from the motor to the Driving the land vehicle to control the engine power PM(5) provided as a function of the support level u(t) and the power P ⁇ t) of the driver.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a land vehicle according to the invention.
  • FIG. 2 shows a first program flow chart
  • FIG. 3 shows a second program flow chart.
  • FIG. 4 shows a first plot of various measurement data recorded while driving the land vehicle.
  • FIG. 5 shows a second plot of different measurement data recorded during a trip with the land vehicle.
  • a land vehicle 5 is set up to be driven by a driver's muscle power and has a motor 9 which is set up to drive the land vehicle 5 .
  • the land vehicle 5 has an effort measuring device 6, which is set up to measure an effort A(t) of the driver caused by the application of muscle power, a speed measuring device 7, which is set up to determine a speed v(t) of the land vehicle 5, and a Control unit 8, which is set up to control the motor 9 and to determine a plurality of different driving situations of the land vehicle 5 based on the measured effort A ⁇ t) and the measured speed v(t), one of the driving situations being a starting situation 1 and t is the time and, if the driving situation is determined as the starting situation 1, to control a support level u(t) of the motor 9 with a value u start (t).
  • FIGS. 2 and 3 Program flow charts are shown in FIGS. 2 and 3 which illustrate how the control unit 8 can be set up to determine the different driving situations.
  • the program flowcharts can begin at start 4.
  • FIG. 2 shows that the effort A(t) can be a mechanical power P(t), in particular a pedaling power, of the driver and that the control unit 8 can be set up to query in a first query 11 whether v(t) ⁇ Sv and P(t) ⁇ Sp, and in case the answer is yes, determining the driving situation as the starting situation 1, where Sv is a speed threshold and Sp is a power threshold.
  • FIG. 2 shows that the effort A(t) can be a mechanical power P(t), in particular a pedaling power, of the driver and that the control unit 8 can be set up to query in a first query 11 whether v(t) ⁇ Sv and P(t) ⁇ Sp, and in case the answer is yes, determining the driving situation as the starting situation 1, where Sv is a speed threshold and Sp is a
  • control unit 8 can be set up, in the event that the answer to the first query 11 is no, to query in a second query 12 whether v(t) ⁇ Sv+Cv and P(t) ⁇ Sp+Cp and (v ⁇ t)-v ⁇ t-iv)) / T V ⁇ SD V , and in the case that the answer to the second query 12 is yes, to determine the driving situation as the starting situation 1, where Cv is a positive constant, C p is a positive constant, iv is a deceleration, and SD V is a negative acceleration threshold.
  • Figure 3 shows that the driving situations can have a stable situation 0, an uphill situation 2 and a downhill situation 3, with the control unit 8 being set up when the driving situation is determined as the stable situation 0, the support level u(t) with a value U stabii( t) when the driving situation is determined as the uphill situation 2, to control the assist level u(t) with a value u on( t), and when the driving situation is determined as the downhill situation 3, to control the assist level u( t) with a value u ab( t).
  • u (t) U start ( t) when the driving situation is the starting situation
  • LZ (t) Lz up ( t) when the driving situation is the uphill situation
  • LZ (t) LZ down ( t) , when the driving situation is the downhill situation
  • LZ(t) Lz stabii( t) when the driving situation is the stable situation.
  • the first query 11 and the second query 12, which are Figure 2 are shown with two different diamonds are combined in Figure 3 in a diamond. In this case, if the first query 11 or the second query 12 was answered with yes, the answer in FIG. 3 is yes. If both the first query 11 and the second query 12 were answered in the negative, the answer in FIG. 3 is no.
  • the control unit 8 can be set up (see Figure 3) to query whether the driving situation is not determined as the starting situation 1 and that at a point in time tt the driving situation was determined as the stable situation 0 or as the starting situation 1 D(t)>S OI *dD(t) and in the case that the answer is yes, to determine the driving situation as the uphill situation 2,
  • i is a sampling time of the control unit 8
  • D(t) one of the driver at whose effort A(t) is a force applied to a drive wheel of the land vehicle 5, which is in particular a rotational force
  • S DI is a constant
  • the control unit 8 can also be set up (see FIG. 3) to query whether D(t)> in the event that the driving situation is not determined as the starting situation 1 and that at a point in time tt the driving situation was determined as the uphill situation 2 S DI *C(D(t)-H D and in case the answer is yes, to determine the driving situation as the uphill situation 2,
  • i is a sampling time of the control unit 8
  • S DI is a constant
  • H D is a constant
  • the control unit 8 can be set up (see Figure 3) in the event that the driving situation is not determined as the starting situation 1 and that at a point in time tt the driving situation is determined as the stable situation 0, as the starting situation 1 or as the downhill situation 3 was to query whether D(t) ⁇ S D 2*C(D(t) and in the event that the answer is yes, to determine the driving situation as the downhill situation 3, where i is a sampling time of the control unit 8, D (t) a force applied by the driver at his effort A(t) to a drive wheel of the land vehicle 5, which is in particular a rotational force, S D 2 is a constant and dD(t) is a unit-less force gradient over time of the force D(t).
  • control unit 8 can be set up to determine the driving situation as the stable situation 0 in the event that the driving situation is not determined as the starting situation 1, as the uphill situation 2 or as the downhill situation 3.
  • the support level u(t) can be positive, whereby the engine drives the land vehicle, and/or negative, whereby the engine brakes the land vehicle.
  • An example of the motor that is set up to drive and brake the land vehicle is an electric motor that is set up to carry out recuperation.
  • the control unit is set up to control the support level u(t) in small increments.
  • the increments can be a maximum of 3%, in particular a maximum of 1.5% or a maximum of 1%.
  • the maximum range of the assistance level u(t) can be from 0% to 100% or, in the case that the motor is set up to brake the land vehicle, from -100% to 100%.
  • the Control unit 8 can be set up to control the engine power Pn(t) provided by the engine 9 for driving the land vehicle 5 as a function of the support level u(t) and the power P(t) of the driver.
  • the factor K indicates the maximum possible motor support. K can be, for example, from 1 to 5 and is in particular 3.
  • the speed threshold value Sp can be, for example, from 5 km/h to 12 km/h, with low speeds being more suitable for those drivers who are untrained and high speeds being more suitable for those drivers who are well trained.
  • the power threshold value Sp can be from 30 watts to 120 watts, for example. Lower powers, such as from 30 watts to 75 watts, are more suitable when the land vehicle is a light electric bicycle. High powers, such as from 50 watts to 120 watts, are more appropriate when the land vehicle is a heavy electric bicycle, such as a mountain bike or has more than two wheels. It also applies here that rather low values from the respective areas are suitable for those drivers who are untrained, and rather high values from the respective areas are suitable for those drivers who are well trained.
  • Cv depends on the type of land vehicle.
  • Cp can be from 0 to 50 watts, with the constant Cp being from 10 watts to 20 watts suitable for most electric bicycles.
  • the delay iv can be, for example, from 1 s to 3 s.
  • T can be from 0.1 s to 2 s, in particular 1 s.
  • S DI depends on the aerodynamics of the land vehicle.
  • S DI can be determined by the formula 0.07*M, where M is the sum of the masses of the driver and the land vehicle in kg and S DI is given in N.
  • M is the sum of the masses of the driver and the land vehicle in kg
  • S DI is given in N.
  • S DI can be from 3.5N to 14N.
  • k can be, for example, from 0.1 s/N to 0.5 s/N.
  • ID can be from 2 s to 5 s.
  • H D depends on the terrain on which the land vehicle is traveling. The hillier the terrain, the higher H D should be selected.
  • S D 2 depends on the aerodynamics of the land vehicle.
  • S D 2 can be from 3.65N to 2.5N.
  • the rotational force D(t) is directed in the tangential direction of the drive wheel and can act on the end lying on the outside in the radial direction of the drive wheel.
  • Effort measuring device 6 comprises a torque sensor configured to measure a torque M(t) generated by the driver during his exertion A(t) and an angular velocity sensor configured to measure an angular velocity associated with the torque.
  • the angular velocity can be a speed, for example.
  • the power P(t) can then be determined as the product of the torque M(t) and the angular velocity.
  • U start (t), U stabii (t), u up (t) and u down (t) can each be constants.
  • ui, start can be from -5% to 100%, or from 0% to 100%, or from 10% to 100%.
  • ui, up can be from -5% to 100%, or from 0% to 100%, or from 10% to 100%
  • ui, stable can be from -50% to 50%, or from 0% to 50%, ui, ab can be from -100% to 5% or from 0% to 5%. It can be the case that ui,start ⁇ Ui, up ⁇ ui,stable ⁇ ui, down or that Ul,up — Ul,start — Ul,stable — Ul,down
  • the land vehicle can have a body sensor that is set up to measure physiological data PD(t) of the driver's body, and a computing unit that is set up to make a prognosis mPD (t+T) of the physiological data create, wherein the control unit 8 is set up to provide a predetermined reference variable for the physiological data PD(t), to take the prognosis mPD ⁇ t+T) as a controlled variable and to select a support level U2(t) of the motor 9 as a manipulated variable , wherein the control unit (8) is set up - for U start (t) choose a predetermined constant ui, start if ui, start >U2(t), or for u start (t) u 2 ⁇ t) if
  • Ukorr depends on the land vehicle and engine. Ukorr can be from 1% to 50% and especially for an electric bike from 3% to 5%.
  • a mathematical model of the form is, wherein the computing unit can be set up, using an optimization algorithm, the coefficients a x ⁇ , the addend aio, the delays t c ⁇ at least partially and the delay T for each driver individually so that mPD (t + T) the measured physiological Approximate data PD(t+T) and use the model to create the forecast mPD(t+T) of the physiological data PD(t+T).
  • Bi(t) an averaging of Di+1 measuring points is carried out, which have a time interval Ki.
  • the values for D ⁇ be selected from a range of 0 to 60.
  • the values for the time interval K ⁇ can be selected from a range of 0.2 seconds to 2 seconds, j can be selected from the range of 2 to 5, for example, k can be selected from a range of 1 to 4, for example.
  • the physiological data PD(t) can include a heart rate, a heart rate variability, an electrocardiogram, an oxygen saturation of the blood, a blood pressure, and/or a neurological activity, in particular an electroencephalography.
  • FIGS. 4 and 5 show plots with measurement data that were recorded when the land vehicle, which is a pedelec, was traveling. In each case, a height H(t) of the land vehicle above sea level, the support level u(t) and the power P(t) are plotted against time t.
  • the measurement data were recorded with a land vehicle according to the first embodiment
  • the measurement data were recorded with a land vehicle according to the second embodiment.
  • FIG. 5 shows yet another plot in which PD(t) and mPD(t+T) are plotted against time, the physiological data PD(t) in FIG. 5 being a heart rate.
  • ui, start 25%
  • Ui, auf 20%
  • the support level u(t) can assume different values if U2(t) is selected instead of ui,start, Ui, up , ui,stable or ui, down .

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Abstract

The invention relates to a terrestrial vehicle (5) which is designed to be driven by muscle power of a driver and has a motor (9) which is designed to drive the terrestrial vehicle (5), wherein the terrestrial vehicle (5) has an effort measuring device (6) which is designed to measure an effort A(t) of the driver caused by use of the muscle power, a speed measuring device (7) which is designed to determine the speed v(t) of the terrestrial vehicle (5), and a control unit (8) which is designed to control the motor (9) and to determine, based on the measured effort A(t) and the measured speed v(t), a plurality of different driving situations of the terrestrial vehicle (5), wherein one of the driving situations is a starting situation (1) and t is the time, and, if the driving situation is determined to be the starting situation (1), to control a support step u(t) of the motor (9) with a value ustart(t).

Description

Landfahrzeug land vehicle
Die Erfindung betrifft ein Landfahrzeug. The invention relates to a land vehicle.
Es existieren herkömmliche Landfahrzeuge, die sowohl durch Muskelkraft eines Fahrers als auch durch einen Motor angetrieben werden können. Ein Beispiel für ein solches Landfahrzeug ist ein Elektrofahrrad, das insbesondere ein Pedelec sein kann. Die Landfahrzeuge weisen in der Regel eine Steuerungseinheit auf, die die von dem Motor zum Antreiben des Landfahrzeugs freigesetzte Leistung steuert. Herkömmliche Steuerungseinheiten haben das Problem, das sie bei abrupten Änderungen einer Anstrengung des Fahrers nicht oder nicht schnell genug die Leistung des Motors anpassen. Ein Beispiel für eine solche abrupte Änderung der Anstrengung ist es, wenn der Fahrer zu Beginn einer Steigung sich mehr anstrengen muss. Hier wäre es wünschenswert, wenn die Leistung des Motors erhöht wird. Umgekehrt wäre es wünschenswert, dass bei einem Fahren bergab die Leistung des Motors schnell vermindert wird, damit eine zu hohe Geschwindigkeit des Landfahrzeugs und eine damit einhergehende erhöhte Unfallgefahr vermieden wird. Ein anderes Beispiel wäre der Start des Landfahrzeugs. Hier wäre es besonders wünschenswert, dass bei dem Start des Landfahrzeugs der Motor den Start kräftig unterstützt, beispielsweise um zu vermeiden, dass der Fahrer des Elektrofahrrads bei dem Start in ein Schwanken gerät, was für den Fahrer potentiell gefährlich sein kann. Conventional land vehicles exist that can be propelled by both human power of a driver and an engine. An example of such a land vehicle is an electric bicycle, which can be a pedelec in particular. The land vehicles usually have a control unit that controls the power released by the engine to propel the land vehicle. Conventional control units have the problem that they do not adapt the power of the engine, or do not do so quickly enough, in the event of abrupt changes in the driver's effort. An example of such an abrupt change in effort is when the driver has to exert more effort at the beginning of a hill. Here it would be desirable if the power of the engine was increased. Conversely, it would be desirable for the power of the engine to be reduced quickly when driving downhill, so that the land vehicle is traveling at too high a speed and the associated increased risk of accidents is avoided. Another example would be the launch of the land vehicle. Here it would be particularly desirable that when the land vehicle is started, the engine should give strong support to the start, for example to avoid the driver of the electric bicycle swaying during the start, which can be potentially dangerous for the driver.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Landfahrzeug bereitzustellen, das sowohl durch Muskelkraft eines Fahrers als auch durch einen Motor antreibbar ist und eine Steuerung für den Motor hat, die schnell auf abrupte Änderungen einer Anstrengung des Fahrers reagiert. It is therefore an object of the invention to provide a land vehicle which is drivable by both human power of a driver and an engine and has a controller for the engine which responds quickly to abrupt changes in driver effort.
