DE102012212526A1 - Method for monitoring operating mode of electrically driven bicycle, involves calibrating sensor by inclination value under condition that inclination value falls below threshold value and does not fall below another threshold value - Google Patents

Method for monitoring operating mode of electrically driven bicycle, involves calibrating sensor by inclination value under condition that inclination value falls below threshold value and does not fall below another threshold value Download PDF

Info

Publication number
DE102012212526A1
DE102012212526A1 DE201210212526 DE102012212526A DE102012212526A1 DE 102012212526 A1 DE102012212526 A1 DE 102012212526A1 DE 201210212526 DE201210212526 DE 201210212526 DE 102012212526 A DE102012212526 A DE 102012212526A DE 102012212526 A1 DE102012212526 A1 DE 102012212526A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
value
acceleration sensor
slope
threshold value
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE201210212526
Other languages
German (de)
Other versions
DE102012212526B4 (en
Inventor
Daniel Baumgaertner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102012212526.4A priority Critical patent/DE102012212526B4/en
Publication of DE102012212526A1 publication Critical patent/DE102012212526A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102012212526B4 publication Critical patent/DE102012212526B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45Control or actuating devices therefor
    • B62M6/50Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62JCYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B62J45/415Inclination sensors
    • B62J45/4152Inclination sensors for sensing longitudinal inclination of the cycle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

The method involves using a signal of a torque sensor (3) to determine an inclination value for a vehicle (1) in connection with a mass value. An acceleration sensor (4) i.e. position sensor, is calibrated by the inclination value under a condition that the inclination value falls below a pre-defined threshold value and does not fall below another pre-defined threshold value, where the former threshold value is not smaller, in particular larger than the latter threshold value. Another mass value is determined using the calibrated acceleration sensor. An independent claim is also included for a vehicle.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betriebszustandsüberwachung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung einer aktuellen Fahrzeuggesamtmasse sowie einer durch das Fahrzeug befahrenen Steigung unter Zuhilfenahme eines Drehmomentsensors und eines Beschleunigungssensors. The present invention relates to a method for operating condition monitoring for a vehicle, in particular a bicycle with electric auxiliary motor. In particular, the present invention relates to a method for determining a current total vehicle mass and a gradient traveled by the vehicle with the aid of a torque sensor and an acceleration sensor.

DE 10 2010 017 742 A zeigt ein Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromotors eines Fahrrads und eine dazugehörige Ansteuereinheit. Dabei wird das Fahrermoment durch einen Vergleich von in Form eines gespeicherten Fahrmodells, also klassifizierten Sätzen von Betriebszustandsgrößen mit während der Fahrt aufgenommenen Messgrößen während der Fahrt geschätzt. DE 10 2010 017 742 A shows a method for driving an electric motor of a bicycle and an associated drive unit. In this case, the driver's torque is estimated by comparing measures stored in the form of a stored driving model, that is to say classified sets of operating state variables, with measured variables recorded while driving during the journey.

DE 600 32 819 T2 zeigt Verfahren und Vorrichtungen zum Messen der Anstrengung eines Radfahrers, wozu Verformungen im Antriebsstrang (Pedalkurbel und Kettentrieb) gemessen werden. DE 600 32 819 T2 shows methods and devices for measuring the effort of a cyclist, for which deformations in the drive train (pedal crank and chain drive) are measured.

DE 10 2010 018 138 A1 zeigt ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrrades mit wenigstens zwei elektrischen Antriebsmotoren, gemäß welchem unter Verwendung einer Steuereinheit die den Antriebsmotoren zur Verfügung gestellte elektrische Energie entsprechend der Fahrsituation aufgeteilt wird. Dabei wird das gewünschte Radmoment gemäß dem Stand der Technik durch expliziten Fahrerwunsch oder die Trittfrequenz bzw. die Pedalkraft vorgegeben. DE 10 2010 018 138 A1 shows a method for operating a bicycle with at least two electric drive motors, according to which, using a control unit, the electrical energy supplied to the drive motors is divided according to the driving situation. In this case, the desired wheel torque is specified according to the prior art by explicit driver request or the cadence or the pedal force.

