DE102024203301A1

DE102024203301A1 - Method for controlling a drive train, drive train and vehicle

Info

Publication number: DE102024203301A1
Application number: DE102024203301.4A
Authority: DE
Inventors: Lothar Kiltz; Thomas Hodrius
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2024-04-11
Filing date: 2024-04-11
Publication date: 2025-10-16
Anticipated expiration: 2044-04-12
Also published as: DE102024203301B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs (4) eines Fahrzeugs (2) beschrieben, wobei der Antriebsstrang (4) zumindest eine Welle (6) aufweist, welche beim Antreiben des Fahrzeugs (2) durch einen Fahrer beschleunigt wird, wobei der Antriebsstrang (4) einen Antriebsmotor (12) zum Bereitstellen von Antriebskraft zur Unterstützung des Fahrers des Fahrzeugs (2) beim Antreiben des Fahrzeugs (2) aufweist. Das Verfahren weist ein Bestimmen (S1) einer Winkelbeschleunigung der Welle (6) und ein Steuern (S2) des Antriebsmotors (12) auf, wobei die Unterstützung durch den Antriebsmotor (12) in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung zu- oder abgeschaltet wird. Ferner wird ein Antriebsstrang (4) für ein Fahrzeug (2) und ein Fahrzeug (2) mit einem solchen Antriebsstrang (4) beschrieben. A method for controlling a drive train (4) of a vehicle (2) is described, wherein the drive train (4) has at least one shaft (6) which is accelerated when the vehicle (2) is driven by a driver, wherein the drive train (4) has a drive motor (12) for providing drive force to assist the driver of the vehicle (2) in driving the vehicle (2). The method comprises determining (S1) an angular acceleration of the shaft (6) and controlling (S2) the drive motor (12), wherein the assistance by the drive motor (12) is switched on or off depending on the determined angular acceleration. Furthermore, a drive train (4) for a vehicle (2) and a vehicle (2) having such a drive train (4) are described.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug sowie auf ein Fahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang, wobei das Fahrzeug zumindest zeitweise mit Muskelkraft betrieben werden kann.The present invention relates to a method for controlling a drive train of a vehicle. Furthermore, the present invention relates to a drive train for a vehicle and to a vehicle having such a drive train, wherein the vehicle can be operated at least temporarily using muscle power.

Fahrzeuge, die zumindest zeitweise mit Muskelkraft betreibbar sind, wie beispielsweise ein Fahrrad, e-Bike, Pedelec oder ein Lastenrad, können zur Unterstützung beim Antreiben des Fahrzeugs zusätzlich einen Antriebsmotor aufweisen. Beispielsweise kann ein Pedelec als muskelkraftbetriebenes Fahrzeug einen Elektromotor zur Unterstützung beim Antreiben aufweisen. Die Unterstützung durch den Antriebsmotor muss gesteuert werden. Aus Sicherheitsgründen darf die Unterstützung beispielsweise nur erfolgen, wenn ein Fahrer des Fahrzeugs pedaliert. Zum Bestimmen, ob der Fahrer pedaliert, kann ein Fahrerdrehmoment gemessen werden. Das Fahrerdrehmoment ist dabei ein Drehmoment, welches von dem Fahrer des Fahrzeugs auf eine Tretkurbelwelle des Fahrzeugs zum Antrieben des Fahrzeugs mittels Muskelkraft aufgebracht wird. Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Systeme bekannt, welche den Antriebsmotor in Abhängigkeit von dem Fahrerdrehmoment steuern.Vehicles that can be operated at least temporarily using muscle power, such as a bicycle, e-bike, pedelec, or cargo bike, can also have a drive motor to assist in propelling the vehicle. For example, a pedelec, as a muscle-powered vehicle, can have an electric motor to assist in propulsion. The assistance provided by the drive motor must be controlled. For safety reasons, for example, assistance may only be provided when a driver of the vehicle is pedaling. To determine whether the driver is pedaling, a driver torque can be measured. The driver torque is a torque that the driver of the vehicle applies to a pedal crankshaft of the vehicle to drive the vehicle using muscle power. Methods and systems that control the drive motor depending on the driver torque are known from the prior art.

So wird beispielsweise in der DE 10 2022 132 256 A1 beschrieben, dass ein Fahrerdrehmoment mit einem Sensor erfasst wird und in Abhängigkeit davon der Antriebsmotor gesteuert wird. Ein solcher Sensor zum Erfassen des Fahrerdrehmoments erhöht die Systemkomplexität des Fahrzeugs. Zudem kann ein solcher Sensor ausfallen oder einen fehlerhaften Wert des Fahrerdrehmoments erfassen.For example, in the DE 10 2022 132 256 A1 It is described that driver torque is detected with a sensor, and the drive motor is controlled based on this. Such a sensor for detecting driver torque increases the system complexity of the vehicle. Furthermore, such a sensor can fail or detect an incorrect value of the driver torque.

Es ist Aufgabe der Erfindung ausgehend vom Stand der Technik, ein Steuern des Antriebsmotors eines zumindest zeitweise muskelkraftbetriebenen Fahrzeugs zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.The object of the invention, based on the prior art, is to improve the control of the drive motor of a vehicle that is at least temporarily powered by human power. This object is achieved by the subject matter having the features of the independent claims. Advantageous further developments are set out in the subclaims.

Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein Fahrrad, E-Bike, Pedelec oder Lastenrad sein. Das Verfahren zum Steuern des Antriebsstrangs kann ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsmotors sein, wie beispielsweise eines Elektromotors des Antriebsstrangs. Schritte des Verfahrens können beispielsweise mit einer Steuervorrichtung des Fahrzeugs durchgeführt werden.In a first aspect, the invention relates to a method for controlling a drive train of a vehicle. The vehicle can be, for example, a bicycle, e-bike, pedelec, or cargo bike. The method for controlling the drive train can be a method for controlling a drive motor, such as an electric motor of the drive train. Steps of the method can be carried out, for example, using a control device of the vehicle.

Der Antriebsstrang weist eine Welle auf, welche beim Antreiben des Fahrzeugs durch einen Fahrer beschleunigt wird. Die Welle kann eine Tretkurbelwelle des Fahrzeugs sein. Mit der Tretkurbelwelle können Kurbelarme drehfest verbunden sein. Beispielsweise können zwei Kurbelarme mit der Tretkurbelwelle drehfest verbunden sein, wobei an einem Ende eines jeden Kurbelarms ein Pedal drehbar gelagert sein kann. Die Tretkurbelwelle kann damit auch als Pedalkurbelwelle bezeichnet werden. Die Tretkurbelwelle ist mittels eines Lagers des Fahrzeugs an einem Rahmen des Fahrzeugs drehbar gelagert. Das Lager kann ein Wälzlager sein, beispielsweise ein Kugellager, ein Nadellager oder ein Rollenlager. Über die Tretkurbelwelle kann Antriebskraft eines Fahrers des Fahrzeugs zum Antreiben des Fahrzeugs aufgenommen werden.The drive train has a shaft which is accelerated when the vehicle is driven by a driver. The shaft can be a pedal crankshaft of the vehicle. Crank arms can be connected to the pedal crankshaft in a rotationally fixed manner. For example, two crank arms can be connected to the pedal crankshaft in a rotationally fixed manner, with a pedal being rotatably mounted at one end of each crank arm. The pedal crankshaft can therefore also be referred to as a pedal crankshaft. The pedal crankshaft is rotatably mounted on a vehicle frame by means of a bearing. The bearing can be a rolling bearing, for example a ball bearing, a needle bearing or a roller bearing. The driving force of a driver of the vehicle can be absorbed via the pedal crankshaft to drive the vehicle.

Die Welle kann mit der Tretkurbelwelle unmittelbar verbunden sein. Die Welle kann mit der Tretkurbelwelle zumindest mittelbar verbunden sein, beispielsweise über ein Getriebe. Die Welle kann mit der Tretkurbelwelle mechanisch wirkverbunden sein. Die Welle kann beim Antreiben des Fahrzeugs durch den Fahrer mittels Muskelkraft mit der Tretkurbelwelle mitbeschleunigt werden. Eine Beschleunigung der Welle, wie eine Winkelbeschleunigung oder Drehbeschleunigung, kann zu einer Beschleunigung der Tretkurbelwelle direkt korrelieren, beispielsweise können sich die Beschleunigungen linear zueinander verhalten. Beispielsweise kann die Beschleunigung der Welle identisch zur Beschleunigung der Tretkurbelwelle sein.The shaft can be directly connected to the crankshaft. The shaft can be at least indirectly connected to the crankshaft, for example, via a gear. The shaft can be mechanically connected to the crankshaft. When the rider drives the vehicle, the shaft can be accelerated along with the crankshaft using muscle power. An acceleration of the shaft, such as an angular acceleration or rotational acceleration, can be directly correlated to an acceleration of the crankshaft; for example, the accelerations can be linear to one another. For example, the acceleration of the shaft can be identical to the acceleration of the crankshaft.

Der Antriebsstrang weist einen Antriebsmotor zum Bereitstellen von Antriebskraft zur Unterstützung des Fahrers des Fahrzeugs beim Antreiben des Fahrzeugs auf. Der Antriebsmotor kann ein Elektromotor sein. Der Antriebsmotor kann zur Entlastung des Fahrers bei Fahrt und alternativ oder zusätzlich zur Steigerung einer Reichweite des Fahrzeugs verwendet werden. Der Antriebsmotor kann zum Bereitstellen von Antriebskraft zur Entlastung des Fahrers eingerichtet sein. Beispielsweise kann zum einen Antriebskraft bereitgestellt vom Fahrer durch Muskelkraft aufgebracht auf die Pedale und die Tretkurbelwelle, und zum anderen Antriebskraft bereitgestellt vom Antriebsmotor zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet werden. Die Antriebskraft bereitgestellt vom Antriebsmotor kann dabei den Fahrer entlasten.The drive train has a drive motor for providing drive power to assist the driver of the vehicle in propelling the vehicle. The drive motor can be an electric motor. The drive motor can be used to relieve the driver while driving and, alternatively or additionally, to increase the range of the vehicle. The drive motor can be configured to provide drive power to relieve the driver. For example, drive power provided by the driver through muscle power applied to the pedals and the pedal crankshaft, and drive power provided by the drive motor can be used to propel the vehicle. The drive power provided by the drive motor can relieve the driver.