Das erfindungsgemäße Landfahrzeug ist eingerichtet, durch Muskelkraft eines Fahrers angetrieben zu werden, und weist einen Motor auf, der eingerichtet ist, das Landfahrzeug anzutreiben, wobei das Landfahrzeug eine Anstrengungsmessvorrichtung, die eingerichtet ist, eine durch Aufbringen der Muskelkraft verursachte Anstrengung A{t) des Fahrers zu messen, eine Geschwindigkeitsmessvorrichtung, die eingerichtet ist, eine Geschwindigkeit v(t) des Landfahrzeugs zu bestimmen, und eine Steuerungseinheit aufweist, die eingerichtet ist, den Motor zu steuern und anhand der gemessenen Anstrengung A{t) und der gemessenen Geschwindigkeit v(t) eine Mehrzahl an unterschiedlichen Fahrsituationen des Landfahrzeugs zu bestimmen, wobei eine der Fahrsituationen eine Startsituation ist und t die Zeit ist, sowie, wenn die Fahrsituation als die Startsituation bestimmt ist, eine Unterstützungsstufe u{t) des Motors mit einem Wert ustart(t) zu steuern, d.h. u(t)=ustart ( t) . The land vehicle according to the invention is set up to be driven by muscle power of a driver and has a motor which is set up to drive the land vehicle, the land vehicle having a Effort measuring device that is set up to measure an effort A{t) of the driver caused by the application of muscle power, a speed measuring device that is set up to determine a speed v(t) of the land vehicle, and a control unit that is set up to to control the engine and, based on the measured effort A{t) and the measured speed v(t), to determine a plurality of different driving situations of the land vehicle, one of the driving situations being a starting situation and t being the time, and when the driving situation is considered to be the Starting situation is determined to control a support level u {t) of the engine with a value u start (t), ie u (t) = u start (t) .
Anhand der gemessenen Geschwindigkeit und der gemessenen Anstrengung lässt sich die Startsituation besonders zuverlässig und besonders schnell bestimmen. Sobald die Startsituation erkannt wird, wird die Unterstützungsstufe u (t)=ustart(t) gesetzt. Ustart(t) kann nun so gewählt werden, dass eine ausreichende Unterstützung bei der Startsituation des Landfahrzeugs durch den Motor geleistet wird. The starting situation can be determined particularly reliably and particularly quickly on the basis of the measured speed and the measured exertion. As soon as the starting situation is recognized, the support level u(t)= u start(t) is set. Ustart(t) can now be selected in such a way that sufficient support is provided by the engine in the starting situation of the land vehicle.
Der Motor kann beispielsweise ein Elektromotor sein und das Landfahrzeug kann eine Batterie aufweisen, die eingerichtet ist, den Elektromotor mit elektrischer Energie zu versorgen. The motor can be an electric motor, for example, and the land vehicle can have a battery that is set up to supply the electric motor with electrical energy.
Die Unterstützungsstufe u(t) kann positiv, wodurch der Motor das Landfahrzeug antreibt, und/oder negativ sein, wodurch der Motor das Landfahrzeug abbremst. Ein Beispiel für den Motor, der eingerichtet ist, das Landfahrzeug anzutreiben und abzubremsen, ist der Elektromotor, der eingerichtet ist, eine Rekuperation durchzuführen, d.h. die Anstrengung A{t) des Fahrers und/oder eine Bewegungsenergie des Fahrers und/oder des Landfahrzeugs in elektrischen Strom umzuwandeln. Für eine besonders sensible Steuerung des Motors ist es bevorzugt, dass die Steuerungseinheit eingerichtet ist, dieThe support level u(t) can be positive, whereby the engine drives the land vehicle, and/or negative, whereby the engine brakes the land vehicle. An example of the engine that is set up to drive and brake the land vehicle is the electric motor that is set up to carry out recuperation, i.e. the effort A(t) of the driver and/or a kinetic energy of the driver and/or the land vehicle in to convert electrical current. For a particularly sensitive control of the engine, it is preferred that the control unit is set up that
Unterstützungsstufe u(t) in kleinen Inkrementen zu steuern. Beispielsweise können die Inkremente maximal 3 %, insbesondere maximal 1,5 % oder maximal 1 %, betragen. Der maximale Bereich der Unterstützungsstufe u(t) kann von 0 % bis 100 % betragen oder, in dem Fall, dass der Motor auch eingerichtet ist, das Landfahrzeug abzubremsen, von -100 % bis 100 % betragen. control support level u(t) in small increments. For example, the increments can be a maximum of 3%, in particular maximum 1.5% or maximum 1%. The maximum range of the assistance level u(t) can be from 0% to 100% or, in the event that the engine is also set up to brake the land vehicle, from -100% to 100%.
Die Geschwindigkeitsmessvorrichtung kann beispielsweise eingerichtet sein, die Geschwindigkeit v(t) aus der Drehzahl eines Rads des Landfahrzeugs, insbesondere eines Laufrads eines Elektrofahrrads, und dem Durchmesser des Rads zu ermitteln . The speed measuring device can be set up, for example, to determine the speed v(t) from the speed of a wheel of the land vehicle, in particular a wheel of an electric bicycle, and the diameter of the wheel.
Es ist bevorzugt, dass die Anstrengung A(t) eine mechanische Leistung P(t), insbesondere eine Tretleistung, des Fahrers ist, d.h. A(t)=P(t), und die Steuerungseinheit eingerichtet ist, in einer ersten Abfrage abzufragen, ob v(t)<Sv und P(t)<Sp sind, und in dem Fall, dass die Antwort Ja ist, die Fahrsituation als die Startsituation zu bestimmen, wobei Sv ein Geschwindigkeitsschwellenwert und Sp ein Leistungsschwellenwert sind. Es wurde herausgefunden, dass die Startsituation anhand der ersten Abfrage zuverlässig bestimmt werden kann. It is preferred that the effort A(t) is a mechanical power P(t), in particular a pedaling power, of the driver, i.e. A(t)=P(t), and the control unit is set up to query in a first query, whether v(t)<Sv and P(t)<Sp, and in case the answer is yes, determining the driving situation as the starting situation, where Sv is a speed threshold and Sp is a power threshold. It was found that the starting situation can be reliably determined based on the first query.
Zum Bestimmen der Leistung P{t) kann dieTo determine the power P(t), the
Anstrengungsmessvorrichtung einen Drehmomentsensor, der eingerichtet ist, ein von dem Fahrer bei dessen Anstrengung A{t) erzeugtes Drehmoment zu messen, und einen Winkelgeschwindigkeitssensor aufweisen, der eingerichtet ist, eine zu dem Drehmoment zugehörige Winkelgeschwindigkeit zu messen. Die Winkelgeschwindigkeit kann beispielsweise eine Drehzahl sein. Die Leistung P{t) kann dann als das Produkt aus dem Drehmoment und der Winkelgeschwindigkeit bestimmt werden. Der Geschwindigkeitsschwellenwert Sp kann beispielsweise von 5 km/h bis 12 km/h betragen, wobei niedrige Geschwindigkeiten eher für diejenigen Fahrer geeignet sind, die untrainiert sind, und hohe Geschwindigkeiten eher für diejenigen Fahrer geeignet sind, die gut trainiert sind. DerEffort measuring device comprise a torque sensor which is set up to measure a torque generated by the driver during his exertion A(t) and an angular velocity sensor which is set up to measure an angular velocity associated with the torque. The angular velocity can be a speed, for example. The power P(t) can then be determined as the product of the torque and the angular velocity. The speed threshold value Sp can be, for example, from 5 km/h to 12 km/h, with low speeds being more suitable for those drivers who are untrained and high speeds being more suitable for those drivers who are well trained. Of the
Leistungsschwellenwert Sp kann beispielsweise von 30 Watt bis 120 Watt betragen. Niedrige Leistungen, wie beispielsweise von 30 Watt bis 75 Watt, eignen sich eher, wenn das Landfahrzeug ein leichtes Elektrofahrrad ist. Hohe Leistungen, wie beispielsweise von 50 Watt bis 120 Watt, eignen sich eher, wenn das Landfahrzeug ein schweres Elektrofahrrad ist, das beispielsweise ein Mountainbike ist, oder mehr als zwei Räder aufweist. Auch hier gilt, dass eher niedrige Werte aus den jeweiligen Bereichen für diejenigen Fahrer geeignet sind, die untrainiert sind, und eher hohe Werte aus den jeweiligen Bereichen für diejenigen Fahrer geeignet sind, die gut trainiert sind. Power threshold value S p can be, for example, from 30 watts to 120 watts. Low wattages, such as from 30 watts to 75 watts, are more appropriate when the land vehicle is a lightweight electric bike. High powers, such as from 50 watts to 120 watts, are more appropriate when the land vehicle is a heavy electric bicycle, such as a mountain bike, or has more than two wheels. It also applies here that rather low values from the respective areas are suitable for those drivers who are untrained, and rather high values from the respective areas are suitable for those drivers who are well trained.
Es ist bevorzugt, dass die Steuerungseinheit eingerichtet ist, in dem Fall, dass die Antwort auf die erste Abfrage Nein ist, in einer zweiten Abfrage abzufragen, ob v(t)<Sv+Cv und P{t)<Sp+Cp und (v(t)-v(t-iv))/TV<SDV sind, und in dem Fall, dass die Antwort auf die zweite Abfrage Ja ist, die Fahrsituation als die Startsituation zu bestimmen, wobei Cv eine positive Konstante, Cp eine positive Konstante, iv eine Verzögerung und SDV ein negativer Beschleunigungsschwellenwert sind. In der zweiten Abfrage ist eine Situation beschrieben, in der die Startsituation länger dauert und mit Problemen verbunden ist, die zu einem Abfall der Geschwindigkeit v(t) führen. Dadurch lässt sich die Startsituation besonders schnell und zuverlässig bestimmen. Durch die Konstanten Cv und Cp sind eine höhere Geschwindigkeit und eine höhere Leistung als in der ersten Abfrage erlaubt. Cv hängt von der Art des Landfahrzeugs ab. Cv kann beispielsweise von 1 km/h bis 3 km/h betragen, wobei Cv=2 km/h für die meisten Elektrofahrräder geeignet ist. Cp kann beispielsweise von 0 bis 50 Watt betragen, wobei die Konstante Cp, die von 10 Watt bis 20 Watt beträgt, für die meisten Elektrofahrräder geeignet ist. Der Beschleunigungsschwellenwert SDV kann beispielsweise von -1 km/(h*s) bis -3 km/(h*s) betragen, wobei SDV=-2 km/(h*s) für die meisten Fahrer und Strecken, die das Landfahrzeug zurücklegt, geeignet ist. Die Verzögerung iv kann beispielsweise von 1 s bis 3 s betragen. Je mehr Rauschen in der Messung der Geschwindigkeit v(t) erwartet wird, desto länger sollte die Verzögerung iv gewählt sein. iv=2 s ist für die meisten Fälle des Rauschens geeignet. Die Fahrsituationen weisen bevorzugt eine stabile Situation, eine BergaufSituation und eine Bergabsituation auf, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, wenn die Fahrsituation als die stabile Situation bestimmt ist, die Unterstützungsstufe u{t) mit einem Wert ustabii(t) zu steuern, d.h. u{t)=ustabiI(t), wenn die Fahrsituation als die BergaufSituation bestimmt ist, die Unterstützungsstufe u(t) mit einem Wert uauf(t) zu steuern, d.h. u(t)=Uauf (t), und, wenn die Fahrsituation als die Bergabsituation bestimmt ist, die Unterstützungsstufe u(t) mit einem Wert uab(t) zu steuern, d.h. u(t)=uab(t). Durch das Vorsehen der BergaufSituation und der damit verbundenen Unterstützungsstufe uauf(t) kann der Motor den Fahrer am Beginn einer Steigung schnell unterstützen. Durch das Vorsehen der Bergabsituation und der damit verbundenen Unterstützungsstufe LZab(t) kann vermieden werden, dass der Motor eine zu starke Unterstützung bei einem Fahren bergab gibt, wodurch eine zu hohe Geschwindigkeit und eine damit einhergehende Unfallgefahr vermieden werden können. Durch das Vorsehen der stabilen Situation und der damit verbundenen Unterstützungsstufe LZstabii(t) können alle diejenigen Fahrsituationen abgedeckt werden, die nicht die Startsituation, die BergaufSituation oder die Bergabsituation sind. It is preferred that the control unit is set up, in the event that the answer to the first query is no, to query in a second query whether v(t)<Sv+Cv and P{t)<Sp+Cp and ( v(t)-v(t-iv))/TV<S DV , and in case the answer to the second query is yes, to determine the driving situation as the starting situation, where Cv is a positive constant, Cp is a is a positive constant, iv is a deceleration, and S DV is a negative acceleration threshold. The second query describes a situation in which the starting situation lasts longer and is associated with problems that lead to a drop in velocity v(t). This allows the starting situation to be determined particularly quickly and reliably. The constants Cv and Cp allow higher speed and higher performance than in the first query. Cv depends on the type of land vehicle. For example, Cv can be from 1 km/h to 3 km/h, where Cv=2 km/h is suitable for most electric bicycles. For example, C p can be from 0 to 50 watts, with the constant C p being from 10 watts to 20 watts suitable for most electric bicycles. For example, the acceleration threshold S DV can be from -1 km/(h*s) to -3 km/(h*s), where S DV =-2 km/(h*s) for most drivers and routes that use this Land vehicle travels, is suitable. The delay iv can be, for example, from 1 s to 3 s. The more noise is expected in the measurement of the velocity v(t), the longer the delay iv should be selected. iv=2 s is suitable for most cases of noise. The driving situations preferably have a stable situation, an uphill situation and a downhill situation, with the control unit being set up when the driving situation is determined to be the stable situation, to control the support level u{t) with a value u stabii (t), ie u {t)=u stabiI (t), when the driving situation is determined as the uphill situation, to control the support level u(t) with a value u on (t), ie u(t)=U on (t), and, when the driving situation is determined as the downhill situation, to control the assist level u(t) with a value u ab (t), ie u(t)=u ab (t). By providing the uphill situation and the associated support level u to (t), the motor can quickly support the driver at the beginning of an incline. By providing the downhill situation and the support level LZ ab (t) associated with it, it can be avoided that the motor provides too much support when driving downhill, as a result of which an excessive speed and the associated risk of an accident can be avoided. By providing the stable situation and the assistance level LZ stabii (t) associated with it, all those driving situations can be covered that are not the starting situation, the uphill situation or the downhill situation.
