專利名稱：用于電動交通工具的由處理器控制的訪問授權(quán)管理及電池管理的制作方法
用于電動交通工具的由處理器控制的訪問授權(quán)管理及電池
管理描述本發(fā)明涉及一種用于電動交通工具的由處理器控制的訪問授權(quán)管理及電池管理，特別是一種用于控制使用了電化學蓄能器的交通工具的工作的方法，一種用于控制使用了電化學蓄能器的交通工具的工作的便攜式控制裝置，以及一種配備電化學蓄能器的交通工具，其工作通過上述類型的控制裝置來控制。電動交通工具被商業(yè)使用，尤其在公共個人交通中被使用的可能性，取決于交通工具可達到的范圍以及所使用的電化學蓄能器的充電時間。在這種情況下，具有決定性意義的、對電化學蓄能器盡可能最佳的利用是通過被適當優(yōu)化的所謂電池管理來實現(xiàn)的。這種電池管理的總體目標是優(yōu)化所使用的系統(tǒng)的性能，同時防止或減少有害的影響，所述有害的影響例如可由不正確的充電或放電或者由對所使用的系統(tǒng)不正確的溫度控制造成。因此，電化學蓄能器的使用壽命或者電動交通工具的范圍還取決于交通工具使用者的駕駛風格，因為例如電化學蓄能器的放電或工作溫度與通過這種蓄能器所驅(qū)動的交通工具的加速度有關。因此在這種情況下，對訪問授權(quán)控制也越來越重要，它使得交通工具使用者造成的負擔或損害歸入該用戶?；诂F(xiàn)有技術(shù)，使用電池供電的交通工具的運輸系統(tǒng)基本上是眾所周知的。德國專利DE 38 32 840A1描述了一種電池供電的交通工具的運輸系統(tǒng)，其中設置了充電點，在該充電點處，交通工具的電池可通過與充電點的連接來充電。不僅對交通工具運動的控制，而且對電池充電的控制都可借助計算機來實現(xiàn)。出于這一目的，在交通工具中總是為電池充電的控制配備控制單元和微計算機。德國專利DE 199 17 817A1描述了一種電子交通工具監(jiān)控系統(tǒng)，其包括了一種交通工具鑰匙形式的數(shù)據(jù)載體，在數(shù)據(jù)通信站中，關于交通工具工作的相關數(shù)據(jù)可以被讀入該數(shù)據(jù)載體中。在交通工具中，這些與交通工具有關的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)載體中被讀取。相對地，在交通工具中，與交通工具有關的數(shù)據(jù)可以被讀入數(shù)據(jù)載體中并且交通工具的工作終止后可在數(shù)據(jù)通信站讀出所述數(shù)據(jù)。德國專利DE 10 2004 021 380A1描述了一種電源設備，具有多個電源組件。這些電源組件每個都配備有通信接口并且通過這些通信接口和一個通信通道與共同的分析和控制單元的相連。該分析和控制單元控制各電源組件的負載管理。德國專利DE 10 2007 018 302A1描述了通過由調(diào)節(jié)器輔助的自適應控制器來延長電池壽命的方法與設備。具體指明的是用于提高以電池為主的能源供應系統(tǒng)的效率的方法和系統(tǒng)。美國專利US 5，168，206描述了一種電池管理芯片，其控制可充電電池的充電與放電。該芯片被安放在一個與電池以及與用于為電池充電的電源相連接的可拆卸模塊上。本發(fā)明的基本任務在于進一步提高現(xiàn)有技術(shù)中用于電動交通工具的處理器控制的電池管理的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明，該任務通過獨立權(quán)利要求的特征來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，為控制使用了電化學蓄能器的交通工具的工作配置一種便攜的、可與交通工具分離的、用于數(shù)據(jù)存儲的控制裝置，該控制裝置使交通工具的使用者能夠控制交通工具，并且該控制裝置被配置成在數(shù)據(jù)存儲器中存儲關于交通工具的電化學蓄能器的工作模式的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的說明書中，電化學蓄能器應被理解為能夠?qū)⒒瘜W能直接轉(zhuǎn)化為電能并且能夠為應用設備供電的各種設備。因此，這一數(shù)據(jù)包括特別是伽伐尼電池或者由多個伽伐尼電池組成的伽伐尼電池組，以及例如燃料電池和其他用于將化學能轉(zhuǎn)化為電能的設備。對于電化學蓄能器，在本發(fā)明的背景中特別包括可充電的電化學蓄能器，電能能夠被輸入并隨后作為化學能被保存在電化學蓄能器中。這類電化學蓄能器的重要例子是可充電的伽伐尼電池或由多個伽伐尼電池組成的伽伐尼電池組。在本發(fā)明的說明書中，交通工具應被理解為一種移動交通工具，其能夠用于貨物、器械或人員的運輸。因此，這一術(shù)語包括特別是水上交通工具、陸上交通工具、空中交通工具、太空交通工具或其組合，例如水陸兩用的交通工具。