Das Verfahren weist ein Bestimmen einer Winkelbeschleunigung der Welle auf. Es kann ein zeitlicher Verlauf der Winkelbeschleunigung bestimmt werden, beispielsweise für zeitäquidistante Werte der Winkelbeschleunigung. Beispielsweise kann eine zeitdiskrete Funktion als Winkelbeschleunigung bestimmt werden. Es kann eine Winkelbeschleunigung der Tretlkurbelwelle bestimmt werden. Das Bestimmen der Winkelbeschleunigung kann direkt oder indirekt durchgeführt werden. Das Bestimmen der Winkelbeschleunigung kann direkt mit einem Sensor durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Bestimmen der Winkelbeschleunigung indirekt und in Abhängigkeit von einer weiteren Messgröße durchgeführt werden.The method comprises determining an angular acceleration of the shaft. A temporal profile of the angular acceleration can be determined, for example, for time-equidistant values of the angular acceleration. For example, a time-discrete function can be determined as the angular acceleration. An angular The acceleration of the crankshaft can be determined. The angular acceleration can be determined directly or indirectly. The angular acceleration can be determined directly using a sensor. Alternatively or additionally, the angular acceleration can be determined indirectly and depending on another measured variable.

Das Verfahren weist ferner ein Steuern des Antriebsmotors auf, wobei die Unterstützung durch den Antriebsmotor in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung zugeschaltet und alternativ oder zusätzlich abgeschaltet wird. Beispielsweise kann ein erster Wert der Winkelbeschleunigung zu einem ersten Zeitpunkt bestimmt werden und das Steuern des Antriebsmotors kann so erfolgen, dass die Unterstützung in Abhängigkeit von dieser ersten Winkelbeschleunigung zugeschaltet wird. Die erste Winkelbeschleunigung kann dabei einem Wert entsprechen, welcher darauf schließen lässt, dass der Fahrer pedaliert. Wenn die Unterstützung zugeschaltet ist, wird beispielsweise Antriebskraft von dem Antriebsmotor zum Antreiben des Fahrzeugs bereitgestellt und beispielsweise auf ein angetriebenes Rad des Fahrzeugs zum Antreiben des Fahrzeugs übertragen.The method further comprises controlling the drive motor, wherein the assistance provided by the drive motor is switched on and alternatively or additionally switched off depending on the determined angular acceleration. For example, a first value of the angular acceleration can be determined at a first point in time, and the control of the drive motor can be carried out such that the assistance is switched on depending on this first angular acceleration. The first angular acceleration can correspond to a value which indicates that the driver is pedaling. When the assistance is switched on, drive power is provided by the drive motor to drive the vehicle, for example, and is transferred to a driven wheel of the vehicle to drive the vehicle.

Beispielsweise kann zu einem zweiten, späteren als dem ersten Zeitpunkt eine zweite Winkelbeschleunigung bestimmt werden. Diese zweite Winkelbeschleunigung kann von der ersten Winkelbeschleunigung bezüglich des Vorzeichens und alternativ oder zusätzlich betragsmäßig unterschiedlich sein. Die zweite Winkelbeschleunigung kann einem Wert entsprechen, welcher darauf schließen lässt, dass der Fahrer nicht pedaliert und beispielsweise lediglich seine Füße auf den Pedalen abstellt. Beispielsweise kann ein Vorzeichen der zweiten Winkelbeschleunigung unterschiedlich zum Vorzeichen der ersten Winkelbeschleunigung sein. Das Steuern des Antriebsmotors kann dabei so erfolgen, dass in Abhängigkeit von dieser zweiten Winkelbeschleunigung die Unterstützung durch den Antriebsmotor abgeschaltet wird. Wenn die Unterstützung abgeschaltet ist, wird beispielsweise keine Antriebskraft von dem Antriebsmotor zum Antreiben des Fahrzeugs bereitgestellt.For example, a second angular acceleration can be determined at a second point in time later than the first. This second angular acceleration can differ from the first angular acceleration in terms of sign and, alternatively or additionally, in magnitude. The second angular acceleration can correspond to a value which suggests that the driver is not pedaling and, for example, is merely placing their feet on the pedals. For example, a sign of the second angular acceleration can be different from the sign of the first angular acceleration. The drive motor can be controlled in such a way that the assistance provided by the drive motor is switched off depending on this second angular acceleration. If the assistance is switched off, for example, no driving force is provided by the drive motor to drive the vehicle.

Mit einem solchen Verfahren ist es möglich, besonders einfach ein Pedalieren des Fahrers zu erkennen und in Abhängigkeit davon die Unterstützung durch den Antriebsmotor zu- oder abzuschalten. Das Pedalieren kann anhand des Bestimmens der Winkelbeschleunigung der Welle bestimmt werden, wobei die Welle mit der durch den Fahrer beim Pedalieren direkt beschleunigten Tretkurbelwelle zumindest mittelbar verbunden ist. So wird, wie im Beispiel zuvor beschrieben, beispielsweise der erste Wert der Winkelbeschleunigung bestimmt, und somit wird beispielsweise erkannt, dass der Fahrer pedaliert. Wird der zweite Wert der Winkelbeschleunigung bestimmt, beispielsweise ein bezüglich des Vorzeichens zum ersten Wert der Winkelbeschleunigung entgegengesetzter Wert der Winkelbeschleunigung, wird beispielsweise bestimmt, dass der Fahrer gerade nicht pedaliert. Dann werden der Antriebsmotor und alternativ oder zusätzlich die Unterstützung durch diesen abgeschaltet.With such a method, it is particularly easy to detect when the rider is pedaling and to switch the assistance from the drive motor on or off depending on this. Pedaling can be determined by determining the angular acceleration of the shaft, whereby the shaft is at least indirectly connected to the pedal crankshaft directly accelerated by the rider when pedaling. For example, as described in the example above, the first value of the angular acceleration is determined, and thus it is detected, for example, that the rider is pedaling. If the second value of the angular acceleration is determined, for example a value with the opposite sign to the first value of the angular acceleration, it is determined, for example, that the rider is not pedaling. The drive motor and, alternatively or additionally, the assistance provided by it are then switched off.

Gemäß der Drehimpullserhaltung besteht ein Zusammenhang zwischen einer Summe aller an einer Welle angreifender Drehmomente, dem Massenträgheitsmoment der Welle und der Winkelbeschleunigung der Welle. So ist die Summer der angreifenden Drehmomente gleich einem Massenträgheitsmoment der Welle multipliziert mit der Winkelbeschleunigung der Welle. Die Winkelbeschleunigung der Welle, und damit der mit der Welle mittelbar beschleunigten Tretkurbelwelle, korreliert daher positiv mit einem an der Welle, beispielsweise an der Tretkurbelwelle, anliegenden Fahrerdrehmoment. Das Fahrerdrehmoment kann ein vom Fahrer zum Antreiben des Fahrzeugs aufgebrachtes Drehmoment sein. Das Massenträgheitsmoment der Welle kann vorbestimmbar sein und als hartkodierter Wert auf der Steuervorrichtung gespeichert sein. Durch Bestimmen der Winkelbeschleunigung kann auf das Fahrerdrehmoment zurückgeschlossen werden. Das Steuern kann daher in zumindest mittelbarer Abhängigkeit von dem Fahrerdrehmoment durchgeführt werden, ohne dass das Fahrerdrehmoment direkt gemessen werden muss.According to the law of conservation of angular momentum, there is a relationship between the sum of all torques acting on a shaft, the mass moment of inertia of the shaft, and the angular acceleration of the shaft. Thus, the sum of the acting torques is equal to the mass moment of inertia of the shaft multiplied by the angular acceleration of the shaft. The angular acceleration of the shaft, and thus of the pedal crankshaft indirectly accelerated by the shaft, therefore correlates positively with the driver torque applied to the shaft, for example, the pedal crankshaft. The driver torque can be a torque applied by the driver to drive the vehicle. The mass moment of inertia of the shaft can be predetermined and stored as a hard-coded value on the control device. By determining the angular acceleration, the driver torque can be deduced. Control can therefore be carried out at least indirectly dependent on the driver torque, without the driver torque having to be measured directly.

Das Abschalten der Unterstützung des Antriebsmotors, wenn der Fahrer nicht pedaliert, kann notwendig sein, um die Sicherheit von derartigen Fahrzeugen zu erhöhen. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, bei welchen mittels eines Drehmomentsensors das auf die Tretkurbelwelle vom Fahrer aufgebrachte Fahrerdrehmoment gemessen und bestimmt wird, kann mit diesem Verfahren besonders einfach das Pedalieren des Fahrers erkannt werden. Dies wird mittels Bestimmens der Winkelbeschleunigung durchgeführt. Das Bestimmen des Fahrerdrehmoments mit einem speziellen Drehmomentsensor ist normalerweise aufgrund drehender Teile an der Tretkurbelwelle vergleichsweise aufwändig. Ferner ist ein notwendiger Bauraum für einen solchen Drehmomentsensor notwendig, wodurch Entwicklungs- und Produktionskosten sowie Systemkomplexität erhöht werden können. Ebenfalls muss mit einem solchen zusätzlichen Sensor am Fahrzeug die Anzahl der ellektrischen und elektronischen Schnittstellen erhöht werden, um den Sensor an eine bestehende Energieversorgung des Fahrzeugs anzuschließen und kommunikativ mit weiteren elektronischen Einheiten des Fahrzeugs zu verbinden. Ferner kann ein solcher Sensor, wie jedes Bauteil, fehlerhaft sein oder ausfallen. Dadurch kann die Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit des Fahrzeugs reduziert werden. Mit dem hier beschriebenen Verfahren kann die Anzahl benötigter Sensoren und elektrischer sowie elektronischer Schnittstellen verringert werden. Oft ist bereits ein Sensor zum Messen einer weiteren Messgröße vorhanden, und die Winkelbeschleunigung kann in Abhängigkeit davon bestimmt werden.Switching off the drive motor's assistance when the rider is not pedaling may be necessary to increase the safety of such vehicles. Compared to conventional methods, in which the rider's torque applied to the pedal crankshaft is measured and determined using a torque sensor, this method makes it particularly easy to detect the rider's pedaling. This is done by determining the angular acceleration. Determining the rider's torque with a special torque sensor is usually comparatively complex due to the rotating parts on the pedal crankshaft. Furthermore, the necessary installation space for such a torque sensor is required, which can increase development and production costs as well as system complexity. Likewise, with such an additional sensor on the vehicle, the number of electrical and electronic interfaces must be increased in order to connect the sensor to the vehicle's existing power supply and to communicate with other electronic units in the vehicle. Furthermore, such a sensor, like any component, can be faulty or fail. This can The reliability, availability, and safety of the vehicle can be reduced. The method described here can reduce the number of required sensors and electrical and electronic interfaces. Often, a sensor for measuring another parameter is already present, and the angular acceleration can be determined based on it.