Die bekannten Ansätze zur Ermittlung eines gewünschten bzw. erforderlichen Motormoments zum Antreiben eines Fahrzeugs weisen dabei den Nachteil auf, dass unterschiedliche Steigungen und unterschiedliche Fahrzeuggesamtmassen nicht derart exakt ausgewertet werden können, dass ein zufriedenstellendes Motormoment unabhängig von der aktuellen Fahrzeuggesamtsituation errechnet bzw. ermittelt werden kann. Beispielsweise kann eine Verformung im Antriebsstrang ohne weitere Informationen auf eine Vielzahl der Fortbewegung des Fahrzeugs entgegenstehende Betriebskenngrößen schließen lassen. Beispielsweise kann eine hohe Steigung in Verbindung mit einer hohen Gesamtfahrzeugmasse (Fahrzeug + Zuladung + Anhänger + Fahrer) oder eine hohe Beschleunigung bei hoher Gesamtfahrzeugmasse anlässlich sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein hoher Rollwiderstand (Sandweg, Feldweg) oder starker Gegenwind verantwortlich dafür sein, dass der Fahrer des Fahrzeugs ein hohes Moment anfordert. Allein aufgrund von Verformungen kann somit nicht auf die eine oder die andere Fahrsituation geschlossen werden, wodurch ein Motormoment und/oder ein Unterstützungsmoment durch das Fahrzeug nicht immer adäquat dosiert werden kann.The known approaches for determining a desired or required engine torque for driving a vehicle have the disadvantage that different grades and different total vehicle masses can not be evaluated so accurately that a satisfactory engine torque can be calculated or determined independently of the current vehicle overall situation. For example, a deformation in the drive train can be concluded without further information on a variety of locomotion of the vehicle opposite operating characteristics. For example, a high grade in conjunction with a high total vehicle mass (vehicle + payload + trailer + driver) or a high acceleration with high total vehicle mass may be on the occasion. Alternatively or additionally, a high rolling resistance (sand path, dirt road) or strong headwind can be responsible for the driver of the vehicle requesting a high torque. Alone due to deformations can thus not be closed to one or the other driving situation, whereby an engine torque and / or a support torque can not always be adequately dosed by the vehicle.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor genannten Nachteile des Standes der Technik auszuräumen.It is therefore an object of the present invention to overcome the aforementioned disadvantages of the prior art.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1. Entsprechend weist das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt auf, in welchem ein Signal eines Drehmomentsensors verwendet wird, um in Verbindung mit einem ersten Massewert einen erste Steigungswert für das Fahrzeug zu ermitteln. Der Drehmomentsensor kann beispielsweise im Bereich der Antriebswelle des Fahrzeugs, wie z.B. dem Tretlager eines Fahrrades, angeordnet sein. Der erste Massewert kann beispielsweise aus einem Speicher abgerufen werden oder durch andere Sensoren zur Verfügung gestellt werden. Die Ermittlung des ersten Steigungswerts der Umgebung, in welchem sich das Fahrzeug aktuell befindet, kann beispielsweise modellhaft erfolgen, indem eine Newtonsche Bewegungsgleichung für die am Fahrzeug angreifenden Drehmomente und/oder Kräfte unter Annahme eines Massewerts für das Gesamtfahrzeug verwendet wird. Bei einem Drehmomentsensor, der die Kraft oder das Drehmoment am Kettenblatt oder an der Kurbelwelle misst, ist es dabei von Vorteil, über das Übersetzungsverhältnis zwischen Kettenblatt und Ritzel auf die Kraft am angetriebenen Rad des Fahrrades zu schließen. Das Übersetzungsverhältnis kann dabei bekannt sein, oder kann über das Verhältnis der Fahrradgeschwindigkeit und Kettenblattdrehzahl ermittelt werden. Dabei können für andere, am Fahrzeug angreifende Kräfte und Momente entweder in erster Näherung Werte angenommen werden (Rollwiderstand, Windwiderstand, etc.) oder insbesondere für die Geschwindigkeit und/oder Geschwindigkeitsänderung GPS-Sensorik oder Radsensoren verwendet werden. Weiter umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt eines Kalibrierens eines Beschleunigungssensors mittels des ersten Steigungswertes unter der Voraussetzung, dass der erste Steigungswert einen vordefinierten ersten Schwellwert S1 unterschreitet und optional einen vordefinierten kleineren zweiten Schwellwert S2 überschreitet, wobei also S1 > S2 gilt. Der Beschleunigungssensor kann dabei beispielsweise ebenfalls im Tretlager des Fahrrades oder an einem anderen Ort im Fahrzeug angeordnet sein. Wichtig dabei ist, dass die Neigung des Fahrrades aufgrund einer befahrenen Steigung zu einem auswertbaren Signal am Beschleunigungssensor führt. Sofern der im zuvor beschriebenen Schritt ermittelte erste Steigungswert zwischen dem vordefinierten ersten und zweiten Schwellwert liegt, kann ein zu diesem Zeitpunkt vom Beschleunigungssensor abgegebenes Signal auf den ersten Steigungswert kalibriert werden. Da eine Ermittlung des ersten Steigungswertes für geringe Steigungen (zwischen S1 und S2 gelegen) anhand des Drehmomentes oder der Kraft, welches bzw. welche vom Fahrer zusammen mit dem Motor zur Verfügung gestellt werden, in Verbindung mit der Newton‘schen Bewegungsgleichung (basierend auf dem zweiten Newton’schen Gesetz) sehr genaue Werte liefert, kann der Beschleunigungssensor somit zumindest für eine erste Verwertbarkeit seiner Ergebnisse eingerichtet, also kalibriert werden. Da die Eigenschaften von Beschleunigungssensoren bekanntermaßen stark von der Temperatur abhängen und Alterungserscheinungen Veränderungen in ihrer Empfindlichkeit bedingen, kann somit zu Beginn eines Betriebszyklus' zumindest ein erster Näherungswert ermittelt werden, der zu einer kundentauglichen Betriebszustandsüberwachung des Fahrzeugs verwendet werden kann.The above object is achieved according to the invention by a method having the features according to claim 1. Accordingly, the method according to the invention has a step in which a signal of a torque sensor is used to determine a first slope value for the vehicle in conjunction with a first mass value , The torque sensor may be arranged, for example, in the region of the drive shaft of the vehicle, such as the bottom bracket of a bicycle. The first mass value may for example be retrieved from a memory or made available by other sensors. The determination of the first slope value of the environment in which the vehicle is currently located can be modeled, for example, by using a Newtonian equation of motion for the vehicle-engaging torques and / or forces assuming a mass value for the entire vehicle. In the case of a torque sensor which measures the force or the torque on the chainring or on the crankshaft, it is advantageous to use the ratio between chainring and pinion to close the force on the driven wheel of the bicycle. The gear ratio can be known, or can be determined by the ratio of the bicycle speed and chainring speed. For other forces and torques acting on the vehicle, values can be assumed in a first approximation (rolling resistance, wind resistance, etc.) or, in particular, GPS sensors or wheel sensors can be used for the speed and / or speed change. Furthermore, the method according to the invention comprises the step of calibrating an acceleration sensor by means of the first slope value, provided that the first slope value falls below a predefined first threshold value S1 and optionally exceeds a predefined smaller second threshold value S2, in which case S1> S2. The acceleration sensor can also be arranged, for example, in the bottom bracket of the bicycle or at another location in the vehicle. It is important that the inclination of the bicycle due to a traveled slope leads to an evaluable signal on the acceleration sensor. If the first slope value determined in the above-described step lies between the predefined first and the first slope value second threshold, a signal output by the acceleration sensor at this time can be calibrated to the first slope value. Since a determination of the first slope value for low slopes (located between S1 and S2) based on the torque or force provided by the driver together with the engine is in conjunction with Newton's equation of motion (based on the Second Newton's law) provides very accurate values, the acceleration sensor can thus be set up for at least a first usability of its results, so calibrated. Since the properties of acceleration sensors are known to depend strongly on the temperature and aging phenomena cause changes in their sensitivity, thus at the beginning of an operating cycle, at least a first approximation value can be determined which can be used for a customer-suitable operating state monitoring of the vehicle.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Bevorzugt kann das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt eines Ermittelns eines zweiten Massewertes unter Verwendung des nun kalibrierten Beschleunigungssensors umfassen. Mit anderen Worten wird nach dem zuvor beschriebenen Schritt des Kalibrierens der nun betriebsbereite Beschleunigungssensor zur Bestimmung einer aktuellen Steigung verwendet. Auf diese Weise kann über die mittels des Beschleunigungssensors ermittelte Steigung und die aus Fahrermoment und Motormoment zusammengesetzte Antriebsgröße die resultierende Hangabtriebskraft in Abhängigkeit der Gesamtfahrzeugmasse beschrieben werden. Da die üblichen Werte für den Rollwiderstand sowie den Luftwiderstand bei geringen Geschwindigkeiten in Verbindung mit großen Steigungen und geringen Geschwindigkeitsänderungen entweder vernachlässigt oder durch konstante Werte angenähert werden können, kann nun die Bewegungsgleichung zur Bestimmung der aktuellen Fahrzeugmasse entsprechend einem zweiten Massewert verwendet werden. Dies bietet den Vorteil, dass nun eine zweite Möglichkeit zur Bestimmung der aktuellen Fahrzeugmasse bzw. zur Plausibilisierung des ersten Massewertes geeignete Abhängigkeit verwendet werden kann.The method according to the invention may preferably include the step of determining a second mass value using the now calibrated acceleration sensor. In other words, after the calibration step described above, the now ready acceleration sensor is used to determine a current grade. In this way, the resulting downgrade force as a function of the total vehicle mass can be described via the gradient determined by means of the acceleration sensor and the drive variable composed of the driver torque and the engine torque. Since the usual values for rolling resistance as well as air resistance at low speeds in conjunction with large slopes and low speed changes can either be neglected or approximated by constant values, the equation of motion can now be used to determine the current vehicle mass according to a second mass value. This offers the advantage that now a second possibility for determining the current vehicle mass or for plausibility of the first mass value suitable dependency can be used.

Weiter bevorzugt kann die Ermittlung der Steigung, die zur Berechnung des zweiten Massewertes herangezogen wird, auf unterschiedliche Weise vorgenommen werden. Dabei kann die Ermittlung der tatsächlichen Steigung auf Grund der Genauigkeit der Methoden gewichtet zwischen dem kalibrierten Beschleunigungssensor und der Newton‘schen Gleichungen erfolgen.. Beispielsweise kann ein erster Steigungswert, der unter Verwendung eines Signals des Drehmomentsensors ermittelt wurde, ein höheres Gewicht gegenüber einem unter Verwendung des kalibrierten Beschleunigungssensors ermittelten Steigungswertes erhalten, wenn dieser (insbesondere weit) unterhalb des Schwellwertes S1 (oder eines dritten Schwellwertes S3) jedoch oberhalb von S2 (oder einem vierten Schwellwert S4) liegt. Im Unterschied dazu kann bei einem hinsichtlich der genannten Schwellwerte höheren bzw. niedrigerem Steigungswert der unter Verwendung eines Signals des Drehmomentsensors ermittelte Steigungswert ein niedrigeres Gewicht gegenüber einem unter Verwendung des kalibrierten Beschleunigungssensors ermittelten Steigungswert erhalten. Eine Verrechnung der im Zuge beider Methoden ermittelten Steigungswerte kann beispielsweise eine gewichtete Mittelwertbildung oder eine Plausibilisierung unter Beibehaltung des plausibilisierten Wertes umfassen. Dies bietet den Vorteil, dass die Bereiche, in denen die jeweilige Methode brauchbare bis sehr gute Ergebnisse erzielt, miteinander verknüpft werden können, um über einen breiten Bereich verwertbare Ergebnisse zu erhalten.More preferably, the determination of the slope, which is used to calculate the second mass value, be made in different ways. In this case, the determination of the actual slope can be carried out between the calibrated acceleration sensor and Newton's equations on the basis of the accuracy of the methods. For example, a first slope value, which was determined using a signal of the torque sensor, can have a higher weight than one using of the calibrated acceleration sensor obtained, if this (in particular far) below the threshold value S1 (or a third threshold value S3) but above S2 (or a fourth threshold value S4). In contrast, at a higher or lower slope value with respect to said threshold values, the slope value determined using a signal from the torque sensor may be given a lower weight than a gradient value determined using the calibrated acceleration sensor. An offsetting of the slope values determined in the course of both methods may include, for example, a weighted averaging or a plausibility check while maintaining the plausibility value. This offers the advantage that the areas in which the respective method achieves useful to very good results can be linked together in order to obtain usable results over a wide range.

