DE102018204946A1

DE102018204946A1 - System und steuerung für eine elektrische komponente

Info

Publication number: DE102018204946A1
Application number: DE102018204946.7A
Authority: DE
Inventors: Fumihide NUMATA; Takafumi Suzuki; Kentaro Seyama; Masako ITSUKASHI
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2019-10-02

Abstract

Ein System 12 für ein muskelgetriebenes Fahrzeug 10 enthält eine Steuerung 30, einen Energiespeicher 32 und eine Komponente 14, die so ausgebildet ist, dass sie elektrisch an dem Energiespeicher 32 angeschlossen werden kann. Das System kann ferner ein Ladegerät 38 zum Laden des Energiespeichers 32 enthalten. Die Steuerung 30 enthält einen Sensor 42 und einen Begrenzer 44. Der Sensor 42 ist so ausgebildet, dass er aus dem Energiespeicher 32a ausgegebenen Strom 36 erfasst. Der Begrenzer 44 ist so ausgebildet, dass er den ausgegebenen Strom 36 des Energiespeichers 32 entsprechend einem Erfassungsergebnis des Sensors 42 und einem Anschlusszustand des Ladegerätes 38 begrenzt. Der Begrenzer 44 kann ferner so ausgebildet sein, dass der den ausgegebenen Strom 36 des Ladegerätes 38 während eines vorgegebenen Zeitraums periodisch begrenzt. Das System 12 kann ferner ein Anbauteil 34 enthalten, mit dem der Energiespeicher 32 an dem muskelgetriebenen Fahrzeug 10 befestigt werden kann.

Description

Bei der Betreibung eines muskelgetriebenen Fahrzeugs, das mit einer elektrischen Komponente ausgestattet ist, muss der Ladungszustand der Komponente aufrechterhalten werden. Beispielsweise kann die Komponente eine wieder aufladbare Batterie aufweisen, die ein Ladegerät erfordert. Wünschenswerterweise ist das Ladegerät in dem muskelgetriebenen Fahrzeug enthalten, damit es jederzeit zur Aufrechterhaltung des Ladungszustands der Batterie zur Verfügung steht.
Hierin wird eine Steuerung offenbart, die entwickelt wurde, damit sich den obigen Problemen gewidmet werden kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Steuerung einen Sensor und einen Begrenzer auf. Der Sensor ist so ausgebildet, dass er aus einem Energiespeicher ausgegebenen Strom erfasst. Der Begrenzer ist so ausgebildet, dass er den ausgegebenen Strom des Energiespeichers entsprechend einem Erfassungsergebnis des Sensors und einem Anschlusszustand eines Ladegerätes begrenzt.
Mit einer solchen Steuerung kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt werden.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung so ausgebildet sein, dass der Begrenzer so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom des Energiespeichers in einem Begrenzungszustand, wenn der Sensor erfasst, dass der Strom größer oder gleich einem Schwellenwert ist, begrenzt. Mit einer solchen Steuerung kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung so ausgebildet sein, dass der Begrenzer einen Schalter enthält, der so ausgebildet ist, dass er elektrisch an den Energiespeicher angeschlossen werden kann, und der Begrenzer so ausgebildet ist, dass er den Schalter im Begrenzungszustand abschaltet. Mit einer solchen Steuerung kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung so ausgebildet sein, dass der Begrenzer so ausgebildet ist, dass er in einem nicht angeschlossenen Zustand, wenn der Energiespeicher nicht elektrisch an das Ladegerät angeschlossen ist, einen ersten vorgegebenen Wert als den Schwellenwert festlegt. Der Begrenzer ist so ausgebildet, dass er in einem angeschlossenen Zustand, wenn der Energiespeicher elektrisch an das Ladegerät angeschlossen ist, einen zweiten vorgegebenen Wert als den Schwellenwert festlegt. Der zweite vorgegebene Wert ist von dem ersten vorgegebenen Wert verschieden. Mit einer solchen Steuerung kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung so ausgebildet sein, dass der erste vorgegebene Wert größer ist als der zweite vorgegebene Wert. Mit einer solchen Steuerung kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung so ausgebildet sein, dass der erste vorgegebene Wert größer als oder gleich 300 Mikroampere und kleiner als oder gleich 700 Mikroampere ist. Mit einer solchen Steuerung kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung so ausgebildet sein, dass der zweite vorgegebene Wert größer als oder gleich 50 Mikroampere und kleiner als oder gleich 200 Mikroampere ist. Mit einer solchen Steuerung kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung so ausgebildet sein, dass der Begrenzer so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom des Ladegerätes begrenzt. Mit einer solchen Steuerung kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung so ausgebildet sein, dass der Begrenzer