專利名稱：用于自動(dòng)控制電動(dòng)自行車變速器檔位的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在電動(dòng)自行車領(lǐng)域中，換檔是已知的，以便根據(jù)駕駛者意圖改變曲柄驅(qū)動(dòng)裝置與從動(dòng)裝置之間的傳動(dòng)比。
背景技術(shù)：
特別地，為此已知以下調(diào)節(jié)其中使用者給出額定踏板頻率，并且根據(jù)所述額定踏板頻率選擇檔位，以便使實(shí)際踏板頻率與所述額定踏板頻率相適應(yīng)。在DE 20 2005 010 822 Ul中描述了一種可調(diào)整的無級(jí)變速器，其如此調(diào)節(jié)傳動(dòng)比，使得由駕駛員預(yù)給定的腳踏功率保持恒定。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用的調(diào)節(jié)目標(biāo)僅僅提供有限的舒適性并且沒有考慮如下問題次優(yōu)的運(yùn)行既不能被識(shí)別也不能在檔位調(diào)整時(shí)被調(diào)節(jié)考慮。因此，本發(fā)明的任務(wù)在于， 提出一種具有最優(yōu)運(yùn)行方式的換檔調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
所述任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的方法及裝置解決。本發(fā)明所基于的概念在于，在電動(dòng)自行車的換擋變速器的檔位選擇時(shí)，不僅針對(duì)由使用者任意給定的各個(gè)值，而且將電驅(qū)動(dòng)裝置的效率和其他運(yùn)行參數(shù)一起考慮到調(diào)節(jié)中。根據(jù)本發(fā)明，在提供檔位選擇的調(diào)節(jié)回路中，同時(shí)考慮電驅(qū)動(dòng)裝置的至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)，以便根據(jù)預(yù)給定的正常間隔或保護(hù)間隔或最大負(fù)荷間隔如此選擇檔位，使得運(yùn)行參數(shù)位于正常間隔內(nèi)而不位于保護(hù)間隔或最大負(fù)荷間隔內(nèi)，在所述保護(hù)間隔或最大負(fù)荷間隔內(nèi)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可能遭受損害或者次優(yōu)地工作。本發(fā)明提出一種用于自動(dòng)控制電動(dòng)自行車的換擋變速器的擋位的方法。換擋變速器能夠?qū)崿F(xiàn)從分別與不同的、不連續(xù)的傳動(dòng)比相關(guān)聯(lián)的有限數(shù)量的檔位中進(jìn)行選擇。通過檔位的選擇，能夠改變參數(shù)，如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電動(dòng)機(jī)要求的功率和其他運(yùn)行參數(shù)，以便以調(diào)節(jié)目標(biāo)改變運(yùn)行參數(shù)，例如優(yōu)化與所述參數(shù)相關(guān)聯(lián)的效率或蓄電池功率。此外，例如為了減小換擋變速器的機(jī)械負(fù)荷(到預(yù)給定的水平以下)，也可以有針對(duì)性地選擇換檔時(shí)刻，從而在位于預(yù)給定的水平以下的載荷力矩時(shí)實(shí)施換檔。負(fù)荷力矩直接與由駕駛者施加到腳踏曲柄上或者由電動(dòng)機(jī)引入傳動(dòng)系中的轉(zhuǎn)矩相關(guān)聯(lián)。因此，可以等待較小的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩，以便實(shí)施所期望的換檔，或者，在換檔時(shí)有針對(duì)性地減小電動(dòng)機(jī)力矩。在此，重要的不是檔位的正確選擇(如在前面的示例中)而是轉(zhuǎn)換檔位的時(shí)間控制。根據(jù)本發(fā)明，檢測電動(dòng)自行車的驅(qū)動(dòng)組件的至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。實(shí)際運(yùn)行參數(shù)理解為驅(qū)動(dòng)組件的運(yùn)行參量。實(shí)際運(yùn)行參數(shù)或者運(yùn)行參量是反映驅(qū)動(dòng)組件的當(dāng)前運(yùn)行并且可以通過(至少)一個(gè)傳感器一例如轉(zhuǎn)速傳感器或轉(zhuǎn)矩傳感器檢測的物理量，其中運(yùn)行參量也可以由傳感器數(shù)據(jù)或者控制信息(例如，用于控制轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩或者電動(dòng)機(jī)電流)導(dǎo)出。