LZstart(t), Ustabii(t), Lzauf (t) und uab (t) sind bevorzugt jeweils Konstanten, d.h. es gilt Ustart(t)=ui,start, zistabii(t)=ui,stabil,LZstart(t), Ustabii(t), Lz up (t) and u down (t) are preferably constants, ie Ustart(t)=ui,start, zistabii(t)=ui,stable,
LZauf(t)=ui,auf und uab (t)=ui,ab . Dabei kann gelten, dass ui,start ^LZauf(t)=ui,up and u down (t)=ui, down . It can apply that ui,start ^
Ul,auf ^ Ul,Stabil ^ Ul,ab Oder daSS Ul,auf ≥ Ul,Start ≥ Ul,stabil ^ Ul,ab.Ul,up ^ Ul,stable ^ Ul,down Or that Ul,up ≥ Ul,start ≥ Ul,stable ^ Ul,down.
Es ist bevorzugt, dass ui,start von -5 % bis 100 % oder von 0 % bis 100 % oder von 10 % bis 100 % beträgt. Es ist bevorzugt, dass ui,auf von -5 % bis 100 % oder von 0 % bis 100 % oder von 10 % bis 100 % beträgt. Es ist bevorzugt, dass ui,stabil von - 50 % bis 50 % oder von 0 % bis 50 % beträgt. Es ist bevorzugt, dass ui,ab von -100 % bis 5 % oder von 0 % bis 5 % beträgt. It is preferred that ui, start is from -5% to 100%, or from 0% to 100%, or from 10% to 100%. It is preferred that ui, auf is from -5% to 100%, or from 0% to 100%, or from 10% to 100%. It is preferred that ui, stable is from - 50% to 50% or from 0% to 50%. It is preferred that ui is from -100% to 5% or from 0% to 5%.
Es ist bevorzugt, dass die Steuerungseinheit eingerichtet ist, in dem Fall, dass die Fahrsituation nicht als die Startsituation bestimmt ist und dass zu einem Zeitpunkt t-t die Fahrsituation als die stabile Situation oder als die Startsituation bestimmt war, abzufragen, ob D (t)>SOI*dD (t) ist und in dem Fall, dass die Antwort Ja ist, die Fahrsituation als die BergaufSituation zu bestimmen, wobei t eine Abtastzeit der Steuerungseinheit, D(t) eine von dem Fahrer bei dessen Anstrengung A{t) auf ein Antriebsrad des Landfahrzeugs aufgebrachte Kraft, die insbesondere eine Drehkraft ist, SDI eine Konstante und dD(t) ein einheitenloser zeitlicher Kraftgradient der Kraft D(t) sind, der insbesondere gemäß dD (t)=l-kD*(D (t)-D (t-iD))/ID bestimmt ist, wobei kD eine Konstante und ID eine Verzögerung sind. Durch diese Abfrage kann die BergaufSituation zuverlässig bestimmt werden, wenn zu dem Zeitpunkt t-t die Fahrsituation als die stabile Situation oder als die Startsituation bestimmt war. Indem der Kraftgradient dD(t) herangezogen wird, ist es vorteilhaft nicht erforderlich, zum Bestimmen der BergaufSituation die Neigung des Landfahrzeugs, beispielsweise mittels eines Neigungssensors, zu bestimmen, i kann von 0,1 s bis 2 s, insbesondere 1 s, betragen. SDI hängt von der Aerodynamik des Landfahrzeugs ab. Beispielsweise kann SDI bestimmt werden durch die Formel 0,07*M, wobei M die Summe der Massen des Fahrers und des Landfahrzeugs in kg ist und SDI in N angegeben wird.It is preferable that the control unit is set up, in the case that the driving situation is not determined as the starting situation and that at a point in time tt the driving situation was determined as the stable situation or as the starting situation, querying whether D(t)>S OI *dD(t) and in case the answer is yes, determining the driving situation as the uphill situation, where t a sampling time of the control unit, D(t) a force applied by the driver during his effort A{t) to a drive wheel of the land vehicle, which is in particular a rotational force, S DI a constant and dD(t) a unit-less force gradient of the force D (t) determined in particular according to dD (t)=lk D *( D (t)-D (ti D ))/ID, where k D is a constant and ID is a delay. The uphill situation can be reliably determined by this query if the driving situation was determined as the stable situation or as the starting situation at the point in time tt. By using the force gradient dD(t), it is advantageously not necessary to determine the inclination of the land vehicle, for example by means of an inclination sensor, to determine the uphill situation. i can be from 0.1 s to 2 s, in particular 1 s. S DI depends on the aerodynamics of the land vehicle. For example, S DI can be determined by the formula 0.07*M, where M is the sum of the masses of the driver and the land vehicle in kg and S DI is given in N.
Für ein Elektrofahrrad als das Landfahrzeug kann SDI beispielsweise von 3,5 N bis 14 N betragen, was einem M von 50 kg bis 200 kg entspricht, kü kann beispielsweise von 0,1 s/N bis 0,5 s/N betragen, ID kann beispielsweise von 2 s bis 5 s betragen. Die Drehkraft D(t) ist in Tangentialrichtung des Antriebsrads gerichtet und kann an dem in Radialrichtung des Antriebsrads außen liegenden Ende angreifen. For example, for an electric bicycle as the land vehicle, S DI can be from 3.5 N to 14 N, which corresponds to an M of 50 kg to 200 kg, k ü can be, for example, from 0.1 s/N to 0.5 s/N , I D can be, for example, from 2 s to 5 s. The rotational force D(t) is directed in the tangential direction of the drive wheel and can act on the outer end in the radial direction of the drive wheel.
Es ist bevorzugt, dass die Steuerungseinheit eingerichtet ist, in dem Fall, dass die Fahrsituation nicht als die Startsituation bestimmt ist und dass zu einem Zeitpunkt t-t die Fahrsituation als die BergaufSituation bestimmt war, abzufragen, ob D (t)>SDI*C/D (t)-HD ist und in dem Fall, dass die Antwort Ja ist, die Fahrsituation als die BergaufSituation zu bestimmen, wobei D(t) eine von dem Fahrer bei dessen Anstrengung A{t) auf ein Antriebsrad des Landfahrzeugs aufgebracht Kraft, insbesondere eine Drehkraft, dD(t)=l- kD*{D(t)-D(t-iD) )/TD, SDI eine Konstante, HD eine Konstante, kD eine Konstante, t eine Abtastzeit der Steuerungseinheit und TD eine Verzögerung sind. Durch diese Abfrage kann die BergaufSituation zuverlässig bestimmt werden, wenn zu dem Zeitpunkt t-t die Fahrsituation ebenfalls als die BergaufSituation bestimmt war. Indem der Kraftgradient dD(t) herangezogen wird, ist es vorteilhaft nicht erforderlich, zum Bestimmen der BergaufSituation die Neigung des Landfahrzeugs, beispielsweise mittels eines Neigungssensors, zu bestimmen, i kann von 0,1 s bis 2 s, insbesondere 1 s, betragen. SDI hängt von der Aerodynamik des Landfahrzeugs ab. Beispielsweise kann SDI bestimmt werden durch die Formel 0,07*M, wobei M die Summe der Massen des Fahrers und des Landfahrzeugs in kg ist und SDI in N angegeben wird. Für ein Elektrofahrrad als das Landfahrzeug kann SDI beispielsweise von 3,5 N bis 14 N betragen, was einem M von 50 kg bis 200 kg entspricht, kü kann beispielsweise von 0,1 s/N bis 0,5 s/N betragen. ID kann beispielsweise von 2 s bis 5 s betragen. HD ist abhängig von dem Gelände, auf dem das Landfahrzeug fährt. Je hügeliger das Gelände ist, desto höher sollte HD gewählt werden. Beispielsweise kann HD von 0,1 N bis 2 N betragen, wobei herausgefunden wurde, dass HD=0,5 N für meisten Gelände geeignet ist. Die Drehkraft D(t) ist in Tangentialrichtung des Antriebsrads gerichtet und kann an dem in Radialrichtung des Antriebsrads außen liegenden Ende angreifen. It is preferable that the control unit is set up to query whether D (t)>S DI *C/ D(t)-H D and in case the answer is yes, to determine the driving situation as the uphill situation, where D(t) is one of the driver's effort A(t) on a driving wheel of the land vehicle applied force, in particular a rotational force, dD(t)=l- k D *{D(t)-D(ti D) )/T D , S DI a constant, H D a constant, k D a constant, t a Sampling time of the control unit and T D are a delay. The uphill situation can be reliably determined by this query if the driving situation was also determined as the uphill situation at the point in time tt. By using the force gradient dD(t), it is advantageously not necessary to determine the inclination of the land vehicle, for example by means of an inclination sensor, to determine the uphill situation. i can be from 0.1 s to 2 s, in particular 1 s. S DI depends on the aerodynamics of the land vehicle. For example, S DI can be determined by the formula 0.07*M, where M is the sum of the masses of the driver and the land vehicle in kg and S DI is given in N. For example, for an electric bicycle as the land vehicle, S DI can be from 3.5 N to 14 N, which corresponds to an M of 50 kg to 200 kg, k ü can be, for example, from 0.1 s/N to 0.5 s/N . I D can be, for example, from 2 s to 5 s. H D depends on the terrain on which the land vehicle is traveling. The hillier the terrain, the higher H D should be selected. For example, HD can be from 0.1N to 2N, where it has been found that HD = 0.5N is suitable for most terrain. The rotational force D(t) is directed in the tangential direction of the drive wheel and can act on the outer end in the radial direction of the drive wheel.
Es ist bevorzugt, dass die Steuerungseinheit eingerichtet ist, in dem Fall, dass die Fahrsituation nicht als die Startsituation bestimmt ist und dass zu einem Zeitpunkt t-t die Fahrsituation als die stabile Situation, als die Startsituation oder als die Bergabsituation bestimmt war, abzufragen, ob D(t)<SD2*C/D(t) ist und in dem Fall, dass die Antwort Ja ist, die Fahrsituation als die Bergabsituation zu bestimmen, wobei i eine Abtastzeit der Steuerungseinheit, D(t) eine von dem Fahrer bei dessen Anstrengung A(t) auf ein Antriebsrad des Landfahrzeugs aufgebrachte Kraft, die insbesondere eine Drehkraft ist, SD2 eine Konstante und dD(t) ein einheitenloser zeitlicher Kraftgradient der Kraft D{t) sind, der insbesondere gemäß dD(t)=l-kD*{D (t)-D(5-TD))/TD bestimmt ist, wobei kD eine Konstante und TD eine Verzögerung sind. Durch diese Abfrage kann die Bergabsituation zuverlässig bestimmt werden. Indem der Kraftgradient dD(t) herangezogen wird, ist es vorteilhaft nicht erforderlich, zum Bestimmen der Bergabsituation die Neigung des Landfahrzeugs, beispielsweise mittels eines Neigungssensors, zu bestimmen, t kann von 0,1 s bis 2 s, insbesondere 1 s, betragen. SD2 hängt von der Aerodynamik des Landfahrzeugs ab. Beispielsweise kann SD2 bestimmt werden durch SD2=3,65 N, wenn Md85 kg, und SD2=4,5 N- 0,01*M*N/kg, wenn M>85 kg, wobei M die Summe der Massen des Fahrers und des Landfahrzeugs in kg ist. Für ein Elektrofahrrad als das Landfahrzeug kann SD2 beispielsweise von 3,65 N bis 2,5 N betragen, was einem M von 50 kg bis 200 kg entspricht. kD kann beispielsweise von 0,1 s/N bis 0,5 s/N betragen. ID kann beispielsweise von 2 s bis 5 s betragen. Die Drehkraft D(t) kann in Tangentialrichtung des Antriebsrads gerichtet sein und an dem in Radialrichtung des Antriebsrads außen liegenden Ende angreifen. It is preferred that the control unit is set up, in the event that the driving situation is not determined as the starting situation and that at a point in time tt the driving situation was determined as the stable situation, as the starting situation or as the downhill situation, to query whether D (t)<S D 2*C/D(t) and in case the answer is yes, determining the driving situation as the downhill situation, where i is a sampling time of the control unit, D(t) is one of the driver at whose effort A(t) force applied to a driving wheel of the land vehicle, which is in particular a rotational force, S D 2 a constant and dD(t) are a unitless force gradient over time of the force D{t), which is determined in particular according to dD(t)=lk D *{D (t)-D(5-T D ))/T D , where k D is a constant and T D are a delay. The downhill situation can be reliably determined by this query. By using the force gradient dD(t), it is advantageously not necessary to determine the inclination of the land vehicle, for example by means of an inclination sensor, to determine the downhill situation. t can be from 0.1 s to 2 s, in particular 1 s. S D 2 depends on the aerodynamics of the land vehicle. For example, S D 2 can be determined by S D2 =3.65 N if Md85 kg, and S D2 =4.5 N- 0.01*M*N/kg if M>85 kg, where M is the sum of the masses of the driver and the land vehicle in kg. For example, for an electric bicycle as the land vehicle, S D 2 can be from 3.65 N to 2.5 N, which corresponds to an M of 50 kg to 200 kg. k D can be, for example, from 0.1 s/N to 0.5 s/N. I D can be, for example, from 2 s to 5 s. The rotational force D(t) can be directed in the tangential direction of the drive wheel and can act on the end lying on the outside in the radial direction of the drive wheel.
Die Steuerungseinheit ist bevorzugt eingerichtet, in dem Fall, dass die Fahrsituation nicht als die Startsituation, als die BergaufSituation oder als die Bergabsituation bestimmt ist, die Fahrsituation als die stabile Situation zu bestimmen. Dadurch ist die Steuerungseinheit eingerichtet, genau vier verschiedene Fahrsituationen zu bestimmen. The control unit is preferably set up, in the event that the driving situation is not determined as the starting situation, the uphill situation or the downhill situation, to determine the driving situation as the stable situation. As a result, the control unit is set up to determine precisely four different driving situations.
