本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生坡度值的一種方法和一種設(shè)備。

背景技術(shù)：

從現(xiàn)有技術(shù)已知用于確定坡度值的方法，例如用于涉及自行車下方的平面的坡度的坡度值的方法。此外，已知用于處理所測量的信號的設(shè)備，其中，根據(jù)對在自行車上所產(chǎn)生的測量信號的分析利用可用推斷出在自行車下方的平面的坡度。

那么，例如在DE 40 11 560 A1中論述了一種設(shè)備，該設(shè)備通過電子里程表與擺的組合檢測和顯示由車輛駛過的高度差和車輛的傾斜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生坡度值的一種方法和一種設(shè)備。在此，相互獨立地感測至少兩個壓力變量和至少一個加速度變量。接著，根據(jù)至少兩個壓力變量產(chǎn)生第一坡度值且根據(jù)至少一個加速度變量產(chǎn)生第二坡度值。坡度值可以被看作用于進一步數(shù)據(jù)處理的基值。為了執(zhí)行所述方法，設(shè)備具有處理單元，其中，該處理單元根據(jù)兩個坡度值的商的數(shù)值將一坡度變量作為代表第一或者第二坡度值的信號輸出。至少兩個壓力變量可以借助于氣壓計傳感器感測。至少一個加速度變量可以借助于加速度傳感器、優(yōu)選借助于MEMS傳感器感測。

此外，本發(fā)明涉及一種自行車、尤其一種電動自行車。在此，自行車包括一種適合用于產(chǎn)生坡度值的設(shè)備。優(yōu)選設(shè)備適合用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。這尤其涉及根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。此外，自行車包括具有根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)設(shè)備，并且，其中，所述調(diào)節(jié)設(shè)備根據(jù)所算出的硬度值改變自行車的機械彈簧裝置的至少一個彈簧裝置參數(shù)。

本發(fā)明的核心在于，根據(jù)兩個坡度值的商的數(shù)值輸出第一或者第二坡度值。在此，尤其對于商大于1的情況，將第一坡度值作為輸出值輸出，并且對于商小于1的情況，將第二坡度值作為輸出值輸出。

替代地，可以根據(jù)兩個坡度值之間的差輸出第一或者第二坡度值。此外，替代地，可以根據(jù)第一和第二坡度值以及多個車輛參數(shù)輸出第一或第二坡度值。車輛參數(shù)可以涉及自行車的速度和/或車道情況。替代地，可以根據(jù)加權(quán)函數(shù)輸出第一或者第二坡度值。除了坡度值之外，加權(quán)函數(shù)考慮另外的變量如自行車的速度或者關(guān)于機械彈簧裝置的信息。

本發(fā)明的背景在于，可以借助于加速度傳感器與速度無關(guān)地并且也在自行車的靜止狀態(tài)下求取坡度值，因為測量自行車相對于重力加速度方向的傾斜。在靜止狀態(tài)下測量坡度的這種可能性的背景在于，也總是通過加速度傳感器測量重力加速度并且在進一步的考慮中算出重力加速度的值。借助于重力加速度的矢量的方向，也可以由加速度傳感器確定豎直的空間軸線。如果加速度傳感器的位態(tài)改變，例如由于傳感器轉(zhuǎn)動，與根據(jù)重力加速度所導出的空間軸線相對于重力加速度的矢量方向的傾斜相結(jié)合，則可以根據(jù)所測量的加速度的改變確定傳感器的傾斜角度。所輸出的坡度值可以被使用于調(diào)控馬達，其中，所述馬達可以使用于運行電動自行車。坡度越大，則由馬達對電動自行車的支持越大。此外，所輸出的坡度值可以被使用在運動顯示的框架下，以便例如確定在自行車運行時的能量花費。在自行車運行時的能量花費的確定的背景是，在坡度較高的情況下，自行車的騎行者必須施加較高的力，以便驅(qū)動自行車。駕駛員必須施加的力越高，則其能量花費也越高。

根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，根據(jù)兩個坡度值的商輸出代表自行車部件的機械彈簧裝置的硬度值的信號。替代地，也可以根據(jù)兩個坡度值的差輸出該信號。機械彈簧裝置可以涉及前軸彈簧裝置、后軸彈簧裝置或者鞍座彈簧裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，根據(jù)按照模型所算出的硬度值調(diào)節(jié)機械彈簧裝置的至少一個彈簧參數(shù)。所述彈簧參數(shù)可以涉及機械式彈簧裝置的減振。為了調(diào)節(jié)彈簧參數(shù)，尤其設(shè)置調(diào)節(jié)設(shè)備。在此，調(diào)節(jié)設(shè)備可以涉及馬達、尤其電動機，或者涉及用于改變液體的物理狀態(tài)的設(shè)備。為了改變物理狀態(tài)，可以改變例如液體的壓力、溫度或者粘度。調(diào)節(jié)設(shè)備例如布置在自行車的前軸彈簧上和/或后軸彈簧和/或鞍座彈簧裝置上。