Manche zumindest zeitweise muskelkraftbetriebene Fahrzeuge weisen einen Freilauf zwischen der Tretkurbelwelle und dem angetriebenen Rad auf. Der Freilauf kann offen oder geschlossen sein. Wenn der Freilauf geschlossen ist, kann Antriebskraft aufgebracht auf die Tretkurbelwelle auf das angetriebene Rad zum Antreiben des Fahrzeugs übertragen werden. Wenn der Freilauf offen ist, wird beispielsweise keine Antriebskraft von der Tretkurbelwelle auf das angetriebene Rad zum Antreiben des Fahrzeugs übertragen. Wenn keine Antriebskraft übertragen wird, wird beispielsweise kein Fahrerdrehmoment auf die Tretkurbelwelle aufgebracht, da beispielsweise kein Widerstand an der Tretkurbelwelle beim Pedalieren anliegt. Wenn sich das Fahrzeug vor dem Beginnen des Pedalierens durch den Fahrer bereits bewegt, ist der Freilauf beispielsweise offen. Wenn der Fahrer dann mit dem Pedalieren beginnt, ist der Freilauf beispielsweise noch offen, und gleichzeitig weist die Tretkurbelwelle eine bestimmte Winkelbeschleunigung auf, welche ungleich null ist. Nach einer bestimmten Rotation um einen bestimmten Winkel der Tretkurbelwelle wird der Freilauf geschlossen. Dann wird Antriebskraft übertragen und es wird ein Fahrerdrehmoment auf die Tretkurbelwelle aufgebracht, welches ungleich null ist. Demnach ist beispielsweise die Winkelbeschleunigung der Welle zum einem bestimmten Zeitpunkt ungleich null, während gleichzeitig noch kein Fahrerdrehmoment aufgebracht wird. Somit kann mit dem Verfahren zeitlich früher festgestellt werden, ob der Fahrer pedaliert oder nicht, verglichen mit herkömmlichen Verfahren und in Abhängigkeit vom Fahrerdrehmoment. Demnach stellt das Verfahren eine Möglichkeit dar, in Abhängigkeit des Pedalierens durch den Fahrer die Unterstützung durch den Antriebsmotor zu- oder abzuschalten und gleichzeitig kann die Erkennungsdauer des Pedalierens verringert werden, womit beispielsweise der Komfort und die Sicherheit verbessert werden können.Some vehicles that are at least temporarily powered by human power have a freewheel between the pedal crankshaft and the driven wheel. The freewheel can be open or closed. When the freewheel is closed, drive power applied to the pedal crankshaft can be transferred to the driven wheel to drive the vehicle. When the freewheel is open, for example, no drive power is transferred from the pedal crankshaft to the driven wheel to drive the vehicle. If no drive power is transferred, for example, no rider torque is applied to the pedal crankshaft because there is no resistance on the pedal crankshaft when pedaling. If the vehicle is already moving before the rider starts pedaling, the freewheel is open, for example. When the rider then starts pedaling, the freewheel is still open, and at the same time the pedal crankshaft has a certain angular acceleration that is not equal to zero. After a certain rotation of the pedal crankshaft through a certain angle, the freewheel is closed. Drive power is then transferred, and a non-zero rider torque is applied to the crankshaft. This means, for example, that the angular acceleration of the shaft is non-zero at a certain point in time, while at the same time no rider torque is applied. Thus, the method can determine whether the rider is pedaling or not earlier than with conventional methods and depending on the rider torque. The method therefore represents a way to engage or disengage drive motor assistance depending on the rider's pedaling, while simultaneously reducing the detection time for pedaling, which can improve comfort and safety, for example.

Auch die Erkennungsgenauigkeit kann insofern verbessert werden, als dass man nicht warten muss, bis Fahrerdrehmoment aufgebracht wird. Die Sicherheit kann insofern verbessert werden, als dass der Fahrer sich auf das Zu- oder Abschalten der Unterstützung durch den Antriebsmotor abhängig vom Pedalieren verlassen kann. Zudem ist das Bestimmen der Winkelbeschleunigung meist weniger aufwändig als das Bestimmen des Drehmoments an der Tretkurbelwelle, beispielsweise da weniger zusätzliche Sensoren am Fahrzeug dafür notwendig sind.Detection accuracy can also be improved by eliminating the need to wait for the rider to apply torque. Safety can be improved by allowing the rider to rely on the drive motor's activation or deactivation of assistance depending on pedaling. Furthermore, determining angular acceleration is usually less complex than determining the torque at the crankshaft, for example, because fewer additional sensors are required on the vehicle.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass beim Steuern ein Zuschalten der Unterstützung durch den Antriebsmotor durchgeführt werden kann, wenn die bestimmte Winkelbeschleunigung einen ersten Schwellwert überschreitet. Das Zuschalten der Unterstützung kann ein Bereitstellen von Antriebskraft durch den Antriebsmotor sein. Der erste Schwellwert kann beispielsweise so definiert sein, dass die Winkelbeschleunigung größer als der erste Schwellwert ist, wenn der Fahrer mit dem Pedalieren beginnt. Beispielsweise kann der Fahrer mit dem Pedalieren beginnen, und damit kann die Winkelbeschleunigung den ersten Schwellwert übersteigen.According to a further embodiment, the method can be characterized in that, during control, the assistance can be activated by the drive motor when the determined angular acceleration exceeds a first threshold. The activation of the assistance can involve the provision of drive force by the drive motor. The first threshold can be defined, for example, such that the angular acceleration is greater than the first threshold when the rider begins pedaling. For example, the rider can begin pedaling, and thus the angular acceleration can exceed the first threshold.

Somit kann in Abhängigkeit von dem ersten Schwellwert, welcher beispielsweise auf der Steuervorrichtung des Fahrzeugs als hartkodierter Wert gespeichert sein kann, objektiv ein Grenzwert für das Zuschalten der Unterstützung durch den Antriebsmotor definiert sein. Damit kann ein Zeitpunkt des Beginns des Pedalierens erkannt werden. Somit kann mit dem Verfahren eine Ereigniserkennung bezüglich des Beginns des Pedalierens durch das Bestimmen der Winkelbeschleunigung implementiert werden.Thus, depending on the first threshold value, which can be stored, for example, as a hard-coded value on the vehicle's control device, a limit value for activating assistance by the drive motor can be objectively defined. This allows the time at which pedaling begins to be detected. Thus, the method can implement event detection regarding the start of pedaling by determining the angular acceleration.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass beim Steuern ein Abschalten der Unterstützung durch den Antriebsmotor durchgeführt werden kann, wenn die bestimmte Winkelbeschleunigung einen zweiten Schwellwert unterschreitet. Das Abschalten der Unterstützung kann ein Beenden des Bereitstellens der Antriebskraft durch den Antriebsmotor sein. Der zweite Schwellwert kann gleich oder unterschiedlich zum ersten Schwellwert sein. Der erste und der zweite Schwellwert können unterschiedlich sein. Beispielsweise können der erste und der zweite Schwellwert unterschiedliche Vorzeichen haben. Ein Betrag des ersten Schwellwerts kann gleich oder unterschiedlich zum Betrag des zweiten Schwellwerts sein.According to a further embodiment, the method can be characterized in that, during control, the assistance provided by the drive motor can be switched off if the determined angular acceleration falls below a second threshold. Switching off the assistance can involve terminating the provision of the drive force by the drive motor. The second threshold can be the same as or different from the first threshold. The first and second thresholds can be different. For example, the first and second thresholds can have different signs. The magnitude of the first threshold can be the same as or different from the magnitude of the second threshold.

Damit kann ein Zeitpunkt des Beendens des Pedalierens erkannt werden. Somit kann mit dem Verfahren eine Ereigniserkennung bezüglich des Beendens des Pedalierens durch das Bestimmen der Winkelbeschleunigung implementiert werden.This allows the point in time at which pedaling has ended to be detected. Thus, the method can be used to implement event detection regarding the end of pedaling by determining the angular acceleration.

So kann beispielsweise die Winkelbeschleunigung zu einem ersten Zeitpunkt positiv sein und den ersten Schwellwert, welcher positiv sein kann, überschreiten. Damit kann bestimmt werden, dass der Fahrer zum ersten Zeitpunkt pedaliert und Muskelkraft zum Antreiben des Fahrzeugs aufbringt. Beispielsweise kann der Fahrer mit dem Pedalieren beginnen und somit kann die Winkelgeschwindigkeit der Welle zunehmen. Damit kann die Winkelbeschleunigung zum ersten Zeitpunkt positiv sein. Zu einem späteren, zweiten Zeitpunkt kann der Fahrer mit dem Pedalieren aufhören und die Winkelbeschleunigung kann negativ sein. Diese Winkelbeschleunigung kann den zweiten Schwellwert, welcher negativ sein kann, unterschreiten. Damit kann beispielsweise bestimmt werden, dass der Fahrer nicht mehr pedaliert.For example, the angular acceleration may be positive at a first time and exceed the first threshold, which may be positive. This can be used to determine that the rider is pedaling at the first time and Mus angular force to propel the vehicle. For example, the driver may begin pedaling, and the angular velocity of the shaft may increase. Thus, the angular acceleration may be positive at the first time. At a later, second time, the driver may stop pedaling, and the angular acceleration may be negative. This angular acceleration may fall below the second threshold, which may be negative. This can be used, for example, to determine that the driver is no longer pedaling.