檢測驅(qū)動(dòng)組件的運(yùn)行參量。將附屬的至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與額定預(yù)值進(jìn)行比較，所述額定預(yù)值反映電驅(qū)動(dòng)裝置的更優(yōu)運(yùn)行點(diǎn)，也就是說，與電驅(qū)動(dòng)裝置的組件或者與由電驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的其他驅(qū)動(dòng)組件的更高效率、更高安全性或更高耐久性相關(guān)聯(lián)。額定預(yù)值與比當(dāng)前運(yùn)行、即根據(jù)至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的運(yùn)行時(shí)更大的效率、安全性或耐久性相關(guān)聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明通過改變檔位、即通過控制換擋變速器使所述至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與額定預(yù)值相接近。例如由電的或電子的控制裝置自動(dòng)地控制所述換擋變速器，其中也自動(dòng)地、即由控制裝置實(shí)施前面提到的檢測和比較的步驟。額定預(yù)值涉及與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)相同的物理量，尤其是反映驅(qū)動(dòng)組件的運(yùn)行狀態(tài)的參量。出于所述原因，額定預(yù)值也可以稱作額定運(yùn)行參數(shù)。作為調(diào)節(jié)回路，實(shí)際運(yùn)行參數(shù)或由其導(dǎo)出的參量被反饋，通過檢測額定量與實(shí)際量之間的偏差形成比較，其中作為調(diào)節(jié)回路內(nèi)的調(diào)節(jié)裝置轉(zhuǎn)換換擋變速器(或者轉(zhuǎn)換檔位的電執(zhí)行器)。調(diào)節(jié)回路內(nèi)的校正裝置決定是否可以通過改變檔位改善實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)，其中檔位提供驅(qū)動(dòng)裝置與從動(dòng)裝置之間的多個(gè)不連續(xù)的、不同的傳動(dòng)比，其中校正裝置優(yōu)選提 供遲滯，以便在過渡區(qū)域處避免重復(fù)的、交替的換檔。調(diào)節(jié)目標(biāo)是實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式驅(qū)動(dòng)組件的效率、安全性或耐久性最大時(shí)的狀態(tài)之間的盡可能接近的近似(包括一致)。效率尤其是電動(dòng)機(jī)的效率，必要時(shí)包括向電動(dòng)機(jī)以及在后連接的變速器供電的功率控制裝置的效率。同樣可以考慮蓄電池的效率。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)特性，效率尤其取決于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或其他運(yùn)行參數(shù)。效率與電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)(例如，轉(zhuǎn)速)之間的關(guān)系是連續(xù)的而且例如作為特征曲線或者各個(gè)特征曲線點(diǎn)存儲(chǔ)在提供控制的裝置中。安全性涉及驅(qū)動(dòng)組件(即電動(dòng)機(jī)、腳踏曲柄驅(qū)動(dòng)裝置、由其驅(qū)動(dòng)的組件以及向電動(dòng)機(jī)供電的蓄電池)的失效概率，其中高安全性與較小的失效概率相關(guān)聯(lián)。安全性(即反映安全的值，例如作為失效概率的倒數(shù))與驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)(例如轉(zhuǎn)速)——例如電動(dòng)機(jī)的溫度或蓄電池的溫度之間的關(guān)系儲(chǔ)存在提供控制的裝置中。特別地，所述關(guān)系可以是不連續(xù)的，例如以將具有高安全性的正常運(yùn)行與具有顯著更高的失效概率的極限運(yùn)行分開的極限值的形式。在這種情形中，所述方法僅僅在離開正常運(yùn)行時(shí)一即超過極限值時(shí)才進(jìn)行干預(yù)，從而調(diào)節(jié)以離散值工作。安全性尤其涉及換擋變速器本身，其中在腳踏曲柄轉(zhuǎn)矩超過預(yù)給定的極限時(shí)將換擋過程歸類為不安全(=較小的安全值)，并且在預(yù)給定的極限以下時(shí)將換擋過程歸類為具有更高安全性。極限反映以下腳踏曲柄轉(zhuǎn)矩從所述腳踏曲柄轉(zhuǎn)矩開始換擋過程(在所述轉(zhuǎn)矩的情況下)可能導(dǎo)致?lián)Q擋變速器不僅僅執(zhí)行所控制的運(yùn)動(dòng)，即換擋變速器由于高轉(zhuǎn)矩而跳躍到不期望的檔位上。