Die Steuerungseinheit ist bevorzugt eingerichtet, die von dem Motor zum Antreiben des Landfahrzeugs geleistete Motorleistung Pn{t) in Abhängigkeit von der Unterstützungsstufe u(t) und der Leistung P{t) des Fahrers zu steuern. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn es sich bei dem Landfahrzeug um ein Pedelec handelt. Beispielsweise kann die Steuerungseinheit eingerichtet sein, die Motorleistung gemäß Pn{t) = u(t)*K*P(t) zu bestimmen. Der Faktor K gibt an, welche maximale Motorunterstützung möglich ist. K kann beispielsweise von 1 bis 5 betragen und beträgt insbesondere 3. Es ist bevorzugt, dass das Landfahrzeug einen Körpersensor, der eingerichtet ist, physiologische Daten PD ( t ) des Körpers des Fahrers zu messen, und eine Recheneinheit aufweist, die eingerichtet ist, eine Prognose mPD ( t+ T) der physiologischen Daten zu erstellen, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, eine vorbestimmte Führungsgröße für die physiologischen Daten PD ( t ) bereitzustellen, als eine Regelgröße die Prognose mPD { t+ T) zu nehmen und als eine Stellgröße eine Unterstützungsstufe U2(t) des Motors zu wählen, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, für ustart(t) eine vorbestimmte Konstante ui,start zu wählen, wenn ui,start>U2(t), oder für ustart(t) m i t ) zu wählen, wenn m { t ) >m,start . Zusammengefasst gilt: ustart ( t ) =max [ ui,start, m { t ) ] . Es ist alternativ bevorzugt, dass das Landfahrzeug einen Körpersensor, der eingerichtet ist, physiologische Daten PD ( t ) des Körpers des Fahrers zu messen, und eine Recheneinheit aufweist, die eingerichtet ist, eine Prognose mPD { t+ T) der physiologischen Daten zu erstellen, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, eine vorbestimmte Führungsgröße für die physiologischen Daten PD { t ) bereitzustellen, als eine Regelgröße die Prognose mPD { t+ T) zu nehmen und als eine Stellgröße eine Unterstützungsstufe U2(t) des Motors zu wählen, wobei die Steuerungseinheit eingerichtet ist, - für Ustart( t ) eine vorbestimmte Konstante ui,start zu wählen, wenn ui,start>U2(t), oder für ustart(t) m i t ) zu wählen, wenn m { t ) >ui,start, - für ustabii(t) eine vorbestimmte Konstante ui,stabil zu wählen, wenn ui,stabii>U2(t), oder für ustabii(t) m i t ) zu wählen, wenn m { t ) >ui,stabil, - für uauf(t) eine vorbestimmte Konstante Ui,auf zu wählen, wenn ui,auf>U2 (t), oder für uauf(t) m i t ) zu wählen, wenn m i t ) >ui,auf, und - für uab(t) eine vorbestimmte Konstante ui,ab zu wählen, wenn ui,ab>U2(t)-Ukorr, oder für uab(t) m i t ) -Ukorr zu wählen, wenn m { t ) -Ukorr>ui,ab, wobei Ukorr eine positive Konstante ist. Ukorr ist abhängig von dem Landfahrzeug und dem Motor. In beiden Fällen wird erreicht, dass eine Steuerung, bei der die unterschiedlichen Fahrsituationen bestimmt werden, kombiniert ist mit einer Regelung von physiologischen Daten des Fahrers. Indem das Landfahrzeug als die Regelgröße die Prognose mPD {t+T) nimmt, in der der Zeitpunkt t+T um die Verzögerung T in der Zukunft liegt, kann die Steuerungseinheit viel schneller auf Änderungen der Belastung reagieren als es der Fall wäre, wenn als die Regelgröße die physiologischen Daten PD{t) genommen werden würden. Dadurch können Regelungsabweichungen der Regelgröße von der Führungsgröße viel niedriger gehalten werden als es der Fall wäre, wenn als die Regelgröße die physiologischen Daten PD{t) genommen werden würden. Jeder Fahrer kann nun die passende Führungsgröße für die physiologischen Daten PD{t) vorgegeben werden, wobei es denkbar ist, dass die Führungsgröße mit der Zeit variiert. Zum Einstellen der Führungsgröße kann beispielsweise ein Sportmediziner oder ein Physiotherapeut herangezogen werden. Ukorr ist abhängig von dem Landfahrzeug und dem Motor. Ukorr kann von 1 % bis 50 % betragen und insbesondere für ein Elektrofahrrad von 3 % bis 5 % betragen. The control unit is preferably set up to control the engine power Pn(t) provided by the engine to drive the land vehicle as a function of the support level u(t) and the power P{t) of the driver. This is the case, for example, when the land vehicle is a pedelec. For example, the control unit can be set up to determine the engine power according to Pn(t)=u(t)*K*P(t). The factor K indicates the maximum possible motor support. K can be, for example, from 1 to 5 and is in particular 3. It is preferred that the land vehicle has a body sensor that is set up to measure physiological data PD ( t ) of the driver's body, and a computing unit that is set up to create a forecast mPD ( t + T) of the physiological data, wherein the control unit is set up to provide a predetermined reference variable for the physiological data PD(t), to take the prognosis mPD {t+T) as a controlled variable and to select a support level U2(t) of the motor as a manipulated variable, the control unit being set up , to choose a predetermined constant ui,start for u start (t) if ui, start >U2(t), or to choose for u start (t) with ) if m { t ) > m, start . In summary: u start ( t ) = max [ ui,start, m { t ) ] . It is alternatively preferred that the land vehicle has a body sensor that is set up to measure physiological data PD(t) of the driver's body, and a computing unit that is set up to create a prognosis mPD {t+T) of the physiological data, wherein the control unit is set up to provide a predetermined reference variable for the physiological data PD { t ), to take the prognosis mPD { t + T) as a controlled variable and to select a support level U2(t) of the motor as a manipulated variable, the control unit set up - choose a predetermined constant ui,start for Ustart( t ) if ui, start >U2(t), or choose for u start (t) with ) if m { t ) >ui,start, - choose a predetermined constant ui,stabil for u stabii (t) if ui, stabii > U2(t), or choose for u stabii (t) with ) if m { t ) > ui,stabil, - for u auf (t) a predetermined constant Ui, auf to choose if ui, auf >U 2 (t), or for u auf ( t) to be selected with ) if with ) >ui, up , and - for u ab (t) a predetermined constant ui, to be selected ab if ui, ab >U2(t)-Ukorr, or for u ab (t ) with ) -Ukorr if m { t ) -Ukorr>ui,ab, where Ukorr is a positive constant. U korr depends on the land vehicle and the engine. What is achieved in both cases is that a control, in which the different driving situations are determined, is combined with a regulation of the driver's physiological data. By that land vehicle as the control variable takes the prognosis mPD {t+T), in which the time t+T is the delay T in the future, the control unit can react to changes in load much more quickly than would be the case if it were the control variable the physiological data PD(t) would be taken. As a result, control deviations of the controlled variable from the reference variable can be kept much lower than would be the case if the physiological data PD(t) were taken as the controlled variable. Each driver can now be given the appropriate reference variable for the physiological data PD(t), it being conceivable that the reference variable varies over time. For example, a sports doctor or a physiotherapist can be used to set the reference variable. U korr depends on the land vehicle and the engine. U korr can be from 1% to 50% and in particular for an electric bicycle from 3% to 5%.
Es ist bevorzugt, dass in der Recheneinheit ein mathematisches Modell der Form
Figure imgf000012_0001
ist, wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, mittels eines Optimierungsalgorithmus die Koeffizienten ax±, den Summanden aio, die Verzögerungen tc± zumindest teilweise und die Verzögerung T für jeden Fahrer individuell so anzupassen, dass mPD (t+T) die gemessenen physiologischen Daten PD(t+T) annähert und anhand des Modells die Prognose mPD {t+T) der physiologischen Daten PD{t+T) zu erstellen, j kann beispielsweise aus dem Bereich von 2 bis 5 ausgewählt sein, k kann beispielsweise aus dem Bereich von 1 bis 4 ausgewählt sein. In dem Term Bi{t) wird eine Mittelung von Di+1 Messpunkten vorgenommen, die einen Zeitabstand K± haben. Beispielsweise können die Werte für D± aus einem Bereich von 0 bis 60 ausgewählt sein. Die Werte für den Zeitabstand K± können beispielsweise aus einem Bereich von 0,2 s bis 2 s ausgewählt sein. Dadurch, dass die Recheneinheit eingerichtet ist, die Koeffizienten ax±, den Summanden aio, die Verzögerungen rXi und die Verzögerung T für jeden Fahrer individuell anzupassen, können die Regelabweichungen für jeden beliebigen Fahrer niedrig gehalten werden. Verschiedene Fahrer reagieren unterschiedlich schnell auf eine Änderung einer von außen auf den Fahrer wirkenden Belastung. Ist der Fahrer eher untrainiert, so wird sie eher langsam auf die Änderung reagieren, ist der Fahrer eher trainiert, so wird sie eher schnell auf die Änderung reagieren. Indem die Recheneinheit nicht nur eingerichtet ist, die Koeffizienten ax± und den Summanden aio sondern auch die Verzögerungen tc± und die Verzögerung T für jeden Fahrer individuell anzupassen, kann das Modell widerspiegeln, dass verschiedene Fahrer unterschiedlich schnell auf die Änderungen der Belastung reagieren. Dadurch hat die Prognose für jeden Fahrer eine besonders hohe Genauigkeit, wodurch auch Regelungsabweichungen besonders niedrig sind. Dadurch, dass die
It is preferred that in the computing unit a mathematical model of the form
Figure imgf000012_0001
is set up, by means of an optimization algorithm, the coefficients a x ±, the summand aio, the delays t c ± at least partially and the delay T for each driver individually so that mPD (t + T) the measured physiological data PD(t+T) and to use the model to create the forecast mPD(t+T) of the physiological data PD(t+T), j can be selected, for example, from the range from 2 to 5, k can, for example, be from the range selected from 1 to 4 be. In the term Bi(t), an averaging of Di+1 measuring points is carried out, which have a time interval K ± . For example, values for D ± can be selected from a range of 0-60. The values for the time interval K ± can be selected from a range of 0.2 s to 2 s, for example. Since the computing unit is set up to adapt the coefficients a x ±, the summand aio, the deceleration r Xi and the deceleration T individually for each driver, the system deviations for any driver can be kept low. Different drivers react at different speeds to a change in a load acting on the driver from the outside. If the driver is rather untrained, it will react rather slowly to the change, if the driver is rather trained, it will react rather quickly to the change. Because the computing unit is not only set up to adjust the coefficients a x ± and the summand aio but also the deceleration t c ± and the deceleration T individually for each driver, the model can reflect that different drivers react at different speeds to changes in the load . As a result, the prognosis for each driver has a particularly high level of accuracy, which means that control deviations are also particularly low. Because the
Regelungsabweichungen besonders niedrig sind, ist es nun möglich, das Landfahrzeug so zu steuern, dass Überanstrengungen des Fahrers vermieden werden dass gleichzeitig eine Unterstützung durch den Motor möglichst gering ist, um einen möglichst geringen Energieverbrauch zu erreichen, und/oder um zu erreichen, dass der Fahrer sich ausreichend anstrengt, damit eine Fitness des Fahrers verbessert wird. Control deviations are particularly low, it is now possible to control the land vehicle in such a way that overexertion on the part of the driver is avoided, that at the same time support from the motor is as low as possible in order to achieve the lowest possible energy consumption, and/or to achieve that the Driver exerts enough effort so that a fitness of the driver is improved.
Die physiologischen Daten PD(t) weisen bevorzugt eine Herzfrequenz, eine Herzfrequenzvariabilität, ein Elektrokardiogramm, eine SauerstoffSättigung des Bluts, einen Blutdruck, und/oder eine neurologische Aktivität, insbesondere eine Elektroenzephalografie, auf. Es ist bevorzugt, dass das Landfahrzeug einen Höhenmesser aufweist, der eingerichtet ist, die Höhe H(t) des Landfahrzeugs zu messen, und in dem Modell
Figure imgf000014_0001
ist. 1 kann beispielsweise aus dem Bereich von 1 bis 4 ausgewählt sein. Es ist bevorzugt, dass das Landfahrzeug einen Temperatursensor aufweist, der eingerichtet ist, die Temperatur Temp(t) in der Umgebung des Landfahrzeugs zu messen, und in dem Modell
Figure imgf000014_0002
ist. m kann beispielsweise aus dem Bereich von 1 bis 2 ausgewählt sein. Es ist bevorzugt, dass das Landfahrzeug einen Neigungssensor aufweist, der eingerichtet ist, eine Neigung N(t) des Landfahrzeugs zu messen, und in dem Modell
Figure imgf000014_0003
ist. n kann beispielsweise aus dem Bereich von 1 bis 4 ausgewählt sein. Durch Vorsehen einer oder mehrere der Terme S3 ( t), Bi(t) und Bs(t) kann die Genauigkeit der Prognose erhöht werden.
The physiological data PD(t) preferably include a heart rate, a heart rate variability, an electrocardiogram, an oxygen saturation of the blood, a blood pressure and/or a neurological activity, in particular an electroencephalography. It is preferred that the land vehicle has an altimeter arranged to measure the height H(t) of the land vehicle and in the model
Figure imgf000014_0001
is. 1 can be selected from the range of 1 to 4, for example. It is preferred that the land vehicle has a temperature sensor that is set up to measure the temperature Temp(t) in the area surrounding the land vehicle and in the model
Figure imgf000014_0002
is. m can be selected from the range of 1 to 2, for example. It is preferred that the land vehicle has an inclination sensor which is set up to measure an inclination N(t) of the land vehicle and in the model
Figure imgf000014_0003
is. n can be selected from the range of 1 to 4, for example. The accuracy of the prediction can be increased by providing one or more of the terms S 3 ( t), Bi(t) and Bs(t).