相應于本發(fā)明的另一種構(gòu)型方式，為了感測至少兩個壓力變量，將壓力傳感器布置在自行車的轉(zhuǎn)向桿上。

相應于本發(fā)明的另一種構(gòu)型方式，為了感測至少一個加速度變量，將加速度傳感器布置在自行車的變速器單元中和/或自行車的馬達中。馬達尤其涉及電動自行車的中級馬達(Mittelmotor)。

本發(fā)明的另外的有利的實施方式是從屬權(quán)利要求的主題。

附圖說明

附圖示出：

圖1借助于加速度傳感器所求取的坡度變量和借助于至少兩個壓力傳感器所求取的第二坡度變量之間的相互關(guān)系的示意性的示圖；

圖2根據(jù)本發(fā)明的自行車的示意性的示圖；

圖3根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示意性的示圖；

圖4根據(jù)本發(fā)明的方法的示意性的示圖。

具體實施方式

以下參照一些實施方式解釋本發(fā)明，從所述實施方式可以得出另外的創(chuàng)造性的特征。在附圖中示出一些實施例。

在圖1中示意性地示出傳感器信號SG和平面的實際坡度ST之間的相互關(guān)系，所述傳感器信號代表來自傳感器信息的、自行車下方的平面的坡度。以101示出已根據(jù)加速度傳感器感測的坡度變量的變化曲線。以102示出已根據(jù)至少兩個壓力傳感器感測的坡度變量的變化曲線。坡度變量為代表坡度值的信號。直到一確定的、與加速度傳感器類型有關(guān)的坡度值，兩個坡度變量與實際坡度在最大程度上相一致。從該坡度值起，根據(jù)加速度傳感器所求取的坡度值位于實際坡度之上。此外，根據(jù)壓力傳感器所確定的坡度變量相當于實際坡度。在坡度變量的變化曲線101和102之間的差別主要由此造成：在自行車恰好在駛上坡道的情況下，負載分布向后軸(Hinterachse)方向移動。由此，在行駛運行時，根據(jù)加速度傳感器比根據(jù)壓力傳感器求取更大的坡度。背景是，由于在后軸上的負載的提高，安裝在前軸上的彈簧裝置相互分離，這導致自行車相對于其地面并且相對于重力加速度的方向傾斜。由此，在由于駛上坡道引起后軸上的負載提高的情況下，加速度傳感器測量較大的坡度。反之，壓力傳感器僅僅測量幾乎不被自行車傾斜影響的至少兩個位置上的壓力差。因此，借助于壓力傳感器的坡度測量更可能相當于實際坡度。在正常的行駛運行期間，兩個坡度變量可以相互比較。兩個坡度變量的差或者商可以通過查閱表表明。所求取的兩個坡度變量的大的差可以表明，或者存在著自行車的彈簧裝置的非常軟的調(diào)定，因為彈簧裝置輕易地相互分離，或者另一方面，存在著充滿彈性的自行車，因為自行車的傾斜由于太軟的前軸彈簧裝置和由于后軸彈簧裝置進一步加強。

關(guān)于太軟的機械彈簧裝置的信息可以向騎行者提供或者在機械彈簧裝置可自動地調(diào)節(jié)的情況下作為信息利用。在可自動調(diào)節(jié)的機械彈簧裝置的情況下，可以使用所述信息來調(diào)節(jié)機械彈簧裝置。如果坡度變量之間的差有規(guī)律地改變，則這可能表示，不同的騎行者使用同樣的自行車。該信息可以例如被存儲并且主要在維修情況下被使用于分析，因為根據(jù)所述信息可以確定自行車的可能的、與騎行者重量有關(guān)的磨損。

此外，關(guān)于機械彈簧裝置的信息以及對不同行駛狀況下的兩個坡度變量的分析可以被使用于，產(chǎn)生坡度值，所述坡度值可以被使用于顯示或者使用于調(diào)控馬達?？偟膩碚f，為此，一般性地列出一個函數(shù)：

α＝f(α_baro,α_acc,v,k_Feder,p) (1)