此外，極限可以說明以下轉(zhuǎn)矩值在所述轉(zhuǎn)矩值時(shí)產(chǎn)生換擋變速器的功能損害，其中所述功能損害可以是暫時(shí)的或者持續(xù)的。極限直接由變速器的機(jī)械負(fù)荷能力得出并且由此可以根據(jù)換擋變速器設(shè)計(jì)預(yù)給定。耐久性涉及驅(qū)動(dòng)組件(即，特別是換擋變速器以及電動(dòng)機(jī)、腳踏曲柄驅(qū)動(dòng)裝置、由其驅(qū)動(dòng)的其他組件以及向電動(dòng)機(jī)供電的蓄電池)的額定負(fù)荷能力，其中高安全性與較小的失效概率相關(guān)聯(lián)。耐久性尤其取決于用于操縱腳踏曲柄驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)矩或者電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩，或者根據(jù)所述組件的取決于設(shè)計(jì)的特性也取決于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或者電動(dòng)機(jī)的溫度或者蓄電池的溫度或向電動(dòng)機(jī)供電的功率控制裝置的溫度。耐久性(即反映組件損耗的值)與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)一即作用在換擋變速器上的轉(zhuǎn)矩或者電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速或功率或者電動(dòng)機(jī)的溫度、附屬的功率控制裝置的溫度或蓄電池的溫度之間的關(guān)系儲(chǔ)存在提供控制的裝置中。特別地，所述關(guān)系可以是不連續(xù)的，例如以將具有高安全性的正常運(yùn)行與具有顯著更高失效概率的極限運(yùn)行分開的極限值的形式。在這種情形中，所述方法僅僅在離開正常運(yùn)行、即超過極限值時(shí)才進(jìn)行干預(yù)，從而調(diào)節(jié)以離散值工作。此外，所述方法可以抑制換檔，直至達(dá)到與高耐久性(即小損耗)相關(guān)聯(lián)的運(yùn)行區(qū)域。在此，根據(jù)運(yùn)行參數(shù)一例如根據(jù)腳踏曲柄轉(zhuǎn)矩檢測所述運(yùn)行區(qū)域，其中所述運(yùn)行區(qū)域隨半個(gè)曲柄回轉(zhuǎn)周期性地變化，從而延遲不超過半個(gè)曲柄回轉(zhuǎn)的持續(xù)時(shí)間。此外，運(yùn)行參數(shù)也可以在時(shí)間窗(例如I至10秒)上取平均，以便檢測通常經(jīng)常出現(xiàn)的較弱腳踏曲柄操縱(即較小的腳踏曲柄扭矩)的階段，并且在低于轉(zhuǎn)矩極限時(shí)觸發(fā)中間存儲(chǔ)的換擋過程。根據(jù)第一實(shí)施方式，作為至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)檢測作為驅(qū)動(dòng)組件的運(yùn)行參量的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。額定預(yù)值反映與所檢測的表示實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的轉(zhuǎn)速相比電動(dòng)機(jī)以更高效率工作時(shí)轉(zhuǎn)速。如此選擇檔位，使得電驅(qū)動(dòng)裝置的效率比在其他檔位時(shí)更高。因?yàn)橥ㄟ^檔位確定換擋變速器的傳動(dòng)比，所以在給定的速度時(shí)從中直接得出所選擇的檔位與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。因此可控制的傳動(dòng)比容納到確定電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率的調(diào)節(jié)回路中?！じ鶕?jù)第二實(shí)施方式，作為至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)檢測作為所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)自行車組件的參量的腳踏曲柄轉(zhuǎn)矩。腳踏曲柄轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)腳踏曲柄的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。額定預(yù)值反映最大轉(zhuǎn)矩(即極限)，在所述最大轉(zhuǎn)矩以下腳踏曲柄驅(qū)動(dòng)組件、特別是換擋變速器可以在無損害的情況下實(shí)施換檔。如此選擇換檔的時(shí)刻，使得所檢測的腳踏曲柄轉(zhuǎn)矩在換檔期間位于最大轉(zhuǎn)矩以下。由此使安全性或者耐久性最大化。