so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom des Ladegerätes während eines vorgegebenen Zeitraums begrenzt. Mit einer solchen Steuerung kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung so ausgebildet sein, dass der Begrenzer so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom des Ladegerätes periodisch begrenzt. Mit einer solchen Steuerung kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung so ausgebildet sein, dass der Begrenzer so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom des Ladegerätes so begrenzt, dass der ausgegebene Strom des Ladegerätes kleiner als oder gleich 600 Mikroampere ist. Mit einer solchen Steuerung kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Steuerung einen Sensor und einen Begrenzer auf. Der Sensor ist so ausgebildet, dass er aus einem Energiespeicher ausgegebenen Strom erfasst. Der Begrenzer ist so ausgebildet, dass er den ausgegebenen Strom des Energiespeichers entsprechend einem Erfassungsergebnis des Sensors begrenzt. Der Begrenzer ist ferner so ausgebildet, dass er einen ausgegebenen Strom eines Ladegerätes, das elektrisch an den Energiespeicher angeschlossen ist, begrenzt. Mit einer solchen Steuerung kann der ausgegebene Strom des Ladegerätes angemessen gesteuert werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung so ausgebildet sein, dass der Begrenzer so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom des Ladegerätes während eines vorgegebenen Zeitraums begrenzt. Mit einer solchen Steuerung kann der ausgegebene Strom des Ladegerätes angemessen gesteuert werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung so ausgebildet sein, dass der Begrenzer so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom des Ladegerätes periodisch begrenzt. Mit einer solchen Steuerung kann der ausgegebene Strom des Ladegerätes angemessen gesteuert werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung so ausgebildet sein, dass der Begrenzer so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom des Ladegerätes so begrenzt, dass der ausgegebene Strom des Ladegerätes kleiner als oder gleich 600 Mikroampere ist. Mit einer solchen Steuerung kann der ausgegebene Strom des Ladegerätes angemessen gesteuert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein System die Steuerung, einen Energiespeicher und eine Komponente auf, die so ausgebildet ist, dass sie elektrisch an den Energiespeicher angeschlossen werden kann. Mit einem solchen System kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt oder der ausgegebene Strom des Ladegerätes angemessen gesteuert werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das System ferner ein Ladegerät aufweisen, das so ausgebildet ist, dass es zwischen dem Energiespeicher und der Komponente elektrisch angeschlossen werden kann. Mit einem solchen System kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt oder der ausgegebene Strom des Ladegerätes angemessen gesteuert werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das System so ausgebildet sein, dass die Steuerung, der Energiespeicher und die Komponente so ausgebildet sind, dass sie basierend auf einem Powerline-Kommunikationsprotokoll miteinander kommunizieren. Mit einem solchen System kann die elektrische Verkabelung vereinfacht werden, da keine andere Verkabelung zur Kommunikation erforderlich ist.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das System ferner ein Anbauteil aufweisen, mit dem der Energiespeicher an einem muskelgetriebenen Fahrzeug befestigt werden kann. Mit einem solchen System kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt oder der ausgegebene Strom des Ladegerätes angemessen gesteuert werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das System so ausgebildet sein, dass das Anbauteil so ausgebildet ist, dass es an wenigstens einem von einer Sattelstütze des muskelgetriebenen Fahrzeugs und einem Rahmen des muskelgetriebenen Fahrzeugs befestigt werden kann. Mit einem solchen System kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt oder der ausgegebene Strom des Ladegerätes angemessen gesteuert werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das System so ausgebildet sein, dass der Energiespeicher mit Hilfe des Anbauteils in eines von der Sattelstütze des muskelgetriebenen Fahrzeugs und dem Rahmen des muskelgetriebenen Fahrzeugs eingebaut ist. Mit einem solchen System gemäß dem einundzwanzigsten Aspekt kann der ausgegebene Strom des Energiespeichers basierend auf dem Anschlusszustand eines Batterie-Ladegerätes angemessen begrenzt oder der ausgegebene Strom des Ladegerätes angemessen gesteuert werden.
