用于交通工具的控制系统和用于控制交通工具的方法与流程

交通工具中的控制系统越来越多地通过计算机辅助的解决方案来承担。在此，由控制系统经由传感器检测多种多样的信息，并且进行评估，并且从中自动地产生用于电子部件的相应的控制信号。此外，这种控制系统通常具有用于用户的界面，使得所述用户了解状态信息并且必要时能够干预控制。除了对于交通工具运行重要的状态信息和控制信号之外，交通工具的控制系统通常包括其他的功能，例如卫星辅助的导航系统或因特网入口。

用于交通工具的这种控制系统在此不仅用作为操作单元和显示设备而且还用作为中央控制器。

在高价的交通工具、例如高级机动车或较大型的艇中，用于实施这种控制系统的耗费和与其关联的成本相对于总成本是不显著的。

当然，对于较便宜的交通工具、例如自行车、电动自行车、全地形车或较小的摩托艇而言，也存在对于中央的、联网的控制系统的期望，在所述控制系统中汇集全部信息，并且根据所述信息能够发送控制信号，并且同时提供操作界面。

由博士股份有限公司在与一些电动自行车制造商的合作中以商标名称“Nyon”提供一种控制系统，所述控制系统固定地与相应的电动自行车连接并且除了驱动控制装置之外也提供其他的功能，例如卫星辅助的导航、与智能电话连接或例如与心率胸带耦联以显示当前的心率。然而，由于大部分集成到相应的电动自行车中，受制造商约束的该控制系统是不那么灵活的，并且提高制造耗费，进而显著地提高电动自行车的成本。

现在，本发明所基于的目的是：提出一种用于交通工具的控制系统和用于控制交通工具的方法，所述控制系统借助相对小的耗费进而小的成本能够使用在不同的交通工具中。特别地，在不同的交通工具中多重使用控制系统应是可行的。

在用于交通工具的控制系统中，根据本发明提出：在移动式的输入和评估设备中，评估由机构获得的状态信息以及生成用于电子部件的控制信号，其中所述控制系统具有：移动式的输入和评估设备、用于输入和评估设备的保持设备以及用于促动电子部件和用于检测交通工具的状态信息的机构。在此，该机构例如包括传感器、断路器、驱动器组件、照相机、伺服马达等，并且例如实现读出交通工具和/或驾驶员数据。在此，根据本发明，使用存在于输入和评估设备中的运算能力，并且用于控制固定地与交通工具连接的电子部件。因此，移动式的输入和评估设备用作为上级的控制装置，所述上级的控制装置能够随不同的交通工具使用。特别地，所述输入和评估设备能够用作为用于多种交通工具的配件。因此，由于应用根据本发明的控制系统而不需要：对每个交通工具配设自身的控制系统，更确切地说，能够与不同的交通工具应用最耗费的进而成本最密集的部件，即提供所需要的运算和存储能力以及用户界面的移动式的输入和评估设备。此外，这具有如下优点：通过携带移动式的输入和评估设备直接在相应使用的交通工具中可提供用户特定的设置。在此，将移动式的输入和评估设备来评估状态信息和用于生成控制信号实现：将控制系统也使用在成本适宜的交通工具中，因为将实施耗费保持得低。特别地，不需要将高效的控制设备固定地与相应的交通工具连接。相反，所述控制设备的任务由移动式的输入和评估设备承担。在此，全部或选出的状态信息能够由移动式的输入和评估设备显示。在此，移动式的输入和评估设备因此用作为所谓的车载计算机或自行车计算机，所述车载计算机或自行车计算机显示关于交通工具的实际速度、行驶时间、平均速度、能量消耗、所经过的高度等。因此能够弃用附加的显示元件。