Beispielsweise kann ein Hysterese-Effekt durch das Verfahren bereitgestellt werden, wenn die Beträge des ersten und zweiten Schwellwerts unterschiedlich sind. So kann der Betrag des erstes Schwellwerts größer als der Betrag des zweiten Schwellwert sein. Ist der Betrag des ersten Schwellwerts beispielsweise größer als der Betrag des zweiten Schwellwerts, kann das Zuschalten der Unterstützung erst bei einem größeren Betrag der Winkelbeschleunigung durchgeführt werden, wohingegen das Abschalten der Unterstützung bei einem kleineren Betrag der Winkelbeschleunigung durchgeführt werden kann. Dadurch kann beispielsweise gewährleistet werden, dass das Zuschalten erst dann erfolgt, wenn der Fahrer eine gewissen Mindestbeschleunigung der Welle durch Aufbringen von Muskelkraft auf Pedale und Tretkurbelwelle erzeugt und damit die Winkelbeschleunigung diesen ersten Schwellwert überschreitet. Gleichzeitig kann mit dem kleineren Betrag des zweiten Schwellwerts gewährleistet werden, dass der Fahrer weniger schnell das Pedalieren beenden muss, als er das Pedalieren zuvor begonnen hat. Dann kann die Unterstützung abgeschaltet werden. Damit kann das Abschalten der Unterstützung durch den Antriebsmotor über den zweiten Schwellwert definiert durchgeführt werden.For example, a hysteresis effect can be provided by the method if the values of the first and second threshold values are different. For example, the value of the first threshold value can be greater than the value of the second threshold value. If the value of the first threshold value is greater than the value of the second threshold value, for example, the assistance can only be switched on at a larger angular acceleration value, whereas the assistance can be switched off at a smaller angular acceleration value. This can ensure, for example, that the assistance is only switched on when the rider generates a certain minimum acceleration of the shaft by applying muscle power to the pedals and crankshaft, and the angular acceleration thus exceeds this first threshold value. At the same time, the smaller value of the second threshold value can ensure that the rider has to stop pedaling less quickly than they started pedaling. The assistance can then be switched off. This allows the switch-off of the assistance by the drive motor to be carried out in a defined manner via the second threshold value.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass ein Bestimmen einer weiteren Messgröße am Antriebsstrang durchgeführt werden kann. Als weitere Messgröße kann beispielsweise eine Drehgeschwindigkeit eines Rads oder eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs bestimmt werden. Beispielsweise kann die Messgröße gemessen werden, beispielsweise mit einem Sensor. Alternativ oder zusätzlich kann die Messgröße näherungsweise bestimmt werden, beispielsweise mit einem Näherungsverfahren in Abhängigkeit von einer weiteren Messgröße. Das Steuern des Antriebsmotors kann in Abhängigkeit von der bestimmten weiteren Messgröße durchgeführt werden. Dabei kann das Steuern des Antriebsmotors in Abhängigkeit von der bestimmten weiteren Messgröße und zusätzlich in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung durchgeführt werden. Somit kann das Zu- oder Abschalten der Unterstützung durch den Antriebsmotor sowohl in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung als auch in Abhängigkeit von der bestimmten weiteren Messgröße durchgeführt werden.According to a further embodiment, the method can be characterized in that a further measured variable can be determined on the drive train. As a further measured variable, for example, a rotational speed of a wheel or a longitudinal acceleration of the vehicle can be determined. For example, the measured variable can be measured, for example with a sensor. Alternatively or additionally, the measured variable can be determined approximately, for example with an approximation method depending on a further measured variable. The control of the drive motor can be carried out depending on the determined further measured variable. In this case, the control of the drive motor can be carried out depending on the determined further measured variable and additionally depending on the determined angular acceleration. Thus, the activation or deactivation of the assistance by the drive motor can be carried out both depending on the determined angular acceleration and depending on the determined further measured variable.

Damit kann beispielsweise die Genauigkeit weiter verbessert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren damit ausfallsicherer sein, da eine Redundanz implementiert werden kann. Dadurch kann die Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit des Fahrzeugs reduziert werden.This can, for example, further improve accuracy. Alternatively or additionally, it can make the process more fail-safe, as redundancy can be implemented. This can reduce the vehicle's reliability, availability, and safety.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann beim Bestimmen der weiteren Messgröße ein Messen eines Drehmoments an der Welle mit einem Drehmomentsensor durchgeführt werden. Damit kann die weitere Messgröße bestimmt werden. Der Drehmomentsensor kann einen oder mehrere Dehnungsmessstreifen aufweisen. Die Welle kann die Tretkurbelwelle sein. Das Drehmoment an der Tretkurbelwelle kann ein Fahrerdrehmoment sein. Das Steuern des Antriebsmotors kann in Abhängigkeit von dem gemessenen Drehmoment durchgeführt werden. Dabei kann das Steuern des Antriebsmotors und damiit beispielsweise das Zu- oder Abschalten der Unterstützung durch den Antriebsmotor sowohl in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung als auch in Abhängigkeit von dem gemessenen Drehmoment durchgeführt werden.According to a further embodiment, when determining the further measured variable, a torque on the shaft can be measured using a torque sensor. This allows the further measured variable to be determined. The torque sensor can have one or more strain gauges. The shaft can be the pedal crankshaft. The torque on the pedal crankshaft can be a rider torque. The drive motor can be controlled depending on the measured torque. Control of the drive motor and thus, for example, switching the assistance provided by the drive motor on or off can be carried out both depending on the determined angular acceleration and depending on the measured torque.

Damit kann eine Redundanz durch das Verfahren beim Steuern des Antriebsmotors und bei der Unterstützung durch den Antriebsmotor durch Zu- oder Abschalten implementiert werden. Somit kann die Sicherheit, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit des Verfahrens und damit des Fahrzeugs verbessert werden. Dies kann für sicherheitskritische Funktionen vorteilhaft sein, wie es das Zu- oder Abschalten der Unterstützung des Antriebsmotors sein kann. Mit einem solchen Verfahren kann auch die zeitliche Verzögerung reduziert werden, welche bei herkömmlichen Verfahren vor dem Schließen des Freilaufs vorhanden ist, welche lediglich einen Drehmomentsensor zum Messen des Fahrerdrehmoments aufweisen und in Abhängigkeit davon die Unterstützung des Antriebsmotors zu- oder abschalten. Mit dem hier vorgestellten Verfahren kann beispielsweise zunächst das Zu- oder Abschalten lediglich in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung durchgeführt werden. Innerhalb eines bestimmten Zeitfensters kann dann ein Überprüfen dieses Steuerns der Unterstützung und des Steuerns des Antriebsmotors in Abhängigkeit von dem gemessenen Drehmoment durchgeführt werden. Damit kann auch das gemessene Fahrerdrehmoment zum Steuern des Antriebsmotors zum Zu- oder Abschalten der Unterstützung des Antriebsmotors verwendet werden, wobei die Zeitverzögerung beim Beginnen des Pedalierens und vor dem Schließen des Freilaufs mittels der bestimmten Winkelbeschleunigung reduziert werden kann.This allows redundancy to be implemented through the method for controlling the drive motor and for the assistance provided by the drive motor by switching it on or off. This improves the safety, availability, and reliability of the method and thus the vehicle. This can be advantageous for safety-critical functions, such as switching the assistance of the drive motor on or off. Such a method can also reduce the time delay that exists in conventional methods before the freewheel is closed. These methods only have a torque sensor for measuring the driver torque and switch the assistance of the drive motor on or off depending on this. With the method presented here, for example, the switching on or off can initially be carried out solely depending on the determined angular acceleration. Within a specific time window, a check can then be carried out on this control of the assistance and the control of the drive motor depending on the measured torque. This means that the measured driver torque can also be used to control the drive motor and to switch the assistance of the drive motor on or off, whereby the time delay when starting to pedal and before closing the freewheel can be reduced by means of the specific angular acceleration.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Steuern des Antriebsmotors in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung durchgeführt werden, wenn ein Messbereich des Drehmomentsensors überschritten ist. Beispielsweise kann das Steuern des Antriebsmotors in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung durchgeführt werden, beispielsweise dann, nur dann oder genau dann, wenn der Messbereich des Drehmomentsensors überschritten ist. Der Messbereich kann ein vordefinierter Bereich des Drehmomentsensors sein, innerhalb dessen der Drehmomentsensor das Drehmoment an der Welle mit einem vordefiniert hohen Vertrauenslevel messen kann. Beim Steuern kann das Zu- oder Abschalten der Unterstützung in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung durchgeführt werden, wenn ein Messbereich des Drehmomentsensors überschritten ist.According to a further embodiment, the drive motor can be controlled depending on the determined angular acceleration when a measuring range of the torque sensor is exceeded. For example, the drive motor can be controlled depending on the determined angular acceleration, for example when, only when, or precisely when the measuring range of the torque sensor is exceeded. The measuring range can be a predefined range of the torque sensor, within which the torque sensor can measure the torque on the shaft with a predefined high confidence level. During control, the activation or deactivation of the assistance can be carried out depending on the determined angular acceleration when a measuring range of the torque sensor is exceeded.

