用于产生双轮车上的磨损参量的方法和设备以及配备该设备的双轮车与流程

1.本发明涉及一种用于产生双轮车的磨损部件上的磨损参量的方法和设备以及一种具有这种设备的双轮车。


背景技术：

2.由文献de 100 29 238 a1已知一种用于监控车辆制动器的至少一个摩擦副的强度的方法。在这种情况下建立磨损模型，该磨损模型尤其考虑操纵时间、制动操纵压力以及在摩擦副的区域中存在的温度。
3.由文献ep 2 718 065 b1已知一种用于在电动自行车的至少一个链条驱动器上进行磨损识别的方法，其中，借助至少一个传感器监控链条的运行状态。在此，检测链条在运行持续时间上的载荷，并且一旦达到了为链条定义的持续载荷阈值，就显示需要进行维护。


技术实现要素：

4.本发明的任务在于，为至少一个磨损组件提供磨损识别，基于双轮车的动态地检测到的运行和/或状态数据来更新所述磨损识别。
5.本发明要求保护一种方法、一种设备以及一种具有这种设备的双轮车，其中，产生、确定或者求取至少一个磨损参量，所述磨损参量代表双轮车的至少一个磨损部件或者说(磨损)组件的磨损。在此，例如能够设置：产生、确定或者形成用于多个磨损部件的共同的磨损参量，或者分别产生、确定或者形成用于单个磨损部件的单独的磨损参量。双轮车上的、尤其是自行车上的能够受到磨损的典型组件例如是制动颚板、制动盘、小齿轮、链轮齿圈、链条或者轮胎。此外，液压制动器中的制动液体也能够受到磨损，其中，制动液体要么会吸收空气、水，要么会吸收污物，由此损害压力传递的反应能力。
6.为了产生、求取、形成或者推导所述磨损参量，检测双轮车的至少一个重力参量以及使用参量。在此，至少由重力参量和使用参量推导用于至少一个磨损部件的磨损参量。
7.通过考虑在双轮上收集的动态参量，能够检测磨损部件的实际负荷。将磨损参量解读为用于修理或者替换的尺度，由此能够根据磨损参量向双轮车的骑行者显示需要驶向服务站。可选地也能够设置：在达到预给定的值时，该方法自动地约定服务工场中的日程，例如借助于(无线电)无线连接或者通过与互联网的连接。
8.在另一种构型中，附加地能够设置：检测至少一个另外的参量，该至少一个另外的参量检测双轮车的使用的强烈程度。在此，除了产生、确定、求取或者推导磨损参量之外，还能够使用如此检测到的这个强烈程度参量。
9.该强烈程度参量描述以何种强烈程度使用自行车和尤其是其组件。因此，借助强烈程度参量能够区分组件的柔和的和强烈的负荷。表征双轮车的、尤其(电动)自行车的运行的运行参量能够被检测，作为用于产生、确定、求取或者推导强烈程度参量的基础。在此，借助于对应地安装在双轮车上的传感器能够检测借助自行车行驶的速度和/或加速度的时
间曲线作为运行参量。由骑行者施加到脚踏轴上的骑行者脚踏扭矩能够被检测为另外的运行参量。另外，还能够将由驱动单元产生的驱动力矩或者其驱动功率用于推导强烈程度。为了产生、推导、形成或者确定强烈程度参量，能够对检测到的运行参量中的一个运行参量进行预处理或者能够设置多个运行参量的加权处理。在此，能够使用单个运行参量的或者多个运行参量的平均值、方差、总和和/或加权。在确定强烈程度参量时，特别有利的是考虑自预给定的时间点起或者在预给定的时间段中检测或者确定的运行参量。在此，例如能够考虑更换双轮车上的(磨损)组件，例如在修理或者更换新的、还未磨损的组件时。
10.如已经提到的那样，所述方法以及所述设备能够将检测到的磨损参量与第一阈值进行比较。如果达到第一阈值或者甚至磨损参量超过这个第一阈值，则这能够是用于下述情况的标志：必须更换对应的磨损部件或者说 (磨损)组件，因为进一步使用可能意味着损坏或者危及双轮车的使用和骑行者。在此，能够这样选择第一阈值，使得仍然能够充分使用双轮车并且尤其是磨损部件，而不促使立即更换。甚至能够设置：为磨损部件设置至少两个第一阈值，其中，在达到或者超过较低的第一阈值时，通知骑行者：更换是有意义的或者建议进行更换，而达到或者超过较高的第一阈值，更明显地确证更换或者修理的要求。甚至能够设置：根据超过较低的或者较高的第一阈值的情况，操控双轮车的组件，以便防止进一步的磨损或者危及骑行者。