在一个尤其优选的设计方案中，交通工具构成为电动交通工具，尤其构成为电动自行车，所述交通工具包括电驱动系统，其中能够将状态信息从电驱动系统传递至移动式的输入和评估设备，并且能够将控制信号由从移动式的输入和评估设备传递给驱动系统。尤其在电动交通工具的领域中，在此尤其在电动自行车中，由于常规驱动的交通工具或借助人力驱动的自行车产生的成本压力是极其高的。此外，这种电动交通工具为用户提供良好的干预可行性，其中特定的状态信息，例如剩余有效距离、电池容量或所施加的或可用的转矩能够对于用户是尤其感兴趣的。该附加信息于是能够经由输入和评估设备提供给用户。此外，输入和评估设备能够作为上级控制装置承担对驱动系统进行必要时用户特定的控制，其中至少部分地可以自动地考虑源自交通工具的状态信息。因此，通过根据本发明的控制系统可行的是：在没有大的耗费的情况下进而极其成本适宜地也对便宜的交通工具、如电动自行车配设舒适的并且高功能的控制系统。在此，能够至少部分地根据需要通过电动交通工具或电动自行车的能量存储器进行能量供应，以便因此避免由于移动式的输入和评估设备的不充足的电池容量来限制有效距离。

优选地，移动式的输入和评估设备构成为智能电话。智能电话作为不同制造商的移动电话提供，例如以苹果公司的商品名称“iPhone”或者以三星公司的商品名称“Galaxy”提供。该智能电话具有用户表面作为触敏的显示器，所述用户表面实现通过用户来输入数据。此外，能够在显示屏上显示附加信息。此外，智能电话提供多种功能，例如电话、数据存储、如尤其播放和拍摄图片、电影和音乐、GPS导航、移动互联网使用、无线连接技术、如WLAN和蓝牙，和更多功能。在此，智能电话通常配设高性能的处理器并且配设足够大的存储器容量，使得所述智能电话能够无问题地且充分快速地承担控制系统的附加的控制任务。因此，通过应用智能电话能够将用于对交通工具配设根据本发明的控制系统的附加成本保持得极其低。于是，通过移动式设备、即智能电话提供控制系统的最耗费的进而成本最密集的控制系统，即运算单元和对其所需的存储元件和显示器和操作表面。在此，就此而言，与智能电话等同的是：相应的电子设备，所述电子设备不具有电话功能，例如平板电脑等。

在一个尤其优选的设计方案中，在保持设备中设置有至少一个发射和接收元件，移动式的输入和评估设备尤其能够无线地与所述发射和接收元件连接。因此，保持设备就此而言用作为具有自身的控制器的中央单元，所述控制器控制移动式的输入和评估设备和该机构或部件之间的通信。于是通过设置无线的连接，控制系统基本上与制造商无关，因为在输入和评估设备中不必须提供相应的插接连接器。尤其在将智能电话用作为移动式的输入和评估设备时，对于无线通信所需要的功能、例如WLAN模块或蓝牙模块通常总归已经被集成。在此，移动式的输入和评估设备的接入能够相对无问题地进行，因为所述输入和评估设备仅必须与设置在保持设备中的发射和接收元件通信，并且不构建到交通工具的机构或部件的自身的连接。因此，将实施耗费保持得低。

优选地，控制系统具有用于检测驾驶员的生物测量数据和尤其无线地将驾驶员的生物测量数据传输给移动式的输入和评估设备的机构，所述机构具有用于显示和评估生物测量数据的功能，其中必要时基于评估，能够由移动式的输入和评估设备自动地生成控制信号。因此，在输入和评估设备中处理并且必要时显示纯与交通工具相关的状态信息，而且也处理和必要时显示用户特定的信息。例如，用于心率测量的胸带能够无线地与输入和评估设备连接，使得显示当前的心率。当现在例如所确定的心率高于可设定的极限值时，移动式的输入和评估设备例如能够在电动自行车中通过相应地促动驱动系统加强对前进运动的支持，使得对用户减负。但是，也能够考虑其他的应用，例如血压监控、疲劳识别等。

优选地，发射和接收元件能够无线地与机构连接，其中发射和接收元件适合于尤其借助标准化的方法进行无线通信。发射和接收元件因此能够不仅与无线的输入和输出设备通信，而且也能够与交通工具的机构通信，其中所述发射和接收元件能够主导机构和移动式的输入和评估设备之间的通信。因此，将发射和接收元件安置在交通工具上也仅受少量限制，因为不需要耗费地布设线路。控制系统的实施耗费与之相应地保持得小。尤其考虑WLAN、蓝牙、3&4、Zigbee等工业标准作为标准化的方法以进行无线传输，其中尤其有利的是：支持用于无线通信的全部标准，以便提供最大的复杂性和面向未来的保障性。