Weiter bevorzugt kann der erste Massewert ein in einem früheren Betriebszyklus z.B. mittels kalibrierten Beschleunigungssensors ermittelter tatsächlicher Massewert oder ein werksseitig oder anwenderseitig vordefinierter Wert sein. Mit anderen Worten kann der Massewert aus einem Speicher abgerufen werden, und einem bei einer vorausgehenden Fahrt ermittelten und nichtflüchtig gespeicherten Massewert identisch sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein werksseitig vordefinierter Wert verwendet werden, was insbesondere für den Fall häufig wechselnder Fahrer bzw. Fahrzeuggesamtmassen sinnvoll sein kann. Sofern eine Fahrzeugbenutzungsberechtigungskennung (Fahrzeugschlüssel, PIN-Eingabe, Fingerabdrucksensor etc.) verwendet wird, kann auch ein dem aktuell zugreifenden Anwender entsprechender letzter Fahrzeuggesamtmassewert geladen und zur Kalibrierung des Beschleunigungssensors verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Anwender entweder eine konkrete Fahrzeuggesamtmasse über die Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS, auch MMI oder HMI) eingeben oder ein seiner Kennung entsprechender Wert für den Fall festgelegt sein, dass keine solche Eingabe erfolgt. Auf diese Weise wird ein sinnvoller und realitätsnaher Massewert bereits vor Fahrtbeginn geladen.More preferably, the first mass value may be entered in an earlier operating cycle, e.g. be an actual mass value determined by means of a calibrated acceleration sensor or a factory-set or user-predefined value. In other words, the mass value can be retrieved from a memory and be identical to a mass value determined on a preceding trip and stored non-volatilely. Alternatively or additionally, a factory-predefined value can be used, which can be useful, in particular, in the case of frequently changing drivers or total vehicle masses. If a vehicle use authorization identifier (vehicle key, PIN entry, fingerprint sensor, etc.) is used, a last overall vehicle value corresponding to the currently accessing user can also be loaded and used to calibrate the acceleration sensor. Alternatively or additionally, the user can either enter a specific total vehicle mass via the man-machine interface (MMS, also MMI or HMI) or a value corresponding to its identifier for the case that no such input takes place. In this way, a meaningful and realistic mass value is loaded before the start of the journey.

Weiter bevorzugt kann der Beschleunigungssensor erneut kalibriert werden, wenn ein vordefiniertes Zeitintervall verstrichen ist. Beispielsweise kann eine Kalibrierung erneut angestoßen werden, wenn nach einem letzten Kalibrierungsvorgang 5 Minuten, 10 Minuten, 60 Minuten oder 3 Stunden vergangen sind. Alternativ oder zusätzlich kann erneut kalibriert werden, wenn ein vordefiniertes Maß an Steigungsänderung erreicht ist. So kann immer eine Kalibrierung erfolgen, wenn die Modellgleichung eine Steigung zwischen dem ersten Schwellwert S1 und dem zweiten Schwellwert S2 berechnet. Alternativ oder zusätzlich kann ein vordefiniertes Maß an Temperaturänderung dazu führen, dass eine Neukalibrierung des Beschleunigungssensors angestoßen wird. Die Temperaturänderung kann dabei beispielsweise durch ein am oder im Fahrzeug angebrachtes Thermometer erkannt und der Änderung zugrunde gelegt werden. Alternativ oder zusätzlich können auch lokale Temperaturwerte, welche auf elektronischem Wege drahtlos (Radio, Internet, Mobilfunk) bereitgehalten werden, verwendet werden, um eine Temperaturänderung um ein vordefiniertes Maß zu erkennen. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Detektion einer vorgegebenen Charakteristik einer vom Beschleunigungssensor empfangenen Signalfolge eine Neukalibrierung anstoßen. Beispielsweise kann durch das Durchfahren einer Schlechtwegstrecke, im Ansprechen worauf der Beschleunigungssensor häufige Spitzenwerte aufgrund von Erschütterungen gesendet hat, eine Neukalibrierung angestoßen werden, um auch weiterhin eine Abgabe verlässlicher und die Realität brauchbar abbildender Werte sicherzustellen. Grundsätzlich können somit vorteilhafterweise Umstände erkannt werden, welche erfahrungsgemäß zu einer Veränderung bzw. Verfälschung der vom Beschleunigungssensor abgegebenen Signale führen.More preferably, the acceleration sensor can be recalibrated when a predefined time interval has elapsed. For example, a calibration may be restarted if 5 minutes, 10 minutes, 60 minutes, or 3 hours have elapsed after a final calibration procedure. Alternatively or additionally, it may be recalibrated if a predefined amount of Gradient change is reached. Thus, a calibration can always be carried out if the model equation calculates a slope between the first threshold value S1 and the second threshold value S2. Alternatively or additionally, a predefined amount of temperature change may cause a recalibration of the acceleration sensor to be initiated. The temperature change can be detected, for example, by a mounted on or in the vehicle thermometer and based on the change. Alternatively or additionally, local temperature values, which are kept available wirelessly (radio, Internet, mobile radio) electronically, can also be used to detect a temperature change by a predefined amount. Alternatively or additionally, the detection of a predetermined characteristic of a signal sequence received by the acceleration sensor can trigger a recalibration. For example, by traversing a poor path in response to which the acceleration sensor has sent frequent peaks due to shocks, recalibration can be initiated to continue to ensure reliable and real-world useful mapping values. In principle, therefore, it is advantageously possible to recognize circumstances which, according to experience, lead to a change or falsification of the signals emitted by the acceleration sensor.

Alternativ oder zusätzlich können die zuvor diskutierten Szenarien auch als Anlass genommen werden, eine Neubestimmung der Gesamtfahrzeugmasse durchzuführen. Mit anderen Worten kann der zweite Massewert auf einen dritten Massewert aktualisiert werden, wenn ein vordefiniertes Zeitintervall verstrichen, und/oder ein vordefiniertes Maß an Steigungsänderung erreicht, und/oder ein vordefiniertes Maß an Temperaturänderung erreicht, und/oder eine vorgegebene Charakteristik einer vom Beschleunigungssensor empfangenen Signalfolge detektiert worden ist. Dies bietet den Vorteil einer bestmöglichen Nutzung der im Fahrzeug ermittelten bzw. ermittelbaren Informationen zur Sicherstellung einer möglichst exakten Betriebszustandsüberwachung.Alternatively or additionally, the previously discussed scenarios can also be taken as an opportunity to carry out a new determination of the total vehicle mass. In other words, the second mass value may be updated to a third mass value when a predefined time interval has elapsed, and / or reaches a predefined amount of slope change, and / or reaches a predefined amount of temperature change, and / or a predetermined characteristic of a temperature received from the acceleration sensor Signal sequence has been detected. This offers the advantage of the best possible use of the information determined or ascertainable in the vehicle to ensure as exact as possible monitoring of the operating state.