對于電動交通工具，在本發(fā)明的背景下應被理解為由電力驅(qū)動的交通工具。這一術(shù)語特別是包括電動車；電動自行車；電動滑板車；電動公交車；電瓶車；太陽能汽車；電力機車，特別是有軌電車、輕軌列車、地鐵列車；太陽能驅(qū)動的交通工具，如太陽能汽車、太陽能飛機；電力飛艇；電動船，特別是潛水艇；以及特別的交通工具如電動輪椅、電動叉車、高爾夫球車以及特別是還包括無人駕駛的運輸交通工具。該術(shù)語還特別包括混合動力交通工具，燃料電池交通工具和其他電力驅(qū)動的交通工具。在本發(fā)明的說明書中，對于使用電化學蓄能器驅(qū)動的交通工具應被理解為裝備有電化學蓄能器的任何交通工具。在這里，這種電化學能量存儲器能夠提供交通工具的動力，能夠協(xié)助驅(qū)動交通工具，或者給交通工具的其他功能提供能源供應。在本發(fā)明的說明書中，用于存儲和/或處理數(shù)據(jù)的便攜式監(jiān)測設備應被理解為能夠由使用者、特別是人類使用者攜帶的任何設備。因此，這一術(shù)語特別是包括芯片卡、所謂的“個人數(shù)字助理”(PDA)、所謂的“筆記本計算機”、移動電話、SIM卡、U-SIM卡和其他用于存儲和處理數(shù)據(jù)的便攜式設備。有利的實施形式和改進方案是從屬權(quán)利要求的特征。本發(fā)明的一個優(yōu)選實施形式的特征在于，便攜的、可與交通工具分離的、用于數(shù)據(jù)存儲的控制裝置以一種方式使得交通工具的使用者能夠操作交通工具，所述方式的特征至少還在于有關交通工具的電化學蓄能器的工作模式的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)被儲存在控制裝置的數(shù)據(jù)存儲器中。本發(fā)明更進一步的優(yōu)選實施形式的特征在于，交通工具具有一種至少是部分地由電化學蓄能器提供能量的驅(qū)動器。這種實施形式特別是包括混合動力交通工具。本發(fā)明更進一步的優(yōu)選實施形式的特征在于，交通工具具有一種僅僅由電化學蓄能器提供能量的驅(qū)動器(EM)。這種實施形式特別是包括電動交通工具。本發(fā)明更進一步的優(yōu)選實施形式的特征在于，便攜式監(jiān)測設備配備有用于存儲和處理數(shù)據(jù)的設備。這種實施形式使得能夠防止由未經(jīng)授權(quán)的人員的操作企圖來特別有效地保護便攜式監(jiān)測設備上存儲的數(shù)據(jù)。本發(fā)明更進一步的優(yōu)選實施形式的特征在于，數(shù)據(jù)能夠阻斷或接通交通工具的電化學蓄能器。本發(fā)明的這種實施形式，使得一種有效的且有利的、為交通工具的使用而設的訪問授權(quán)控制成為可能。本發(fā)明更進一步的優(yōu)選實施形式的特征在于，數(shù)據(jù)影響了對交通工具的電化學蓄能器的功率輸出的控制。本發(fā)明的這種實施形式允許例如切換到交通工具的特殊節(jié)能運行模式，或者保護電池免受由過高的速度以及與此相關的高放電電流所帶來的過載。此外，以這種方式能使電池的壽命被延長。本發(fā)明更進一步的優(yōu)選實施形式的特征在于，數(shù)據(jù)根據(jù)交通工具的速度影響了對電化學蓄能器的功率輸出的控制。本發(fā)明的這種實施形式與有效的交通工具速度控制可以按一種簡單的方式被實現(xiàn)這一優(yōu)點相關。本發(fā)明更進一步的優(yōu)選的實施形式的特征在于，回應一種對該交通工具有效的最大速度或者一種通過交通工具的使用者遵守的最大速度，由數(shù)據(jù)引導對電化學蓄能器功率輸出的控制。本發(fā)明的這種實施形式與除了對交通工具速度進行有效控制之外還以簡單且有效的方式遵守車速的限制這一優(yōu)點相關。本領域中的技術(shù)人員將知曉的是，可依據(jù)其專業(yè)知識組合本發(fā)明的一些所描述的實施形式，在這里或者在下面的說明中未確切寫出的其他實施例，本領域中的技術(shù)人員可依據(jù)其專業(yè)知識按照前面的描述很容易地發(fā)現(xiàn)。本發(fā)明不僅限于這里所描述的實施例。以下將依據(jù)優(yōu)選的實施例并借助附圖更詳細地描述本發(fā)明。此處顯示