优选地，控制系统具有用于卫星辅助确定位置的机构，所述机构尤其设置在保持设备中。所述机构尤其能够分配给发射和接收元件。于是，卫星辅助确定位置例如能够结合用于卫星辅助导航的地图数据一起应用。

当然，尤其优选的是：在保持设备中设置有失窃警报装置，所述失窃警报装置尤其具有位置跟踪器。在此，利用卫星辅助确定位置，并且例如在位置无意变化时，如果输入和和评估设备不与保持设备耦联的话，那么经由安装在保持设备中的GPS模块将相应的消息发送给移动式的输入和评估设备。失窃警报装置也还能够包括其他的元件，例如加速度传感器和/或声音报警器。

优选地，移动式的输入和评估设备具有地图显示装置，其中尤其包括卫星辅助的导航。因此，移动式的输入和评估设备除了对于控制交通工具的驱动系统所需要的能力之外，也提供用于自动的、卫星辅助的导航的全部功能。这尤其在常见的智能电话中是毫无疑问可行的，因为存储器容量还有运算能力是足够高的，并且通常例如已经集成GPS模块和无线的通信技术。由此，将需要用于提供全部功能的设备的数量保持得小。

优选地，电子部件包括：用于进行马达控制的部件，电子电路装置，用于影响弹簧刚度的作动器，用于改变鞍座高度的作动器和/或光控制装置。因此，在陆基的交通工具中已经可以广泛地影响行驶特性。例如，经由两个私服马达调节行驶机构，其中促动原则上能够自动地通过输入和评估设备来进行，所述输入和评估设备例如基于地图数据或测量值来了解：例如所述交通工具是否上坡或下坡行驶，或者存在何种路面状态。在水上交通工具中，必要时还能够添加自动的控制的可能性，例如自动驾驶。对此，需要如下电子部件，所述电子部件能够影响行驶方向，例如用于调节方向舵偏角的作动器。但是，控制系统能够根据需要也还具有其他的、在此未列出的电子部件。

机构优选包括：转速传感器，速度传感器，踏板频率传感器、压缩空气传感器、用于检测充电容量的传感器和/或用于检测输出功率的传感器。因此，已经能够调出多种状态信息，使得大范围自动化的控制是可行的。也能够为用户提供多种信息。根据需要也还能够设有其他的机构，例如高度传感器或温度传感器。其他的机构能够以驱动器组件的形式用于促动电子部件。当该机构首先与发射和接收元件通信并且将信号从那里才转发给移动式的输入和评估设备时，多个用于输入和评估设备的机构的联接才不是特别的负担。更确切地说，对所述机构和必要时也对电子部件、优选发射和接收元件中的电子部件进行编址，使得能够与软件相关地在输入和评估设备中进行实施。实施耗费保持得如此小，并且将可应用的输入和评估设备方面的可变性保持得高。例如，对此能够应用具有每个任意操作系统的智能电话。

在一个优选的改进形式中，将电能量存储器设置在保持设备中，所述电能量存储器尤其用于对保持在保持设备中的移动式的输入和评估设备进行能量供应。在此，电能量存储器也能够用于对发射和接收元件进行能量供应，使得能够自由地安放保持设备，而没有必须经由线路与交通工具的任意部件连接。在此，保持设备也能够毫无问题地安装在运动的元件、例如转向器上。因此，毫无问题可行的是：移动式的输入和评估设备在保持设备中安装在可良好触及的且可见的区域中。此外，电能量存储器能够用于对移动式的输入和评估设备进行能量供应。因此，克服通常存在的缺点，即在移动式的输入和评估设备中、尤其智能电话中应用的电池的容量是极其受限的。因此，借助于保持设备之内的电能量存储器能够实现可接受的运行时间。例如，因此能够将运行维持超过八个小时。

优选地，移动式的输入和评估设备具有用于计算剩余有效距离的功能。这尤其在具有电驱动器的交通工具中、例如电动自行车中是尤其有帮助的，因为对电存储器进行再充电不是到处都可以毫无问题进行的，并且还需要相对多的时间，其中所述电存储器用于对电驱动器供电。在此，例如也能够设有其他的功能，以便延长剩余有效距离，例如对最大可调用的功率进行限制。此外能够提出：为了计算剩余有效距离，访问存储的地图数据，尤其在前路线的形貌，以便实现极其精确的剩余距离计算。