Dadurch kann erreicht werden, dass beispielsweise der Drehmomentsensor zum Bestimmen des Fahrerdrehmoments verwendet wird und das Steuern des Antriebsmotors in Abhängigkeit von dem gemessenen Fahrerdrehmoment durchgeführt wird, wenn der Messbereich nicht überschritten ist. Wenn der Messbereich nicht überschritten ist, kann das Drehmoment mit einem hohen Vertrauenslevel gemessen werden. Wird der Messbereich überschritten, kann das Drehmoment nicht mehr mit einem hohen Vertrauenslevel gemessen werden. Dann kann stattdessen die bestimmte Winkelbeschleunigung zum Steuern des Antriebsmotors verwendet werden. Damit kann erreicht werden, dass außerhalb des Messbereichs des Drehmomentsensors ein Steuern des Antriebsmotors ermöglicht wird, obwohl mit dem Drehmomentsensor selbst kein Messen des Drehmoments mit einem hohen Vertrauenslevel möglich ist. Damit kann ein einfacher Drehmomentsensor verbaut werden, welcher das Messen des Drehmoments in einem bestimmten Messbereich ermöglicht. Gleichzeitig sind größere Drehmomente, beispielsweise größere Fahrerdrehmomente an der Tretkurbelwelle, möglich, welche zum Steuern nicht direkt gemessen werden müssen. Stattdessen kann die Winkelbeschleunigung bestimmt werden, welche zumindest mit dem Drehmoment korreliert. Damit kann auch außerhalb des Messbereichs das Steuern durchgeführt werden.This makes it possible, for example, to use the torque sensor to determine the rider's torque, and to control the drive motor based on the measured rider torque, provided the measuring range is not exceeded. If the measuring range is not exceeded, the torque can be measured with a high level of confidence. If the measuring range is exceeded, the torque can no longer be measured with a high level of confidence. In this case, the determined angular acceleration can be used to control the drive motor instead. This makes it possible to control the drive motor outside the measuring range of the torque sensor, even though the torque sensor itself cannot measure the torque with a high level of confidence. This allows a simple torque sensor to be installed, which enables the measurement of torque within a specific measuring range. At the same time, larger torques, for example larger rider torques on the pedal crankshaft, are possible, which do not need to be measured directly for control. Instead, the angular acceleration can be determined, which at least correlates with the torque. This means that control can also be carried out outside the measuring range.

Gemäß einer Ausführungsform kann ein Bestimmen durchgeführt werden, ob ein Fehlerzustand des Drehmomentsensors vorliegt, beispielsweise zumindest ein Fehlerzustand. Ein Fehlerzustand kann einen Ausfall oder Ausfallzustand des Drehmomentsensors umfassen. Das Bestimmen, ob ein Fehlerzustand vorliegt, kann mit einem Mittel durchgeführt werden. Das Mittel kann die Steuervorrichtung zum Ausführen von Schritten des Verfahrens sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Mittel der Drehmomentsensor selbst sein. Das Steuern des Antriebsmotors kann in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung durchgeführt werden, beispielsweise dann, nur dann oder genau dann, wenn ein Fehlerzustand vorliegt, beispielsweise zumindest ein Fehlerzustand. Beim Steuern kann das Zu- oder Abschalten der Unterstützung in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung durchgeführt werden, wenn ein Fehlerzustand vorliegt, beispielsweise zumindest ein Fehlerzustand.According to one embodiment, a determination can be made as to whether a fault condition of the torque sensor exists, for example at least one fault condition. A fault condition can comprise a failure or failure condition of the torque sensor. The determination as to whether a fault condition exists can be made using a means. The means can be the control device for carrying out steps of the method. Alternatively or additionally, the means can be the torque sensor itself. The control of the drive motor can be carried out as a function of the determined angular acceleration, for example when, only when, or precisely when a fault condition exists, for example at least one fault condition. During control, the activation or deactivation of the assistance can be carried out as a function of the determined angular acceleration when a fault condition exists, for example at least one fault condition.

Somit kann erreicht werden, dass das Steuern in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung durchgeführt wird, wenn der Drehmomentsensor einen Fehlerzustand aufweist, beispielsweise wenn der Drehmomentsensor ausgefallen ist. Damit kann eines Ausfallsicherheit beim Steuern des Antriebsmotors erhöht werden, indem die bestimmte Winkelbeschleunigung statt des mit dem Drehmomentsensor gemessenen Drehmoments zum Steuern des Antriebsmotors verwendet wird. Dies kann die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit eines solchen Fahrzeugs erhöhen.This makes it possible to ensure that control is performed depending on the determined angular acceleration when the torque sensor is in a faulty state, for example, if the torque sensor has failed. This can increase the reliability of controlling the drive motor by using the determined angular acceleration instead of the torque measured by the torque sensor to control the drive motor. This can increase the safety, reliability, and availability of such a vehicle.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug kann ein Fahrrad, E-Bike, Pedelec oder Lastenrad sein, das zumindest zeitweise mittels Muskelkraft betrieben wird. Der Antriebsstrang kann eine Welle aufweisen, welche beim Antreiben des Fahrzeugs durch einen Fahrer beschleunigt wird. Beispielsweise kann die Welle mit der Tretkurbelwelle mechanisch wirkverbunden sein. Beispielsweise kann die Welle die Tretkurbelwelle sein. Mit der Tretkurbelwelle können Kurbelarme drehfest verbunden sein. Beispielsweise können zwei Kurbelarme mit der Tretkurbelwelle drehfest verbunden sein, wobei an einem Ende eines jeden Kurbelarms ein Pedal drehbar gelagert sein kann. Die Tretkurbelwelle kann damit auch als Pedalkurbelwelle bezeichnet werden. Die Tretkurbelwelle kann mittels eines Lagers des Fahrzeugs an einem Rahmen des Fahrzeugs drehbar gelagert sein. Das Lager kann ein Wälzlager sein, beispielsweise ein Kugellager, ein Nadellager oder ein Rollenlager. Über die Tretkurbelwelle kann Antriebskraft eines Fahrers des Fahrzeugs zum Antreiben des Fahrzeugs aufgenommen werden.A second aspect of the present invention relates to a drive train for a vehicle. The vehicle can be a bicycle, e-bike, pedelec, or cargo bike that is operated at least temporarily by muscle power. The drive train can have a shaft that is accelerated when the vehicle is driven by a rider. For example, the shaft can be mechanically connected to the pedal crankshaft. For example, the shaft can be the pedal crankshaft. Crank arms can be connected to the pedal crankshaft in a rotationally fixed manner. For example, two crank arms can be connected to the pedal crankshaft in a rotationally fixed manner, with a pedal being rotatably mounted at one end of each crank arm. The pedal crankshaft can therefore also be referred to as a pedal crankshaft. The pedal crankshaft can be rotatably mounted on a frame of the vehicle by means of a bearing of the vehicle. The bearing can be a rolling bearing, for example a ball bearing, a needle bearing, or a roller bearing. The pedal crankshaft can absorb the driving force of a driver of the vehicle to drive the vehicle.

Ferner kann der Antriebsstrang einen Antriebsmotor, wie einen Elektromotor, zum Bereitstellen von Antriebskraft zur Unterstützung eines Fahrers des Fahrzeugs beim Antreiben des Fahrzeugs aufweisen. Der Antriebsmotor kann zur Entlastung des Fahrers bei Fahrt und zur Steigerung der Reichweite eingerichtet sein. Ferner kann der Antriebsmotor zum Bereitstellen von Antriebskraft zur Entlastung des Fahrers eingerichtet sein.Furthermore, the drive train may include a drive motor, such as an electric motor, for providing driving force to assist a driver of the vehicle in driving the vehicle. The drive motor may be used to relieve the driver's workload while driving and to increase the range. Furthermore, the drive motor can be configured to provide driving power to relieve the driver's workload.

Der Antriebsstrang kann ein Mittel zum Bestimmen einer Winkelbeschleunigung der Welle aufweisen. Der Antriebsstrang kann ein oder mehrere Mittel zum Bestimmen der Winkelbeschleunigung aufweisen. Ferner kann der Antriebsstrang eine Steuervorrichtung zum Steuern des Antriebsmotors aufweisen. Die Unterstützung durch den Antriebsmotor kann in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung zugeschaltet und alternativ oder zusätzlich abgeschaltet werden.The drive train may include a means for determining an angular acceleration of the shaft. The drive train may include one or more means for determining the angular acceleration. Furthermore, the drive train may include a control device for controlling the drive motor. The assistance provided by the drive motor can be activated and deactivated alternatively or additionally depending on the determined angular acceleration.