第二實(shí)施方式的變型提出輸入檔位意愿。當(dāng)檔位意愿與當(dāng)前檔位不同時(shí)，延遲對(duì)應(yīng)檔位意愿的換檔，直至達(dá)到所檢測的腳踏曲柄轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩位于最大轉(zhuǎn)矩以下的換檔時(shí)刻。根據(jù)第三實(shí)施方式，以作為電動(dòng)機(jī)和作為驅(qū)動(dòng)組件的換擋變速器的運(yùn)行參量的后輪轉(zhuǎn)速的形式檢測至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。因?yàn)閾Q擋變速器具有已知的傳動(dòng)比并且電動(dòng)機(jī)變速器的傳動(dòng)比取決于設(shè)計(jì)地是預(yù)給定和已知的，所以可以取代直接檢測電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子)而求得后輪轉(zhuǎn)速，由所述后輪轉(zhuǎn)速可以容易地推導(dǎo)出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(借助已知的傳動(dòng)比)。因此，根據(jù)本發(fā)明，借助已知的傳動(dòng)比進(jìn)行從后輪轉(zhuǎn)速到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的換算。替代地，可以在與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不同的層面中實(shí)施調(diào)節(jié)的比較，從而根據(jù)本方法額定預(yù)值根據(jù)所調(diào)整的檔位反映后輪轉(zhuǎn)速，而且作為實(shí)際預(yù)值使用后輪轉(zhuǎn)速本身。如果比較得出額定預(yù)值與實(shí)際預(yù)值之間的偏差，即當(dāng)前效率與在換擋變速器的其他傳動(dòng)比時(shí)可能得出的更好效率之間的偏差大于預(yù)給定的裕量(或者最大偏差)，則將換擋變速器(通過檔位選擇)調(diào)節(jié)到與電動(dòng)機(jī)的更好效率相關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)比上。根據(jù)第三實(shí)施方式，額定預(yù)值反映取決于所選擇的檔位的后輪轉(zhuǎn)速，所述后輪轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相關(guān)聯(lián)，在所述轉(zhuǎn)速時(shí)電動(dòng)機(jī)以更高的效率工作。如此選擇檔位，使得電驅(qū)動(dòng)裝置的效率比在其他檔位時(shí)更高。所選擇(即待控制)的檔位連同達(dá)到更高效率時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一起提供與所檢測的后輪轉(zhuǎn)速之間的偏差不大于預(yù)給定的最大偏差的后輪轉(zhuǎn)速。通過所述措施，盡可能好地保持自行車速度，其中通過合適的檔位選擇優(yōu)化效率。根據(jù)第四實(shí)施方式，作為至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)檢測電動(dòng)機(jī)所消耗的電動(dòng)機(jī)電流。額定預(yù)值反映最大輸出電流，在所述最大輸出電流以下向電動(dòng)機(jī)供電的蓄電池保持無損害并且無過熱危險(xiǎn)，其中如此選擇檔位，使得電流在最大輸出電流以下。由此提高耐久性或者減小失效安全性，因?yàn)樾铍姵夭辉谡７秶酝夤ぷ鳎渲羞@通過合適的檔位選擇實(shí)現(xiàn)。此外，可以通過如下方式實(shí)現(xiàn)(從極限運(yùn)行區(qū)域)返回正常區(qū)域通過檔位選擇以更高效率運(yùn)行電動(dòng)機(jī)，由此電流消耗以及因此蓄電池負(fù)荷發(fā)生變化。標(biāo)記正常范圍的極限取決于蓄電池溫度以及可能取決于其載荷狀態(tài)，從而根據(jù)本發(fā)明的控制同樣考慮所述兩個(gè)參數(shù)，以便提高蓄電池的耐久性并且減小失效概率。替代蓄電池或者與其結(jié)合地，也可以與蓄電池的運(yùn)行參數(shù)相同地考慮電動(dòng)機(jī)的功率末級(jí)的運(yùn)行參數(shù)(例如功率控制裝置的溫度)。根據(jù)同樣涉及蓄電池的第五實(shí)施方式，作為至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)檢測電動(dòng)機(jī)所消耗的電動(dòng)機(jī)電流。額定預(yù)值反映最大輸出電流，在所述最大輸出電流以下用于向電動(dòng)機(jī)供電的蓄電池的負(fù)荷狀態(tài)足以在預(yù)給定的距離上向電動(dòng)機(jī)供電。