Die Steuerungseinheit ist bevorzugt eingerichtet, die Unterstützungsstufe U2{t) mittels eines PID-Reglers zu regeln. Der PID-Regler ist für die Regelung der physiologischen Daten PD(t) besonders geeignet, weil sein Integralglied dazu beiträgt, die Regelungsabweichung allmählich zu reduzieren, und sein Differentialglied es ermöglicht,The control unit is preferably set up to regulate the support level U2(t) using a PID controller. The PID controller is particularly suitable for controlling the physiological data PD(t) because its integral term helps to gradually reduce the control error and its derivative term allows
Regelungsabweichungen sogar zu beheben, bevor sie tatsächlich auftreten. Es ist besonders bevorzugt, dass der PID-Regler eingerichtet ist, die Unterstützung it) gemäß
Figure imgf000014_0004
zu bestimmen, wobei Kp, Ki und KD Regelparameter sind, wobei e(t) die Regelungsabweichung zum Zeitpunkt t ist, wobei die Funktionen _fi(e), f2{e) und fgie) so gewählt sind, dass Unterschätzungsfehler stärker als Überschätzungsfehler gewichtet werden. Dadurch werden Abweichungen der Regelgröße zu größeren Werten als die Führungsgröße weniger wahrscheinlich als Abweichungen der Regelgröße zu niedrigen Werten als die Führungsgröße. Dadurch können die Überanstrengungen vermieden werden, die einen körperlichen Schaden des Fahrers verursachen können. Es ist besonders bevorzugt, dass
Figure imgf000015_0001
und
Figure imgf000015_0002
und /3(e) = 0 für e < 0 sowie /3(e) = e für e > 0 ist, wobei in fi(e) und -fz(e) das Polynom in verschiedenen Bereichen von e verschieden sein kann. Beispielsweise können die Funktionen fi(e) und -fz(e) eine Winkelhalbierende aufweisen und lediglich in einem Bereich 0<e<Ei beziehungsweise 0<e<£ü oberhalb der Winkelhalbierenden liegen. Beispielsweise kann, insbesondere wenn es sich bei den physiologischen Daten um eine Herzfrequenz handelt, gelten: fi(e)=f2(e)=e für e>12 oder e<0 und fi(e)=f2(e)=2*e-0,082*e2 für 0<edl2. Für feie) kann beispielsweise gelten: f3(e)=e für e>0 und f3(e)=0 für edO.
Correct control deviations even before they actually occur. It is particularly preferred that the PID controller is set up to support it) in accordance with
Figure imgf000014_0004
to be determined, where Kp, Ki and KD are control parameters, where e(t) is the control deviation at time t, the functions _fi(e), f2(e) and fgie) being chosen such that Underestimation errors are weighted more heavily than overestimation errors. As a result, deviations of the controlled variable to values greater than the reference variable are less likely than deviations of the controlled variable to values lower than the reference variable. This can avoid the overexertion that can cause physical harm to the driver. It is particularly preferred that
Figure imgf000015_0001
and
Figure imgf000015_0002
and / 3 (e) = 0 for e < 0 and / 3 (e) = e for e > 0, where in fi(e) and -fz(e) the polynomial can be different from e in different regions. For example, the functions fi(e) and -fz(e) can have an angle bisector and lie only in a range 0<e<Ei or 0<e<Eü above the angle bisector. For example, especially when the physiological data is a heart rate, the following can apply: fi(e)=f2(e)=e for e>12 or e<0 and fi(e)=f2(e)=2* e- 0.082 *e2 for 0<edl2. For example, f 3( e)=e for e>0 and f 3( e)=0 for edO.
Die Recheneinheit ist bevorzugt eingerichtet, die Regelparameter Kp, Ki und KD für jede Person individuell anzupassen. Dabei ist besonders bevorzugt, dass die Recheneinheit eingerichtet ist, ein Kalibrierverfahren durchzuführen, in dem durch eine abrupte Änderung der Stellgröße eine Sprungantwort der physiologischen Daten PD(t) oder der Anstrengungsdaten A(t) erzeugt wird, wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, aus der Sprungantwort die Regelparameter Kp, Ki und KD ZU bestimmen. The computing unit is preferably set up to adjust the control parameters Kp, Ki and KD individually for each person. It is particularly preferred that the processing unit is set up to carry out a calibration method in which a step response of the physiological data PD(t) or the exertion data A(t) is generated by an abrupt change in the manipulated variable, with the processing unit being set up to Determine step response the control parameters Kp, Ki and K D ZU .
Es ist bevorzugt, dass das Landfahrzeug ein Elektrofahrrad ist. Bei dem Elektrofahrrad kann es sich auch um ein Pedelec handeln. Das Pedelec ist ein Elektrofahrrad, bei dem die Steuerungseinheit eingerichtet ist, die von dem Motor zum Antreiben des Landfahrzeugs geleistete Motorleistung PM(5) in Abhängigkeit von der Unterstützungsstufe u(t) und der Leistung P{t) des Fahrers zu steuern. It is preferred that the land vehicle is an electric bicycle. The electric bicycle can also be a pedelec. The pedelec is an electric bicycle in which the control unit is set up to move from the motor to the Driving the land vehicle to control the engine power PM(5) provided as a function of the support level u(t) and the power P{t) of the driver.
Im Folgenden wird anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen die Erfindung näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying schematic drawings.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht zu einem erfindungsgemäßen Landfahrzeug. FIG. 1 shows a schematic view of a land vehicle according to the invention.
Figur 2 zeigt einen ersten Programmablaufplan. FIG. 2 shows a first program flow chart.
Figur 3 zeigt einen zweiten Programmablaufplan. FIG. 3 shows a second program flow chart.
Figur 4 zeigt eine erste Auftragung verschiedener während einer Fahrt mit dem Landfahrzeug aufgenommener Messdaten. FIG. 4 shows a first plot of various measurement data recorded while driving the land vehicle.
Figur 5 zeigt eine zweite Auftragung verschiedener während einer Fahrt mit dem Landfahrzeug aufgenommener Messdaten. FIG. 5 shows a second plot of different measurement data recorded during a trip with the land vehicle.
Wie es aus Figur 1 ersichtlich ist, ist ein Landfahrzeug 5 eingerichtet, durch Muskelkraft eines Fahrers angetrieben zu werden, und weist einen Motor 9 auf, der eingerichtet ist, das Landfahrzeug 5 anzutreiben. Das Landfahrzeug 5 weist eine Anstrengungsmessvorrichtung 6, die eingerichtet ist, eine durch Aufbringen der Muskelkraft verursachte Anstrengung A{t) des Fahrers zu messen, eine Geschwindigkeitsmessvorrichtung 7, die eingerichtet ist, eine Geschwindigkeit v(t) des Landfahrzeugs 5 zu bestimmen, und eine Steuerungseinheit 8 auf, die eingerichtet ist, den Motor 9 zu steuern und anhand der gemessenen Anstrengung A{t) und der gemessenen Geschwindigkeit v(t) eine Mehrzahl an unterschiedlichen Fahrsituationen des Landfahrzeugs 5 zu bestimmen, wobei eine der Fahrsituationen eine Startsituation 1 ist und t die Zeit ist, sowie, wenn die Fahrsituation als die Startsituation 1 bestimmt ist, eine Unterstützungsstufe u(t) des Motors 9 mit einem Wert ustart(t) zu steuern. In Figuren 2 und 3 sind Programmablaufpläne dargestellt, die veranschaulichen, wie die Steuerungseinheit 8 eingerichtet sein kann, die unterschiedlichen Fahrsituationen zu bestimmen. Beispielsweise können die Programmablaufpläne an dem Start 4 beginnen. Figur 2 zeigt, dass die Anstrengung A(t) eine mechanische Leistung P(t), insbesondere eine Tretleistung, des Fahrers sein kann und dass die Steuerungseinheit 8 eingerichtet sein kann, in einer ersten Abfrage 11 abzufragen, ob v(t)<Sv und P(t)<Sp sind, und in dem Fall, dass die Antwort Ja ist, die Fahrsituation als die Startsituation 1 zu bestimmen, wobei Sv ein Geschwindigkeitsschwellenwert und Sp ein Leistungsschwellenwert sind. Zudem zeigt Figur 2, dass die Steuerungseinheit 8 eingerichtet sein kann, in dem Fall, dass die Antwort auf die erste Abfrage 11 Nein ist, in einer zweiten Abfrage 12 abzufragen, ob v(t)<Sv+Cv und P(t)<Sp+Cp und (v{t)-v{t-iv)) / TV<SDV sind, und in dem Fall, dass die Antwort auf die zweite Abfrage 12 Ja ist, die Fahrsituation als die Startsituation 1 zu bestimmen, wobei Cv eine positive Konstante, Cp eine positive Konstante, iv eine Verzögerung und SDV ein negativer Beschleunigungsschwellenwert sind. As can be seen from FIG. 1, a land vehicle 5 is set up to be driven by a driver's muscle power and has a motor 9 which is set up to drive the land vehicle 5 . The land vehicle 5 has an effort measuring device 6, which is set up to measure an effort A(t) of the driver caused by the application of muscle power, a speed measuring device 7, which is set up to determine a speed v(t) of the land vehicle 5, and a Control unit 8, which is set up to control the motor 9 and to determine a plurality of different driving situations of the land vehicle 5 based on the measured effort A{t) and the measured speed v(t), one of the driving situations being a starting situation 1 and t is the time and, if the driving situation is determined as the starting situation 1, to control a support level u(t) of the motor 9 with a value u start (t). Program flow charts are shown in FIGS. 2 and 3 which illustrate how the control unit 8 can be set up to determine the different driving situations. For example, the program flowcharts can begin at start 4. FIG. 2 shows that the effort A(t) can be a mechanical power P(t), in particular a pedaling power, of the driver and that the control unit 8 can be set up to query in a first query 11 whether v(t)<Sv and P(t)<Sp, and in case the answer is yes, determining the driving situation as the starting situation 1, where Sv is a speed threshold and Sp is a power threshold. In addition, FIG. 2 shows that the control unit 8 can be set up, in the event that the answer to the first query 11 is no, to query in a second query 12 whether v(t)<Sv+Cv and P(t)< Sp+Cp and (v{t)-v{t-iv)) / T V <SD V , and in the case that the answer to the second query 12 is yes, to determine the driving situation as the starting situation 1, where Cv is a positive constant, C p is a positive constant, iv is a deceleration, and SD V is a negative acceleration threshold.
Figur 3 zeigt, dass die Fahrsituationen eine stabile Situation 0, eine BergaufSituation 2 und eine Bergabsituation 3 aufweisen können, wobei die Steuerungseinheit 8 eingerichtet ist, wenn die Fahrsituation als die stabile Situation 0 bestimmt ist, die Unterstützungsstufe u(t) mit einem Wert Ustabii(t) zu steuern, wenn die Fahrsituation als die BergaufSituation 2 bestimmt ist, die Unterstützungsstufe u(t) mit einem Wert uauf(t) zu steuern, und, wenn die Fahrsituation als die Bergabsituation 3 bestimmt ist, die Unterstützungsstufe u(t) mit einem Wert uab(t) zu steuern. Zusammengefasst gilt, dass u (t)=Ustart ( t), wenn die Fahrsituation die Startsituation ist, LZ (t)=Lzauf ( t), wenn die Fahrsituation die BergaufSituation ist, LZ (t)=LZab ( t), wenn die Fahrsituation die Bergabsituation ist, und Figure 3 shows that the driving situations can have a stable situation 0, an uphill situation 2 and a downhill situation 3, with the control unit 8 being set up when the driving situation is determined as the stable situation 0, the support level u(t) with a value U stabii( t) when the driving situation is determined as the uphill situation 2, to control the assist level u(t) with a value u on( t), and when the driving situation is determined as the downhill situation 3, to control the assist level u( t) with a value u ab( t). In summary, u (t)=U start ( t) when the driving situation is the starting situation, LZ (t)=Lz up ( t), when the driving situation is the uphill situation, LZ (t)=LZ down ( t) , when the driving situation is the downhill situation, and
LZ (t) = Lzstabii ( t), wenn die Fahrsituation die stabile Situation ist. Die erste Abfrage 11 und die zweite Abfrage 12, die in Figur 2 mit zwei verschiedenen Rauten dargestellt sind, sind in Figur 3 in einer Raute zusammengefasst. Dabei gilt, dass wenn die erste Abfrage 11 oder die zweite Abfrage 12 mit Ja beantwortet wurden, in Figur 3 die Antwort Ja gilt. Wenn sowohl die erste Abfrage 11 als auch die zweite Abfrage 12 mit Nein beantwortet wurden, gilt in Figur 3 die Antwort Nein. LZ(t)=Lz stabii( t) when the driving situation is the stable situation. The first query 11 and the second query 12, which are Figure 2 are shown with two different diamonds are combined in Figure 3 in a diamond. In this case, if the first query 11 or the second query 12 was answered with yes, the answer in FIG. 3 is yes. If both the first query 11 and the second query 12 were answered in the negative, the answer in FIG. 3 is no.
Die Steuerungseinheit 8 kann eingerichtet sein (vergleiche Figur 3), in dem Fall, dass die Fahrsituation nicht als die Startsituation 1 bestimmt ist und dass zu einem Zeitpunkt t-t die Fahrsituation als die stabile Situation 0 oder als die Startsituation 1 bestimmt war, abzufragen, ob D(t)>SOI*dD(t) ist und in dem Fall, dass die Antwort Ja ist, die Fahrsituation als die BergaufSituation 2 zu bestimmen, wobei i eine Abtastzeit der Steuerungseinheit 8, D(t) eine von dem Fahrer bei dessen Anstrengung A(t) auf ein Antriebsrad des Landfahrzeugs 5 aufgebrachte Kraft, die insbesondere eine Drehkraft ist, SDI eine Konstante und dD(t) ein einheitenloser zeitlicher Kraftgradient der Kraft D(t) sind, der insbesondere gemäß dD(t)=l-kD*(D(t)-D(Ö-TD))/TD bestimmt ist, wobei kD eine Konstante und TD eine Verzögerung sind. The control unit 8 can be set up (see Figure 3) to query whether the driving situation is not determined as the starting situation 1 and that at a point in time tt the driving situation was determined as the stable situation 0 or as the starting situation 1 D(t)>S OI *dD(t) and in the case that the answer is yes, to determine the driving situation as the uphill situation 2, where i is a sampling time of the control unit 8, D(t) one of the driver at whose effort A(t) is a force applied to a drive wheel of the land vehicle 5, which is in particular a rotational force, S DI is a constant and dD(t) is a unit-less force gradient over time of the force D(t), which is in particular according to dD(t)= lk D *(D(t)-D(O-T D ))/T D , where k D is a constant and T D is a delay.
