DE102010003252A1

DE102010003252A1 - Fahrzeug

Info

Publication number: DE102010003252A1
Application number: DE102010003252A
Authority: DE
Inventors: Dr. Schell Marco
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2011-09-29

Abstract

Es wird ein Fahrzeug vorgeschlagen mit einer elektrischen Schnittstelle zur Verbindung mit einem elektrisch betriebenen Kleinfahrzeug, wobei das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug mittels der elektrischen Schnittstelle aufladbar ist. Weiterhin wird ein entsprechendes Verfahren angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer elektrischen Schnittstelle zum Laden eines elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs sowie ein Verfahren zum Laden des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs.
Elektrische Automobile, insbesondere Automobile mit (unterstützendem) Elektroantrieb sind bekannt. Darüber hinaus sind z. B. parallele, leistungsverzweigte und serielle Hybridantriebe bekannt. Insbesondere ist ein Range-Extender (auch bezeichnet als ”Reichweitenverlängerer”) bekannt, der als ein zusätzliches Aggregat in einem Elektrofahrzeug die Reichweite des Fahrzeugs erhöht. Beispielsweise kann es sich bei dem Range Extender um einen Verbrennungsmotor handeln, der einen Generator antreibt, der einen Energiespeicher und einen Elektromotor versorgt.
Weiterhin sind elektrisch betriebene Zweiräder oder Roller bekannt.
Die zunehmende Elektrifizierung der Mobilität bezogen auf Automobile sowie Zweiräder bedeutet für den Benutzer, dass er sich um separate Ladevorgänge kümmern muss bzw. benötigt der Benutzer eine Infrastruktur zum Aufladen des elektrisch betriebenen Autos sowie des elektrisch betriebenen Zweirads. Dies ist umständlich, benötigt Platz und ist von der Bedienung unkomfortabel. Insbesondere kann der Benutzer leicht vergessen, z. B. das elektrisch betriebene Zweirad aufzuladen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und eine Lösung zu schaffen, die insbesondere eine komfortable Handhabung elektrisch betriebener Kleinfahrzeuge, z. B. Zweiräder, ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Fahrzeug angegeben

– mit einer elektrischen Schnittstelle zur Verbindung mit einem elektrisch betriebenen Kleinfahrzeug,
– wobei das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug mittels der elektrischen Schnittstelle aufladbar ist.

Somit kann vorteilhaft von dem Fahrzeug die Aufladung des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs übernommen werden, ohne dass sich ein Benutzer darum kümmern muss.
Hierbei sei angemerkt, dass die elektrische Schnittstelle (elektrisch) auch kontaktlos ausgeführt sein kann. Beispielsweise kann die Energieübertragung auch induktiv erfolgen (z. B. durch einen trennbaren Transformator).
Eine Weiterbildung ist es, dass das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug eines der folgenden Fahrzeuge ist:

– ein Zweirad, insbesondere ein Fahrrad oder ein Segway, mit Elektromotor;
– ein Roller mit Elektromotor;
– ein Dreirad mit Elektromotor;
– ein Skateboard mit Elektromotor;
– ein Quad mit Elektromotor;
– ein Zweirad mit Elektromotor;
– ein Motorrad mit Elektromotor;
– ein Golfcart mit Elektromotor.