因此，負(fù)荷狀態(tài)也可以作為實(shí)際運(yùn)行參數(shù)調(diào)節(jié)中進(jìn)行考慮，其中據(jù)此進(jìn)行檔位選擇。如此選擇檔位，使得不超過由距離和負(fù)荷狀態(tài)得出的最大輸出電流?？梢酝ㄟ^用戶接口輸入待經(jīng)歷的距離。前面提到的實(shí)施方式可以任意彼此組合，其中所有在此提及的驅(qū)動(dòng)組件的運(yùn)行參量可以設(shè)置為額定運(yùn)行參數(shù)和實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。驅(qū)動(dòng)組件尤其是電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)變速器、腳踏 曲柄驅(qū)動(dòng)裝置、換擋變速器和從動(dòng)裝置。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)檔位選擇來優(yōu)化所述驅(qū)動(dòng)組件的運(yùn)行參數(shù)，所述檔位選擇由換擋變速器以及特別是通過轉(zhuǎn)換換擋變速器的機(jī)電執(zhí)行器進(jìn)行。根據(jù)可選的行駛程序從多個(gè)額定預(yù)值中選擇所述額定預(yù)值。不同的行駛程序分配有不同的額定預(yù)值?？梢酝ㄟ^用戶接口輸入行駛程序。此外，本發(fā)明還涉及用于自動(dòng)控制電動(dòng)自行車的換擋變速器的擋位的裝置。所述裝置包括傳感器裝置，設(shè)置用于檢測電動(dòng)自行車的驅(qū)動(dòng)組件的至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，其中所述傳感器裝置與驅(qū)動(dòng)組件相連，以便檢測驅(qū)動(dòng)組件的運(yùn)行參量。此外，所述裝置還包括比較裝置，其設(shè)置用于比較至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與額定預(yù)值，所述額定預(yù)值反映電驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)運(yùn)行點(diǎn)，所述運(yùn)行點(diǎn)與電驅(qū)動(dòng)裝置的組件或驅(qū)動(dòng)組件的更高效率、更高安全性或更高耐久性相關(guān)聯(lián)。額定預(yù)值存儲(chǔ)在所述裝置的存儲(chǔ)器中。此外，所述裝置包括換擋執(zhí)行器，所述換擋執(zhí)行器設(shè)置用于改變電動(dòng)自行車的可連接到換擋執(zhí)行器上的換擋變速器的檔位。所述裝置還設(shè)置有控制裝置，其與所述比較裝置相連，以便接收由比較裝置預(yù)給定的在實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與額定預(yù)值之間的差?？刂蒲b置設(shè)置用于通過控制與其連接的換擋執(zhí)行器通過檔位變換使至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)接近額定運(yùn)行參數(shù)。


本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出并且在隨后的描述中進(jìn)一步闡述。附圖示出圖I :用于闡述根據(jù)本發(fā)明的方法的調(diào)節(jié)回路。
具體實(shí)施例方式在圖I中示出了調(diào)節(jié)回路，所述調(diào)節(jié)回路示意性地反映根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施。
在圖I中示出的調(diào)節(jié)回路提供在比較元件20中實(shí)現(xiàn)的調(diào)節(jié)預(yù)值10。為了更好地理解，調(diào)節(jié)預(yù)值10表示成單獨(dú)的元件。調(diào)節(jié)預(yù)值10預(yù)給定電動(dòng)機(jī)30的最大效率作為調(diào)節(jié)目標(biāo)。在比較元件20中存在電動(dòng)機(jī)30的特性曲線22，所述特性曲線象征性地示出，其中特性曲線22的y軸表示效率，并且特性曲線22的X軸表示轉(zhuǎn)速。由此，在比較元件20中，存儲(chǔ)有實(shí)際運(yùn)行參量(電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)與調(diào)節(jié)預(yù)值的最終大小(即效率)之間的關(guān)系。電動(dòng)機(jī)必要時(shí)包括未示出的變速器，所述變速器的傳動(dòng)比存儲(chǔ)在比較元件中。電動(dòng)機(jī)由蓄電池32驅(qū)動(dòng)，并且將所傳遞的電功率轉(zhuǎn)變成電動(dòng)機(jī)功率，所述電動(dòng)機(jī)功率的傳輸以雙箭頭34表示。