Mit dieser Zusammenfassung sollen ausgewählte Begriffe in einer vereinfachten Form eingeführt werden, die in der nachstehenden ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden. Diese Zusammenfassung soll weder Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstandes aufzeigen, noch soll sie zur Einschränkung des Umfangs des beanspruchten Gegenstandes verwendet werden. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Ausführungen beschränkt, die einige oder alle der in Teilen dieser Offenbarung aufgeführten Nachteile lösen. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck „kleines und/oder leichtes Fahrzeug“ auf elektrische und nicht-elektrische Fahrzeuge, ungeachtet der Anzahl ihrer Räder.
Nunmehr werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, welche einen Teil dieser Originaloffenbarung bilden, wobei:

1 eine Seitenansicht eines Beispiels für ein muskelgetriebenes Fahrzeug ist, welches ein System zur Steuerung eines an eine Komponente ausgegebenen elektrischen Stroms gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet;
2 eine graphische Darstellung eines Systems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist, das in ein muskelgetriebenes Fahrrad eingebaut ist;
3 ein schematisches Blockschaltbild des Systems, das unter normalen Bedingungen arbeitet, gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
4 ein schematisches Blockschaltbild des Systems, das unter anormalen Bedingungen arbeitet, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
5 ein schematisches Blockschaltbild des Systems, das unter anormalen Bedingungen arbeitet, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
6A bis 6C schematische Blockschaltbilder des Systems, das unter anormalen Bedingungen arbeitet, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind; und
7A bis 7C schematische Blockschaltbilder des Systems, das unter anormalen Bedingungen arbeitet, gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind.

Zunächst ist unter Bezugnahme auf 1 ein exemplarisches muskelgetriebenes Fahrzeug 10 mit einem System 12 zur Steuerung eines an eine Komponente 14 ausgegebenen elektrischen Stroms gemäß wenigstens einer offenbarten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das muskelgetriebene Fahrzeug 10 ist beispielsweise ein Fahrrad wie ein Geländerad wie ein Cyclecrossrennrad oder ein Mountainbike. Alternativ kann das muskelgetriebene Fahrzeug 10 beispielsweise auch ein Straßenfahrrad, ein Roller, ein Moped oder eine Draisine sein. Das muskelgetriebene Fahrzeug 10 enthält einen Rahmen 16, ein Hinterrad 18, eine Vorderradgabel 20, ein Vorderrad 22. Das Hinterrad 18 ist drehbar am Rahmen 16 befestigt. Die Vorderradgabel 20 ist drehbar am Rahmen 16 befestigt. Das Vorderrad 22 ist drehbar an der Vorderradgabel 20 befestigt. Der Rahmen 16 enthält ein Sattelrohr 24, welches die Sattelstütze 26 aufnimmt, an der ein Sattel 28 befestigt ist. Andere Teile des muskelgetriebenen Fahrzeugs 10 sind allgemein bekannt und werden hierin nicht beschrieben. In der Ausführungsform von 1 ist die Komponente 14, die von dem System 12 gesteuert wird, beispielsweise ein verstellbarer Sattelstützenmechanismus. Alternativ kann die Komponente 14 auch eine andere Art von elektronischer Komponente sein, wie beispielsweise ein Licht, ein elektronisches Schaltsystem, ein elektronisches Bremssystem, ein elektronisches Federungssystem, ein elektronisches Fahrassistenzsystem oder eine elektronische Anzeige. Es versteht sich, dass das muskelgetriebene Fahrzeug 10 mehr als ein System 12 und/oder mehr als eine Komponente 14 enthalten kann. Wie nachstehend ausführlich erörtert, weist das System 12 eine Steuerung 30, einen Energiespeicher 32 und die Komponente 14 auf, die so ausgebildet ist, dass sie elektrisch an den Energiespeicher 32 angeschlossen werden kann.
2 zeigt eine schematische Darstellung des Systems 12, das in das muskelgetriebene Fahrzeug 10 von 1 eingebaut ist. In 2 ist eine vergrößerte Region des muskelgetriebenen Fahrzeugs 10 veranschaulicht, die den Rahmen 16, das Sattelrohr 24 und die Sattelstütze 26 enthält. Wie gezeigt, weist das System 12 ferner ein Anbauteil 34 auf, mit dem der Energiespeicher 32 an einem muskelgetriebenen Fahrzeug 10 befestigt werden kann. Der Energiespeicher 32 kann als eine wieder aufladbare Batterie, ein Kondensator oder dergleichen ausgebildet sein. Das Anbauteil 34 ist so ausgebildet, dass es an wenigstens einem von der Sattelstütze 26 des muskelgetriebenen Fahrzeugs 10 und dem Rahmen 16 des muskelgetriebenen Fahrzeugs 10 befestigt werden kann. Der Energiespeicher 32 ist mit Hilfe des Anbauteils 34 in eines von der Sattelstütze 26 des muskelgetriebenen Fahrzeugs und dem Rahmen 16 des muskelgetriebenen Fahrzeugs eingebaut. In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Anbauteil 34 eine Schelle, die in den Rahmen 16 eindringt. Alternativ kann das Anbauteil 34 beispielsweise eine Klemme oder Befestigungsmittel sein. Wie nachstehend beschrieben, ist ein Ladegerät 38 über ein Anschlussstück 39 an den Energiespeicher 32 angeschlossen und lädt den Energiespeicher 32.