其中，α為輸出的坡度，α_baro為通過氣壓計壓力傳感器所算出的坡度，α_acc為由加速度傳感器所代表的坡度，v為車輛速度并且k_Feder為彈簧剛性且p為另外的自行車參數(shù)和車道參數(shù)如車道情況。在一種優(yōu)選的情況下，該函數(shù)的內(nèi)容可以是：

α＝Aα_baro+B(α_acc+C) (2)

在此，A和B為權(quán)重因子，所述權(quán)重因子總和得到1。C為修正項，該修正項修正加速度傳感器的值并且根據(jù)之前所確定的查閱表求取。如果確定，在整個坡度范圍上不出現(xiàn)由氣壓計壓力傳感器和加速度傳感器的所求取的坡度之間的差異，則彈簧裝置可能硬地調(diào)定或者必要時不存在。由此，在行駛期間，加速度傳感器的值主要可以作為坡度參考使用，所述坡度參考被使用于調(diào)節(jié)和顯示。因此，在等式(2)中，對于權(quán)重因子，得出A＝0和B＝1。相同的加權(quán)也在v＝0km/h的情形下進行，因為值α_baro不可用。

在其它的情況下，加速度傳感器和氣壓計壓力傳感器之間的差總是在整個區(qū)域上出現(xiàn)，在這種情況下，僅僅使用壓力傳感器的值，因為該值在很大程度上與彈簧叉(Federgabel)的大小無關(guān)。那么，對于權(quán)重因子，在等式(2)中得出A＝1和B＝0。

在確定的情況下，可能的是，氣壓計壓力傳感器或者加速度傳感器根據(jù)情形輸出更可靠的信號。當例如進行越野行駛或者強烈地加速時，加速度傳感器可能被干擾并且氣壓計壓力傳感器的信號更可靠。在其它的情況下如優(yōu)選在平坦的車道上和在坡度小的情況下，加速度傳感器通常提供與氣壓計傳感器相比更可靠的信號。

在圖2中示意性地示出根據(jù)第一實施方式的、根據(jù)本發(fā)明的自行車。用F表示自行車。用DS表示壓力傳感器。用FG表示彈簧叉。用M表示馬達。用AE表示驅(qū)動單元，其中，在驅(qū)動單元AE中可以布置加速度傳感器BS。用V表示用于產(chǎn)生坡度值的設(shè)備。設(shè)備V包括VA表示的處理單元。處理單元VA例如安裝在自行車F的轉(zhuǎn)向桿上并且適合用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。

在圖3中示意性地示出用于產(chǎn)生坡度值的設(shè)備V。設(shè)備V具有用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的處理單元VA。處理單元VA感測用傳感器求取的信號。所述信號可以借助于傳感器BS和傳感器DS感測并且向處理單元VA傳遞。傳感器BS可以涉及加速度傳感器。傳感器DS可以涉及壓力傳感器。處理單元VA產(chǎn)生坡度變量作為信號，其中，坡度變量代表坡度值。

坡度變量可以由處理單元VA輸出并且向顯示裝置A傳遞并且在那里作為坡度值示出。為了產(chǎn)生控制信號，馬達控制裝置可以位于處理單元VA內(nèi)部或者外部?？刂菩盘柨梢韵蝰R達M傳遞。馬達M可以被使用于電動自行車的運行，馬達M尤其可以被使用于電動自行車在從停止狀態(tài)出發(fā)的起動期間的運行。另外地產(chǎn)生的控制信號可以向調(diào)節(jié)設(shè)備E傳遞；為了產(chǎn)生這些另外的信號，調(diào)節(jié)控制裝置可以位于處理單元VA內(nèi)部或外部。調(diào)節(jié)設(shè)備E可以被使用于調(diào)節(jié)自行車的機械彈簧裝置。此外，坡度值可以被傳遞到存儲設(shè)備S并且在那里被存儲。在存儲設(shè)備S中所存儲的坡度值可以被使用于分析目的。

在圖4中示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的方法。該方法自動地引入。在感測步驟1中，感測至少兩個壓力變量和至少一個加速度變量。在緊隨其后的產(chǎn)生步驟2中，根據(jù)至少兩個壓力變量產(chǎn)生坡度值和根據(jù)至少一個加速度變量產(chǎn)生另外的坡度值。在緊隨其后的檢驗步驟3中，檢驗要輸出這兩個坡度值中的哪個。為此目的，產(chǎn)生第二坡度值與第一坡度值的商。在輸出步驟4中，根據(jù)該商的數(shù)值輸出或者存儲第一或第二坡度值。優(yōu)選所述輸出在轉(zhuǎn)速表的顯示設(shè)備上進行。在結(jié)束步驟5中結(jié)束方法。該方法在結(jié)束步驟6之后重復。