電動(dòng)機(jī)30通過機(jī)械的功率傳輸34與換擋變速器40相連，所述換擋變速器40根據(jù)變速器40的所調(diào)整的檔位將電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。變速器40將經(jīng)轉(zhuǎn)變的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)輸出給從動(dòng)裝置(未示出)。比較元件20向換擋變速器40、例如自行車鏈?zhǔn)阶兯倨鬏敵龃{(diào)整的檔位(即有限 數(shù)量的可調(diào)整的傳動(dòng)比中的一個(gè)傳動(dòng)比)作為調(diào)節(jié)參量。換擋變速器40由比較元件20控制并且構(gòu)成調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)元件。通過從比較元件20至換擋變速器40的控制連接24，關(guān)于當(dāng)前檔位的信息存在比較元件20中。附加的箭頭26表示附屬的信息流，然而，如果假設(shè)換擋變速器40置入所控制的檔位，則所述信息流不一定真正發(fā)生。附加的箭頭26可以從換擋變速器40處的附加的檔位傳感器出發(fā)，所述檔位傳感器檢測實(shí)際的檔位并且將其報(bào)告給比較元件20。此外，通過連接36，比較元件20獲得電動(dòng)機(jī)30的當(dāng)前轉(zhuǎn)速作為實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，以便能夠由此導(dǎo)出當(dāng)前效率。如果僅僅行駛速度(即，轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速)是已知的，也就是說，如果連接36不存在，則比較元件20可以基于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與所置入的檔位的固定傳動(dòng)比(參見信息流26)的了解來建立電動(dòng)機(jī)30的當(dāng)前轉(zhuǎn)速。然而，在圖I中示出的實(shí)施方式中，基于反饋36，在比較元件20處存在實(shí)際轉(zhuǎn)速作為實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。比較元件20借助于特性曲線22求得附屬的(即當(dāng)前的)效率22a并且將所述效率與其他效率22b、22c進(jìn)行比較，所述其他效率在與換擋變速器40的其他可調(diào)節(jié)的傳動(dòng)比相對(duì)應(yīng)的其他轉(zhuǎn)速時(shí)得到。通過比較確定以附屬的額定轉(zhuǎn)速(及與其關(guān)聯(lián)的檔位)可以達(dá)到的效率22b位于實(shí)際效率22a及其他通過檔位選擇可達(dá)到的效率22c之上。因此，根據(jù)調(diào)節(jié)預(yù)值來選擇以最高效率能夠達(dá)到的檔位。此外，將電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)速調(diào)整到根據(jù)特征曲線22與最高效率相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速上。一般來說，最后提及的步驟對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)組件的其他運(yùn)行參量與換擋變速器40的所控制的檔位的匹配。實(shí)際效率22a對(duì)應(yīng)于當(dāng)前轉(zhuǎn)速的效率；效率22b對(duì)應(yīng)于通過比較求得的最高效率——即額定效率；效率22c對(duì)應(yīng)于在另一檔位時(shí)的另一可能效率，所述另一可能效率與效率22b進(jìn)行比較，以便求得在其轉(zhuǎn)速時(shí)提供最大效率的檔位。在本方法的上下文中，實(shí)際運(yùn)行參數(shù)對(duì)應(yīng)于連接36的當(dāng)前電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，其中額定預(yù)值對(duì)應(yīng)于以直線22b標(biāo)記的轉(zhuǎn)速。因?yàn)轭~定預(yù)值與最高效率(=調(diào)節(jié)目標(biāo))相關(guān)聯(lián)，所以通過變換檔位使實(shí)際運(yùn)行參數(shù)——即當(dāng)前轉(zhuǎn)速與額定預(yù)值(即具有較高效率的轉(zhuǎn)速)相匹配。所轉(zhuǎn)換的檔位與導(dǎo)致轉(zhuǎn)速22b的傳動(dòng)比相關(guān)聯(lián)，所述轉(zhuǎn)速22b基于特征曲線22與更聞的效率相關(guān)聯(lián)。調(diào)節(jié)預(yù)值10可以視為以效率、安全性或耐久性的最大化作為目標(biāo)的外部調(diào)節(jié)回路的一部分。額定預(yù)值涉及進(jìn)一步描述的內(nèi)部調(diào)節(jié)回路并且涉及驅(qū)動(dòng)組件的運(yùn)行參量，如轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電動(dòng)機(jī)電流、電動(dòng)機(jī)溫度或蓄電池溫度、電動(dòng)機(jī)功率或其他參量，所述其他參量被檢測而且其變化伴隨著效率、安全性或耐久性(=調(diào)節(jié)預(yù)值的大小)的變化。