11.能够检测不同的重量作为重量参量，所述不同的重量分别对双轮车的或者磨损部件的使用和尤其是使用强烈程度具有影响。因此，借助于适合的传感器或者通过输入相应的信息能够检测双轮车的重量、骑行者的重量、 (例如在行李架上的)车辆载重量的重量和/或挂车的(例如呈双轮车上的挂车接合器上的重力的形式的)重量，用于推导磨损参量。
12.为了检测使用参量，能够设置：检测双轮车的行驶公里数、其使用时间、制动过程的数量和制动过程的强度作为代表性参量。在此，借助于制动衬片的施加压力和/或借助于对在对应的制动线路中的液压压力的制动压力的检测，能够检测制动过程的强度。在此，同样能够设置：自预给定的时间点起或者在预给定的时间段中检测使用参量，用于基于检测到的参量确定磨损参量。
13.在此，有利地进行对磨损参量的产生、确定、求取或者推导，其方式是，以不同的权重来处理至少一个重量参量、至少一个使用参量和尤其是至少一个强烈程度参量。
14.特别有利地，所述方法和所述设备能够用于：当组件的磨损对于运行或者说使用而言会带来问题时，保护双轮车的组件、尤其是磨损部件以及骑行者。在这种情况下，能够将磨损参量与第二阈值进行比较。如果磨损参量达到或者超过这个第二阈值，则能够操控附加的组件，所述附加的组件要么至少减小被监控的磨损部件的磨损增加量，要么补偿磨损部件的使用。在此能够设想，在自动操控换档机构时，在识别到链轮齿圈的小齿轮的磨损或者损伤时，自动地跳过这个小齿轮。在此，第二阈值能够大于或者小于第一阈值，并且尤其能够对应于较高的第一阈值。
15.在另一种构型方案中设置，应当监控至少两个磨损部件。为此设置：每个磨损部件都配属有自己的磨损参量并且尤其是配属有自己的第一和第二阈值。
16.由下面对实施例的说明或者说由从属权利要求得出另外的优点。
附图说明
17.在图1中示意性地设置有评估单元，该评估单元实施根据图2的流程图的根据本发明的方法。
18.在图2中示出根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
19.根据图1的方框图，应说明根据本发明的用于产生磨损参量的设备的一种可能的构型。在此，该设备具有评估单元100，该评估单元检测或者读取用于执行根据本发明的方法的传感器参量或者输入信息。下面，该设备和该方法均根据自行车并且尤其根据电动自行车来描述，其中，应该阐明的是，本发明能够应用于任何类型的双轮车。
20.评估单元100通过对应的输入端检测至少一个重量参量，该重量参量代表自行车的、双轮车的骑行者的、(例如行李架上或者前轮上的)装载物的和/或挂车的重量。在此，借助于传感器110或者输入能够实现对应的重量或者其重量参量，其方式例如是，手动地输入自行车的或者骑行者的重量。能够通过挂车的车轮中的传感器或者通过挂车接合器上的传感器来检测挂车的重量。也能够设想，重量参量中的至少一个重量参量不直接借助重量传感器或者力传感器来检测，而是由其他参量推导。因此，例如总重量能够由在自行车加速或者制动时的行为来推导。评估单元100检测或者产生使用参量作为另外的、影响磨损的参量。在此，不仅在形成使用参量时、而且在下文还将说明的强烈程度参量的情况下，所述检测在广义上还包含确定、推导、生成或者产生的过程。在此，自行车的行驶公里数、一般时间上的使用和/或制动过程的数量和/或强度能够被检测或者考虑为使用参量。为了产生该使用参量，能够使用对应的传感器120，该对应的传感器检测行驶公里数。然而，还能够设置(附加的)传感器，该传感器检测制动过程的数量和强度，其方式例如是检测制动行为(abbremsung)或者制动线路中的制动压力。除此之外，评估单元100还能够检测自行车的实际使用，其方式例如是同时运行计时器。然而还能够设置：通过外部计时器130检测或者说读取使用时间。此外，还能够通过速度传感器和/或加速度传感器140检测和读取自行车的行驶速度和/或加速度作为对应的传感器参量。在此，尤其能够设置：在评估单元100中借助速度参量的和/或加速度参量的时间曲线对速度参量和/或加速度参量进行评估。此外，借助适合的传感器150能够检测制动过程并且读取所述制动过程用于评估。