圖1以示意圖示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的、根據(jù)本發(fā)明的交通工具的基本結(jié)構(gòu)；圖2以示意圖示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的、與根據(jù)本發(fā)明的方法相關的根據(jù)本發(fā)明的交通工具的不同組成部分的基本交互作用；圖3以示意圖示出本發(fā)明的另一個實施例；并且圖4以示意圖示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的、用于存儲和處理數(shù)據(jù)的、根據(jù)本發(fā)明的便攜的控制裝置的結(jié)構(gòu)。如在圖1中示例顯示的，本發(fā)明提出了一種用于控制使用了電化學蓄能器ECS驅(qū)動的交通工具FZ的工作的方法。此處，一種用于存儲并且優(yōu)選還能用于處理數(shù)據(jù)的、便攜的、可與交通工具分離的控制裝置ME使得交通工具的使用者能夠以至少由有關交通工具FZ的電化學蓄能器ECS的工作模式的數(shù)據(jù)D表征的方式來操作交通工具，該數(shù)據(jù)被存儲在控制裝置的數(shù)據(jù)存儲器DS中。此外，便攜的控制裝置ME優(yōu)選是芯片卡，其無線地或電線連接地與交通工具FZ的控制單元C共同起作用?？刂茊卧狢優(yōu)選是一種經(jīng)過適當修改的、交通工具FZ的車載計算機，該車載計算機使用相應的接口與便攜的控制裝置ME進行通信，并且該車載計算機使用便攜的控制裝置ME中存儲的數(shù)據(jù)D來控制交通工具的操作和電化學蓄能器的工作模式?？刂茊卧狢是交通工具的控制器的組成部分，并且除此之外還控制電化學蓄能器的工作模式及其用于交通工具操作的使用。此外控制單元C對存儲在便攜的控制裝置ME中的數(shù)據(jù)D進行評估。這些數(shù)據(jù)D優(yōu)選由多個數(shù)據(jù)集構(gòu)成，這些數(shù)據(jù)包括用于訪問授權(quán)管理、用于交通工具的驅(qū)動功率的控制、用于電化學蓄能器的電池管理，并且如有可能包括更多用于控制交通工具的操作的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)D和特別是組成它們的數(shù)據(jù)集優(yōu)選存儲在便攜的控制裝置ME的存儲區(qū)SB上。數(shù)據(jù)優(yōu)選是存儲在這些存儲區(qū)的數(shù)據(jù)存儲器DS上，其優(yōu)選和程序存儲器PS分開?？刂茊卧狢通過便攜的控制裝置ME的通信接口 I/O訪問這些數(shù)據(jù)D。對數(shù)據(jù)的訪問優(yōu)選通過便攜的控制裝置ME的處理器P來相互協(xié)調(diào)。數(shù)據(jù)D優(yōu)選在發(fā)出前借助編程設備PG的幫助，通過通信接口 I/O被存入便攜的控制裝置ME的存儲區(qū)SB中。然而，依照本發(fā)明的實施方式的變化，也有可能在交通工具的行駛或工作的過程中，數(shù)據(jù)從控制裝置寫入便攜的控制裝置ME的數(shù)據(jù)存儲區(qū)SB中。這些數(shù)據(jù)例如能夠采用與交通工具的操作模式相關的數(shù)據(jù)類型，特別是所交通工具承受的加速度、速度或者電化學蓄能器的功率輸出。在行駛結(jié)束后數(shù)據(jù)能夠通過例如編程設備PG讀出，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，由使用者B選出的交通工具的具體工作模式能夠被確定和重建，以至于能夠以與使用者實際選擇的交通工具的工作模式相對應方式來向用戶收取費用。根據(jù)優(yōu)選的實施例，在圖4中呈現(xiàn)的便攜的控制裝置ME，優(yōu)選使用了存儲區(qū)域SB，該存儲區(qū)域SB優(yōu)選帶有數(shù)據(jù)存儲器DS以及程序存儲器PS，并且使用了處理器P，以及用于數(shù)據(jù)交換(例如與用于此類數(shù)據(jù)載體設備的編程設備PG進行數(shù)據(jù)交換)的數(shù)據(jù)通信接口I/O。如在圖4中示例顯示的，對于存儲區(qū)的訪問優(yōu)選通過處理器P有附帶條件地受到保護(與通信接口 I/O的數(shù)據(jù)交換6、4僅能夠通過處理器P實現(xiàn))，以確保便攜的控制裝置上存儲的數(shù)據(jù)受到保護，防止篡改。優(yōu)選地，在便攜的控制裝置ME的存儲區(qū)SB的數(shù)據(jù)存儲器DS中所保存的關于交通工具FZ的電化學蓄能器ECS的工作模式的數(shù)據(jù)優(yōu)選用于控制電化學蓄能器ECS的充電和/或放電，使得驅(qū)動單元M的工作如通過被存儲的數(shù)據(jù)D所規(guī)定的交通工具的工作所要求的一樣。如在圖2中示例顯示的，交通工具FZ的控制單元C優(yōu)選通過相應的數(shù)據(jù)鏈路2與電化學蓄能器ECS進一步通信，這種方式優(yōu)選與用于實施控制指令的必要的功率輸出電子設備相集成?？刂茊卧狢與便攜的控制裝置ME交換數(shù)據(jù)3。并且這種數(shù)據(jù)的交換以一種有利且優(yōu)選的方式避免對存儲區(qū)DS或者PS上控制單元的直接訪問，而是在優(yōu)選與便攜的控制裝置ME集成的處理器P的幫助下，與便攜的控制裝置交換數(shù)據(jù)，以便支持和保證對數(shù)據(jù)的保護，防止篡改。