權(quán)利要求
1.用于自動(dòng)控制電動(dòng)自行車的換擋變速器(40)的檔位的方法，所述方法具有如下步驟檢測所述電動(dòng)自行車的驅(qū)動(dòng)組件(30)的至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，其方式是檢測所述驅(qū)動(dòng)組件的運(yùn)行參量；將所述至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)(36)與額定運(yùn)行參數(shù)(22b)進(jìn)行比較，所述額定運(yùn)行參數(shù)反映所述驅(qū)動(dòng)組件(30)的一個(gè)運(yùn)行點(diǎn)，所述運(yùn)行點(diǎn)通過所存儲(chǔ)的關(guān)聯(lián)性(22)與電驅(qū)動(dòng)裝置的組件或所述驅(qū)動(dòng)組件的比在根據(jù)所述至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行時(shí)更高的效率、更高的安全性或更高的耐久性相關(guān)聯(lián)；通過改變所述檔位使所述至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)(22a)接近額定預(yù)值(22b)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，作為所述至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)檢測作為所述驅(qū)動(dòng)組件的運(yùn)行參量的所述電動(dòng)機(jī)(30)的轉(zhuǎn)速，其中，所述額定預(yù)值反映與作為實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的所檢測的轉(zhuǎn)速相比所述電動(dòng)機(jī)(30)以更高的效率工作時(shí)的轉(zhuǎn)速，其中，如此選擇所述檔位，使得所述電驅(qū)動(dòng)裝置的效率比在其他檔位時(shí)更高。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，作為所述至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)檢測作為所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)自行車組件的參量的腳踏曲柄轉(zhuǎn)矩，其中，所述腳踏曲柄轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)于所述腳踏曲柄的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，其中，所述額定預(yù)值反映最大轉(zhuǎn)矩，在所述最大轉(zhuǎn)矩以下所述腳踏曲柄驅(qū)動(dòng)組件、特別是換擋變速器(40)能夠在無損害的情況下實(shí)施換檔，其中，如此選擇換檔的時(shí)刻，使得在所述換檔期間所檢測的腳踏曲柄轉(zhuǎn)矩位于所述最大轉(zhuǎn)矩以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，還輸入檔位意愿，并且，如果所述檔位意愿偏離當(dāng)前檔位，則延遲換檔，直至達(dá)到所檢測的腳踏曲柄轉(zhuǎn)矩位于所述最大轉(zhuǎn)矩以下的換檔時(shí)刻。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，以作為所述電動(dòng)機(jī)以及作為驅(qū)動(dòng)組件的換擋變速器的運(yùn)行參量的后輪轉(zhuǎn)速的形式檢測所述至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，其中，所述額定預(yù)值根據(jù)所選擇的檔位反映所述后輪轉(zhuǎn)速，其與所述電動(dòng)機(jī)(30)的如下轉(zhuǎn)速相關(guān)聯(lián)在所述轉(zhuǎn)速時(shí)所述電動(dòng)機(jī)以更高的效率工作，其中，如此選擇檔位，使得所述電驅(qū)動(dòng)裝置的效率比在其他檔位時(shí)更高，并且，所選擇的檔位連同所述電動(dòng)機(jī)(30)在達(dá)到更高效率時(shí)的轉(zhuǎn)速提供與所檢測的后輪轉(zhuǎn)速偏差不大于預(yù)給定的最大偏差的后輪轉(zhuǎn)速。