这例如能够是如下传感器：该传感器检测制动过程的强度，其方式是，检测制动衬片在轮缘或者制动盘上的施加力或者施加压力。替代地或者附加地，还能够检测液压制动装置的线路中的压力或者骑行者对制动杆的操纵。在检测制动过程和尤其是其强度时，也能够检测评估单元100中的时间曲线，以便考虑制动系统的和自行车的应力的强烈程度。可选地，也能够设置：借助于至少一个适合的传感器160来检测骑行者或者自行车的驱动器对脚踏曲柄或者说脚踏轴的操纵的强烈程度。在此，例如能够检测作用到脚踏曲柄上的脚踏力或者作用到脚踏轴上的骑行者脚踏扭矩。然而，由于通过自行车的驱动器产生的驱动力矩(例如在电动自行车的情况下)对确定的部件的或者组件的磨损具有影响，因此，也能够借助于传感器160来检测驱动扭矩和/或由驱动器产生的驱动功率并且在评估时对其予以考虑。另一种可能性在于，在骑自行车时还考虑上坡和下坡行驶。在此，例如能够使用倾斜度传感器或者坡度传感器。然而，上坡和下坡行驶也能够借助于气压高度计或者由高度轴线方向上的加速度的导数来推
导。
21.对应的传感器参量和使用参量和/或强烈程度参量都能够分别成整体地收集，以便收集总体用于评估。在更换自行车的组件、尤其是磨损部件或者说磨损组件时，能够设置：将使用参量和/或强烈程度参量至少部分地设置为零，从而重新计算或者说确定用于新的磨损部件的使用和强烈程度。
22.在评估单元100尤其设置有存储器105，该存储器除了包含检测的传感器参量之外还能够包含预给定的值。在此，不仅能够保存用于评估的阈值，还能够保存能够用于产生或者说确定至少一个磨损参量的单个参量。例如能够设想的是，自行车的重量仅被输入一次并且被保存在存储器105中。除此之外，存储器105还能够包含用于自行车的组件的操控程序，在达到阈值时触发所述操控程序。
23.如果在产生或者说确定或者生成至少一个磨损参量时识别到至少一个磨损部件已充分磨损，则能够设置：评估单元100通过对应的显示元件180 将该磨损告知给骑行者。通过下述方式选择配属的阈值，使得尽管磨损参量超过这个阈值，但仍然能够使用至少足够的时间，使得能够由此及时地告知骑行者必须更换该磨损部件，而不会严重地危及自行车的使用。在此，也能够通过声学的方式或者间接地通过例如无线传送阈值的超过到信息服务器190上来实现对骑行者的告知。通过一中心位置检测磨损参量或者其超过阈值的方式，使得从那里基于收集的多个用户的数据不仅能够将关于剩余运行时间的预测、还能够将针对环境中维修可能性的提示通知给骑行者。这类的通知也能够为自行车的骑行者无线地发送到其智能手机或者其在自行车上的显示元件上。
24.在另一种可选的构型方案中，评估单元100也能够根据磨损参量的值、例如根据超过另外的阈值来操控被监控的磨损部件170或者磨损组件，以便使其磨损最小化。因此，例如能够设想，在识别到小齿轮的或者链轮齿圈的磨损时，(自动的)换档机构不再操控或者尽可能地绕过这个齿轮。在检测到驱动器的部件的磨损时，也能够进行驱动器的操控，使得该磨损被减小或者被补偿。
25.下面，根据图2的流程图说明根据本发明的方法的第一实施方式，例如也能够在评估单元100中执行的那样。
26.在第一步骤200中，所述方法检测重量参量或者负载参量，该重量参量或者负载参量代表自行车(或者广泛地说双轮车)的重量、自行车的骑行者的重量、装载物和/或挂车的重量。这不仅能够是仅代表重量参量中的一个重量参量的单个参量，还能够是用于多个负载的共同的重量参量，其例如呈总重量的形式。另外能够设想，检测、收集或者确定多个单个的重量参量。如已经阐明的那样，能够设置：单个重量参量或者总体重量能够手动地输入或者由其他检测到的传感器参量推导。在下一个步骤220中，检测或者说确定或者说推导使用参量。为此，例如检测双轮车的行驶公里数、在时间上的使用以及制动过程的数量和/或强度。接着，在步骤320中，根据在步骤200中检测到的至少一个重量参量或者负载参量以及在步骤220 中检测到的至少一个使用参量来产生、形成或者推导至少一个磨损参量。在此，这个至少一个磨损参量能够构成用于自行车的普遍磨损的尺度或者能够针对自行车的确定的磨损部件或者组件。因此，例如在产生广泛的磨损参量时，视待监控的磨损部件或者磨损组件而定地，能够将另外的阈值用于识别磨损和告知骑行者。然而，通过使用个体化的磨损参量能够实现对单个磨损部件的磨损的更准确确定。因此，例如在产生用于链条的磨损