Weiter bevorzugt kann der Beschleunigungssensor verwendet werden, um eine Kategorisierung einer aktuellen Steigung hinsichtlich eines vordefinierten Schwellwertes zu ermöglichen. Mit anderen Worten kann der Beschleunigungssensor als Lagesensor verwendet werden, welcher sich innerhalb des Gravitationsfeldes (Erdbeschleunigung) orientiert und entsprechende Messwerte für das erfindungsgemäße Verfahren bereitstellt. Durch eine derart exakte Lagebestimmung des Fahrzeugs kann gegenüber dem Stand der Technik ein deutlich natürlicheres Unterstützungsmoment bzw. komfortableres Fahrgefühl für den Anwender erzeugt werden.More preferably, the acceleration sensor can be used to allow a categorization of a current slope with respect to a predefined threshold value. In other words, the acceleration sensor can be used as a position sensor, which is oriented within the gravitational field (gravitational acceleration) and provides corresponding measured values for the method according to the invention. By such an exact position determination of the vehicle can be generated over the prior art, a much more natural support torque or more comfortable driving feel for the user.

Bevorzugt kann der erste Schwellwert S1 der Steigung, unterhalb dessen eine Kalibrierung des Beschleunigungssensors durchgeführt wird, zwischen 1% und 3%, bevorzugt bei ca. 2%, liegen. Bevorzugt kann der zweite Schwellwert S2 der Steigung, oberhalb dessen eine Kalibrierung des Beschleunigungssensors durchgeführt wird, zwischen –1% und 1%, bevorzugt bei 0%, liegen. Es hat sich herausgestellt, dass innerhalb dieser Schwellwertgrenzen die Bestimmung der Gesamtfahrzeugmasse unter Zuhilfenahme eines Signals des Drehmomentsensors in Verbindung mit der Newtonschen Bewegungsgleichung besonders exakte Ergebnisse liefert, da der Einfluss der Gesamtfahrzeugmasse bei geringen Geschwindigkeitsänderungen in diesem Steigungsbereich noch weniger erheblich ist.Preferably, the first threshold value S1 of the gradient, below which a calibration of the acceleration sensor is carried out, can be between 1% and 3%, preferably approximately 2%. Preferably, the second threshold value S2 of the slope, above which a calibration of the acceleration sensor is performed, can be between -1% and 1%, preferably at 0%. It has been found that within these threshold limits, the determination of the total vehicle mass with the aid of a signal of the torque sensor in conjunction with the Newton's equation of motion yields particularly accurate results, since the influence of the total vehicle mass is even less significant at low speed changes in this gradient range.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor, zur Verfügung gestellt, wobei das Fahrzeug einen Beschleunigungssensor, einen Drehmomentsensor, einen Speicher und eine mit dem Beschleunigungssensor, dem Drehmomentsensor und dem Speicher verbundene Verarbeitungseinheit umfasst. Während der Speicher zum Abspeichern von Werten und Abrufen derselben in einem späteren Betriebszyklus bevorzugt als nichtflüchtiger Speicher ausgestaltet ist, wurde auf die Merkmale "Beschleunigungssensor" und "Drehmomentsensor" in Verbindung mit dem vorstehend diskutierten Aspekt der vorliegenden Erfindung hinreichend eingegangen, wobei die obigen Ausführungen auch für das erfindungsgemäße Fahrzeug Gültigkeit behalten. Die Verarbeitungseinheit kann beispielsweise einen Mikroprozessor umfassen, welcher entweder in der Nähe der Sensoren (z.B. im Tretlager eines Fahrrades) oder im Bereich der Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS) angeordnet sein kann. Die Verarbeitungseinheit kann dabei eingerichtet sein, das Verfahren gemäß dem vorstehend diskutierten Aspekt der vorliegenden Erfindung durchzuführen, wenn entsprechende Anweisungen in Form eines Computerprogramms aus dem Speicher geladen worden sind.According to another aspect of the present invention, there is provided a vehicle, in particular a bicycle with an electric assist motor, the vehicle comprising an acceleration sensor, a torque sensor, a memory and a processing unit connected to the acceleration sensor, the torque sensor and the memory. While the memory for storing values and retrieving them in a later operating cycle is preferably designed as a non-volatile memory, the features "acceleration sensor" and "torque sensor" have been sufficiently discussed in connection with the aspect of the present invention discussed above, the above explanations also to remain valid for the vehicle according to the invention. For example, the processing unit may comprise a microprocessor which may be located either near the sensors (e.g., in the bottom bracket of a bicycle) or near the man-machine interface (MMS). The processing unit may be set up to carry out the method according to the above-discussed aspect of the present invention, when corresponding instructions in the form of a computer program have been loaded from the memory.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System, umfassend einen Beschleunigungssensor, einen Drehmomentsensor, einen Speicher und eine mit dem Beschleunigungssensor, dem Drehmomentsensor und dem Speicher verbundene Verarbeitungseinheit, vorgeschlagen, mittels welchem ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor, gemäß dem vorstehend genannten Aspekt der vorliegenden Erfindung eingerichtet bzw. ergänzt werden kann. Das System kann dabei als Teilesatz oder beispielsweise in einer Antriebseinheit mit elektrischem Hilfsmotor integriert ausgestaltet sein und auf diese Weise kompakt an geeigneten Fahrzeugen angebracht werden. Auch im Zusammenhang mit diesem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird hinsichtlich der Details und der Funktionsweise auf den ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung verwiesen.According to another aspect of the present invention, there is provided a system including an acceleration sensor, a torque sensor, a memory, and a processing unit connected to the acceleration sensor, the torque sensor, and the memory, by which a vehicle, in particular a bicycle with an auxiliary electric motor, according to above-mentioned aspect of the present invention can be established or supplemented. The system can be designed as a set of parts or, for example integrated in a drive unit with electric auxiliary motor and be mounted in this way compact on suitable vehicles. Also in connection with this third aspect of the The present invention is directed to the first and second aspects of the present invention in view of the details and operation.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings:

1 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug; 1 a schematic diagram of an embodiment of a vehicle according to the invention;

2 eine schematische Übersicht eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System; 2 a schematic overview of an embodiment of an inventive system;

3 ein Flussdiagramm, veranschaulichend die Schritte gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens; und 3 a flowchart illustrating the steps according to an embodiment of the method according to the invention; and