3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild des Systems 12 in Betrieb im Normalzustand, wenn das Ladegerät angeschlossen ist. Wie oben erörtert, weist das System 12 die Steuerung 30, den Energiespeicher 32 und die Komponente 14 auf. In den hierin beschriebenen Ausführungsformen sind die Steuerung 30, der Energiespeicher 32 und die Komponente 14 so ausgebildet, dass sie basierend auf einem Powerline-Kommunikationsprotokoll miteinander kommunizieren. Die Komponente 14 ist so ausgebildet, dass sie elektrisch an den Energiespeicher 32 angeschlossen werden kann und Strom 36, den der Energiespeicher 32 ausgibt, aufnimmt. Der von dem Energiespeicher 32 ausgegebene Strom 36 ist mit den offenen Pfeilen gekennzeichnet. Das System 12 weist ferner das Ladegerät 38 auf, das so ausgebildet ist, dass es elektrisch zwischen dem Energiespeicher 32 und der Komponente 14 angeschlossen werden kann. Das Ladegerät 38 enthält einen AC/DC-Wandler und gibt einen Strom 40 an den Energiespeicher 32 zum Laden des Energiespeichers 32 aus. Der von dem Ladegerät ausgegebene Strom 40 ist mit den linierten Pfeilen gekennzeichnet. Zum Messen und Steuern der der Komponente 14 zugeführten Strommenge weist die Steuerung einen Sensor 42 und einen Begrenzer 44 auf. Der Sensor 42 ist so ausgebildet, dass er den aus dem Energiespeicher 32 an die Komponente 14 ausgegebenen Strom 36 erfasst. Der Begrenzer 44 enthält einen Schalter 46, der so ausgebildet ist, dass er elektrisch an den Energiespeicher 32 angeschlossen werden kann. Der Prozessor 52 enthält einen Speicher 48, in dem ein Schwellenwert TV für den von dem Energiespeicher 32 ausgegebenen Strom 36 gespeichert ist, der von dem Begrenzer 44 entsprechend der Parameter des Systems 12 und einer in dem Speicher 48 der Komponente 14 gespeicherten Nennstromstärke CR festgelegt wird. Der Speicher 48 kann ein chipintegrierter Speicher oder ein Speicher, der über einen Speicherbus durch den Prozessor 52 zugänglich ist, sein.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist der Begrenzer 44 so ausgebildet, dass er den ausgegebenen Strom 36 des Energiespeichers 32 entsprechend dem Erfassungsergebnis des Sensors 42 und dem Anschlusszustand des Ladegerätes 38 begrenzt. Der Begrenzer 44 ist so ausgebildet, dass er den ausgegebenen Strom 36 des Energiespeichers 32 in einem Begrenzungszustand, wenn der Sensor 42 erfasst, dass der Strom 36 größer als oder gleich dem Schwellenwert TV ist, begrenzt. Der Begrenzer 44 ist so ausgebildet, dass er den Schalter 46 im Begrenzungszustand abschaltet, wodurch verhindert wird, dass die Komponente 14 den aus dem Energiespeicher 32 ausgegebenen Strom 36 aufnimmt, wenn der Strom 36 bei oder über dem Schwellenwert TV liegt. Beispiele für das System 12 in anormalen Zuständen sind in den 4 und 5 bereitgestellt.