参量时，有针对性地考虑对于链条而言重要的应力。因此能够设想，对于每个磨损参量考虑不同的重量参量或者使用参量。可选地也可行的是，对于每个磨损部件，对检测到的单个的重量参量或者使用参量进行不同加权。此外，磨损参量能够形成为由重量参量和使用参量构成的乘积、总和 (summe)或者形成呈由总和和乘积组成的(加权的)混合的形式。可行的产生能够例如借助于下述公式来实现
27.磨损参量(t)＝k1x(a*重量参量)
k2
x(b*使用参量(t))
k3
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(1) 其中，a和b表示加权因子，k1、k2和k3表示参量之间的物理关联，其能够借助于分析方法和/或行驶测试获得。在此，基本上，磨损部件的特性、自行车的特性以及典型的行驶行为以及行驶环境起作用。可选地，在步骤 320能够已经检查磨损参量是否超过第一阈值sw1，该第一阈值会导致在步骤360中的告知。如果不是这种情况，即产生的磨损参量低于第一阈值sw1，则因此能够设置，通过在步骤200和220中检测其他参量来更新磨损参量。在下一个步骤360中，基于产生的至少一个磨损参量，能够识别至少一个被监控的磨损部件的足够的耗损或者磨损。为此，使用至少一个第一阈值 sw1，将磨损参量与该第一阈值进行比较。在此，这个第一阈值sw1表示第一磨损极限，自该第一磨损极限起，磨损部件冒着不再能够正常使用的危险。在此，完全能够设置多个第一阈值sw
1,i
，所述多个第一阈值表示不同的耗损。因此，第一阈值sw
1,1
也能够表示如下指示：已经识别到磨损，然而还没有与其相关的对使用的限制。然而，另一个第一阈值sw
1,2
能够表征如下状态：在该状态中会预期对使用的(轻微的)限制。
28.在此，如果磨损参量达到或者超过这个第一阈值sw1，则这被解读为如下标志：磨损部件已达到足够的磨损，因此应更换磨损部件或者至少应减少进一步的磨损。因此，根据达到或者超过第一阈值sw1的情况，能够在步骤360中将磨损告知给骑行者，例如通过显示单元/操作单元中的对应的显示或者通过该骑行者的智能手机。可选地，也能够设置：在这种情况下，进行在存储器105中的登记，从而使得在服务间停中技术人员能够读出信息，以识别是否需要更换磨损部件。在这种情况下有帮助的是，将第一阈值sw1选择为使得即使在达到阈值sw1之后，自行车和尤其是磨损部件仍能够使用足够的时间，而不发生带来危险的或者安全关键的状况。另外能够设置：达到或者超过第一阈值sw1，产生借助于无线连接将这个信息发送给数据服务器。因此，中央数据服务器借助访问大量这类的磨损信息能够在达到磨损极限(例如第一阈值sw1)之前就已经向骑行者显示可能的耗损或者说即将发生的磨损。另外可行的是，中央数据服务器能够使用磨损信息，用于向用户发送附加信息，例如关于下一个时间段的附加信息，在该下一个时间段中应该驶向服务站或者修理工场。也能够设置，中央数据服务器已经与服务站或者说工场约定可能的日程并且将其发送给骑行者。然后，骑行者只需要进行确认该日程。在此，例如也能够由已经检测到的数据预设定或者预给定优选的服务站或者修理工场。替代地，也能够找出附近的服务站或者修理工场。
29.在另一个实施例中，在推导磨损参量时，能够附加地考虑使用自行车的强烈程度。为此，从先前的具有步骤200、220、330和360的实施例出发，能够给该方法补充至少一个另外的方法步骤。因此，能够例如在步骤 240中检测自行车的或者其至少一个部件的速度和/或加速度。因此，通过考虑速度和/或加速度能够识别：骑行者是否在特殊的状况中使用自行车，在所述特殊的状况中对材料提出特殊的要求，例如脚踏曲柄或者链条。此外，借助于适合的速度传感器或者加速度传感器还能够推导坡度，即在高度轴线的方向上的运动。然而，这种运动也能够通过单独的倾斜度或者坡度传感器来检测。例如，通过考虑坡度能够区