4 ein Diagramm zu den Zusammenhängen zwischen einer aktuell befahrenen Steigung und den Kraftanteilen unterschiedlicher, am Fahrzeug angreifender Kräfte. 4 a diagram of the relationships between a currently traveled slope and the force components of different forces acting on the vehicle.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt ein elektrisch hilfsweise angetriebenes Fahrrad 1 als Fahrzeug, welches im Bereich seines Tretlagers einen Hilfsmotor 2 sowie einen Drehmomentsensor 3 und einen Beschleunigungssensor 4 aufweist. Der Hilfsmotor 2 ist dabei eingerichtet, im Ansprechen auf eine Pedalbetätigung durch einen Anwender ein unterstützendes Drehmoment auf den Antriebsstrang des Fahrrades 1 zu geben. Der Drehmomentsensor 3 ist eingerichtet, die Stärke des durch den Anwender auf das Pedal ausgeübten Drehmoments zu erfassen und an eine Verarbeitungseinheit 5 in der Mensch-Maschine-Schnittstelle im Bereich des Lenkers weiterzugeben. Der Beschleunigungssensor 4 ist eingerichtet, Beschleunigungswerte an die Verarbeitungseinheit 5 weiterzuleiten. Die Beschleunigungswerte können beispielsweise eine Schräglage des Fahrrades aufgrund einer geänderten Wirkrichtung des Gravitationsfeldes relativ zum Fahrrad erkennbar machen. Zusätzlich werden selbstverständlich auch Erschütterungen, wie sie insbesondere beim Überfahren einer Schlechtwegstrecke auftreten, in im Wesentlichen unerwünschte Signale gewandelt und weitergeleitet. Die vorstehend beschriebenen Komponenten des erfindungsgemäßen Systems werden durch einen Akkupack 6, welcher zwischen dem Tretlager und dem Sattel des Fahrzeugs 1 angeordnet ist, mit elektrischer Energie versorgt. 1 shows an electrically powered bicycle 1 as a vehicle, which in the area of its bottom bracket an auxiliary engine 2 and a torque sensor 3 and an acceleration sensor 4 having. The auxiliary engine 2 is configured, in response to a pedal operation by a user, a supporting torque on the drive train of the bicycle 1 to give. The torque sensor 3 is adapted to detect the magnitude of the torque exerted by the user on the pedal and to a processing unit 5 in the man-machine interface in the area of the handlebar. The acceleration sensor 4 is set up, acceleration values to the processing unit 5 forward. The acceleration values can, for example, make a tilt of the bicycle recognizable relative to the bicycle due to a changed effective direction of the gravitational field. In addition, of course, vibrations, as they occur in particular when crossing a poor road, are converted into substantially unwanted signals and forwarded. The components of the system according to the invention described above are provided by a battery pack 6 which is between the bottom bracket and the saddle of the vehicle 1 is arranged, supplied with electrical energy.

2 zeigt eine schematische Übersicht über die Komponenten und ihre Pfade zum Informations- und Energieaustausch. Ein Akkupack 6 versorgt einen Hilfsmotor 2 mit elektrischer Energie. Eine Motorsteuerung 7 steuert die Energieaufnahme des Hilfsmotors 2 und erhält von diesem eine Rückmeldung über das von ihm ausgeübte mechanische Moment. Des Weiteren sind ein Drehmomentsensor 3 und ein Beschleunigungssensor 4 mit der Motorsteuerung 7 verbunden. Des Weiteren ist ein Speicher 8 mit der Motorsteuerung verbunden, welcher bereitsteht, ermittelte Kalibrierfaktoren, Gesamtfahrzeugmassen, Kennfelder, Berechnungsvorschriften und andere für das erfindungsgemäße Verfahren erforderliche Daten zu speichern und abrufbar bereitzuhalten. Schließlich ist eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS) 5 mit der Motorsteuerung 7 verbunden, welche auf der MMS 5 einem Fahrer Informationen über den Betriebszustand des Fahrrades 1 anzeigt und Eingaben über die MMS 5 an die Motorsteuerung 7 entgegennimmt. Die Motorsteuerung 7 wird ebenfalls über den Akkupack 6 mit elektrischer Energie versorgt und kann deren Ladezustandsmanagement übernehmen. Die Motorsteuerung 7 steuert wiederum entsprechend einer Regelung den Motor 2 an. 2 shows a schematic overview of the components and their paths for information and energy exchange. A battery pack 6 supplies an auxiliary engine 2 with electrical energy. A motor control 7 controls the energy consumption of the auxiliary engine 2 and receives from this a feedback about the mechanical moment exerted by him. Furthermore, a torque sensor 3 and an acceleration sensor 4 with the engine control 7 connected. There is also a memory 8th connected to the engine control, which is ready to store determined calibration factors, total vehicle masses, maps, calculation rules and other data required for the inventive method and ready to retrieve available. Finally, a human machine interface (MMS) 5 with the engine control 7 connected, which on the MMS 5 a driver information about the operating condition of the bicycle 1 displays and inputs via the MMS 5 to the engine control 7 answers. The engine control 7 is also over the battery pack 6 supplied with electrical energy and can take over their state of charge management. The engine control 7 in turn controls the motor according to a regulation 2 at.