Die Steuerungseinheit 8 kann zudem eingerichtet sein (vergleiche Figur 3), in dem Fall, dass die Fahrsituation nicht als die Startsituation 1 bestimmt ist und dass zu einem Zeitpunkt t-t die Fahrsituation als die BergaufSituation 2 bestimmt war, abzufragen, ob D(t)>SDI*C(D(t)-HD ist und in dem Fall, dass die Antwort Ja ist, die Fahrsituation als die BergaufSituation 2 zu bestimmen, wobei i eine Abtastzeit der Steuerungseinheit 8, D(t) eine von dem Fahrer bei dessen Anstrengung A(t) auf ein Antriebsrad des Landfahrzeugs 5 aufgebrachte Kraft, die insbesondere eine Drehkraft ist, SDI eine Konstante, HD eine Konstante und dD(t) ein einheitenloser zeitlicher Kraftgradient der Kraft D(t) sind, der insbesondere gemäß dD(t)=l-kD*(D(t)-D(Ö-TD))/TD bestimmt ist, wobei kD eine Konstante und TD eine Verzögerung sind. Die Steuerungseinheit 8 kann eingerichtet sein (vergleiche Figur 3), in dem Fall, dass die Fahrsituation nicht als die Startsituation 1 bestimmt ist und dass zu einem Zeitpunkt t-t die Fahrsituation als die stabile Situation 0, als die Startsituation 1 oder als die Bergabsituation 3 bestimmt war, abzufragen, ob D(t)<SD2*C(D(t) ist und in dem Fall, dass die Antwort Ja ist, die Fahrsituation als die Bergabsituation 3 zu bestimmen, wobei i eine Abtastzeit der Steuerungseinheit 8, D(t) eine von dem Fahrer bei dessen Anstrengung A{t) auf ein Antriebsrad des Landfahrzeugs 5 aufgebrachte Kraft, die insbesondere eine Drehkraft ist, SD2 eine Konstante und dD(t) ein einheitenloser zeitlicher Kraftgradient der Kraft D(t) sind, der insbesondere gemäß dD(t)=l-kD*(D(t)-D(Ö-TD))/TD bestimmt ist, wobei kD eine Konstante und TD eine Verzögerung sind. Beispielsweise kann die Abfrage, ob D(t)<SD2*C(D(t) ist, auch gestellt werden in dem Fall, dass die Antwort auf die Abfrage, ob D(t)>S *dD(t) ist, Nein ist. The control unit 8 can also be set up (see FIG. 3) to query whether D(t)> in the event that the driving situation is not determined as the starting situation 1 and that at a point in time tt the driving situation was determined as the uphill situation 2 S DI *C(D(t)-H D and in case the answer is yes, to determine the driving situation as the uphill situation 2, where i is a sampling time of the control unit 8, D(t) a by the driver at whose effort A(t) force applied to a drive wheel of the land vehicle 5, which is in particular a rotational force, S DI is a constant, H D is a constant and dD(t) is a unit-less force gradient over time of the force D(t), which is in particular according to dD(t)=lk D *(D(t)-D(δ-TD))/TD where k D is a constant and T D is a delay. The control unit 8 can be set up (see Figure 3) in the event that the driving situation is not determined as the starting situation 1 and that at a point in time tt the driving situation is determined as the stable situation 0, as the starting situation 1 or as the downhill situation 3 was to query whether D(t)<S D 2*C(D(t) and in the event that the answer is yes, to determine the driving situation as the downhill situation 3, where i is a sampling time of the control unit 8, D (t) a force applied by the driver at his effort A(t) to a drive wheel of the land vehicle 5, which is in particular a rotational force, S D 2 is a constant and dD(t) is a unit-less force gradient over time of the force D(t). , which is determined in particular according to dD(t)=lk D *(D(t)-D(O-T D ))/T D , where k D is a constant and T D is a delay. For example, the query as to whether D(t)<S D2 *C(D(t)) can also be made in the case that the answer to the query as to whether D(t)>S *dD(t) is No is.
Wie es aus Figur 3 ersichtlich ist, kann die Steuerungseinheit 8 eingerichtet sein, in dem Fall, dass die Fahrsituation nicht als die Startsituation 1, als die BergaufSituation 2 oder als die Bergabsituation 3 bestimmt ist, die Fahrsituation als die stabile Situation 0 zu bestimmen. As can be seen from FIG. 3, the control unit 8 can be set up to determine the driving situation as the stable situation 0 in the event that the driving situation is not determined as the starting situation 1, as the uphill situation 2 or as the downhill situation 3.
Die Unterstützungsstufe u(t) kann positiv, wodurch der Motor das Landfahrzeug antreibt, und/oder negativ sein, wodurch der Motor das Landfahrzeug abbremst. Ein Beispiel für den Motor, der eingerichtet ist, das Landfahrzeug anzutreiben und abzubremsen, ist ein Elektromotor, der eingerichtet ist, eine Rekuperation durchzuführen. Für eine besonders sensible Steuerung des Motors ist es bevorzugt, dass die Steuerungseinheit eingerichtet ist, die Unterstützungsstufe u(t) in kleinen Inkrementen zu steuern. Beispielsweise können die Inkremente maximal 3 %, insbesondere maximal 1,5 % oder maximal 1 %, betragen. Der maximale Bereich der Unterstützungsstufe u(t) kann von 0% bis 100% betragen oder, in dem Fall, dass der Motor eingerichtet ist, das Landfahrzeug abzubremsen, von -100% bis 100% betragen. Die Steuerungseinheit 8 kann eingerichtet sein, die von dem Motor 9 zum Antreiben des Landfahrzeugs 5 geleistete Motorleistung Pn{t) in Abhängigkeit von der Unterstützungsstufe u(t) und der Leistung P(t) des Fahrers zu steuern. Beispielsweise kann die Steuerungseinheit eingerichtet sein, die Motorleistung gemäß PM ( t) = u(t)*K*P(t) zu bestimmen. Der Faktor K gibt an, welche maximale Motorunterstützung möglich ist. K kann beispielsweise von 1 bis 5 betragen und beträgt insbesondere 3. The support level u(t) can be positive, whereby the engine drives the land vehicle, and/or negative, whereby the engine brakes the land vehicle. An example of the motor that is set up to drive and brake the land vehicle is an electric motor that is set up to carry out recuperation. For a particularly sensitive control of the motor, it is preferred that the control unit is set up to control the support level u(t) in small increments. For example, the increments can be a maximum of 3%, in particular a maximum of 1.5% or a maximum of 1%. The maximum range of the assistance level u(t) can be from 0% to 100% or, in the case that the motor is set up to brake the land vehicle, from -100% to 100%. the Control unit 8 can be set up to control the engine power Pn(t) provided by the engine 9 for driving the land vehicle 5 as a function of the support level u(t) and the power P(t) of the driver. For example, the control unit can be set up to determine the engine power according to P M ( t)=u(t)*K*P(t). The factor K indicates the maximum possible motor support. K can be, for example, from 1 to 5 and is in particular 3.
Der Geschwindigkeitsschwellenwert Sp kann beispielsweise von 5 km/h bis 12 km/h betragen, wobei niedrige Geschwindigkeiten eher für diejenigen Fahrer geeignet sind, die untrainiert sind, und hohe Geschwindigkeiten eher für diejenigen Fahrer geeignet sind, die gut trainiert sind. The speed threshold value Sp can be, for example, from 5 km/h to 12 km/h, with low speeds being more suitable for those drivers who are untrained and high speeds being more suitable for those drivers who are well trained.
Der Leistungsschwellenwert Sp kann beispielsweise von 30 Watt bis 120 Watt betragen. Niedrige Leistungen, wie beispielsweise von 30 Watt bis 75 Watt, eignen sich eher, wenn das Landfahrzeug ein leichtes Elektrofahrrad ist. Hohe Leistungen, wie beispielsweise von 50 Watt bis 120 Watt, eignen sich eher, wenn das Landfahrzeug ein schweres Elektrofahrrad ist, das beispielsweise ein Mountainbike ist oder mehr als zwei Räder aufweist. Auch hier gilt, dass eher niedrige Werte aus den jeweiligen Bereichen für diejenigen Fahrer geeignet sind, die untrainiert sind, und eher hohe Werte aus den jeweiligen Bereichen für diejenigen Fahrer geeignet sind, die gut trainiert sind. The power threshold value Sp can be from 30 watts to 120 watts, for example. Lower powers, such as from 30 watts to 75 watts, are more suitable when the land vehicle is a light electric bicycle. High powers, such as from 50 watts to 120 watts, are more appropriate when the land vehicle is a heavy electric bicycle, such as a mountain bike or has more than two wheels. It also applies here that rather low values from the respective areas are suitable for those drivers who are untrained, and rather high values from the respective areas are suitable for those drivers who are well trained.
Cv hängt von der Art des Landfahrzeugs ab. Cv kann beispielsweise von 1 km/h bis 3 km/h betragen, wobei Cv=2 km/h für die meisten Elektrofahrräder geeignet ist. Cv depends on the type of land vehicle. For example, Cv can be from 1 km/h to 3 km/h, where Cv=2 km/h is suitable for most electric bicycles.
Cp kann beispielsweise von 0 bis 50 Watt betragen, wobei die Konstante Cp, die von 10 Watt bis 20 Watt beträgt, für die meisten Elektrofahrräder geeignet ist. For example, Cp can be from 0 to 50 watts, with the constant Cp being from 10 watts to 20 watts suitable for most electric bicycles.
Der Beschleunigungsschwellenwert SDV kann beispielsweise von -1 km/(h*s) bis -3 km/(h*s) betragen, wobei SDV=-2 km/(h*s) für die meisten Fahrer und Strecken, die das Landfahrzeug zurücklegt, geeignet ist. The acceleration threshold value S DV can be, for example, from -1 km/(h*s) to -3 km/(h*s), where S DV =-2 km/(h*s) for most drivers and distances traveled by the land vehicle.
Die Verzögerung iv kann beispielsweise von 1 s bis 3 s betragen. Je mehr Rauschen in der Messung der Geschwindigkeit v(t) erwartet wird, desto länger sollte die Verzögerung iv gewählt sein. iv=2 s ist für die meisten Fälle des Rauschens geeignet. The delay iv can be, for example, from 1 s to 3 s. The more noise is expected in the measurement of the velocity v(t), the longer the delay iv should be selected. iv=2 s is suitable for most cases of noise.
T kann von 0,1 s bis 2 s, insbesondere 1 s, betragen. T can be from 0.1 s to 2 s, in particular 1 s.
SDI hängt von der Aerodynamik des Landfahrzeugs ab. Beispielsweise kann SDI bestimmt werden durch die Formel 0,07*M, wobei M die Summe der Massen des Fahrers und des Landfahrzeugs in kg ist und SDI in N angegeben wird. Für ein Elektrofahrrad als das Landfahrzeug kann SDI beispielsweise von 3,5 N bis 14 N betragen. k kann beispielsweise von 0,1 s/N bis 0,5 s/N betragen. S DI depends on the aerodynamics of the land vehicle. For example, S DI can be determined by the formula 0.07*M, where M is the sum of the masses of the driver and the land vehicle in kg and S DI is given in N. For example, for an electric bicycle as the land vehicle, S DI can be from 3.5N to 14N. k can be, for example, from 0.1 s/N to 0.5 s/N.
ID kann beispielsweise von 2 s bis 5 s betragen. For example, ID can be from 2 s to 5 s.
HD ist abhängig von dem Gelände, auf dem das Landfahrzeug fährt. Je hügeliger das Gelände ist, desto höher sollte HD gewählt werden. Beispielsweise kann HD von 0,1 N bis 2 N betragen, wobei herausgefunden wurde, dass HD=0,5 N für meisten Gelände geeignet ist. H D depends on the terrain on which the land vehicle is traveling. The hillier the terrain, the higher H D should be selected. For example, HD can be from 0.1N to 2N, where it has been found that HD = 0.5N is suitable for most terrain.
SD2 hängt von der Aerodynamik des Landfahrzeugs ab. Beispielsweise kann SD2 bestimmt werden durch SD2=3,65 N, wenn M<85 kg, und SD2=4,5 N-0,01*M*N/kg, wenn M>85 kg, wobei M die Summe der Massen des Fahrers und des Landfahrzeugs in kg ist und SD2 in N angegeben wird. Für ein Elektrofahrrad als das Landfahrzeug kann SD2 beispielsweise von 3,65 N bis 2,5 N betragen. Die Drehkraft D{t) ist in Tangentialrichtung des Antriebsrads gerichtet und kann an dem in Radialrichtung des Antriebsrads außen liegenden Ende angreifen. S D 2 depends on the aerodynamics of the land vehicle. For example, S D 2 can be determined by S D2 =3.65 N if M<85 kg, and S D2 =4.5 N-0.01*M*N/kg if M>85 kg, where M is the is the sum of the masses of the driver and the land vehicle in kg and S D 2 is given in N. For example, for an electric bicycle as the land vehicle, S D 2 can be from 3.65N to 2.5N. The rotational force D(t) is directed in the tangential direction of the drive wheel and can act on the end lying on the outside in the radial direction of the drive wheel.
Zum Bestimmen der Leistung P{t) kann dieTo determine the power P(t), the
Anstrengungsmessvorrichtung 6 einen Drehmomentsensor, der eingerichtet ist, ein von dem Fahrer bei dessen Anstrengung A{t) erzeugtes Drehmoment M(t) zu messen, und einen Winkelgeschwindigkeitssensor aufweisen, der eingerichtet ist, eine zu dem Drehmoment zugehörige Winkelgeschwindigkeit zu messen. Die Winkelgeschwindigkeit kann beispielsweise eine Drehzahl sein. Die Leistung P{t) kann dann als das Produkt aus dem Drehmoment M(t) und der Winkelgeschwindigkeit bestimmt werden. Die Drehkraft D(t) kann beispielsweise gemäß D(t)=M(t)/R bestimmt werden, wobei R der Radius des Antriebsrads ist. Effort measuring device 6 comprises a torque sensor configured to measure a torque M(t) generated by the driver during his exertion A(t) and an angular velocity sensor configured to measure an angular velocity associated with the torque. The angular velocity can be a speed, for example. The power P(t) can then be determined as the product of the torque M(t) and the angular velocity. For example, the torque D(t) can be determined according to D(t)=M(t)/R, where R is the radius of the drive wheel.