分平地上的行驶与山地行驶，在山地行驶的情况下，骑行者明显更多地给自行车加载荷，使得会出现更高的磨损。在另一个可选的步骤260中，能够附加地检测使用时间。例如，这个使用时间也能够根据另外的强烈程度参量、使用参量、运行参量或者重量参量来检测和/或能够被考虑用于推导磨损以及形成磨损参量。在步骤 280中对制动过程和/或制动强烈程度的检测构成在考虑强烈程度时起作用的另外的参量。在此，除了制动过程的数量之外，还能够检测单个的制动过程的强度，其方式例如是，检测挤压力、液压线路中的压力或者制动杆的操纵力或者操纵速度。然而，在这里也能够结合其他参量(例如速度或者加速度)来检测制动过程，其方式是，推导有效的制动效果。因此，在制动期间要求的(负的)加速度越大，制动器的耗损越高。此外，在另一个步骤300中，能够检测骑行者产生的作用到脚踏轴上的、进而作用到链轮上的扭矩。可选地或者附加地，也能够检测且在推导时考虑由驱动器产生的驱动力矩或者其驱动功率。
30.基于在步骤200至300中的检测到的参量，能够推导、确定或者产生强烈程度参量，该强烈程度参量描述以何种强烈程度使用自行车和尤其是组件。例如，为了形成强烈程度参量，能够考虑尤其与空间方向有关的加速度的或者速度的方差，加速度的或者速度的量值的平均值，加速度的或者速度的直方图、尤其是带有加权的直方图，马达支持的或者扭矩的平均值，和/或制动压力的方差或者平均值。在此，尤其能够设置，这些参量是时间相关的。然后，在步骤320中，对上文根据公式(1)的阐释进行补充地，例如能够借助于根据如下公式的联系来推导或者确定磨损参量
31.磨损参量(t)＝k1x(a*重量参量)
k2
x(b*使用参量(t))
k3
x(c*强烈程度参量 (t))
k4 (2) 如上文已经阐明的那样，在此，a、b和c表示加权因子，k1、k2、k3和k4 表示参量之间的物理关联，其参量能够借助于分析方法和/或行驶测试获得。然而可行的是，将磨损参量形成为由重量参量、使用参量和强烈程度参量构成的乘积、总和或者形成呈由总和和乘积组成的(加权的)混合的形式。
32.在此，所有步骤200至300能够以任意顺序或者并行地通过不同的检测方法来实施。另外还可行的是，在步骤200至300中共同检测或者在推导或者说确定磨损参量时考虑检测到的参量中的至少两个参量，因为在运行或者使用参量之间存在相关联系。通过这种共同的检测或者考虑，还能够实现对单个参量的加权，其方式例如是，在其他参数保持不变时，从更高的速度减速会产生更高的磨损参量。在考虑以更高的重量(例如由于更高的车辆载重量)来使用时，看起来情况类似。在这里，同时考虑高度型廓也会导致对磨损参量的加权推导。
33.可选地，能够在推导或者确定磨损参量时仅在确定的时间段中或者自预给定的时间点开始，对步骤200至300中的单个的或者所有参量进行检测或者考虑。由此，例如能够考虑对自行车的组件、尤其是磨损部件进行更换或者修理。这同样适用于阈值的确定，其方式，必要时使阈值适配于磨损部件的新的材料。因此，在更换时能够将磨损参量或者迄今为止检测到的参量设置为零。
34.在另一个实施例中能够设置：在步骤340中在推导磨损参量之后操控自行车的组件，以减少或者完全防止进一步的磨损。因此能够设想，减小使用磨损组件的强烈程度，其方式例如是，在链条或者驱动器磨损的情况下，减少或者限制通过驱动器产生的驱动功率或者其驱动力矩。可选地或者附加地也能够操控另外的组件，该另外的组件至少部分地补
偿被监控的磨损部件的安装或者使用。因此能够设想在小齿轮组中的一个小齿轮耗损的情况下，激活自动的换档机构，使得不再操控这个小齿轮，也用于防止损坏链条。当在脚踏曲柄和后轮上都存在换档机构时，两个换档机构的互相配合甚至能够补偿期望的传动比。此外，能够根据磨损参量与第二阈值 sw2的比较来决定是否减小磨损或者进行补偿。如果达到或者超过这个第二阈值sw2，则进行对应的操控或者调节。在此能够设置：例如在第二阈值sw2低于第一阈值sw1的情况下，通过减小或者补偿磨损而不再需要对骑行者的直接告知。在这种情况下，在步骤340中操控或者调节组件之后，能够重新开始检测参量200至300中的一个或者多个参量，用以更新磨损参量。