在便攜的控制裝置ME的通信接口 I/O和數(shù)據(jù)存儲器DS之間直接的數(shù)據(jù)交換5應當優(yōu)選是只在例外情況下進行，或者僅限于面向便攜的控制裝置的有特殊權(quán)限的用戶，例如板卡制造商或者發(fā)卡機構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的便攜的控制裝置ME，其能夠例如使用制造商STMicro-electronics的型號為SRT512的非接觸式存儲器芯片來實現(xiàn)。這種模塊采用了短程(kurzreictweitig)的、以13，56兆赫工作的非接觸式存儲器芯片，該存儲器芯片具有512比特的電可擦除只讀存儲器(EEPROM)和防沖突功能。SRT512專門用于短途傳送距離的應用，例如根據(jù)需要可重復使用的憑證的ISO 14443-B設計的，就像例如在要進行訪問控制的應用中或者在檢查活動的門票時，或者在檢查公共交通工具中使用的車票時。這種模塊利用了內(nèi)置的防沖突裝置以避免與臨近的卡的沖突，并且實現(xiàn)了這些應用所需的處理速度。在這種模塊中，集成了各種運算功能、此外包括兩個計算器、以及一個所謂的抗撕裂功能性。聯(lián)系到本專利的現(xiàn)實情況，安裝例如ST Micro-electronics公司的型號為ST19WR的非接觸式智能卡也能夠是有益的，其作為所謂的結(jié)存款卡(Guthabenkarte)已得到了廣泛的傳播。這種模塊結(jié)合了大的數(shù)據(jù)吞吐量，和針對攻擊和偽裝的具有高度安全性的相應高處理速度。類似地，其他非接觸式的或接觸式的產(chǎn)品，例如所謂的無線射頻識別技術(shù)(RFID)芯片或者其他非接觸式的芯片卡都能被安裝。芯片卡，經(jīng)常也被叫做智能卡(Smartcard或Smart-Card)或集成電路卡(ICC)，是帶有內(nèi)置集成電路(芯片)的特殊塑料卡，所述內(nèi)置集成電路中包括硬件邏輯電路、存儲器或者還有微型處理器。芯片卡能夠根據(jù)不同的標準被區(qū)分。最容易理解的是在帶有簡單邏輯電路的存儲器芯片卡和帶有特有的卡片操作系統(tǒng)和加密功能的處理器芯片卡之間的區(qū)別。芯片卡也通過其與外界的接口來區(qū)分。此處將接觸式的芯片卡與非接觸式的芯片卡區(qū)分開。芯片卡的核心是集成電路(芯片)，它決定芯片卡的能力和由此而生的應用領域。芯片通常由芯片卡模塊保護，以至于芯片通常被全部嵌入，并且是不可見的。模塊還搭建了通向外部世界的連接。簡單的存儲器芯片卡只由存儲器構(gòu)成，數(shù)據(jù)可以從存儲器讀取或?qū)懭氪鎯ζ鳌Ｍㄟ^接口，有可能做到例如依次訪問各個存儲單元。存儲卡主要用在那些僅僅依賴數(shù)據(jù)的存儲，而在處理中沒有復雜的過程的應用中。取決于所使用的芯片，數(shù)據(jù)能夠通過個人識別碼(PIN)或者密碼加以保護以防第三方讀取或改變。處理器芯片卡使用了微處理器，通過該處理器能夠訪問所存儲的數(shù)據(jù)。在處理器芯片卡中，往往不可能直接訪問數(shù)據(jù)區(qū)。微處理器上的迂回路(Umweg)允許通過加密的方法防止未經(jīng)授權(quán)的訪問，以保護卡上的數(shù)據(jù)。相應的加密算法優(yōu)選作為相應的程序在處理器上運行。就此，加密的方法優(yōu)選能夠在所謂的“公開密鑰加密”的基礎上使用。由此會制定出一對匹配的密鑰。其中一個是公共密鑰，其在加密情況下，被用于加密密鑰所有者的信息。而另一個是私人密鑰，其必須由密鑰使用者保密，并且用于解密。這樣一個系統(tǒng)被稱為是非對稱的，因為加密和解密使用了不同的密鑰。使用這種方法，對于每個參與者來說將只需要單個密鑰對，因為擁有公共密鑰對不會給私人密鑰的安全性帶來風險。這樣一個系統(tǒng)也可用于創(chuàng)建數(shù)字簽名。數(shù)字簽名根據(jù)將要簽署的數(shù)據(jù)或者其哈希值(Hashwert)和私人密鑰計算得到。簽名的正確性和由此而來數(shù)據(jù)的完整性和可信性，可以通過使用公共密鑰的相應的操作得到檢查。公共密鑰方法也可以用于在互動通信中進行身份驗證，并且因此可以用于與本發(fā)明相關的訪問授權(quán)控制。在這種微處理器上運行特定應用程序的可能性與存儲器芯片卡相比，在例如芯片卡被用來作為支付手段(儲蓄卡)或者包含有重要的數(shù)據(jù)(例如手機SIM卡)時提供了許多優(yōu)勢。通常情況下，卡片還包含簽名性質(zhì)的密鑰并且用作解碼器卡(例如付費電視或者其他具有接入控制的系統(tǒng))。在芯片制造時，卡片的操作系統(tǒng)(COS)中的一些部分和目標應用已經(jīng)被加載在卡片上了。特別地，智能卡能夠作為信息或密鑰的安全的存儲器。然而，它們還可用于實現(xiàn)各種安全服務，例如被用作身份驗證、解碼、或簽章。通常情況下，私人密鑰存儲在智能卡上。因為這種保密的密鑰防止未經(jīng)授權(quán)的讀取，而不可能對密鑰進行窺探。