Damit kann der Antriebsstrang zum Zu- oder Abschalten der Entlastung oder Unterstützung durch den Antriebsmotor in Abhängigkeit von der Winkelbeschleunigung der Welle eingerichtet sein. Jeweilige weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Aspekts zu entnehmen. Umgekehrt stellen auch Merkmale, Ausführungen und Vorteile des zweiten Aspekts Merkmale, Ausführungen und Vorteile des ersten Aspekts dar.Thus, the drive train can be configured to engage or disengage the load relief or assistance provided by the drive motor depending on the angular acceleration of the shaft. Further features, embodiments, and advantages can be found in the descriptions of the first aspect. Conversely, features, embodiments, and advantages of the second aspect also represent features, embodiments, and advantages of the first aspect.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Antriebsstrang dadurch gekennzeichnet sein, dass die Steuervorrichtung eingerichtet sein kann, Schritte eines Verfahrens nach einer Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung auszuführen. Der Antriebsstrang kann eingerichtet sein, alle Schritte des Verfahrens nach einer Ausführungsform des ersten Aspekts auszuführen. Beispielsweise können das Mittel zum Bestimmen der Beschleunigung und die Steuervorrichtung gemeinsam eingerichtet sein, alle Schritte des Verfahrens nach einer Ausführungsform des ersten Aspekts auszuführen. Ferner kann der Antriebsstrang einen Drehmomentsensor zum Messen eines Drehmoments an der Welle aufweisen.According to a further embodiment, the drive train can be characterized in that the control device can be configured to carry out steps of a method according to an embodiment of the first aspect of the present invention. The drive train can be configured to carry out all steps of the method according to an embodiment of the first aspect. For example, the means for determining the acceleration and the control device can jointly be configured to carry out all steps of the method according to an embodiment of the first aspect. Furthermore, the drive train can have a torque sensor for measuring a torque on the shaft.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Antriebsstrang dadurch gekennzeichnet sein, dass der Antriebsstrang einen Sensor zum Messen eines Winkelsignals der Welle aufweisen kann. Das Winkelsignal kann als zeitlicher Verlauf gemessen werden, beispielsweise mit Winkelwerten mit zeitäquidistanten Abständen zwischen den einzelnen Winkelwerten. Der Sensor kann zum Messen eines Kurbelwinkels der Kurbelarme der Tretkurbelwelle eingerichtet sein. Die Steuervorrichtung kann als das Mittel zum Bestimmen der Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit von dem gemessenen Winkelsignal eingerichtet sein. Das Bestimmen der Winkelbeschleunigung kann mittels näherungsweiser zweifacher zeitlicher Differentiation des Winkelsignals durchgeführt werden. Somit kann mit einem bei herkömmlichen Fahrzeugen oft bereits vorhandenen Sensor zum Messen des Kurbelwinkels der Kurbelwinkel gemessen werden. In Abhängigkeit davon kann die Winkelbeschleunigung bestimmt werden. Es ist beispielsweise kein dedizierter Sensor für die Winkelbeschleunigung notwendig. Dies kann die Komplexität des Antriebsstrangs verringern und damit die Ausfallsicherheit erhöhen.According to a further embodiment, the drive train can be characterized in that the drive train can have a sensor for measuring an angle signal of the shaft. The angle signal can be measured as a time profile, for example, with angle values with time-equidistant intervals between the individual angle values. The sensor can be configured to measure a crank angle of the crank arms of the pedal crankshaft. The control device can be configured as the means for determining the angular acceleration as a function of the measured angle signal. The angular acceleration can be determined by approximately twice the time differentiation of the angle signal. Thus, the crank angle can be measured using a sensor for measuring the crank angle, which is often already present in conventional vehicles. The angular acceleration can be determined based on this. For example, a dedicated sensor for the angular acceleration is not necessary. This can reduce the complexity of the drive train and thus increase reliability.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Antriebsstrang dadurch gekennzeichnet sein, dass der Antriebsstrang einen Sensor zum Messen einer Kadenz der Welle aufweisen kann. Die Kadenz kann als zeitlicher Verlauf gemessen werden, beispielsweise mit Kadenzwerten mit zeitäquidistanten Abständen zwischen den einzelnen Kadenzwerten. Der Sensor kann zum Messen der Kadenz der Tretkurbelwelle eingerichtet sein. Die Kadenz kann eine Winkelgeschwindigkeit sein, beispielsweise eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit der Tretkurbelwelle. Die Steuervorrichtung kann als das Mittel zum Bestimmen der Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit von der Kadenz eingerichtet sein. Das Bestimmen der Winkelbeschleunigung kann mittels näherungsweiser einfacher zeitlicher Differentiation der Kadenz durchgeführt werden. Die Vorteile bezüglich der vorhergehenden Ausführungsform treffen auch bei dieser Ausführungsform zu.According to a further embodiment, the drive train can be characterized in that the drive train can have a sensor for measuring a cadence of the shaft. The cadence can be measured as a time profile, for example, with cadence values with time-equidistant intervals between the individual cadence values. The sensor can be configured to measure the cadence of the pedal crankshaft. The cadence can be an angular velocity, for example, a crank angular velocity of the pedal crankshaft. The control device can be configured as the means for determining the angular acceleration as a function of the cadence. The angular acceleration can be determined by approximately simple time differentiation of the cadence. The advantages with respect to the previous embodiment also apply to this embodiment.

Das Bestimmen der Winkelbeschleunigung mittels näherungsweiser Differentiation kann mittels eines numerischen Verfahrens durchgeführt werden. Das Bestimmen kann ein näherungsweises Bestimmen sein. Ein numerisches Verfahren kann beispielsweise mittels Differenzenquotient die Winkelbeschleunigung bestimmen. Ein numerisches Verfahren kann beispielsweise mittels differenzierendem Tiefpassfilter, beispielsweise mittels differenzierendem IIR- oder FIR-Tiefpassfilter, die Winkelbeschleunigung bestimmen. Beispielsweise kann die Kadenz als diskrete Funktion der Zeit mit zeitäquidistanten Abständen zwischen den gemessenen Werten der Kadenz einfach zeitlich abgeleitet werden. Beispielsweise kann das Winkelsignal als diskrete Funktion der Zeit mit zeitäquidistanten Abständen zwischen den gemessenen Werten des Winkelsignals zweifach zeitlich abgeleitet: werden. Hierfür kann beispielsweise der Differenzenquotient zweifach bestimmt werden. Alternativ kann das differenzierende Tiefpassfilter zweifach angewendet werden. Dafür kann das Tiefpassfilter ein einfach differenzierendes Tiefpassfilter sein. Alternativ kann ein zweifach differenzierendes Tiefpassfilter, beispielsweise ein IIR- oder FIR-Tiefpassfilter, angewendet werden. Dieses zweifach differenzierende Tiefpassfilter wird beispielsweise einfach angewandt.Determining the angular acceleration by approximate differentiation can be performed using a numerical method. The determination can be an approximate determination. A numerical method can, for example, determine the angular acceleration using the difference quotient. A numerical method can, for example, determine the angular acceleration using a differentiating low-pass filter, for example, a differentiating IIR or FIR low-pass filter. For example, the cadence can be simply derived over time as a discrete function of time with time-equidistant intervals between the measured cadence values. For example, the angle signal can be derived twice over time as a discrete function of time with time-equidistant intervals between the measured values of the angle signal. For this purpose, the difference quotient can be determined twice. Alternatively, the differentiating low-pass filter can be applied twice. For this purpose, the low-pass filter can be a singly differentiating low-pass filter. Alternatively, a doubly differentiating low-pass filter, for example, an IIR or FIR low-pass filter, can be applied. This double-differentiating low-pass filter, for example, is easily applied.

Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang nach einer Ausführungsform des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug kann ein Fahrrad, E-Bike, Pedelec oder Lastenrad sein, das zumindest zeitweise durch Muskelkraft betrieben wird. Jeweilige weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Aspekts bzw. des zweiten Aspekts zu entnehmen. Umgekehrt stellen auch Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile des dritten Aspekts Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile des ersten bzw. zweiten Aspekts dar.

1 zeigt schematisch Schritte eines Verfahrens zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs.
2 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang und einer Steuervorrichtung zum Ausführen der schematisch in 1 dargestellten Schritte des Verfahrens zum Steuern des Antriebsstrangs.

A third aspect of the present invention relates to a vehicle having a drive train according to an embodiment of the second aspect of the present invention. The vehicle may be a bicycle, e-bike, pedelec, or cargo bike, which is operated at least temporarily by muscle power. Further features, embodiments, and advantages can be found in the descriptions of the first aspect and the second aspect, respectively. Conversely, features, embodiments, and advantages of the third aspect also represent features, embodiments, and advantages of the first and second aspects, respectively.

1 shows schematically steps of a method for controlling a drive train of a vehicle.
2 shows schematically a vehicle with a drive train and a control device for carrying out the schematically shown 1 illustrated steps of the method for controlling the drive train.

1 zeigt schematisch Schritte eines Verfahrens zum Steuern eines Antriebsstrangs 4 eines Fahrzeugs 2. 2 zeigt schematisch ein solches Fahrzeug 2, das zumindest zeitweise mittels Muskelkraft betreibbar ist, mit einem solchen Antriebsstrang 4. Der Antriebsstrang 4 weist eine Welle 6 auf, welche beim Antreiben des Fahrzeugs 2 durch einen Fahrer des Fahrzeugs 2 beschleunigt wird. Gemäß einer Ausführungsform ist die Welle 6 eine Tretkurbelwelle des Fahrzeugs 2. Die Tretkurbelwelle ist mittels eines Lagers des Fahrzeugs 2 an einem Rahmen des Fahrzeugs 2 drehbar gelagert. Die Tretkurbelwelle weist ferner nicht gezeigte Pedale auf, welche drehbar an nicht gezeigten Kurbelarmen der Tretkurbelwelle angeordnet sind. Das Lager ist ein Wälzlager. Ferner weist der Antriebsstrang 4 einen Antriebsmotor 12 zum Bereitstellen von Antriebskraft zur Unterstützung eines Fahrers des Fahrzeugs 2 beim Antreiben des Fahrzeugs 2 auf. 1 shows schematically steps of a method for controlling a drive train 4 of a vehicle 2. 2 shows a schematic diagram of such a vehicle 2, which can be operated at least temporarily by muscle power, with such a drive train 4. The drive train 4 has a shaft 6, which is accelerated when the vehicle 2 is driven by a driver of the vehicle 2. According to one embodiment, the shaft 6 is a pedal crankshaft of the vehicle 2. The pedal crankshaft is rotatably mounted on a frame of the vehicle 2 by means of a bearing of the vehicle 2. The pedal crankshaft further has pedals (not shown) which are rotatably arranged on crank arms (not shown) of the pedal crankshaft. The bearing is a rolling bearing. Furthermore, the drive train 4 has a drive motor 12 for providing drive power to assist a driver of the vehicle 2 in driving the vehicle 2.

Ferner weist der Antriebsstrang 4 einen Sensor 13 zum Messen S5 eines Winkelsignals der Welle 6 auf. Gemäß einer Ausführungsform ist der Sensor 13 zum Messen S5 eines Kurbelwinkels der Tretkurbelwelle eingerichtet. Der Sensor 13 ist an dem Rahmen des Fahrzeugs 2 angeordnet.Furthermore, the drive train 4 has a sensor 13 for measuring S5 an angle signal of the shaft 6. According to one embodiment, the sensor 13 is configured to measure S5 a crank angle of the pedal crankshaft. The sensor 13 is arranged on the frame of the vehicle 2.