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，作為所述至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)檢測由所述電動(dòng)機(jī)(30)消耗的電動(dòng)機(jī)電流,其中,所述額定預(yù)值反映最大輸出電流,在所述最大輸出電流以下向所述電動(dòng)機(jī)供電的蓄電池(32)保持無損害并且無過熱危險(xiǎn)，其中，如此選擇檔位，使得電流在所述最大輸出電流以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，作為所述至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)檢測所述電動(dòng)機(jī)(30)消耗的電動(dòng)機(jī)電流,其中,所述額定預(yù)值反映最大輸出電流,在所述最大輸出電流以下向所述電動(dòng)機(jī)供電的蓄電池(32)的充電狀態(tài)足以在預(yù)給定的距離上向所述電動(dòng)機(jī)供電，其中，如此選擇檔位，使得不超過由距離和充電狀態(tài)得出的最大輸出電流。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其中，根據(jù)可選的行駛程序從多個(gè)額定預(yù)值中選擇所述額定預(yù)值，其中，不同的行駛程序分配有不同的額定預(yù)值。
9.用于自動(dòng)控制電動(dòng)自行車的換擋變速器的擋位的裝置，包括傳感器裝置，其設(shè)置用于檢測所述電動(dòng)自行車的驅(qū)動(dòng)組件的至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，其中，所述傳感器裝置與所述驅(qū)動(dòng)組件(30)相連，以便檢測所述驅(qū)動(dòng)組件的運(yùn)行參量；比較裝置，其設(shè)置用于比較所述至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與額定預(yù)值，所述額定預(yù)值反映電驅(qū)動(dòng)裝置(30)的一個(gè)運(yùn)行點(diǎn)，所述運(yùn)行點(diǎn)與所述電驅(qū)動(dòng)裝置的組件或所述驅(qū)動(dòng)組件的更高效率、更高安全性或更高耐久性相關(guān)聯(lián)，其中，所述額定預(yù)值存儲(chǔ)在所述裝置的存儲(chǔ)器(20)中；換擋執(zhí)行器，其用于改變所述電動(dòng)自行車的可連接到所述換檔執(zhí)行器上的換擋變速器的檔位；所述裝置還包括控制裝置，其與所述比較裝置相連，以便接收由所述比較裝置預(yù)給定的在實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與 額定預(yù)值之間的差，其中，所述控制裝置設(shè)置用于通過控制與其連接的換擋執(zhí)行器通過改變檔位使至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)接近所述額定預(yù)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于自動(dòng)控制電動(dòng)自行車的換擋變速器(40)的檔位的方法。通過檢測驅(qū)動(dòng)組件的運(yùn)行參量檢測電動(dòng)自行車的驅(qū)動(dòng)組件(30)的至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。將所述至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與額定預(yù)值進(jìn)行比較，所述額定預(yù)值反映電驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)運(yùn)行點(diǎn)，所述運(yùn)行點(diǎn)與電驅(qū)動(dòng)裝置的組件(32)或所述驅(qū)動(dòng)組件的比在根據(jù)所述至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行時(shí)更高的效率(22b)、更高的安全性或更高的耐久性相關(guān)聯(lián)。通過改變所述檔位使所述至少一個(gè)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)接近額定預(yù)值。本發(fā)明還涉及一種用于自動(dòng)控制檔位的相應(yīng)裝置。
文檔編號(hào)B62M25/08GK102939237SQ201180022443
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者I·杜爾德維克, G·達(dá)斯巴赫, P·基米希, S·布勞恩, P·科爾勞施 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司