這樣的模塊也適用于預付費電動交通工具的訪問授權(quán)控制，其中對于本發(fā)明的一種實施形式是有利的，其中在便攜的控制裝置ME上存儲的數(shù)據(jù)D能夠阻斷或接通交通工具的電化學蓄能器。在原則上，這發(fā)生在使用常規(guī)的電子的訪問授權(quán)憑證的驗證方法的情況下，在所述驗證方法中優(yōu)選地阻斷或接通交通工具的電化學蓄能器，其與特別有效的訪問授權(quán)控制相關。此處，阻斷或接通優(yōu)選以如下方式進行，即，使得交通工具的控制單元C，例如所謂的車載計算機，借助用戶B所使用的便攜的控制裝置ME中所存儲的數(shù)據(jù)來檢驗使用者B的授權(quán)，并且當檢驗得到正面的結(jié)果時執(zhí)行電化學蓄能器的接通。這種訪問授權(quán)管理與本發(fā)明結(jié)合能夠帶來好處，例如根據(jù)電子錢包的例子。這種電子化的錢包，使得在不使用現(xiàn)金的、需要或者無需輸入個人識別碼(PIN)、優(yōu)選通過芯片卡的小額費用離線支付成為可能。電子錢包通常依照預先支付(“by Before")的模式來工作。首先，在充值終端存入一定量的金額。只有這樣才能借助支付終端進行無現(xiàn)金支付。存入金額通常計入到暫記帳戶下，然后支付金額從該暫記賬戶中扣除。然而，對于電子化的錢包來說，以信用為基礎的管理僅僅是當有信用時才可能的，否則必須預先重新充值。特別地，小額費用可以非?？焖俨⑷菀椎乇恢Ц?，而沒必要和每個承兌點不間斷地保持連網(wǎng)。有效的訪問授權(quán)管理可以在認證(或者鑒別)的基礎上有利地進行。根據(jù)當前所使用術(shù)語，在兩個對象之間進行鑒定時，“被認證者” “提供其認證的證據(jù)”，而同時“認證者” “認證” “被認證者”。認證是對可信度判斷的驗證。因此，用戶的認證經(jīng)常用作對這些用戶的識別。在能夠準許對保密區(qū)域的訪問的計算機程序的例子中，使用者首先要通過輸入用戶名的辦法來請求其身份。然后，使用者通過輸入自己的密碼的辦法來提供其認證的證據(jù)。程序能夠根據(jù)這些數(shù)據(jù)識別使用者，然后驗證其身份。只有正確的用戶能夠輸入的密碼驗證了實際上的使用者是提出要求的使用者。由此為程序確定了通信伙伴的身份。程序根據(jù)授權(quán)決定經(jīng)過身份驗證的用戶是否被允許訪問。如果上述過程成功，則程序保證用戶對加密區(qū)域的訪問。使用加密方法也用能夠給鑒別帶來好處，所述加密方法例如是公共密鑰方法或者已知的SIM卡算法。在此，被認證者簽署例如由認證者傳輸給他的、他先前未知的隨機數(shù)，即，被認證者用使用者的保密(私人)密鑰對該隨機數(shù)進行加密；并把簽過名的隨機數(shù)發(fā)還給認證者。認證者通過使用者的公共密鑰來解密這些信息。如果恢復到原始的隨機數(shù)，則證明這個隨機數(shù)是被認證者利用使用者的加密密鑰來加密的，而且這個被認證者必須獲得了(必須曾經(jīng)獲得過)使用者的加密密鑰。用使用者的保密密鑰來加密的隨機數(shù)，在某種程度上可以說是被用作實施訪問授權(quán)檢查的憑證?？梢园从蓵r間控制的方式，再次通過為使用者的使用時間定義的、在便攜的控制裝置ME上存儲的數(shù)據(jù)D實現(xiàn)在成功檢查訪問授權(quán)之后產(chǎn)生的阻斷，使得在由便攜的控制裝置上存儲的數(shù)據(jù)所表征的最大使用時間的到期時，實現(xiàn)對電化學蓄能器的阻斷。除了通過借助作為道路行駛鎖閉裝置的憑證的幫助來阻斷和/或接通電池以便建立用于電動交通工具的安全訪問之外，本發(fā)明還能夠以某些實施形式被用于控制交通工具的電化學蓄能器的輸出功率。假如便攜的控制裝置上存儲的數(shù)據(jù)D的內(nèi)容適用于交通工具電化學蓄能器的功率輸出的控制，那么就有可能在根據(jù)本發(fā)明的便攜的控制裝置的幫助下，檢查使用高功率輸出的工作模式(“動力模式”)的使用者的權(quán)限，并且因此可以更進一步檢查是否該便攜的控制裝置的使用者僅有權(quán)使用節(jié)能模式(“環(huán)保模式”)。為了相應地控制電化學蓄能器的功率輸出，在便攜的控制裝置ME上存儲的數(shù)據(jù)D必需要考慮到被使用的蓄電池的電化學特性。不同的電化學蓄能器必定同樣根據(jù)其不同的技術(shù)，總是有適當?shù)某潆娕c放電方法。因此，最大的電流和電壓值通常被指定為時間的函數(shù)。特別地，牽引電池，也就是說用于驅(qū)動電動交通工具的電化學蓄能器，必須被保護杜絕所謂的深度充電或深度放電。