Bei dem Motorrad kann es sich z. B. um ein Mofa, Moped o. ä. mit Elektromotor handeln.
Eine andere Weiterbildung ist es, dass das Fahrzeug ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeug mit mindestens einem Elektromotor, ist.
Das Fahrzeug kann auch einen Verbrennungsmotor, z. B. einen Range-Extender, aufweisen. Auch kann das Fahrzeug mit einem Hybridantrieb ausgestattet sein.
Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass das Fahrzeug eine Halterung zur Aufnahme des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs aufweist.
Insbesondere kann über die Halterung die elektrische Verbindung zwischen dem Fahrzeug und dem elektrisch betriebenen Kleinfahrzeug hergestellt werden.
Eine Weiterbildung besteht darin, dass die Halterung in oder an dem Fahrzeug vorgesehen ist.
Ferner ist es eine Weiterbildung, dass das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug in der Halterung sicherbar ist.
Insbesondere kann das Kleinfahrzeug in der Halterung arretiert und mit einem Schließmechanismus gesichert werden. So kann auch ein an dem Fahrzeug befestigtes Kleinfahrzeug von Unbefugten nicht ohne Aufwand gestohlen werden.
Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung umfasst die elektrische Schnittstelle eine Kommunikationsschnittstelle zur Datenübertragung zwischen dem Fahrzeug und dem elektrisch betriebenen Kleinfahrzeug.
Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass das Fahrzeug eine Kommunikationsschnittstelle zur Datenübertragung zwischen dem Fahrzeug und dem elektrisch betriebenen Kleinfahrzeug aufweist.
Neben der elektrischen Verbindung, die zur Datenkommunikation genutzt werden kann, kann auch eine gesonderte Kommunikationsschnittstelle vorgesehen sein.
Eine Ausgestaltung ist es, dass die Kommunikationsschnittstelle eine drahtlose oder eine drahtgebundene Schnittstelle ist.
Eine alternative Ausführungsform besteht darin, dass ein Ladezustand eines Energiespeichers des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs über die Kommunikationsschnittstelle abfragbar ist.
Zusätzlich zu dem Ladezustand oder anstatt des Ladezustands können andere Parameter des Energiespeichers abfragbar sein.
Eine nächste Ausgestaltung ist es, dass der Energiespeicher des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs von dem Fahrzeug ladbar ist.
Auch kann ein Energiespeicher des Fahrzeugs von dem Kleinfahrzeug, insbesondere dem Energiespeicher des Kleinfahrzeugs, geladen werden.
Auch ist es eine Ausgestaltung, dass der Energiespeicher des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs von dem Fahrzeug oder über das Fahrzeug geladen wird, wenn ausreichend elektrische Energie zur Verfügung steht.
Eine andere Option besteht darin, dass der Energiespeicher des Kleinfahrzeugs und/oder des Fahrzeugs über mindestens eine Solarzelle (z. B. über ein Solarpanel), die an dem Kleinfahrzeug, an dem Fahrzeug und/oder extern angeordnet bzw. vorhanden sein kann, mit Energie versorgt bzw. geladen wird.
Ausreichend elektrische Energie kann z. B. dann zur Verfügung stehen, wenn ein Energiespeicher des Fahrzeugs einen vorgegebenen Mindestladezustand aufweist oder wenn das Fahrzeug mit einer Stromversorgung verbunden ist oder wenn das Fahrzeug rekuperiert oder wenn das Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (z. B. einem sogenannten Range Extender) betrieben wird.
Eine Weiterbildung besteht darin, dass zwischen einer Steuereinheit des Fahrzeugs und einer Steuereinheit des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs Daten übertragen werden.
Insbesondere können unterschiedliche Arten von Daten übertragen werden, z. B. Navigationsdaten, Telefonfunktionen, Kalenderinformationen, etc. Auch können unterschiedliche Datenstände zwischen den Steuereinheiten synchronisiert werden.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Laden eines elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs über ein Fahrzeug,

– bei dem das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug über eine elektrische Schnittstelle mit dem Fahrzeug verbunden wird und
– bei dem das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug über die elektrische Schnittstelle aufladbar ist.