Gemäß einer ersten Ausführungsform des Landfahrzeugs 5 können Ustart(t), Ustabii(t), uauf (t) und uab (t) jeweils Konstanten sein. Beispielsweise kann ui,start von -5 % bis 100 % oder von 0 % bis 100 % oder von 10 % bis 100 % betragen. ui,auf kann von -5 % bis 100 % oder von 0 % bis 100 % oder von 10 % bis 100 % betragen, ui,stabil kann von -50 % bis 50 % oder von 0 % bis 50 % betragen, ui,ab kann von -100 % bis 5 % oder von 0 % bis 5 % betragen. Dabei kann gelten, dass ui,start ^ Ui,auf ^ ui,stabil ^ ui,ab oder daSS Ul,auf — Ul,start — Ul,stabil — Ul,ab· According to a first embodiment of the land vehicle 5, U start (t), U stabii (t), u up (t) and u down (t) can each be constants. For example, ui, start can be from -5% to 100%, or from 0% to 100%, or from 10% to 100%. ui, up can be from -5% to 100%, or from 0% to 100%, or from 10% to 100%, ui, stable can be from -50% to 50%, or from 0% to 50%, ui, ab can be from -100% to 5% or from 0% to 5%. It can be the case that ui,start ^ Ui, up ^ ui,stable ^ ui, down or that Ul,up — Ul,start — Ul,stable — Ul,down
Gemäß einer zweiten Ausführungsform des Landfahrzeugs kann das Landfahrzeug einen Körpersensor, der eingerichtet ist, physiologische Daten PD(t) des Körpers des Fahrers zu messen, und eine Recheneinheit aufweisen, die eingerichtet ist, eine Prognose mPD (t+T) der physiologischen Daten zu erstellen, wobei die Steuerungseinheit 8 eingerichtet ist, eine vorbestimmte Führungsgröße für die physiologischen Daten PD(t) bereitzustellen, als eine Regelgröße die Prognose mPD {t+T) zu nehmen und als eine Stellgröße eine Unterstützungsstufe U2(t) des Motors 9 zu wählen, wobei die Steuerungseinheit (8) eingerichtet ist, - für Ustart(t) eine vorbestimmte Konstante ui,start zu wählen, wenn ui,start>U2(t), oder für ustart(t) u2{t) zu wählen, wenn According to a second embodiment of the land vehicle, the land vehicle can have a body sensor that is set up to measure physiological data PD(t) of the driver's body, and a computing unit that is set up to make a prognosis mPD (t+T) of the physiological data create, wherein the control unit 8 is set up to provide a predetermined reference variable for the physiological data PD(t), to take the prognosis mPD {t+T) as a controlled variable and to select a support level U2(t) of the motor 9 as a manipulated variable , wherein the control unit (8) is set up - for U start (t) choose a predetermined constant ui, start if ui, start >U2(t), or for u start (t) u 2 {t) if
U2(t)ÜUl,start, U2(t)ÜUl,start,
- für Ustabii(t) U2 (t) zu wählen, - for U stabii (t) to choose U2 (t),
- für Uauf(t) eine vorbestimmte Konstante ui,auf zu wählen, wenn ui,auf>U2(t), oder für uauf(t) U2(t) zu wählen, wenn u2 (t)>ui,auf, und - for U on (t) a predetermined constant ui to choose on if ui,on>U2(t), or for u on (t) to choose U2(t) if u 2 (t)>ui, on , and
- für Uab(t) eine vorbestimmte Konstante ui,ab zu wählen, wenn ui,ab>U2(t)-Ukorr, oder für Uab(t) u2 {t)-Ukorr zu wählen, wenn - for U ab (t) a predetermined constant ui to choose ab if ui,ab > U2(t)-Ukorr, or to choose u 2 {t)-Ukorr for Uab(t) if
U2 (t)-Ukorr>ui,ab, wobei Ukorr eine positive Konstante ist. Zusammengefasst gilt: U2(t)-Ukorr>ui,ab, where Ukorr is a positive constant. In summary:
Ustart(t) = max [Ul,Start, U2(t)], Ustart(t) = max [Ul,Start, U2(t)],
Ustabil(t) = U2(t), Ustable(t) = U2(t),
Uauf(t) = max [ui,start, U2(t)] und Uab(t) = max [Ul,ab, U2(t)-Ukorr]. Uauf(t) = max [ui,start, U2(t)] and Uab(t) = max [Ul,ab, U2(t)-Ukorr].
Ukorr ist abhängig von dem Landfahrzeug und dem Motor. Ukorr kann von 1 % bis 50 % betragen und insbesondere für ein Elektrof ahrrad von 3 % bis 5 % betragen. Ukorr depends on the land vehicle and engine. Ukorr can be from 1% to 50% and especially for an electric bike from 3% to 5%.
In der Recheneinheit kann ein mathematisches Modell der Form
Figure imgf000023_0001
ist, wobei die Recheneinheit eingerichtet sein kann, mittels eines Optimierungsalgorithmus die Koeffizienten ax±, den Summanden aio, die Verzögerungen t zumindest teilweise und die Verzögerung T für jeden Fahrer individuell so anzupassen, dass mPD (t+T) die gemessenen physiologischen Daten PD(t+T) annähert und anhand des Modells die Prognose mPD {t+T) der physiologischen Daten PD{t+T) zu erstellen. In dem Term Bi(t) wird eine Mittelung von Di+1 Messpunkten vorgenommen, die einen Zeitabstand Ki haben. Beispielsweise können die Werte für D± aus einem Bereich von 0 bis 60 ausgewählt sein. Die Werte für den Zeitabstand K± können beispielsweise aus einem Bereich von 0,2 Sekunden bis 2 Sekunden ausgewählt sein, j kann beispielsweise aus dem Bereich von 2 bis 5 ausgewählt sein, k kann beispielsweise aus dem Bereich von 1 bis 4 ausgewählt sein. Die physiologischen Daten PD(t) können eine Herzfrequenz, eine Herzfrequenzvariabilität, ein Elektrokardiogramm, eine SauerstoffSättigung des Bluts, einen Blutdruck, und/oder eine neurologische Aktivität, insbesondere eine Elektroenzephalografie, aufweisen.
In the computing unit, a mathematical model of the form
Figure imgf000023_0001
is, wherein the computing unit can be set up, using an optimization algorithm, the coefficients a x ±, the addend aio, the delays t c ± at least partially and the delay T for each driver individually so that mPD (t + T) the measured physiological Approximate data PD(t+T) and use the model to create the forecast mPD(t+T) of the physiological data PD(t+T). In the term Bi(t), an averaging of Di+1 measuring points is carried out, which have a time interval Ki. For example, the values for D± be selected from a range of 0 to 60. The values for the time interval K ± can be selected from a range of 0.2 seconds to 2 seconds, j can be selected from the range of 2 to 5, for example, k can be selected from a range of 1 to 4, for example. The physiological data PD(t) can include a heart rate, a heart rate variability, an electrocardiogram, an oxygen saturation of the blood, a blood pressure, and/or a neurological activity, in particular an electroencephalography.
Figuren 4 und 5 zeigen Auftragungen mit Messdaten, die bei einer Fahrt des Landfahrzeugs, das ein Pedelec ist, aufgenommen wurden. Es sind jeweils eine Höhe H(t) des Landfahrzeugs über Normalnull, die Unterstützungsstufe u(t) und die Leistung P{t) gegen die Zeit t aufgebtragen. In Figur 4 wurden die Messdaten mit einem Landfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform aufgenommen und in Figur 5 wurden die Messdaten mit einem Landfahrzeug gemäß der zweiten Ausführungsform aufgenommen. In Figur 5 ist noch eine weitere Auftragung abgebildet, in der PD(t) und mPD(t+T) gegen die Zeit aufgetragen sind, wobei es sich in Figur 5 bei den physiologischen Daten PD(t) um eine Herzfrequenz handelt. Bei beiden Ausführungsformen gilt ui,start=25 %, Ui,auf=20 % und ui,stabii=ui,ab=l %. Es ist erkennbar, dass in Figur 4 die Unterstützungsstufe u(t) zwischen 25 %, 20 % und 1 % wechselt. In Figur 5 hingegen kann die Unterstützungsstufe u(t) davon verschiedene Werte annehmen, wenn U2{t) statt ui,start, Ui,auf, ui,stabil oder ui,ab gewählt ist. Bezugszeichenliste FIGS. 4 and 5 show plots with measurement data that were recorded when the land vehicle, which is a pedelec, was traveling. In each case, a height H(t) of the land vehicle above sea level, the support level u(t) and the power P(t) are plotted against time t. In FIG. 4, the measurement data were recorded with a land vehicle according to the first embodiment, and in FIG. 5 the measurement data were recorded with a land vehicle according to the second embodiment. FIG. 5 shows yet another plot in which PD(t) and mPD(t+T) are plotted against time, the physiological data PD(t) in FIG. 5 being a heart rate. In both embodiments, ui, start =25%, Ui, auf =20% and ui,stabii=ui,ab=1%. It can be seen that in FIG. 4 the support level u(t) changes between 25%, 20% and 1%. In FIG. 5, on the other hand, the support level u(t) can assume different values if U2(t) is selected instead of ui,start, Ui, up , ui,stable or ui, down . Reference List
0 stabile Situation 0 stable situation
1 Startsituation 1 starting situation
2 BergaufSituation 2 uphill situation
3 Bergabsituation 3 downhill situation
4 Start 4 Start
5 Landfahrzeug 5 land vehicle
6 Anstrengungsmessvorrichtung 6 effort measuring device
7 GeschwindigkeitsmessVorrichtung 7 speed measuring device
8 Steuerungseinheit 8 control unit
9 Motor 9 engine
11 erste Abfrage 11 first query
12 zweite Abfrage 12 second query
A{t) Anstrengung des Fahrers v(t) Geschwindigkeit P{t) Leistung PM Motorleistung u{t) Unterstützungsstufe t Zeit A{t) Driver effort v(t) Speed P{t) Power P M Motor power u{t) Assistance level t Time
PD(t) physiologische Daten mPD (t+T) Prognose der physiologischen Daten Temp(t) Temperatur N{t) Neigung PD(t) physiological data mPD (t+T) prediction of physiological data Temp(t) temperature N{t) slope
Sv Geschwindigkeitsschwellenwert Sp Leistungsschwellenwert Cv Konstante Cp Konstante iv Verzögerung ID Verzögerung Sv Speed Threshold Sp Power Threshold Cv Constant Cp Constant iv Delay ID Delay
T Abtastzeit der Steuerungseinheit T Sampling time of the control unit
SDV Beschleunigungsschwellenwert SD V Acceleration Threshold
M(t) Drehmoment M(t) torque
R Radius des Antriebsrads R radius of the drive wheel
D[t) Drehkraft dD(t) Drehkraftgradient kD Konstante D[t) Torque dD(t) Torque gradient k D constant
SDI Konstante SD2 Konstante HD Konstante S D I constant S D2 constant H D constant
Ustabi1 Unterstützungsstufe bei stabiler Situation Ustart Unterstützungsstufe bei Startsituation Uauf Unterstützungsstufe bei BergaufSituation Uab Unterstützungsstufe bei Bergabsituation H(t) Höhe U stabi1 support level in a stable situation U start support level in the starting situation U up support level in an uphill situation U from support level in a downhill situation H(t) height

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Landfahrzeug, das eingerichtet ist, durch Muskelkraft eines Fahrers angetrieben zu werden, und einen Motor (9) aufweist, der eingerichtet ist, das Landfahrzeug (5) anzutreiben, wobei das Landfahrzeug (5) eine Anstrengungsmessvorrichtung (6), die eingerichtet ist, eine durch Aufbringen der Muskelkraft verursachte Anstrengung A{t) des Fahrers zu messen, eine Geschwindigkeitsmessvorrichtung (7), die eingerichtet ist, eine Geschwindigkeit v(t) des Landfahrzeugs (5) zu bestimmen, und eine Steuerungseinheit (8) aufweist, die eingerichtet ist, den Motor (9) zu steuern und anhand der gemessenen Anstrengung A{t) und der gemessenen Geschwindigkeit v(t) eine Mehrzahl an unterschiedlichen Fahrsituationen des Landfahrzeugs (5) zu bestimmen, wobei eine der Fahrsituationen eine Startsituation (1) ist und t die Zeit ist, sowie, wenn die Fahrsituation als die Startsituation (1) bestimmt ist, eine Unterstützungsstufe u{t) des Motors (9) mit einem Wert ustart(t) zu steuern. A land vehicle that is set up to be driven by a driver's muscle power and has an engine (9) that is set up to drive the land vehicle (5), the land vehicle (5) having an effort measuring device (6) that is set up to measure an effort A{t) of the driver caused by the application of muscle power, a speed measuring device (7) which is set up to determine a speed v(t) of the land vehicle (5), and a control unit (8) which is set up to control the motor (9) and to determine a plurality of different driving situations of the land vehicle (5) on the basis of the measured effort A{t) and the measured speed v(t), one of the driving situations being a starting situation (1). and t is the time, and when the driving situation is determined as the starting situation (1), to control a support level u{t) of the motor (9) with a value u start(t).
2. Landfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Anstrengung A{t) eine mechanische Leistung P(t), insbesondere eine Tretleistung, des Fahrers ist und die Steuerungseinheit (8) eingerichtet ist, in einer ersten Abfrage (11) abzufragen, ob v(t)<Sv und P(t)<Sp sind, und in dem Fall, dass die Antwort Ja ist, die Fahrsituation als die Startsituation (1) zu bestimmen, wobei Sv ein Geschwindigkeitsschwellenwert und Sp ein Leistungsschwellenwert sind. 2. Land vehicle according to claim 1, wherein the effort A{t) is a mechanical power P(t), in particular a pedaling power, of the driver and the control unit (8) is set up to query in a first query (11) whether v( t)<Sv and P(t)<Sp, and in case the answer is yes, determining the driving situation as the starting situation (1), where Sv is a speed threshold and Sp is a power threshold.