此類針對深度放電的保護要求驅(qū)動了交通工具的電流被自動限制。那么交通工具還能夠以減弱的功率工作，并且在危險的情況下，對電流的限制也能夠通過特殊的設備(換低擋裝置)被取消。特別地，牽引電池，應當盡可能在其最佳的溫度范圍內(nèi)工作。此外，為了評估以電化學蓄能器驅(qū)動的電動交通工具的剩余范圍(Restreictweite)，以及為了確定可用于交通工具的提速的現(xiàn)有能量、或者要被化學地保存起來的制動能量的可能的消耗，那么盡可能精確的關于電池的內(nèi)部狀況的認知是必要的，或者至少是有利的。電化學蓄能器的內(nèi)部狀況能夠自然地被理解為狀態(tài)變量的集合，所述狀態(tài)變量包括例如溫度、蓄電池的壽命、充電周期數(shù)、內(nèi)部電阻、充電狀態(tài)以及類似的狀態(tài)變量。當必須在短期內(nèi)儲存或者安排使用大量電力時，為了控制峰值負荷，雙層電容器也特別適合作為電化學蓄能器，其使用因此是特別有益的。對于配備得當?shù)慕煌üぞ?，這意味著交通工具動力的高峰負荷盡可能由雙層電容器所提供，與之相對優(yōu)選地從伽伐尼電池提取低的平均負荷。借助此類雙層電容器，可讓電動交通工具中電池的可用容量顯著增加，此外特別是當常規(guī)的伽伐尼電池與雙層電容器聯(lián)合使用時更是如此。結(jié)合本發(fā)明的實施例，規(guī)定了根據(jù)使用者的權(quán)限來使用這類雙電層電容器或其他提高車輛性能的設備，這優(yōu)選是由便攜的控制裝置ME上存儲的數(shù)據(jù)給出的，并且由交通工具的控制單元C檢查。這些描述希望通過例子明確說明，電化學蓄能器的不同的工作模式在為裝備了該電化學蓄能器的交通工具中，與和關于各個使用者所選擇的特定工作模式的負荷的不同費用相關聯(lián)。借助本發(fā)明，現(xiàn)在有可能根據(jù)使用者所選擇的費率的協(xié)議以及與此相關的付款來限制可向使用者提供的交通工具的工作模式，或者允許提供對特殊的工作模式的訪問。為此，只需要在使用者所攜帶的并將其和電動交通工具一起使用的便攜的控制裝置上所存儲的相關的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)將使用者識別為具有對于電動交通工具、特別是對于控制單元C的授權(quán)，以便使用相應的工作模式。本發(fā)明適于以有益的方式使用，其中向使用者提供對電動交通工具的訪問、優(yōu)選是預付費的訪問應當被提供，并且其中優(yōu)選還應當讓授權(quán)被檢查，即，使用者是否被許可使用環(huán)保模式、或者動力模式、或者兩種模式、或者還有電動交通工具的其他操作模式。本發(fā)明特別適于為電動交通工具建立安全的訪問，其中優(yōu)選的是，借助于所謂的“憑證”來阻斷電池以實現(xiàn)訪問安全，以至于在同時實現(xiàn)了一種道路行駛鎖閉裝置，因此可取代其他的安全形式例如方向盤鎖或自行車鎖。以有益的方式，當本發(fā)明在芯片卡的幫助下并以信用為基礎時可以被實現(xiàn)。
本發(fā)明的其他實施例特別是設計了實時的交通限速識別，例如通過專門配備的攝像頭或其他傳感器的實時的交通限速識別，并且優(yōu)選是向駕駛者發(fā)出警告。在某些領域，例如在規(guī)定了具體的車速限制的市中心或工地，可以根據(jù)本發(fā)明的一些確定的實施例，通過對前述規(guī)定的限速的自動識別，來提供交通工具的確定的操作模式(例如環(huán)保模式)的自動切換。以這種方式，有可能將電化學蓄能器(蓄電池)的保護和/或電化學蓄能器使用壽命的延長與對規(guī)定的限速的遵守相關聯(lián)。因此，本發(fā)明的實施例設計根據(jù)支付的費率，交通工具只有在確定的操作模式內(nèi)工作、也就是例如只在環(huán)保模式或依據(jù)功率輸出分級的操作模式內(nèi)工作。在本發(fā)明的一些實施例中，訪問授權(quán)控制通過憑證來實現(xiàn)，例如可以被實現(xiàn)為所謂的無線射頻識別技術(shù)(RFID)芯片，并且其與電池管理系統(tǒng)通信而且由此在電池系統(tǒng)中實現(xiàn)負荷算法的釋放，所述芯片用于在交通工具的工作時釋放特定水平的功率輸出。特別地，在本發(fā)明的此類實施例中，其中通過使用相應的便攜設備，例如芯片卡，則將點火鎖作為訪問授權(quán)控制不再是必需的。電子的授權(quán)證明(憑證)還啟動或者禁用電池管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)在電動交通工具較長時間不活動的情況下，依據(jù)電池類型，優(yōu)選地實現(xiàn)一個補償周期，以便在電化學蓄能器中存儲的可用能量被盡可能好地為使用而分配，并因此電化學蓄能器盡可能地保持輸出能力。