3 ist ein Flussdiagramm für ein Ausführungsbeispiel gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Das Verfahren startet ("Start") im Ansprechen auf eine Anwendereingabe wie z.B. beim Anschalten des Fahrrades oder eine Betätigung des Tretlagers des Fahrzeugs 1. Im Ansprechen darauf wird im Schritt 100 ein Programm aus dem Speicher 8 in die Motorsteuerung 7 geladen, welches im Stande ist, die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Beispielsweise werden die Newtonsche Gleichung, abgespeicherte Initialwerte für die Gesamtfahrzeugmasse und gegebenenfalls Kalibrierwerte für den Drehmomentsensor 3 geladen. Zuvor, währenddessen oder anschließend kann der Anwender die Fahrt beginnen. Tritt er in die Pedale, sendet der Drehmomentsensor 3 in Schritt 200 einen entsprechenden Drehmomentwert an die Motorsteuerung 7, im Ansprechen worauf diese eine Berechnung der aktuellen Steigung veranlassen kann. Dies wird beispielsweise unter Verwendung statischer Werte für den Rollwiderstand und den Windwiderstand durchgeführt. Zudem kann ein Geschwindigkeitssignal, welches beispielsweise über Radsensoren erhältlich ist, verwendet werden, um die Geschwindigkeitsänderung des Fahrrades 1 in der Gleichung zu berücksichtigen. Nachdem ein erster Wert für die Steigung ermittelt worden ist, wird im Schritt 300 der Wert hinsichtlich der vorgegebenen Schwellwerte S1 und S2 beurteilt, und sofern die Steigung innerhalb des durch diese Werte definierten Bereiches liegt (N) (und dabei einen Schwellwert S2 von z.B. 0% nicht unterschritten hat), der Beschleunigungssensor 4 kalibriert und mit der Betriebszustandserkennung gemäß Schritt 200 fortgefahren. Bei einem ersten Kalibrieren, also einem Vorgang, wie er z.B. bei der erstmaligen Inbetriebnahme, nach einem Tiefentladevorgang oder nach einer langen Zeitdauer seit einem letzten Betrieb stattfindet, kann der Schwellwertbereich zwischen den Schwellwerten auch großzügiger, z.B. S1=3% oder 4%, gewählt werden. Wenn die ermittelte Steigung im vordefinierten Schwellwertbereich liegt (Y), wird in Schritt 400 eine Anpassung des Algorithmus zur Betriebszustandserkennung durchgeführt. Beispielsweise wird hierbei unter Verwendung des Signals des Beschleunigungssensors 4 ein zugehöriger Wert für die Gesamtfahrzeugmasse ermittelt. Dieser Wert kann mit dem initial angenommenen Wert für die Gesamtfahrzeugmasse verglichen, gemittelt oder anderweitig verarbeitet werden. Im Falle einer großen Steigung (z.B. größer als 5%) kann der mittels des Beschleunigungssensors 4 ermittelte Steigungswert in Verbindung mit dem Signal des Drehmomentsensors 3 für die Masseermittlung herangezogen werden. Wird die aktuelle Steigung auf einen Wert von 4%–5% ermittelt, kann der mittels des Beschleunigungssensors 4 und des Drehmomentsensors 3 ermittelte Massewert mit dem Faktor 2 gewichtet werden, bevor er mit dem initial angenommenen Massewert gemittelt wird. Wenn ein Steigungswert von 3%–4% ermittelt wird, können der mittels des Beschleunigungssensors 4 ermittelte Massewert und der ursprünglich angenommene Massewert zu gleichen Teilen in das Ergebnis eingehen. Anschließend wird in Schritt 500 überprüft, ob eine vorbestimmte Abbruchbedingung erfüllt ist. Ist dies nicht der Fall, wird in Schritt 200 mit der Betriebszustandserkennung fortgefahren. Da der Beschleunigungssensor 4 zu diesem Zeitpunkt bereits kalibriert ist, kann nun, wie zuvor beschrieben, die Gesamtfahrzeugmasse sowie die Steigung anhand oben beschriebener Verfahren ermittelt und z.B. gegenseitig plausibilisiert werden. Ist die Abbruchbedingung erfüllt (Y), was beispielsweise im Fall eines Anwenderwunsches ("Fahrt beenden") wie z.B. beim Ausschalten des Fahrrades der Fall ist, können in Schritt 600 die bis dahin ermittelten Werte zu den Parametern "Gesamtfahrzeugmasse" und "Kalibrierfaktor" für den Beschleunigungssensor 4 in den Speicher 8 gespeichert werden. Auf diese Weise können, insbesondere im Falle einer kurze Zeit später fortgesetzten Fahrt, die bisherigen Werte mit hoher Wahrscheinlichkeit ohne große Fehler einzugehen weiterverwendet und gegebenenfalls optimiert werden. Nachfolgend endet das erfindungsgemäße Verfahren („Ende“). 3 is a flowchart for an embodiment according to the inventive method. The method starts ("Start") in response to a user input such as turning on the bicycle or operating the bottom bracket of the vehicle 1 , In response to this, in step 100 a program from the memory 8th in the engine control 7 loaded, which is capable of carrying out the steps of the method according to the invention. For example, the Newtonian equation, stored initial values for the total vehicle mass and optionally calibration values for the torque sensor 3 loaded. Before, during or after, the user can start the journey. When he pedals, the torque sensor sends 3 in step 200 a corresponding torque value to the engine control 7 , in response to which this can cause a calculation of the current slope. This is done, for example, using static values for rolling resistance and wind resistance. In addition, a speed signal, which is available for example via wheel sensors, can be used to change the speed of the bicycle 1 to be considered in the equation. After a first value for the slope has been determined, in step 300 the value is evaluated with respect to the predetermined threshold values S1 and S2, and if the gradient is within the range defined by these values (N) (and has not fallen below a threshold value S2 of, for example, 0%), the acceleration sensor 4 calibrated and with the operating condition detection according to step 200 continued. In a first calibration, so a process, such as in the initial commissioning, after a deep discharging process or after a long period of time since a last operation takes place, the threshold range between the thresholds can also be generous, for example S1 = 3% or 4%. If the determined slope is in the predefined threshold range (Y), in step 400 carried out an adaptation of the algorithm for operating state detection. For example, this is done using the signal of the acceleration sensor 4 an associated value for the total vehicle mass is determined. This value may be compared, averaged or otherwise processed with the initially assumed value for the total vehicle mass. In the case of a large slope (eg greater than 5%), the by means of the acceleration sensor 4 determined slope value in conjunction with the signal of the torque sensor 3 be used for the mass determination. If the current slope is determined to a value of 4% -5%, the by means of the acceleration sensor 4 and the torque sensor 3 weighted mass value is to be weighted with the factor 2 before it is averaged with the initially assumed mass value. If a slope value of 3% -4% is determined, the by means of the acceleration sensor 4 value and the originally assumed mass value shall be included in equal parts in the result. Subsequently, in step 500 checks whether a predetermined termination condition is met. If not, will step in 200 continued with the operating state detection. Because the acceleration sensor 4 is already calibrated at this time, can now, as described above, the total vehicle mass and the slope are determined using the methods described above and, for example, mutually plausible. If the termination condition is fulfilled (Y), which is the case, for example, in the case of a user request ("end trip"), for example when switching off the bicycle, in step 600 the previously determined values for the parameters "total vehicle mass" and "calibration factor" for the acceleration sensor 4 in the store 8th get saved. In this way, especially in the case of a short drive later on, the previous values can be used with high probability without major errors and, if necessary, be optimized. The method according to the invention ("end") ends subsequently.

4 zeigt Anteile von Kräften, wie sie beispielhaft an einem Fahrzeug in unterschiedlichen Betriebszuständen bzw. Steigungen angreifen können. Diese Gesamtmasse ist für die dargestellten Graphen als 100 kg und die Reisegeschwindigkeit als 20 km/h angenommen worden. Bis zu Geschwindigkeiten von ungefähr 25 km/h kann der Windwiderstand ohne größere Fehler als Konstante angenommen oder linear angenähert werden. Der statische Rollwiderstand Fstaticroll und der dynamische Rollwiderstand Fdynamicroll können unabhängig von der Reisegeschwindigkeit durch eine Konstante angenähert werden, ohne große Fehler zu machen. Im Beispiel der 4 sind die Anteile des dynamischen Rollwiderstandes Fdynamicroll, Fstaticroll und zusätzlich die des Windwiderstandes Fwind als über der Steigung konstante Werte angenommen worden. Die Hangabtriebskraft FHang steigt linear mit der Steigung. Bereits ab 2% Steigung ist die Hangabtriebskraft gegenüber einer Summe der übrigen Kräfte dominant. Mit anderen Worten führen bereits kleine Fehler, wie sie beispielsweise durch die Vernachlässigung der Hangabtriebskraft FHang oder eine fehlerhafte Kalibrierung des Beschleunigungssensors gemacht würden, zu einer starken Verfälschung des Ergebnisses für eine ermittelte Gesamtfahrzeugmasse. Im Umkehrschluss ist jedoch der Fehler des Modells im Bereich von 0% bis 2% bei geringeren Geschwindigkeitsänderungen klein, so dass dort eine Kalibrierung des Beschleunigungssensors geeignet ist. 4 shows portions of forces, as they can exemplarily attack a vehicle in different operating conditions or gradients. This total mass has been assumed to be 100 kg for the graphs shown and the cruising speed to be 20 km / h. Up to speeds of about 25 km / h, the wind resistance can be assumed as a constant or approximated linearly without major errors. The static rolling resistance F static and the dynamic roll rolling resistance F dynamic roll may be approximately independent of the travel speed by a constant, without making any large error. In the example of 4 the proportions of the dynamic rolling resistance F dynamicroll , F staticroll and additionally the wind resistance F wind have been assumed to be constant over the slope. The downhill force F slope increases linearly with the slope. Already as low as 2% incline, the downhill power is dominant over a sum of the remaining forces. In other words, even small errors, such as those caused by the neglect of the downhill force F slope or a faulty calibration of the acceleration sensor, lead to a strong falsification of the result for a determined overall vehicle mass. Conversely, however, the error of the model in the range of 0% to 2% at lower speed changes is small, so that there a calibration of the acceleration sensor is suitable.

Es ist ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung, die Betriebszustandsüberwachung bei einem Fahrzeug für die Bestimmung eines erforderlichen Motormomentes unter Zuhilfenahme eines Drehmomentsensors in Verbindung mit einem Beschleunigungssensor als Lagesensor durchzuführen. Auf diese Weise ergeben sich unter Zuhilfenahme der Newtonschen Gesetze mehrere Möglichkeiten, um auf eine Steigung bzw. eine Gesamtfahrzeugmasse zu schließen. In Abhängigkeit eines aktuellen Betriebszustandes, wie z.B. der aktuellen Steigung, kann eine Verknüpfung auf unterschiedliche Arten erhaltener Ergebnisse angepasst und umgestaltet werden, um das jeweils für einen bestimmten Betriebszustand geeignetere Modell mit einer höheren Gewichtung in das Ergebnis eingehen zu lassen. Stark mit der Temperatur veränderliche und über die Lebensdauer variierende Beschleunigungssensoren werden somit auch für die Betriebszustandsüberwachung eines elektrisch hilfsweise angetriebenen Fahrrades verwendbar, um Steigungswerte zu ermitteln.It is a central idea of the present invention to carry out the operating state monitoring in a vehicle for the determination of a required engine torque with the aid of a torque sensor in conjunction with an acceleration sensor as a position sensor. In this way, with the help of Newton's laws, there are several possibilities to conclude on a slope or a total vehicle mass. Depending on a current operating condition, such as the current slope, a link can be adapted to different types of obtained results and reshaped to make the more appropriate for a particular operating condition model with a higher weighting in the result. Strongly variable with the temperature and varying over the lifetime acceleration sensors are thus also for the operating state monitoring of an electrically auxiliary driven bicycle used to determine slope values.

Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.Although the aspects and advantageous embodiments of the invention have been described in detail with reference to the embodiments explained in connection with the accompanying drawings, modifications and combinations of features of the illustrated embodiments are possible for the skilled person, without departing from the scope of the present invention, the scope of protection the appended claims are defined.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010017742 A [0002] DE 102010017742 A [0002]
  • DE 60032819 T2 [0003] DE 60032819 T2 [0003]
  • DE 102010018138 A1 [0004] DE 102010018138 A1 [0004]

Claims (10)

Verfahren zur Betriebszustandsüberwachung für ein Fahrzeug (1), insbesondere ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor (2), umfassend die Schritte: – Verwenden eines Signals eines Drehmomentsensors (3), um in Verbindung mit einem ersten Massewert einen ersten Steigungswert für das Fahrzeug (1) zu ermitteln, – Kalibrieren eines Beschleunigungssensors (4) mittels des ersten Steigungswertes unter der Voraussetzung, dass der erste Steigungswert einen ersten vordefinierten Schwellwert (S1) unterschreitet und einen zweiten vordefinierten Schwellwert (S2) nicht unterschreitet, wobei der erste Schwellwert (S1) nicht kleiner, insbesondere größer, als der zweite Schwellwert (S2) ist.Method for operating state monitoring for a vehicle ( 1 ), in particular a bicycle with electric auxiliary motor ( 2 ), comprising the steps of: - using a signal of a torque sensor ( 3 ) in conjunction with a first mass value for a first slope value for the vehicle ( 1 ), - calibration of an acceleration sensor ( 4 ) by means of the first slope value, provided that the first slope value falls below a first predefined threshold value (S1) and does not fall below a second predefined threshold value (S2), wherein the first threshold value (S1) is not smaller, in particular greater, than the second threshold value (S1). S2) is. Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend Ermitteln eines zweiten Massewertes unter Verwendung des kalibrierten Beschleunigungssensors (4).The method of claim 1, further comprising determining a second mass value using the calibrated acceleration sensor. 4 ). Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Ermitteln des zweiten Massewertes unter Verwendung auf unterschiedliche Weisen ermittelter Steigungswerte vorgenommen wird, und dabei insbesondere – einem unter Verwendung eines Signals des Drehmomentsensors (3) ermittelten Steigungswert unterhalb eines dritten Schwellwertes (S3) ein höheres Gewicht gegenüber einem unter Verwendung des kalibrierten Beschleunigungssensors (4) ermittelten Steigungswert beigemessen wird, und – einem unter Verwendung eines Signals des Drehmomentsensors (3) ermittelten Steigungswert oberhalb des dritten Schwellwertes (S3) ein niedrigeres Gewicht gegenüber einem unter Verwendung des kalibrierten Beschleunigungssensors (4) ermittelten Steigungswert beigemessen wird. Method according to claim 2, wherein the determination of the second mass value is carried out using gradient values determined in different ways, and in particular - one using a signal of the torque sensor ( 3 ) ascertained above a third threshold value (S3) a higher weight compared to one using the calibrated acceleration sensor ( 4 ) is determined, and - one using a signal of the torque sensor ( 3 ) above the third threshold (S3) a lower weight compared to one using the calibrated acceleration sensor ( 4 ) is attributed to ascertained slope value. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Massewert ein in einem früheren Betriebszyklus mittels kalibrierten Beschleunigungssensors ermittelter tatsächlicher Massewert oder ein werksseitig oder anwenderseitig vordefinierter Wert ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the first mass value is an actual mass value determined by means of a calibrated acceleration sensor in an earlier operating cycle or a factory-defined or user-predefined value. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Beschleunigungssensor (4) erneut kalibriert wird, wenn – ein vordefiniertes Zeitintervall verstrichen, und/oder – ein vordefiniertes Maß an Steigungsänderung erreicht, und/oder – ein vordefiniertes Maß an Temperaturänderung erreicht, und/oder – eine vorgegebene Charakteristik einer vom Beschleunigungssensor (4) empfangenen Signalfolge detektiert worden ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the acceleration sensor ( 4 ) is recalibrated when - a predefined time interval elapsed, and / or - reaches a predefined amount of slope change, and / or - reaches a predefined level of temperature change, and / or - a predetermined characteristic of a voltage sensor ( 4 ) received signal sequence has been detected. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Massewert auf einen dritten Massewert aktualisiert wird, wenn – ein vordefiniertes Zeitintervall verstrichen, und/oder – ein vordefiniertes Maß an Steigungsänderung erreicht, und/oder – ein vordefiniertes Maß an Temperaturänderung erreicht, und/oder – eine vorgegebene Charakteristik einer vom Beschleunigungssensor (4) empfangenen Signalfolge detektiert worden ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the second mass value is updated to a third mass value if - a predefined time interval elapsed, and / or - reaches a predefined degree of change in slope, and / or - reaches a predefined amount of temperature change, and / or A predetermined characteristic of one of the acceleration sensor ( 4 ) received signal sequence has been detected. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Beschleunigungssensor (4) verwendet wird, um eine aktuelle Steigung hinsichtlich vordefinierter Schwellwerte zu ermitteln.Method according to one of the preceding claims, wherein the acceleration sensor ( 4 ) is used to determine an actual slope with respect to predefined thresholds. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Schwellwert (S1) der Steigung zwischen 1% und 3%, bevorzugt 2% ist und der zweite Schwellwert (S2) zwischen –1% und 1% liegt, insbesondere 0% ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the first threshold (S1) of the slope between 1% and 3%, preferably 2% and the second threshold (S2) is between -1% and 1%, in particular 0%. Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor, umfassend – einen Beschleunigungssensor (4) – einen Drehmomentsensor (3) – einen Speicher (8), und – eine mit dem Beschleunigungssensor (4), dem Drehmomentsensor (3) und dem Speicher (8) verbundene Verarbeitungseinheit (5), welche eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen. Vehicle, in particular a bicycle with an electric auxiliary motor, comprising - an acceleration sensor ( 4 ) - a torque sensor ( 3 ) - a memory ( 8th ), and - one with the accelerometer ( 4 ), the torque sensor ( 3 ) and the memory ( 8th ) connected processing unit ( 5 ) arranged to perform the method according to any one of the preceding claims. Baugruppe für die Einrichtung eines Fahrzeuges, insbesondere eines Fahrrades, umfassend – einen Hilfsmotor (2) – einen Beschleunigungssensor (4) – einen Drehmomentsensor (3) – einen Speicher (8), und – eine mit dem Beschleunigungssensor (4), dem Drehmomentsensor (3), dem Hilfsmotor (2) und dem Speicher (8) gekoppelte oder koppelbare Verarbeitungseinheit (5), welche eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.Assembly for the installation of a vehicle, in particular a bicycle, comprising - an auxiliary engine ( 2 ) - an acceleration sensor ( 4 ) - a torque sensor ( 3 ) - a memory ( 8th ), and - one with the accelerometer ( 4 ), the torque sensor ( 3 ), the auxiliary engine ( 2 ) and the memory ( 8th ) coupled or couplable processing unit ( 5 ) arranged to perform the method according to any one of the preceding claims.
DE102012212526.4A 2012-07-18 2012-07-18 Process for monitoring the operating status of a vehicle and vehicle and assembly Active DE102012212526B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012212526.4A DE102012212526B4 (en) 2012-07-18 2012-07-18 Process for monitoring the operating status of a vehicle and vehicle and assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012212526.4A DE102012212526B4 (en) 2012-07-18 2012-07-18 Process for monitoring the operating status of a vehicle and vehicle and assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102012212526A1 true DE102012212526A1 (en) 2014-01-23
DE102012212526B4 DE102012212526B4 (en) 2022-12-22