4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild des Systems 12 in Betrieb in einem anormalen Zustand, wenn das Ladegerät 38 nicht angeschlossen ist. Der Begrenzer 44 ist so ausgebildet, dass er einen ersten vorgegebenen Wert PV1 in einem nicht angeschlossenen Zustand, wenn der Energiespeicher 32 nicht elektrisch an das Ladegerät 38 angeschlossen ist, als den Schwellenwert TV festlegt. Der erste vorgegebene Wert PV1 ist größer als oder gleich 300 Mikroampere und kleiner als oder gleich 700 Mikroampere. Eine elektrische Störung in dem System 12 kann dazu führen, dass die Stromabgabe durch den Energiespeicher 32 den Schwellenwert TV überschreitet (den ersten vorgegebenen Wert PV1), wie mit dem großen offenen Pfeil 36A in 4 gekennzeichnet. In diesem Fall tritt das System 12 in den Begrenzungszustand ein, und der Begrenzer 44 schaltet den Schalter 46 ab, um zu verhindern, dass potentiell schädlicher Strom 36A über der Nennstromstärke CR der Komponente an die Komponente 14 ausgegeben wird.
5 zeigt ein schematisches Blockschaltbild des Systems 12 in Betrieb im anormalen Zustand, wenn das Ladegerät 38 angeschlossen ist. Der Begrenzer 44 ist so ausgebildet, dass er einen zweiten vorgegebenen Wert PV2 in einem angeschlossenen Zustand, wenn der Energiespeicher 32 elektrisch an das Ladegerät 38 angeschlossen ist, als den Schwellenwert TV zur Senkung der Stromabgabe durch den Energiespeicher 32 festlegt, wie mit den kleinen offenen Pfeilen 36B in 5 gekennzeichnet. Der zweite vorgegebene Schwellenwert PV2 ist größer als oder gleich 50 Mikroampere und kleiner als oder gleich 200 Mikroampere. Daher ist die Steuerung 30 so ausgebildet, dass sie den Schwellenwert TV senkt, wenn das Ladegerät 38 an das System 12 angeschlossen ist, so dass der zweite vorgegebene Wert PV2 von dem ersten vorgegebenen Wert PV1 verschieden ist. Gemäß der ersten Ausführungsform ist der erste vorgegebene Wert PV1 größer als der zweite vorgegebene Wert PV2. Ist das Ladegerät 38 nicht an das System 12 angeschlossen, gleicht die Gesamtstromabgabe an die Komponente 14 dem von dem Energiespeicher ausgegebenen Strom 36A. Eine Senkung des Schwellenwertes als solche für den von dem Energiespeicher 32 ausgegebenen Strom 36B in dem Ladegerät 38 im angeschlossenen Zustand stellt sicher, dass die Gesamtmenge der Stromabgabe an die Komponente 14 innerhalb der Nennstromstärke CR der Komponente liegt.
Ähnlich dem oben in Bezug auf 4 beschriebenen nicht angeschlossenen Zustand, wenn der von dem Energiespeicher 32 ausgegebenen Strom 36B den Schwellenwert TV überschreitet, wobei sich das Ladegerät 38 in einem angeschlossenen Zustand befindet, tritt das System 12 in den Begrenzungszustand ein, und der Begrenzer 44 schaltet den Schalter 46 ab, um zu verhindern, dass Strom über der Nennstromstärke CR der Komponente an die Komponente 14 ausgegeben wird.
Nachstehend wird ein System 212 gemäß einer zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 6A - 6C beschrieben. Das System 212 weist dieselbe Ausgestaltung auf wie die erste Ausführungsform, außer dass der Begrenzer 244 der Steuerung 230 so ausgebildet ist, dass er eher den ausgegebenen Strom 240 des Ladegerätes 238 als den von dem Energiespeicher 32 ausgegebenen Strom 36 begrenzt. Daher sind Elemente mit im Wesentlichen derselben Funktion wie denen in der ersten Ausführungsform hier gleich nummeriert und werden der Kürze wegen hier nicht noch einmal ausführlich beschrieben und/oder veranschaulicht.
Unter bestimmten Bedingungen kann es wünschenswert sein, den ausgegebenen Strom 240 des Ladegerätes 238 zu begrenzen. Eine graphische Darstellung der Begrenzung des mit der Zeit aus dem Ladegerät 238 ausgegebenen Stroms 240 ist in 6A bereitgestellt. Wie gezeigt, ist der Begrenzer 244 so ausgebildet, dass er den ausgegebenen Strom 240 des Ladegerätes 238 während eines vorgegebenen Zeitraums begrenzt. Während des vorgegebenen Zeitraums misst die Steuerung 230 den aus dem Ladegerät 238 ausgegebenen Strom 240, wenn der Ladungszustand des Ladegerätes 238 an ist, wie mit den Pfeilen in der graphischen Darstellung gekennzeichnet.