因為電動交通工具特別在短距離內(nèi)可能承受大的加速度，重要的不僅是保護電化學蓄能器而且還有在某些情況下對交通工具的乘客的保護，所以保護交通工具的使用者不違反限速也是重要的，這一方面是為了提高行駛安全，另一方面是為了延長電池壽命。這優(yōu)選是通過實時的限速被記錄的方法，優(yōu)選是在擋風玻璃上實時可視地顯示、以及其中由此產(chǎn)生的信號被傳輸給蓄電池的電池管理或者電化學蓄能器的能量管理系統(tǒng)，并且在其中啟動了環(huán)保模式或其他的工作模式，在該工作模式中電流減弱且加速度被限制。此外還優(yōu)選地，在電化學蓄能器中存儲(回收)制動能量。本發(fā)明進一步的實施例被設計成將交通工具的控制單元C與在線的導航設備連接，例如在有限速、如被永久調(diào)整為速度30公里/小時的適合兒童玩耍的很少使用的街道上或城鎮(zhèn)中心處，電動交通工具受到能量或電池管理的控制，使得駕駛員在這些區(qū)域不能行駛得更快。圖1以示意圖顯示了按照本發(fā)明優(yōu)選的實施例的、根據(jù)本發(fā)明的交通工具的基本結(jié)構(gòu)。使用者B通過便攜的控制裝置ME，優(yōu)選是芯片卡例如無線移動通訊網(wǎng)絡運營商的SIM或者USIM卡、所謂的“個人數(shù)字助理”、“筆記本計算機”、移動電話、或者起到電子的授權(quán)憑證作用的類似設備來獲得對交通工具FZ的訪問權(quán)，以便通過可實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的電線的或者非接觸的連接來與交通工具FZ的控制設備C建立連接，其中數(shù)據(jù)D被存儲在便攜的控制裝置ME上，該數(shù)據(jù)D包括與交通工具FZ的電化學蓄能器的工作模式有關的信息。控制單元C在數(shù)據(jù)D的幫助下，通過影響交通工具FZ的電化學蓄能器ECS (例如驅(qū)動交通工具的發(fā)動機M的電化學蓄能器)的工作模式來控制交通工具的工作。圖2以示意圖顯示了按照本發(fā)明優(yōu)選的實施例的、和根據(jù)本發(fā)明的方法相關的根據(jù)本發(fā)明的交通工具的不同組成部分的基本交互作用。關于交通工具FZ的電化學蓄能器ECS的工作模式的數(shù)據(jù)D，其由編程設備PG寫入便攜的控制裝置ME的數(shù)據(jù)存儲器DS里。其中，數(shù)據(jù)D流1、4、6通過優(yōu)選是雙向的、便攜的控制裝置ME的通信接口 1/0，從編程設備PG經(jīng)由通信接口 I/O流入到便攜的控制裝置的數(shù)據(jù)存儲器DS中。出于安全原因，這是借助處理器P，優(yōu)選地，不使用該處理器P不能有對數(shù)據(jù)存儲器DS的訪問。交通工具的控制單元C讀取3 (并且優(yōu)選也寫入)便攜的控制裝置的數(shù)據(jù)存儲器DS里的數(shù)據(jù)，其中這優(yōu)選是再次僅僅協(xié)調(diào)地通過處理器P實現(xiàn)，而不使用該處理器P優(yōu)選不能有對數(shù)據(jù)存儲器DS的訪問?？刂茊卧狢影響2電化學蓄能器ECS的工作模式并由此影響交通工具FZ的工作，所述交通工具FZ優(yōu)選通過電化學蓄能器ECS驅(qū)動。只要控制單元C將數(shù)據(jù)寫入便攜的控制裝置ME的數(shù)據(jù)存儲器DS，對該數(shù)據(jù)優(yōu)選的處理是，將其用于把使用者的以性能為基礎的計費，與交通工具的使用者所選擇的交通工具FZ的工作模式相關聯(lián)。圖3以示意圖顯示了本發(fā)明的另一個實施例。交通工具FZ的控制單元C接收10來自底座FW或者來自安裝到交通工具FZ上的傳感器(如照相機或者相似的設備)的信號，通過該信號能夠確定交通工具的實際速度和/或交通工具允許的最高速度。依據(jù)本發(fā)明的實施例，根據(jù)這些信號10并根據(jù)在便攜的控制裝置ME上存儲的數(shù)據(jù)D，控制單元C影響電化學蓄能器的工作模式，例如最大功率輸出或其他工作參數(shù)和因此產(chǎn)生的交通工具的工作模式，例如交通工具的速度或其能夠達到的最高速度?？刂茊卧碗娀瘜W蓄能器ECS通信2，并且電化學蓄能器通過電力電子設備LE將輸出功率8提供7給電動機。電動機使用該功率驅(qū)動9底盤FW。在本發(fā)明的說明書的范圍內(nèi)，根據(jù)圖示使用了以下的附圖標記
ECS電化學蓄能器
M發(fā)動機
C控制裝置，車載計算機
ME便攜的控制裝置，芯片卡
B交通工具的使用者
FZ交通工具
PG編程設備
I/O通信接口
P處理器
DS數(shù)據(jù)存儲器
SB存儲區(qū)
PS程序存儲器
LE電力電子設備
EM電動機
Fff底座
1-10數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)流
權(quán)利要求