有利地，控制系统具有遥控模块，所述遥控模块尤其能够无线地与移动式的输入和评估设备连接。经由这种遥控模块于是能够操作移动式的输入和评估设备，而不必触摸所述移动式的输入和评估设备。遥控模块因此大致对应于多功能控制装置，如其例如从机动车的相应的转向轮中已知。在此，例如可行的是：遥控模块设有触摸按键，以便也实现用手套进行操作。这尤其在将智能电话用作为输入和评估设备时是有利的，所述智能电话通常配设有触敏显示器，所述触敏显示器不允许借助手套进行操作。此外，遥控模块能够安装成，使得为了操作而不必松开交通工具的、尤其电动自行车的转向器。这尤其在如下情况下是可行的：即遥控模块能够借助拇指操作，并且能够安装在存在于自行车转向器上的转向把手旁边。

在用于控制交通工具、尤其电动交通工具的方法中，其中所述交通工具具有根据权利要求1至14中任一项所述的控制系统，根据本发明提出：经由固定在交通工具上的机构检测状态信息，并且将状态信息传输给移动式的输入和评估设备，其中在移动式的输入和评估设备中评估状态信息，并且生成用于控制交通工具的电子部件的控制信号。因此，固定地与交通工具连接的控制单元不用于评估状态信息以及生成控制信号，而是移动式的输入和评估设备用于评估状态信息以及生成控制信号，此外，所述移动式的输入和评估设备还能够具有其他的功能。特别地，在此，能够将移动式的输入和评估设备用于控制不同的交通工具，其中由用户将所述移动式的输入和评估设备与各应用的交通工具进行耦联。因此不需要：为每个车辆集成自身的、固定式的且完整的控制系统。相反，寻求分散式的解决方案。因此，将交通工具的制造耗费保持得小，并且通过应用通常总归存在的移动式的输入和评估设备，提供用于控制交通工具的电子部件的成本适宜的解决方案。

在此尤其优选的是：将智能电话用作为移动式的输入和评估设备。智能电话通常总归存在，并且刚好预先指定用于移动使用。在此，通常，所述智能电话具有足够的运算能力和存储容量，以便执行其他的程序，需要所述程序以控制交通工具的电子部件。通过应用智能电话将用于剩余的控制系统的耗费进而成本保持得低，其中所述只能电话具有由此提供的运算能力和由此同样提供的用户界面，如触敏的显示器。

在此尤其优选的是：由移动式的输入和评估设备生成用于交通工具的电驱动系统的控制信号，其中将状态信息从电驱动系统传输给移动式的输入和评估设备。因此，移动式的输入和评估设备不仅用于显示状态信息，而且也用于生成用于交通工具的电驱动系统的控制信号，其中所述状态信息经由不同的传感器来检测。例如能够为伺服电机、断路器、照相机、传感器等生成其他的控制信号。因此，必要时能够完全取消附加的、固定地与车辆连接的控制器，但是或者配设有较低的性能，使得所述控制器相应地成本更加低。

在一个优选的设计方案中，将信号从移动式的输入和评估设备无线地传输给发射和接收元件，所述发射和接收元件设置在用于移动式的输入和评估设备的保持设备中，其中将信号从发射和接收元件尤其无线地转发给机构。通过应用用于无线传输的标准化的协议，大量的移动式的输入和评估设备能够与制造商无关地与发射和接收元件通信，而不必须实现相应的、有线连接的界面，所述界面通常必须是设备特定的。由此，获得高的可变性。发射和接收元件将由输入和评估设备生成的信号随后转换成相应的、可由机构应用的信号。相同的内容意义上适用于由机构接收的信息，所述信息转换成用于输入和评估设备的相应的信号。与之相应地，在发射和接收元件中对机构进行编址，使得将移动式的输入和评估设备的实施保持得简单。在发射和接收元件之间无线地传输信号实现简单地移除或添加其他的机构和功能。此外，能够放弃耗费地布设线缆，并且相应自由地定位发射和接收元件，或用于输入和评估设备的保持设备。

优选地，将在输入和评估设备中可用的运算能力至少用于如下运算能力的绝大部分，所述运算能力需要用于控制交通工具、尤其电驱动系统。尤其在常见的智能电话中总归提供相应的运算能力。因此，其余的控制系统能够极其简单地且成本适宜地构成。