Family

ID=49879852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012212526.4A Active DE102012212526B4 (en) 2012-07-18 2012-07-18 Process for monitoring the operating status of a vehicle and vehicle and assembly

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012212526B4 (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2842857A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-04 J.D Components Co., Ltd. Treading force sensing mechanism for electric-assisted bicycle
CN105799853A (en) * 2016-03-25 2016-07-27 官木喜 Electric power assisted four-wheeled vehicle and assistance power control method thereof
US9963199B2 (en) 2014-08-05 2018-05-08 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Components, systems and methods of bicycle-based network connectivity and methods for controlling a bicycle having network connectivity
CN110114265A (en) * 2016-12-28 2019-08-09 雅马哈发动机株式会社 Electronic auxiliary system and electric auxiliary vehicle
US11125329B2 (en) 2007-11-16 2021-09-21 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Controller for variable transmission
US11174922B2 (en) 2019-02-26 2021-11-16 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Reversible variable drives and systems and methods for control in forward and reverse directions
US11215268B2 (en) 2018-11-06 2022-01-04 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Continuously variable transmissions, synchronous shifting, twin countershafts and methods for control of same
US11306818B2 (en) 2016-01-15 2022-04-19 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Systems and methods for controlling rollback in continuously variable transmissions
US11454303B2 (en) 2005-12-09 2022-09-27 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Continuously variable transmission
US20220332385A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-20 National Chung-Hsing University Electric vehicle assembly
US11598397B2 (en) 2005-12-30 2023-03-07 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Continuously variable gear transmission
US11667351B2 (en) 2016-05-11 2023-06-06 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Systems and methods for automatic configuration and automatic calibration of continuously variable transmissions and bicycles having continuously variable transmission

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60032819T2 (en) 1999-10-19 2007-11-08 Idbike METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE EFFORT OF A CYCLIST
DE102010018138A1 (en) 2010-04-24 2011-10-27 Alfred Ottowitz Method for operating bicycle with two electric drive motors, involves driving two running wheels by two electric drive motors, where electrical power for each of drive motors is constantly evaluated by control unit
DE102010017742A1 (en) 2010-07-05 2012-01-05 Pantherwerke Aktiengesellschaft Electromotor controlling method for e.g. bicycle, involves estimating driving model by comparing rider moment with measured variables stored in driving controller of electromotor during driving

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60032819T2 (en) 1999-10-19 2007-11-08 Idbike METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE EFFORT OF A CYCLIST
DE102010018138A1 (en) 2010-04-24 2011-10-27 Alfred Ottowitz Method for operating bicycle with two electric drive motors, involves driving two running wheels by two electric drive motors, where electrical power for each of drive motors is constantly evaluated by control unit
DE102010017742A1 (en) 2010-07-05 2012-01-05 Pantherwerke Aktiengesellschaft Electromotor controlling method for e.g. bicycle, involves estimating driving model by comparing rider moment with measured variables stored in driving controller of electromotor during driving

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11454303B2 (en) 2005-12-09 2022-09-27 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Continuously variable transmission
US11598397B2 (en) 2005-12-30 2023-03-07 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Continuously variable gear transmission
US11125329B2 (en) 2007-11-16 2021-09-21 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Controller for variable transmission
EP2842857A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-04 J.D Components Co., Ltd. Treading force sensing mechanism for electric-assisted bicycle
US9963199B2 (en) 2014-08-05 2018-05-08 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Components, systems and methods of bicycle-based network connectivity and methods for controlling a bicycle having network connectivity
US11306818B2 (en) 2016-01-15 2022-04-19 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Systems and methods for controlling rollback in continuously variable transmissions
CN105799853A (en) * 2016-03-25 2016-07-27 官木喜 Electric power assisted four-wheeled vehicle and assistance power control method thereof
US11667351B2 (en) 2016-05-11 2023-06-06 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Systems and methods for automatic configuration and automatic calibration of continuously variable transmissions and bicycles having continuously variable transmission
CN110114265A (en) * 2016-12-28 2019-08-09 雅马哈发动机株式会社 Electronic auxiliary system and electric auxiliary vehicle
US11014626B2 (en) 2016-12-28 2021-05-25 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Electric assist system and electric assist vehicle
US11215268B2 (en) 2018-11-06 2022-01-04 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Continuously variable transmissions, synchronous shifting, twin countershafts and methods for control of same
US11624432B2 (en) 2018-11-06 2023-04-11 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Continuously variable transmissions, synchronous shifting, twin countershafts and methods for control of same
US11530739B2 (en) 2019-02-26 2022-12-20 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Reversible variable drives and systems and methods for control in forward and reverse directions
US11174922B2 (en) 2019-02-26 2021-11-16 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Reversible variable drives and systems and methods for control in forward and reverse directions
US20220332385A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-20 National Chung-Hsing University Electric vehicle assembly

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012212526B4 (en) 2022-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012212526B4 (en) Process for monitoring the operating status of a vehicle and vehicle and assembly
EP2931550B1 (en) Method and device for determining the total mass of an electrically drivable vehicle
DE10226143B4 (en) Method for controlling a hybrid drive in a motor vehicle
DE102015001248B4 (en) Method and system for operating a motor vehicle
DE102010063436A1 (en) Method and device for determining a range of a vehicle
DE102011107818A1 (en) Method for determining the remaining range of a motor vehicle and motor vehicle
DE102008005328A1 (en) Motor vehicle operating method, involves determining energy-saving operation mode of motor vehicle and adapting driving route minimizing energy consumption based on set of parameters and data describing present vehicle environment
DE102014218020A1 (en) Bike control unit
DE102010049088A1 (en) Apparatus and method for automatic tire pressure monitoring on a vehicle and method for displaying information for filling a vehicle tire
DE102017124735A1 (en) Method for determining the range of a motor vehicle and motor vehicle
DE102018127333A1 (en) METHOD AND SYSTEMS FOR THE ADAPTIVE MONITORING OF THE BRAKE PAD WEAR
DE102013207688A1 (en) Method and device for selecting a route for driving through a vehicle
DE102013107094A1 (en) Method for controlling a moment of roll stabilization
DE102018216565A1 (en) STEER-BY-WIRE SYSTEM
DE10336542A1 (en) Performance determination for hybrid vehicles
DE102017207620A1 (en) Method and device for determining wheel loads on wheels of a vehicle
DE102016114967A1 (en) System and method for displaying at least one performance characteristic
DE102019114628A1 (en) Methods and systems for determining the life of brake pads
WO2021121554A1 (en) Autonomous drive function which takes driver interventions into consideration for a motor vehicle
DE102019205942A1 (en) Method for providing a route for a motor vehicle with at least one driver assistance system and motor vehicle
DE102009054460A1 (en) Method for controlling chassis system of motor vehicle, involves obtaining information relating to condition of existing driving route and behavior of vehicle driver at current vehicle position from chassis parameters
DE102018100268A1 (en) ROUTE SELECTION PROCESS AND SYSTEM FOR A VEHICLE HAVING A REGENERATIVE SHOCK ABSORBER
DE102009057625A1 (en) Steering mechanism for use in lorry, has device arranged at vehicle to determine vehicle weight that is transmitted as input parameter to controller, and control signal determined within controller based on determined weight
DE102016010792A1 (en) Method and device for determining a vehicle mass
DE102010007735B4 (en) Method for determining and/or monitoring the status of technical components and/or control systems in a motor vehicle and control unit therefor

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final