Wie in 6B gezeigt, ist, wenn bestimmt wird, dass insgesamt der von dem Energiespeicher 32 ausgegebene Strom 36 und der von dem Ladegerät 238 ausgegebene Strom 240 die Nennstromstärke 50 für die Komponente 14 überschreiten, der Begrenzer 244 so ausgebildet, dass er den ausgegebenen Strom 240 des Ladegerätes 238 periodisch begrenzt. Die Senkung des von dem Ladegerät 238 ausgegebenen Stroms 240 ist mit den kleinen linierten Pfeilen in 6B gekennzeichnet. Die Begrenzung kann so erfolgen, dass sich insgesamt der von dem Energiespeicher 32 ausgegebene Strom 36 und der von dem Ladegerät 238 ausgegebene Strom 240 der Nennstromstärke CR für die Komponente 14 gleichen. Demgemäß ist der Begrenzer 244 so ausgebildet, dass er den ausgegebene Strom 240 des Ladegeräts 238 so begrenzt, dass der ausgegebene Strom 240 des Ladegerätes 238 kleiner als oder gleich 600 Mikroampere ist, wie in der graphischen Darstellung für die Begrenzung des aus dem Ladegerät 238 ausgegebenen Stroms 240 in 6B gezeigt.
Wie in 6C gezeigt, kann, wenn bestimmt wird, dass der aus dem Energiespeicher 32 ausgegebene Strom 36 gleich oder kleiner als die Nennstromstärke CR für die Komponente 14 ist, der aus dem Ladegerät 238 ausgegebene Strom 240 abgeschaltet werden.
Nachstehend wird ein System 312 gemäß einer zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 7A - 7C beschrieben. Das System 312 weist dieselbe Ausgestaltung auf wie die erste Ausführungsform, außer dass der Begrenzer 344 so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom 336 des Energiespeichers 332 entsprechend einem Erfassungsergebnis des Sensors 342 begrenzt, und den ausgegebenen Strom 340 des Ladegerätes 338, das elektrisch an den Energiespeicher 332 angeschlossen ist, begrenzt. Daher sind Elemente mit im Wesentlichen derselben Funktion wie denen in der ersten Ausführungsform hier gleich nummeriert und werden der Kürze wegen hier nicht noch einmal ausführlich beschrieben und/oder veranschaulicht.
Der Begrenzer ist so ausgebildet, dass er den ausgegebenen Strom des Ladegerätes so begrenzt, dass der ausgegebene Strom des Ladegerätes kleiner als oder gleich 600 Mikroampere ist.
Die 7A - 7C zeigen das System 312 im anormalen Zustand, in dem der von dem Ladegerät 338 ausgegebene Strom 340 eher der Komponente 14 als dem Energiespeicher 332 zugeführt wird. Unter bestimmten Bedingungen, wie wenn das Ladegerät 338 ein Hochgeschwindigkeits-Ladegerät ist, kann es wünschenswert sein, sowohl den ausgegebenen Strom 336 des Energiespeichers 332 als auch den ausgegebenen Strom 240 des Ladegeräts 238 zu begrenzen. Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform ist, wenn der Energiespeicher 332 elektrisch an das Ladegerät 338 angeschlossen ist, der Begrenzer 344 so ausgebildet, dass er den von dem Energiespeicher 332 ausgegebenen Strom 336 begrenzt, wie oben ausführlich erörtert. Die kleinen offenen Pfeile 336 in den 7A - 7C kennzeichnen den von dem Energiespeicher 332 ausgegebenen gesenkten Strom 336.
Außerdem ist, in einer Weise, ähnlich der zweiten Ausführungsform, der Begrenzer 344 so ausgebildet, dass er den von dem Ladegerät 338 ausgegebenen Strom 340 begrenzt. Eine graphische Darstellung der Begrenzung des von dem Ladegerät 338 ausgegebenen Stroms 340 über die Zeit ist in 7A vorgesehen. Wie gezeigt, ist der Begrenzer 344 so ausgebildet, dass er den von dem Ladegerät 338 ausgegebenen Strom 340 über einen vorgegebenen Zeitraum begrenzt. Über den vorgegebenen Zeitraum misst die Steuerung 330 den von dem Ladegerät 338 ausgegebenen Strom 340, wenn der Ladungszustand des Ladegeräts 338 an ist, wie mit den Pfeilen in der graphischen Darstellung gekennzeichnet. Wie in 7B gezeigt, ist, wenn bestimmt wird, dass insgesamt der aus dem Energiespeicher 332 ausgegebene Strom 336 und der aus dem Ladegerät 338 ausgegebene Strom 340 die Nennstromstärke 50 für die Komponente 14 überschreiten, der Begrenzer 344 so ausgebildet, dass er den ausgegebenen Strom 340 des Ladegerätes 338 periodisch begrenzt. Die Senkung des aus dem Ladegerät 338 ausgegebenen Stroms 340 ist mit den kleinen linierten Pfeilen in 7B gekennzeichnet. Die Begrenzung erfolgt so, dass insgesamt der aus dem Energiespeicher 332 ausgegebene Strom 336 und der aus dem Ladegerät 338 ausgegebene Strom 340 gleich oder kleiner ist als die Nennstromstärke CR für die Komponente 14 sind. Demgemäß ist der Begrenzer 344 ist so ausgebildet, dass er den ausgegebenen Strom 340 des Ladegerätes 338 so begrenzt, dass der ausgegebene Strom 340 des Ladegerätes 338 kleiner als oder gleich 600 Mikroampere ist, wie in der graphischen Darstellung für die Begrenzung des aus dem Ladegerät 338 ausgegebenen Stroms 340 in 6B gezeigt.