优选地，为了实现功能在移动式的输入和评估设备应用开源软件。因此，能够相对简单地扩展控制系统的功能，并且匹配于变化的需求。此外，由此将用于控制系统的成本保持得小。

有利地，在移动式的输入和评估设备中，基于由机构获得的状态信息自动地生成控制信号，所述控制信号尤其控制电驱动器的功率输出、弹簧刚度和/或电驱动系统的响应特性。因此，移动式的输入和评估设备能够相对强地影响交通工具的行驶特性。通过自动地生成控制信号，在此实现高的舒适度。在此，控制能够进行成，使得所生成的数据能够用于不同的辅助目的，或用于游戏化，例如用于在“相识的”系统之间进行数据交换。

下面，根据优选的实施例结合附图详细描述本发明。其中示出：

图1示出控制系统的第一实施方式的示意结构，

图2示出控制系统的第二实施方式的示意结构，和

图3示出控制系统的第三实施方式的示意结构。

在图1中示意地示出用于陆上交通工具或水上交通工具的、尤其用于电驱动交通工具的、例如电动自行车的根据本发明的控制系统1。控制系统1包括移动式的输入和评估设备2作为主要部件，所述输入和评估设备提供对于运行控制系统1所需要的运算能力和附加地提供操作界面。输入和评估设备2构成为智能电话，例如构成为iPhone或三星的Galaxy，并且与之相应地具有用于显示信息以及作为用户界面的触敏的显示器，经由所述触敏的显示器能够由用户执行输入。发射和接收元件4用于在输入和评估设备2和机构5a至5e之间传输信号信息，所述机构包括通信机构6a至6b，以便能够无线地与发射和接收元件4进行通信。借助于机构5a-5c能够促动电子部件17-17c、例如断路器、电驱动系统、私服电机、照相机等。于是机构5a-5c与所属的通信机构6a-6c实现经由无线标准、例如Zigbee、蓝牙、WLAN等进行通信。发射和接收元件4与之相应地具有通信元件7a至7e。

即使在所示出的示意的结构中通信元件7a至7e的数量与机构5a至5e的数量一致，这本身也不是必需的。更确切地说，唯一的通信元件能够与多个机构连接。高数量的通信元件7a至7e仅用于说明不同的、可应用的无线电标准，所述无线电标准不必须全部集成在发射和接收元件4中。

发射和接收元件4安装在保持设备16中，所述保持设备具有移动式的输入和评估设备的形状配合的容纳部。在交通工具运行时，移动式的输入和评估设备与之相应地能够可靠地保持在保持设备中。

此外，发射和接收元件4包括用于卫星辅助位置确定的机构8，尤其GPS/GSM模块。此外，设有例如构成为电池的电能量存储器9、照相机10、控制器11以及控制部件12。必要时，能够经由断路器13接通和断开电能量存储器9和控制器11之间的能量供应。与之相应地，能够激活控制系统1或者在不使用时关断。

在该实施例中，在发射和接收元件4和移动式的输入和评估设备2之间，设有有线连接的通信。对此，线路14与相应的端子插头引入到输入和评估设备2的端子插座中。于是，经由线路14进行出自能量存储器9中的电能量供应，并且还在输入和评估设备2和发射和接收元件4或控制器11之间传输控制信号和状态信息。于是，控制器11将所接收的控制信号转换成用于机构5a至5c的相应的信号，所述机构随后用作为驱动器级。相反，所述控制器将由机构5d和5e接收到的信号转换成相应的、可由输入和评估设备2应用的数据。因此，发射和接收元件4为中央单元，其中所述发射和接收元件集成在用于移动式的输入和评估设备2的保持设备中，其中所述中央单元用于在移动式的输入和评估设备2和机构5a至5e或者交通工具的部件17a至17c之间进行通信。在此，将移动式的输入和评估设备2的运算能力用于主要的控制任务、尤其生成控制信号。

在图1中示出的实施例中，在移动式的输入和评估设备2以及发射和接收元件4之间以线连接的方式进行通信，这通过实线线路示出。发射和接收元件4和机构6a至6e之间的通信相反无线地经由相应的标准，例如蓝牙、WLAN等进行。因此，毫无问题可行的是：对控制系统1扩展其他的部件或者移除个别部件。发射和接收元件以及各个部件5a至5e之间的空间上的分离能够通过无线的通信毫无问题地跨接。实施和加装耗费因此保持得小。