Ferner weist der Antriebsstrang 4 einen Sensor 14 zum Messen S6 einer Kadenz der Welle 6 auf. Gemäß einer Ausführungsform ist der Sensor 14 zum Messen S6 der Kadenz der Tretkurbelwelle eingerichtet. Der Sensor 14 ist an dem Rahmen des Fahrzeugs 2 angeordnet.Furthermore, the drive train 4 has a sensor 14 for measuring S6 a cadence of the shaft 6. According to one embodiment, the sensor 14 is configured to measure S6 the cadence of the pedal crankshaft. The sensor 14 is arranged on the frame of the vehicle 2.

Ferner weist der Antriebsstrang 4 einen Drehmomentsensor 15 zum Messen S3.1 eines Drehmoments an der Welle 6 auf. Der Drehmomentsensor 15 ist zum Bestimmen S3 einer weiteren Messgröße am Antriebsstrang 4 eingerichtet. Dabei wird beim Bestimmen S3 der weiteren Messgröße ein Messen S3.1 eines Drehmoments an der Welle 6 mit dem Drehmomentsensor 15 durchgeführt. Gemäß einer Ausführungsform ist der Drehmomentsensor 15 zum Messen S3.1 eines Fahrerdrehmoments an der Tretkurbelwelle eingerichtet. Dadurch wird die weitere Messgröße bestimmt. Der Drehmomentsensor 15 ist an der Welle 6 angeordnet. Der Drehmomentsensor 15 weist zumindest einen Dehnungsmessstreifen zum Messen S3.1 des Drehmoments auf.Furthermore, the drive train 4 has a torque sensor 15 for measuring S3.1 a torque on the shaft 6. The torque sensor 15 is configured to determine S3 a further measured variable on the drive train 4. During the determination S3 of the further measured variable, a measurement S3.1 of a torque on the shaft 6 is carried out using the torque sensor 15. According to one embodiment, the torque sensor 15 is configured to measure S3.1 a rider torque on the pedal crankshaft. This determines the further measured variable. The torque sensor 15 is arranged on the shaft 6. The torque sensor 15 has at least one strain gauge for measuring S3.1 the torque.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Antriebsstrang 4 sowohl den Sensor 13 zum Messen S5 des Winkelsignals als auch den Sensor 14 zum Messen S6 der Kadenz sowie den Drehmomentsensor 15 zum Messen S3.1 des Drehmoments auf. In einer alternativen Ausführungsform weist der Antriebsstrang zwei von den Sensoren 13, 14 und dem Drehmomentsensor 15 auf. In einer alternativen Ausführungsform weist der Antriebsstrang 4 entweder den Sensor 13 zum Messen S5 des Winkelsignals oder den Sensor 14 zum Messen S6 der Kadenz oder den Drehmomentsensor 15 zum Messen S3.1 des Drehmoments auf.According to one embodiment, the drivetrain 4 comprises both the sensor 13 for measuring the angle signal S5 and the sensor 14 for measuring the cadence S6, as well as the torque sensor 15 for measuring the torque S3.1. In an alternative embodiment, the drivetrain comprises two of the sensors 13, 14 and the torque sensor 15. In an alternative embodiment, the drivetrain 4 comprises either the sensor 13 for measuring the angle signal S5, the sensor 14 for measuring the cadence S6, or the torque sensor 15 for measuring the torque S3.1.

Der Antriebsstrang 4 weist ferner eine Steuervorrichtung 16 auf. Die Steuervorrichtung 16 ist kommunikativ mit den Sensoren 13, 14, dem Drehmomentsensor 15 sowie mit dem Antriebsmotor 12 verbunden.The drive train 4 further includes a control device 16. The control device 16 is communicatively connected to the sensors 13, 14, the torque sensor 15, and the drive motor 12.

Der Antriebsstrang 4 weist ferner ein Mittel zum Bestimmen S1 einer Winkelbeschleunigung der Welle 6 auf. Die Steuervorrichtung 16 ist als das Mittel zum Bestimmen S1 der Winkelbeschleunigung eingerichtet. Die Steuervorrichtung 16 ist gemäß einer Ausführungsform zum Bestimmen S1 der Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit von dem gemessenen Winkelsignal eingerichtet. Die Steuervorrichtung 16 ist gemäß einer Ausführungsform zum Bestimmen S1 der Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit von der gemessenen Kadenz eingerichtet.The drive train 4 further comprises a means for determining S1 of an angular acceleration of the shaft 6. The control device 16 is configured as the means for determining S1 of the angular acceleration. According to one embodiment, the control device 16 is configured to determine S1 of the angular acceleration as a function of the measured angle signal. According to one embodiment, the control device 16 is configured to determine S1 of the angular acceleration as a function of the measured cadence.

Das Bestimmen S1 der Winkelbeschleunigung wird näherungsweise durchgeführt. Dabei wird gemäß einer Ausführungsform mittels eines numerischen Verfahrens ein Verlauf der Winkelbeschleunigung aus einem gemessenen Verlauf des Winkelsignals bestimmt. Gemäß einer Ausführungsform wird mittels eines numerischen Verfahrens ein Verlauf der Winkelbeschleunigung aus einem gemessenen Verlauf der Kadenz bestimmt. Das numerische Verfahren ist ein Verfahren zur zeitlichen Differentiation. Dabei wird eine einfache oder zweifache zeitliche Differentiation durch die Steuervorrichtung 16 durchgeführt. Gemäß einer Ausführungsform wird eine einfache Differentiation der Kadenz durchgeführt, um die Winkelbeschleunigung zu bestimmen. Gemäß einer Ausführungsform wird eine zweifache Differentiation des Winkelsignals durchgeführt, um die Winkelbeschleunigung zu bestimmen. Gemäß einer Ausführungsform wird sowohl die einfache als auch die zweifache Differentiation durchgeführt. Damit wird die Genauigkeit beim Bestimmen S1 der Winkelbeschleunigung erhöht. Gemäß einer Ausführungsform wird entweder die einfache oder die zweifache Differentiation durchgeführt. Damit wird der Rechenaufwand zum Bestimmen S1 der Winkelbeschleunigung verringert.The determination S1 of the angular acceleration is carried out approximately. According to one embodiment, a profile of the angular acceleration is determined from a measured profile of the angle signal using a numerical method. According to one embodiment, a profile of the angular acceleration is determined from a measured profile of the cadence using a numerical method. The numerical method is a method for temporal differentiation. In this case, a simple or double temporal differentiation is carried out by the control device 16. According to one embodiment, a simple differentiation of the cadence is carried out in order to determine the angular acceleration. According to one embodiment, a double differentiation of the angle signal is carried out in order to determine the angular acceleration. According to one embodiment, both the simple and Double differentiation is also performed. This increases the accuracy of determining S1 of the angular acceleration. According to one embodiment, either single or double differentiation is performed. This reduces the computational effort required to determine S1 of the angular acceleration.

Die Steuervorrichtung 16 ist zum Steuern S2 des Antriebsmotors 12 eingerichtet. Die Unterstützung durch den Antriebsmotor 12 wird in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung zu- oder abgeschaltet. Die Steuervorrichtung 16, die Sensoren 13, 14 und der Drehmomentsensor 15 sind dabei eingerichtet, Schritte des schematisch in 1 gezeigten Verfahrens auszuführen.The control device 16 is configured to control S2 the drive motor 12. The support by the drive motor 12 is switched on or off depending on the determined angular acceleration. The control device 16, the sensors 13, 14 and the torque sensor 15 are configured to carry out steps of the process schematically shown in 1 to carry out the procedure shown.

Beim Steuern S2 wird ein Zuschalten S2.1 der Unterstützung durch den Antriebsmotor 12 durchgeführt, wenn die bestimmte Winkelbeschleunigung einen ersten Schwellwert überschreitet. Ferner wird beim Steuern S2 ein Abschalten S2.2 der Unterstützung durch den Antriebsmotor 12 durchgeführt, wenn die bestimmte Winkelbeschleunigung einen zweiten Schwellwert unterschreitet. Ein Betrag des ersten Schwellwerts ist in der gezeigten Ausführungsform größer als ein Betrag des zweiten Schwellwerts. Der erste Schwellwert weist ein positives Vorzeichen auf und der zweite Schwellwert weist ein negatives Vorzeichen auf. In einer alternativen Ausführungsform sind der Betrag des ersten und der Betrag des zweiten Schwellwerts identisch.During control S2, the assistance provided by the drive motor 12 is switched on (S2.1) when the determined angular acceleration exceeds a first threshold. Furthermore, during control S2, the assistance provided by the drive motor 12 is switched off (S2.2) when the determined angular acceleration falls below a second threshold. In the embodiment shown, the magnitude of the first threshold is greater than the magnitude of the second threshold. The first threshold has a positive sign, and the second threshold has a negative sign. In an alternative embodiment, the magnitude of the first and second thresholds are identical.

Ferner wird das Steuern S2 des Antriebsmotors 12 in Abhängigkeit von der bestimmten weiteren Messgröße durchgeführt. Das Steuern S2 des Antriebsmotors 12 wird in Abhängigkeit von dem bestimmten Drehmoment durchgeführt, welches mit dem Drehmomentsensor 15 bestimmt wurde. Dadurch wird eine Redundanz durch das Verfahren implementiert. Das Steuern S2 des Antriebsmotors 12 in Abhängigkeit von der Winkelbeschleunigung wird mittels des bestimmten Drehmoments überprüft. In einer alternativen Ausführungsform wird das Steuern S2 der Antriebsmotors 12 in Abhängigkeit von dem bestimmten Drehmoment durchgeführt, und das Steuern S2 des Antriebsmotors 12 in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung implementiert dazu die Redundanz beim Steuern S2.Furthermore, the control S2 of the drive motor 12 is carried out as a function of the determined further measured variable. The control S2 of the drive motor 12 is carried out as a function of the determined torque, which was determined using the torque sensor 15. This implements redundancy through the method. The control S2 of the drive motor 12 as a function of the angular acceleration is checked using the determined torque. In an alternative embodiment, the control S2 of the drive motor 12 is carried out as a function of the determined torque, and the control S2 of the drive motor 12 as a function of the determined angular acceleration implements the redundancy in the control S2.