Wie in 7C gezeigt, kann, wenn bestimmt wird, dass der aus dem Energiespeicher 332 ausgegebene Strom 336 der Nennstromstärke 50 für die Komponente 14 gleicht, der aus dem Ladegerät 338 ausgegebene Strom 340 abgeschaltet werden.
Auch wenn zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung nur ausgewählte Ausführungsformen gewählt wurden, wird der Fachmann dieser Offenbarung entnehmen, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen hierin vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den anhängenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Beispielsweise können die Größe, Form, Lage oder Ausrichtung der verschiedenen Komponenten nach Bedarf und/oder wie gewünscht verändert werden. Komponenten, die als direkt verbunden oder einander kontaktierend gezeigt sind, können Zwischenstrukturen aufweisen, die zwischen ihnen eingeschoben sind. Die Funktionen von einem Element können von zweien ausgeübt werden, und umgekehrt. Die Konstruktionen und Funktionen einer Ausführungsform können in eine andere Ausführungsform übernommen werden. In einer bestimmten Ausführungsform müssen nicht gleichzeitig alle Vorteile vorliegen. Jedes Merkmal, das gegenüber dem Stand der Technik einzigartig ist, allein oder in Kombination mit anderen Merkmalen, sollte ebenso als eine separate Beschreibung weiterer Erfindungen des Anmelders angesehen werden, einschließlich der strukturellen und/oder funktionellen Konzepte, die durch diese(s) Merkmal(e) verkörpert wird/werden. Somit dienen die vorstehenden Beschreibungen der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung lediglich der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung der Erfindung, wie sie durch die anhängenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.
Bezugszeichenliste

CR: Nennstromstärke
PV1: erster vorgegebener Wert
PV2: zweiter vorgegebener Wert
TV: Schwellenwert
10: muskelgetriebenes Fahrzeug
12, 212, 312: System
14: Komponente
16: Rahmen
18: Hinterrad
20: Vorderradgabel
22: Vorderrad
24: Sattelrohr
26: Sattelstütze
28: Sattel
30, 230, 330: Steuerung
32, 332: Energiespeicher
34: Anbauteil
36, 236, 336: ausgegebener Strom
36B: Strom (kleine offene Pfeile)
38, 238, 338: Ladegerät
39: Anschlussstück
40, 240, 340: ausgegebener Strom
42, 342: Sensor
44, 244, 344: Begrenzer
46: Schalter
48: Speicher
50: Nennstromstärke

Claims

Steuerung (30), aufweisend: einen Sensor (42), der so ausgebildet ist, dass er aus einem Energiespeicher (32) ausgegebenen Strom (36) erfasst; und einen Begrenzer (44), der so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom (36) des Energiespeichers (32) entsprechend einem Erfassungsergebnis des Sensors (42) und einem Anschlusszustand eines Ladegerätes (38) begrenzt.
Steuerung (30) gemäß Anspruch 1, wobei der Begrenzer (44) so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom (36) des Energiespeichers in einem Begrenzungszustand, wenn der Sensor (42) erfasst, dass der Strom (36) größer als oder gleich einem Schwellenwert (48) ist, begrenzt.
Steuerung gemäß Anspruch 2, wobei der Begrenzer (44) einen Schalter (46) enthält, der so ausgebildet ist, dass er elektrisch an den Energiespeicher (32) angeschlossen werden kann, und der Begrenzer (44) so ausgebildet ist, dass er den Schalter (46) im Begrenzungszustand abschaltet.