现在，图2示意地示出根据本发明的控制系统1的另一实施例的结构，所述结构与图1中示出的结构的区别基本上在于：移动式的输入和评估设备2无线地与发射和接收元件4通信。附加地，经由以及供应线路15进行线连接的能量供应。发射和接收元件4以及输入和评估设备2之间的无线通信于是优选同样经由常见的工业标准、例如WALN或蓝牙进行。由此，当移动式的输入和评估设备2还没有容纳在保持设备16中时，通信或控制已经就是可行的。此外，与制造商无关地应用输入和评估设备2是可行的，因为所述输入和评估设备仅必须提供标准化的、无线的传输，然而其中不必须考虑特定的端子插头或端子插座。

在图3中示出控制系统1的另一简化结构，其中移动式的输入和评估设备2部分地直接且无线地与机构5b至5d和相应的部件17b和17c通信。附加地，在输入和评估设备2和发射和接收元件4之间无线地进行通信，并且从那里又与机构6a和部件5a进行通信。此外，发射和接收元件4不具有用于卫星辅助确定位置的机构。更确切地说，将存在于输入和评估设备2中的GPS模块用于位置确定。所述GPS模块总归尤其存在于常见的智能电话中。

本发明不限制于上面描述的实施例。相反，其能够以多样的方式变化。因此，能够设有不同的标准来无线地进行通信。也能够考虑的是：发射和接收元件4以线连接的方式与机构6a至6e或部件7a至17c连接。也能够根据相应的要求相对自由地选择机构和部件的数量。

用于交通工具的、尤其用于具有电驱动系统的交通工具的、如电动自行车的根据本发明的控制系统提供便宜的、可借助低的耗费实现的解决方案。在此，将通常总归存在的移动式的输入和评估设备、如智能电话或平板PC用作为主要部件。部分地总归存在控制系统的要固定地与相应应用的交通工具连接的部件、即尤其发射和接收元件以及机构和电子部件，但是部分地也能在没有大的耗费的情况下安装。在此，经由移动式的输入和评估设备、尤其智能电话，实现具有新型的显示和操作设计的全部电子部件的便宜的联网解决方案。特别地，能够由驾驶员还有交通工具和移动式的输入和评估设备的周围的人检测和评估状态信息。

在此，移动式的输入和评估设备本身集成多种功能，例如，在电动自行车中集成自行车计算机的功能、电话的功能、音乐播放的功能、光控制、用于变速的操作、弹簧特性的调节、鞍座高度的调节等。在此，通过附加的软件得到简单的可扩展性。

因此，根据本发明的控制系统为交通工具系统的无线的、联网的控制装置，所述控制装置基于移动式的输入和评估设备、例如智能电话。在此，控制系统能够通过将这种控制系统、即提供运算能力的计算机的最昂贵的元件转移到总归存在的设备中、例如智能电话中的方式，能够实现极其成本适宜的、不那么耗费的制造。在此，经由相应的机构、如传感器检测交通工具数据还有驾驶员数据，并且智能控制装置借助于移动式的输入和评估设备中的软件进行评估。附加地，能够设有卫星辅助的防盗保护装置，以及附加的能量供应装置，以便延长移动式的输入和评估设备的运行持续时间。此外，能够经由移动式的输入和评估设备可选地也进行电驱动系统的控制。因此，控制装置的要固定地与相应的交通工具安装的元件能够相对成本适宜地制成。在此，尤其能够可行的是：控制各个部件、例如马达、传感器、照相机和驱动器。

全部从权利要求、说明书和附图中得出的特征和优点，连同结构上的细节、空间设置和方法步骤本身也能够以极其不同组合的方式是本发明的实质内容。

符号说明

1 控制系统

2 输入和评估设备

3 显示器

4 发射和接收元件

5a-5e 机构

6a-6e 通信机构

7a-7e 通信元件

8 用于卫星辅助通信的机构

9 电能量存储器

10 照相机

11 控制器

12 控制部件

13 断路器

14 线路

15 供应线路

16 保持设备

17a-17c 电子部件。