So wird gemäß einer Ausführungsform das Steuern S2 des Antriebsmotors 12 in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung durchgeführt, wenn ein Messbereich des Drehmomentsensors 15 überschritten ist. Der Messbereich definiert einen Bereich, in welchem die gemessenen Werte des Drehmoments ein hohes Vertrauenslevel haben. Außerhalb des Messbereichs haben die gemessenen Werte des Drehmoments ein niedrigeres Vertrauenslevel. So wird das Steuern S2 gemäß einer Ausführungsform in Abhängigkeit von dem mit dem Drehmomentsensor 15 gemessenen Drehmoment und unabhängig von der Winkelbeschleunigung durchgeführt, wenn der Messbereich nicht überschritten ist. Wenn das gemessene Drehmoment außerhalb des Messbereichs ist und damit der Messbereich überschritten ist, wird das Steuern S2 des Antriebsmotors 12 in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung und unabhängig von dem gemessenen Drehmoment durchgeführt.Thus, according to one embodiment, the control S2 of the drive motor 12 is carried out as a function of the determined angular acceleration when a measuring range of the torque sensor 15 is exceeded. The measuring range defines a range in which the measured torque values have a high confidence level. Outside the measuring range, the measured torque values have a lower confidence level. Thus, according to one embodiment, the control S2 is carried out as a function of the torque measured with the torque sensor 15 and independently of the angular acceleration when the measuring range is not exceeded. If the measured torque is outside the measuring range and thus the measuring range is exceeded, the control S2 of the drive motor 12 is carried out as a function of the determined angular acceleration and independently of the measured torque.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein Bestimmen S4 durchgeführt, ob ein Fehlerzustand des Drehmomentsensors 15 vorliegt. Gemäß einer Ausführungsform wird das Bestimmen S4 durch die Steuervorrichtung 16 durchgeführt. Damit wird das Bestimmen S4 durch ein anderes Element als den Drehmomentsensor 15 durchgeführt. Dies verringert die Fehleranfälligkeit. Gemäß einer Ausführungsform wird das Bestimmen S4 mit dem Drehmomentsensor 15 durchgeführt. Damit verringert sich eine Anforderung an die Steuervorrichtung 16. Gemäß einer Ausführungsform wird sowohl ein Bestimmen S4 durch die Steuervorrichtung 16 als auch durch den Drehmomentsensor 15 durchgeführt. Gemäß einer Ausführungsform wird entweder ein Bestimmen S4 durch die Steuervorrichtung 16 oder durch den Drehmomentsensor 15 durchgeführt. Ein Fehlerzustand umfasst dabei sowohl einen einfachen Fehler des Drehmomentsensors 15 wie eine falsche Kalibrierung, als auch einen Ausfall des Drehmomentsensors 15. Wenn ein Fehlerzustand vorliegt, wird das Steuern S2 des Antriebsmotors 12 in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung durchgeführt. Gemäß einer Ausführungsform wird das Steuern S2 in Abhängigkeit von dem gemessenen Drehmoment und unabhängig von der bestimmten Winkelbeschleunigung durchgeführt, wenn kein Fehlerzustand vorliegt. Wenn ein Fehlerzustand vorliegt, wird das Steuern S2 unabhängig von dem gemessenen Drehmoment und in Abhängigkeit von der bestimmten Winkelbeschleunigung durchgeführt.According to one embodiment, a determination S4 is performed to determine whether a fault condition of the torque sensor 15 exists. According to one embodiment, the determination S4 is performed by the control device 16. Thus, the determination S4 is performed by an element other than the torque sensor 15. This reduces the susceptibility to errors. According to one embodiment, the determination S4 is performed with the torque sensor 15. This reduces the demand on the control device 16. According to one embodiment, a determination S4 is performed by both the control device 16 and the torque sensor 15. According to one embodiment, a determination S4 is performed either by the control device 16 or by the torque sensor 15. An error condition includes both a simple error of the torque sensor 15, such as incorrect calibration, and a failure of the torque sensor 15. If an error condition exists, the control S2 of the drive motor 12 is performed depending on the determined angular acceleration. According to one embodiment, the control S2 is performed as a function of the measured torque and independently of the determined angular acceleration if no fault condition exists. If a fault condition exists, the control S2 is performed independently of the measured torque and as a function of the determined angular acceleration.

Mit einem solchen Verfahren und einem solchen Antriebsstrang 4 wird ein genaues und zeitlich schnelles Erkennen und Bestimmen eines Pedalierens des Fahrers des Fahrzeugs 2 ermöglicht. Damit sind das Verfahren und der Antriebsstrang 4 eingerichtet, das Pedalieren genauer und schneller zu erkennen und zu bestimmen als bekannte Verfahren und Antriebsstränge, welche das Pedalieren lediglich basierend auf einem Messen des Fahrerdrehmoments an der Tretkurbelwelle 6 erkennen. Damit wird die Sicherheit beim Verwenden des Fahrzeugs 2 mit einem solchen Antriebsstrang 4, welcher mit einem solchen Verfahren gesteuert wird, erhöht. Das Zu- oder Abschalten der Unterstützung durch den Antriebsmotor 12 wird damit schneller durchgeführt verglichen mit bekannten Verfahren und Antriebssträngen, welche die Unterstützung lediglich basierend auf dem gemessenen Fahrerdrehmoment zu- oder abschalten.Such a method and such a drive train 4 enable the precise and rapid detection and determination of pedaling by the driver of the vehicle 2. Thus, the method and the drive train 4 are configured to detect and determine pedaling more accurately and quickly than known methods and drive trains that detect pedaling solely based on measuring the driver torque at the pedal crankshaft 6. This increases safety when using the vehicle 2 with such a drive train 4 controlled by such a method. The activation or deactivation of the assistance by the drive motor 12 is thus carried out more quickly compared to known methods and Drivetrains that switch support on or off based solely on the measured driver torque.

BezugszeichenReference symbol

22: Fahrzeugvehicle
44: AntriebsstrangPowertrain
66: WelleWave
1212: Antriebsmotordrive motor
1313: Sensor zum Messen eines Winkelsignals der WelleSensor for measuring an angle signal of the shaft
1414: Sensor zum Messen einer Kadenz der WelleSensor for measuring a cadence of the wave
1515: DrehmomentsensorTorque sensor
1616: SteuervorrichtungControl device
S1S1: Bestimmen einer Winkelbeschleunigung der WelleDetermining an angular acceleration of the shaft
S2S2: Steuern des AntriebsmotorsControlling the drive motor
S2.1S2.1: Zuschalten einer Unterstützung durch den AntriebsmotorSwitching on support from the drive motor
S2.2S2.2: Abschalten der Unterstützung durch den AntriebsmotorSwitching off the support from the drive motor
S3S3: Bestimmen einer weiteren Messgröße am AntriebsstrangDetermining another measured value on the drive train
S3.1S3.1: Messen eines Drehmoments an der WelleMeasuring a torque on the shaft
S4S4: Bestimmen, ob ein Fehlerzustand des Drehmomentsensors vorliegtDetermine if a torque sensor fault condition exists
S5S5: Messen des Winkelsignals der WelleMeasuring the angle signal of the shaft
S6S6: Messen der Kadenz der WelleMeasuring the cadence of the wave

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10 2022 132 256 A1 [0003]

Claims

Method for controlling a drive train (4) of a vehicle (2), wherein the drive train (4) has at least one shaft (6) which is accelerated when the vehicle (2) is driven by a driver, wherein the drive train (4) has a drive motor (12) for providing drive force to assist the driver of the vehicle (2) when driving the vehicle (2), wherein the method comprises the steps of: determining (S1) an angular acceleration of the shaft (6); and controlling (S2) the drive motor (12), wherein the assistance by the drive motor (12) is switched on or off depending on the determined angular acceleration.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that during control (S2) a switching on (S2.1) of the support by the drive motor (12) is carried out when the determined angular acceleration exceeds a first threshold value.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the control (S2) a switching off (S2.2) of the support by the drive motor (12) is carried out if the determined angular acceleration falls below a second threshold value.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a determination (S3) of a further measured variable is carried out on the drive train (4), and that the control (S2) of the drive motor (12) is carried out as a function of the determined further measured variable.

Procedure according to Claim 4 , characterized in that when determining (S3) the further measured variable, a measurement (S3.1) of a torque on the shaft (6) is carried out with a torque sensor (15), and that the control (S2) of the drive motor (12) is carried out as a function of the measured torque.

Procedure according to Claim 5 , characterized in that the control (S2) of the drive motor (12) is carried out as a function of the determined angular acceleration when a measuring range of the torque sensor (15) is exceeded.

Method according to one of the Claims 5 or 6 , characterized in that a determination (S4) is carried out as to whether a fault condition of the torque sensor (15) exists, and that the control (S2) of the drive motor (12) is carried out as a function of the determined angular acceleration if a fault condition exists.

Drive train (4) for a vehicle (2), wherein the drive train (4) has at least one shaft (6) which is accelerated when the vehicle (2) is driven by a driver, wherein the drive train (4) has a drive motor (12) for providing drive force to assist the driver of the vehicle (2) when driving the vehicle (2), wherein the drive train (4) has a means for determining (S1) an angular acceleration of the shaft (6), and wherein the drive train (4) has a control device (16) for controlling (S2) the drive motor (12), wherein the assistance by the drive motor (12) is switched on or off depending on the determined angular acceleration.

Drivetrain (4) after Claim 8 , characterized in that the control device (16) is arranged to carry out steps of a method according to one of the Claims 1 until 7 to execute.

Drive train (4) according to one of the Claims 8 or 9 , characterized in that the drive train (4) has a sensor (13) for measuring (S5) an angle signal of the shaft (6) and that the control device (16) is set up as the means for determining (S1) the angular acceleration as a function of the measured angle signal.

Drive train (4) according to one of the Claims 8 until 10 , characterized in that the drive train (4) has a sensor (14) for measuring (S6) a cadence of the shaft (6) and that the control device (16) is arranged as the means for determining (S1) the angular acceleration as a function of the measured cadence.

Vehicle (2) with a drive train (4) according to one of the Claims 8 until 11 .