1.一種用于控制使用了電化學蓄能器(ECS)的交通工具(FZ)的工作的方法，其特征在于，便攜的、能夠與所述交通工具分離的控制裝置(ME)，該控制裝置使得所述交通工具的使用者能夠?qū)崿F(xiàn)對交通工具的操作，并且為了將關于所述交通工具(FZ)的電化學蓄能器(ECS)的工作模式的數(shù)據(jù)(D)存入數(shù)據(jù)存儲器(此)的目的而配備該控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，便攜的、能夠與所述交通工具分離的、用于存儲數(shù)據(jù)的所述控制裝置(ME)使得交通工具的使用者能夠以至少通過與所述交通工具(FZ)的電化學蓄能器(ECS)的工作模式有關的數(shù)據(jù)(D)表征的方式來實現(xiàn)對交通工具的操作，所述數(shù)據(jù)(D)是被儲存在所述控制裝置的數(shù)據(jù)存儲器(DS)中的。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述交通工具(FZ)具有驅(qū)動器(EM)，所述驅(qū)動器至少部分地由所述電化學蓄能器(ECS)提供能量。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述交通工具(FZ)具有驅(qū)動器(EM)，所述驅(qū)動器僅僅由所述電化學蓄能器(ECQ提供能量。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)(D)使得所述交通工具的電化學蓄能器能夠被阻斷和接通。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)(D)影響對所述交通工具的電化學蓄能器的功率輸出的控制。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)(D)根據(jù)所述交通工具的速度來影響對所述電化學蓄能器的功率輸出的控制。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)(D)根據(jù)對所述交通工具有效的最高速度或者根據(jù)由所述交通工具的使用者遵守的最高速度來影響對所述電化學蓄能器的功率輸出的控制。
9.一種用于控制使用了電化學蓄能器(ECS)的交通工具(FZ)的工作的便攜的控制裝置(ME)，其特征在于，所述控制裝置(ME)能夠與交通工具分離、使得所述交通工具的使用者能夠?qū)崿F(xiàn)交通工具的操作、并且具有用于存儲數(shù)據(jù)的裝置，其中為了將關于所述交通工具(FZ)的電化學蓄能器(ECS)的工作模式的數(shù)據(jù)(D)存入數(shù)據(jù)存儲器(此)的目的而配備該控制裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置(ME)被設計成執(zhí)行用于控制使用了電化學蓄能器(ECS)的交通工具(FZ)的工作模式的方法。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置具有用于存儲數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的裝置。
12.一種使用電化學蓄能器的交通工具，所述交通工具的操作通過便攜的控制裝置(ME)控制，其特征在于，所述控制裝置(ME)根據(jù)權(quán)利要求9至11中的任何一個來設計。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的交通工具，其特征在于，所述交通工具(FZ)具有驅(qū)動器(EM)，所述驅(qū)動器至少部分地由電化學蓄能器(ECS)提供能量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的交通工具，其特征在于，所述交通工具(FZ)具有驅(qū)動器(EM)，所述驅(qū)動器僅僅由所述電化學蓄能器(ECQ提供能量°
全文摘要
為了控制使用了電化學蓄能器(ECS)的交通工具的工作，設計了一種用于存儲并且優(yōu)選同時用于數(shù)據(jù)處理的便攜的、可與交通工具分離的控制裝置(ME)，其使得交通工具的使用者能夠以至少通過與所述交通工具(FZ)的電化學蓄能器(ECS)的工作模式有關的數(shù)據(jù)(D)表征的方式來實現(xiàn)對交通工具的操作，所述數(shù)據(jù)(D)是被儲存在所述控制裝置的數(shù)據(jù)存儲器(DS)中的。
文檔編號B60R16/037GK102576476SQ201080039496
公開日2012年7月11日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者安德里斯·古奇, 蒂姆·謝弗 申請人:鋰電池科技有限公司