3. Landfahrzeug gemäß Anspruch 2, wobei die Steuerungseinheit (8) eingerichtet ist, in dem Fall, dass die Antwort auf die erste Abfrage (11) Nein ist, in einer zweiten Abfrage (12) abzufragen, ob v(t)<Sv+Cv und P{t)<Sp+Cp und (v(t)-v(t- iv))/iv<SDv sind, und in dem Fall, dass die Antwort auf die zweite Abfrage (12) Ja ist, die Fahrsituation als die Startsituation (1) zu bestimmen, wobei Cv eine positive Konstante, Cp eine positive Konstante, iv eine Verzögerung und SDV ein negativer Beschleunigungsschwellenwert sind. 3. Land vehicle according to claim 2, wherein the control unit (8) is set up, in the event that the answer to the first query (11) is no, to query in a second query (12) whether v(t)<Sv+ Cv and P(t)<Sp+Cp and (v(t)-v(t-iv))/iv<S D v and in case the answer to the second query (12) is yes, determine the driving situation as the starting situation (1), where Cv is a positive constant, Cp is a positive constant, iv is a deceleration, and SD V is a negative acceleration threshold.
4. Landfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Fahrsituationen eine stabile Situation (0), eine 4. Land vehicle according to one of claims 1 to 3, wherein the driving situations a stable situation (0), a
BergaufSituation (2) und eine Bergabsituation (3) aufweisen, wobei die Steuerungseinheit (8) eingerichtet ist, wenn die Fahrsituation als die stabile Situation (0) bestimmt ist, die Unterstützungsstufe u{t) mit einem Wert ustabii(t) zu steuern, wenn die Fahrsituation als die BergaufSituation (2) bestimmt ist, die Unterstützungsstufe u{t) mit einem Wert Uauf(t) zu steuern, und, wenn die Fahrsituation als die Bergabsituation (3) bestimmt ist, die Unterstützungsstufe u(t) mit einem Wert Uab(t) zu steuern. Having an uphill situation (2) and a downhill situation (3), the control unit (8) being set up to control the support level u{t) with a value u stabii (t) when the driving situation is determined to be the stable situation (0). when the driving situation is determined to be the uphill situation (2), to control the assist level u(t) with a value U to (t), and when the driving situation is determined to be the downhill situation (3), to control the assist level u(t) with a value U from (t).
5. Landfahrzeug gemäß Anspruch 4, wobei ustart(t), ustabii(t), Uauf(t) und Uab(t) jeweils Konstanten sind. 5. A land vehicle according to claim 4, wherein u start (t), u stabii (t), U up (t) and U down (t) are each constants.
6. Landfahrzeug gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Steuerungseinheit (8) eingerichtet ist, in dem Fall, dass die Fahrsituation nicht als die Startsituation (1) bestimmt ist und dass zu einem Zeitpunkt t-t die Fahrsituation als die stabile Situation (0) oder als die Startsituation (1) bestimmt war, abzufragen, ob D(t)>SOI*dD(t) ist und in dem Fall, dass die Antwort Ja ist, die Fahrsituation als die BergaufSituation (2) zu bestimmen, wobei i eine Abtastzeit der Steuerungseinheit, D(t) eine von dem Fahrer bei dessen Anstrengung A{t) auf ein Antriebsrad des Landfahrzeugs (5) aufgebrachte Kraft, die insbesondere eine Drehkraft ist, SDI eine Konstante und dD(t) ein einheitenloser zeitlicher Kraftgradient der Kraft D(t) sind, der insbesondere gemäß dD (t)=l-kD*(D(t)-D(t-iD))/TD bestimmt ist, wobei kD eine Konstante und TD eine Verzögerung sind. 6. Land vehicle according to claim 4 or 5, wherein the control unit (8) is set up, in the event that the driving situation is not determined as the starting situation (1) and that at a time tt the driving situation as the stable situation (0) or when the starting situation (1) was determined, to query whether D(t)>S OI *dD(t) and in case the answer is yes, to determine the driving situation as the uphill situation (2), where i is a Sampling time of the control unit, D(t) a force applied by the driver during his exertion A{t) on a drive wheel of the land vehicle (5), which is in particular a rotational force, SDI a constant and dD(t) a unitless force gradient of the force over time D(t) determined in particular according to dD (t)=lk D *(D(t)-D(ti D ))/TD where k D is a constant and T D is a delay.
7. Landfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Steuerungseinheit (8) eingerichtet ist, in dem Fall, dass die Fahrsituation nicht als die Startsituation (1) bestimmt ist und dass zu einem Zeitpunkt t-t die Fahrsituation als die BergaufSituation (2) bestimmt war, abzufragen, ob 7. Land vehicle according to one of claims 4 to 6, wherein the control unit (8) is set up in the event that the driving situation is not determined as the starting situation (1) and that at a time t-t the driving situation is determined as the uphill situation (2) was intended to ask whether
D (t)>SDI*C/D (t)-HD ist und in dem Fall, dass die Antwort Ja ist, die Fahrsituation als die BergaufSituation (2) zu bestimmen, wobei T eine Abtastzeit der Steuerungseinheit, D{t) eine von dem Fahrer bei dessen Anstrengung A(t) auf ein Antriebsrad des Landfahrzeugs (5) aufgebrachte Kraft, die insbesondere eine Drehkraft ist, SDI eine Konstante, HD eine Konstante und dD(t) ein einheitenloser zeitlicher Kraftgradient der Kraft D(t) sind, der insbesondere gemäß dD(t)=l-kD*(D(t)-D(5-TD))/TD bestimmt ist, wobei kD eine Konstante und TD eine Verzögerung sind. D(t)>SDI*C/D(t)-HD and in case the answer is yes, to determine the driving situation as the uphill situation (2), where T is a sampling time of the control unit, D(t) is a force applied by the driver at his effort A(t) to a driving wheel of the land vehicle (5), which is in particular a rotational force, SDI is a constant, HD is a constant and dD(t ) are a unitless force gradient over time of the force D(t), which is determined in particular according to dD(t)=lk D *(D(t)-D(5-TD))/TD, where k D is a constant and TD is a constant delay are.
8. Landfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Steuerungseinheit (8) eingerichtet ist, in dem Fall, dass die Fahrsituation nicht als die Startsituation (1) bestimmt ist und dass zu einem Zeitpunkt t-t die Fahrsituation als die stabile Situation (0), als die Startsituation (1) oder als die Bergabsituation (3) bestimmt war, abzufragen, ob 8. Land vehicle according to one of claims 4 to 7, wherein the control unit (8) is set up in the event that the driving situation is not determined as the starting situation (1) and that at a time t-t the driving situation is determined as the stable situation (0 ), when the start situation (1) or when the downhill situation (3) was determined to inquire whether
D (t)<SD2*C/D(t) ist und in dem Fall, dass die Antwort Ja ist, die Fahrsituation als die Bergabsituation (3) zu bestimmen, wobei T eine Abtastzeit der Steuerungseinheit, D(t) eine von dem Fahrer bei dessen Anstrengung A(t) auf ein Antriebsrad des Landfahrzeugs (5) aufgebrachte Kraft, die insbesondere eine Drehkraft ist, SD2 eine Konstante und dD(t) ein einheitenloser zeitlicher Kraftgradient der Kraft D(t) sind, der insbesondere gemäß dD(t)=l-kD*(D(t)-D(Ö-TD))/TD bestimmt ist, wobei kD eine Konstante und TD eine Verzögerung sind. D(t)<SD2*C/D(t) and in case the answer is yes, determine the driving situation as the downhill situation (3), where T is a sampling time of the control unit, D(t) is one of that Driver during whose exertion A(t) force applied to a drive wheel of the land vehicle (5), which is in particular a rotational force, SD2 is a constant and dD(t) is a unit-less force gradient over time of the force D(t), which in particular is determined according to dD( t)=lk D *(D(t)-D(δ-TD))/TD where k D is a constant and TD is a delay.
9. Landfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die Steuerungseinheit (8) eingerichtet ist, in dem Fall, dass die Fahrsituation nicht als die Startsituation (1), als die BergaufSituation (2) oder als die Bergabsituation (3) bestimmt ist, die Fahrsituation als die stabile Situation (0) zu bestimmen. 9. Land vehicle according to one of claims 4 to 8, wherein the control unit (8) is set up in the event that the driving situation is not determined as the starting situation (1), as the uphill situation (2) or as the downhill situation (3). to determine the driving situation as the stable situation (0).
10. Landfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuerungseinheit (8) eingerichtet ist, die von dem Motor (9) zum Antreiben des Landfahrzeugs (5) geleistete Motorleistung Pn{t) in Abhängigkeit von der Unterstützungsstufe u(t) und der Leistung P{t) des Fahrers zu steuern. 10. Land vehicle according to one of claims 1 to 9, wherein the control unit (8) is set up, the engine (9) for driving the land vehicle (5) provided engine power Pn {t) depending on the support level u (t) and of the driver's power P(t).
11. Landfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Landfahrzeug einen Körpersensor, der eingerichtet ist, physiologische Daten PD(t) des Körpers des Fahrers zu messen, und eine Recheneinheit aufweist, die eingerichtet ist, eine Prognose mPD (t+T) der physiologischen Daten zu erstellen, wobei die Steuerungseinheit (8) eingerichtet ist, eine vorbestimmte Führungsgröße für die physiologischen Daten PD(t) bereitzustellen, als eine Regelgröße die Prognose mPD {t+T) zu nehmen und als eine Stellgröße eine Unterstützungstufe U2(t) des Motors (9) zu wählen, wobei die Steuerungseinheit (8) eingerichtet ist, für ustart(t) eine vorbestimmte Konstante ui,start zu wählen, wenn ui,start>U2(t), oder für ustart(t) U2(t) zu wählen, wenn U2 {t)>ui,start. 11. Land vehicle according to one of claims 1 to 3, wherein the land vehicle has a body sensor that is set up to measure physiological data PD(t) of the driver's body and a computing unit that is set up to calculate a prognosis mPD (t+T ) of the physiological data, the control unit (8) being set up to provide a predetermined reference variable for the physiological data PD(t), to take the prognosis mPD {t+T) as a control variable and to use a support level U2( t) of the motor (9), the control unit (8) being set up to select a predetermined constant ui, start for u start (t) if ui, start >U2(t), or for u start (t ) to choose U2(t) if U2 {t)>ui,start.
12. Landfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 4 und 6 bis 10, wobei das Landfahrzeug einen Körpersensor, der eingerichtet ist, physiologische Daten PD(t) des Körpers des Fahrers zu messen, und eine Recheneinheit aufweist, die eingerichtet ist, eine Prognose mPD {t+T) der physiologischen Daten zu erstellen, wobei die Steuerungseinheit (8) eingerichtet ist, eine vorbestimmte Führungsgröße für die physiologischen Daten PD{t) bereitzustellen, als eine Regelgröße die Prognose mPD {t+T) zu nehmen und als eine Stellgröße eine Unterstützungsstufe U2(t) des Motors (9) zu wählen, wobei die Steuerungseinheit (8) eingerichtet ist, 12. Land vehicle according to one of claims 4 and 6 to 10, wherein the land vehicle has a body sensor which is set up to measure physiological data PD(t) of the driver's body, and a computing unit which is set up to calculate a prognosis mPD {t +T) of the physiological data, the control unit (8) being set up to provide a predetermined reference variable for the physiological data PD{t), to take the prognosis mPD {t+T) as a controlled variable and a support level as a manipulated variable to select U2(t) of the motor (9), the control unit (8) being set up
- für Ustart(t) eine vorbestimmte Konstante ui,start zu wählen, wenn ui,start>U2(t), oder für Ustart(t) U2{t) zu wählen, wenn- choose for Ustart(t) a predetermined constant ui,start if ui, start >U2(t), or choose for Ustart(t) U2{t) if
U2(t)ÜUl,start, U2(t)ÜUl,start,
- für Ustabii(t) U2 {t) zu wählen, - to choose for Ustabii(t) U2 {t),
- für Uauf(t) eine vorbestimmte Konstante Ui,auf zu wählen, wenn ui,auf>U2(t), oder für uauf(t) U2(t) zu wählen, wenn U2(t) >ui,auf, und - for U auf (t) a predetermined constant Ui, auf to be chosen if ui, auf > U2(t), or for u auf (t) U2(t) to be chosen if U2(t) >ui, auf , and
- für Uab(t) eine vorbestimmte Konstante ui,ab zu wählen, wenn ui,ab>U2(t)-Ukorr, oder für Uab(t) U2(t)-Ukorr zu wählen, wenn- for U ab (t) a predetermined constant ui, to be chosen ab if ui,ab>U2(t)-Ukorr, or to be chosen for Uab(t) U2(t)-Ukorr if
U2 {t)-Ukorr>ui,ab, wobei Ukorr eine positive Konstante ist. U2 {t)-Ukorr>ui,ab, where Ukorr is a positive constant.
13. Landfahrzeug gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei in der Recheneinheit ein mathematisches Modell der Form
Figure imgf000031_0001
gespeichert ist, in dem und
Figure imgf000031_0002
ist, wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, mittels eines Optimierungsalgorithmus die Koeffizienten a, den Summanden aio, die Verzögerungen rXi zumindest teilweise und die Verzögerung T für jeden Fahrer individuell so anzupassen, dass mPD (t+T) die gemessenen physiologischen Daten PD(t+T) annähert und anhand des Modells die Prognose mPD {t+T) der physiologischen Daten PD{t+T) zu erstellen.
13. Land vehicle according to claim 11 or 12, wherein in the computing unit a mathematical model of the form
Figure imgf000031_0001
is stored in which and
Figure imgf000031_0002
is set up, using an optimization algorithm, to adjust the coefficients a , the summand aio, the deceleration r Xi at least partially and the deceleration T for each driver individually in such a way that mPD (t+T) matches the measured physiological data PD (t+T) and to use the model to create the prognosis mPD {t+T) of the physiological data PD{t+T).
14. Landfahrzeug gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei die physiologischen Daten PD(t) eine Herzfrequenz, eine14. Land vehicle according to claim 12 or 13, wherein the physiological data PD (t) a heart rate, a
Herzfrequenzvariabilität, ein Elektrokardiogramm, eine SauerstoffSättigung des Bluts, einen Blutdruck, und/oder eine neurologische Aktivität, insbesondere eine Elektroenzephalografie, aufweisen. heart rate variability, an electrocardiogram, oxygen saturation of the blood, blood pressure, and/or neurological activity, in particular electroencephalography.
15. Landfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Landfahrzeug (5) ein Elektrofahrrad ist. 15. Land vehicle according to one of claims 1 to 14, wherein the land vehicle (5) is an electric bicycle.
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