Steuerung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Begrenzer (44) so ausgebildet ist, dass er einen ersten vorgegebenen Wert (PV1) in einem nicht angeschlossenen Zustand, wenn der Energiespeicher (32) nicht elektrisch an das Ladegerät (38) angeschlossen ist, als den Schwellenwert (TV) festlegt, der Begrenzer (44) so ausgebildet ist, dass er einen zweiten vorgegebenen Wert (PV2) in einem angeschlossenen Zustand, wenn der Energiespeicher (32) elektrisch an das Ladegerät (38) angeschlossen ist, als den Schwellenwert (TV) festlegt, und der zweite vorgegebene Wert (PV2) von dem ersten vorgegebenen Wert (PV1) verschieden ist.
Steuerung (30) gemäß Anspruch 4, wobei der erste vorgegebene Wert (PV1) größer als der zweite vorgegebene Wert (PV2) ist.
Steuerung (30) gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei der erste vorgegebene Wert (PV1) größer als oder gleich 300 Mikroampere und kleiner als oder gleich 700 Mikroampere ist.
Steuerung (30) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der zweite vorgegebene Wert (PV2) größer als oder gleich 50 Mikroampere und kleiner als oder gleich 200 Mikroampere ist.
Steuerung (230) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Begrenzer (244) so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom (240) des Ladegerätes (238) begrenzt.
Steuerung (230) gemäß Anspruch 8, wobei der Begrenzer (244) so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom (240) des Ladegerätes (238) während eines vorgegebenen Zeitraums begrenzt.
Steuerung (230) gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei der Begrenzer (244) so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom (240) des Ladegerätes (238) periodisch begrenzt.
Steuerung (230) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Begrenzer (244) so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom (240) des Ladegerätes (238) so begrenzt, dass der ausgegebene Strom (240) des Ladegerätes (238) kleiner als oder gleich 600 Mikroampere ist.
Steuerung (330), aufweisend: einen Sensor (342), der so ausgebildet ist, dass er aus einem Energiespeicher (32) ausgegebenen Strom (336) erfasst; und einen Begrenzer (344), der so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom (336) des Energiespeichers (32) entsprechend einem Erfassungsergebnis des Sensors (342) begrenzt und ausgegebenen Strom (340) eines Ladegerätes (338), das elektrisch an den Energiespeicher (32) angeschlossen ist, begrenzt.
Steuerung (330) gemäß Anspruch 12, wobei der Begrenzer (344) so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom (340) des Ladegerätes (338) während eines vorgegebenen Zeitraums begrenzt.
Steuerung (330) gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei der Begrenzer (344) so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom (340) des Ladegerätes (338) periodisch begrenzt.
Steuerung (330) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Begrenzer (344) so ausgebildet ist, dass er den ausgegebenen Strom (340) des Ladegerätes (338) so begrenzt, dass der ausgegebene Strom (340) des Ladegerätes (338) kleiner als oder gleich 600 Mikroampere ist.
System (12, 212, 312), aufweisend: die Steuerung (30, 230, 330) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15; einen Energiespeicher (32) und eine Komponente (14), die so ausgebildet ist, dass sie elektrisch an den Energiespeicher (32) angeschlossen werden kann.
System (12) gemäß Anspruch 16, ferner aufweisend: ein Ladegerät (38), das so ausgebildet ist, dass es elektrisch zwischen dem Energiespeicher (32) und der Komponente (14) angeschlossen werden kann.
System (12) gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei die Steuerung (30), der Energiespeicher (32) und die Komponente (14) so ausgebildet sind, dass sie basierend auf einem Powerline-Kommunikationsprotokoll miteinander kommunizieren.
System (12) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, ferner aufweisend ein Anbauteil (34), mit dem der Energiespeicher (32) an einem muskelgetriebenen Fahrzeug (10) befestigt werden kann.
System (12) gemäß Anspruch 19, wobei das Anbauteil (34) so ausgebildet ist, dass es an wenigstens einem von einer Sattelstütze (26) des muskelgetriebenen Fahrzeugs (10) und einem Rahmen (16) des muskelgetriebenen Fahrzeugs (10) befestigt werden kann.
System (12) gemäß Anspruch 20, wobei der Energiespeicher (32) mit Hilfe des Anbauteils (34) in eines von der Sattelstütze (26) des muskelgetriebenen Fahrzeugs (10) und dem Rahmen (16) des muskelgetriebenen Fahrzeugs (10) eingebaut ist.