Eine Weiterbildung ist es, dass von einer Steuereinheit des Fahrzeugs bestimmt wird, ob ausreichend Energie zum Laden eines Energiespeichers des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs vorhanden ist und bei dem gegebenenfalls das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug zumindest teilweise mit elektrischer Energie über das Fahrzeug geladen wird.
Auch ist es eine Weiterbildung, dass ein Ladezustand des Energiespeichers des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs von der Steuereinheit des Fahrzeugs über eine Kommunikationsschnittstelle abgefragt wird.
Abhängig von dem ermittelten Ladezustand kann das Laden des Energiespeichers des Kleinfahrzeugs initiiert oder beendet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen dargestellt und erläutert.
Es zeigen:
1 ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einer Halterung, in die ein elektrisch betriebenes Kleinfahrzeug einsetzbar ist;
2 beispielhaft ein Flussdiagramm mit Schritten einer Ladestrategie zum Laden eines Energiespeichers des Kleinfahrzeugs.
Die vorgeschlagene Lösung ermöglicht eine geometrische bzw. (teilweise) konstruktive Integration eines elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs in bzw. an einem Fahrzeug.
Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein elektrisch betriebenes Fahrzeug oder um ein teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug handeln. Insbesondere kann das Fahrzeug einen Hybridantrieb aufweisen. Auch kann das Fahrzeug einen Verbrennungsmotor, z. B. als sog. Range-Extender, aufweisen.
Vorzugsweise umfasst das Fahrzeug eine Halterung für das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug, wobei beim Einsetzen in die Halterung das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug elektrisch mit dem Fahrzeug verbunden werden kann. Die Halterung kann auch einen Schließ- bzw. Sicherungsmechanismus aufweisen, um ein unberechtigtes Entfernen des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs zu verhindern.
Die elektrische Verbindung kann mindestens eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen, anhand derer eine Übertragung von Daten zwischen dem elektrisch betriebenen Kleinfahrzeug und dem Fahrzeug möglich ist. Auch kann eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle zur Datenübertragung vorgesehen sein.
Über die elektrische Verbindung kann ein Energiespeicher (z. B. mindestens eine wiederaufladbare Batterie) des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs geladen werden. Ein solches Aufladen wird vorzugsweise dann durchgeführt, wenn das Fahrzeug selbst über einen ausreichenden (Mindest-)Ladestand der eigenen Energiespeicher verfügt und/oder das Fahrzeug selbst gerade geladen wird, z. B. über eine Netzversorgung.
Anhand der Kommunikationsschnittstelle zwischen dem Fahrzeug und dem elektrisch betriebenen Kleinfahrzeug kann festgestellt werden, in welchem Ladezustand sich die Energiespeicher des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs befinden. Unter Berücksichtigung der Situation des Fahrzeugs, bzw. einer Kapazität der Energiespeicher des Fahrzeugs, kann daraufhin das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug zumindest teilweise geladen werden.
Über die Kommunikationsschnittstelle zwischen dem Fahrzeug und dem elektrisch betriebenen Kleinfahrzeug können weitere Daten übertragen werden, z. B.: Navigationsdaten, Telefonfunktionen, Kalender- oder sonstige Nutzerdaten. Insbesondere können Daten zwischen dem Fahrzeug und dem elektrisch betriebenen Kleinfahrzeug synchronisiert werden. Dazu weisen das Fahrzeug sowie das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug jeweils Steuereinheiten auf, die über die Kommunikationsschnittstelle Daten austauschen können.
Die datenbezogene Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem elektrisch betriebenen Kleinfahrzeug kann insbesondere über die elektrische Schnittstelle durchgeführt werden, die ggf. auch zum Energietransport (zum Laden des Energiespeichers, z. B. Akkus) verwendet wird. Alternativ ist es möglich, dass eine drahtlose Schnittstelle zur Kommunikation der Daten und/oder zum Laden zwischen dem Fahrzeug und dem elektrisch betriebene Kleinfahrzeug genutzt wird.
Der hier vorgeschlagene Ansatz ermöglicht einen komfortablen, barrierefreien und effizienten Übergang zwischen zwei Mobilitätssystemen, Fahrzeug und elektrisch betriebenem Kleinfahrzeug.
Ein Vorteil besteht darin, dass sich ein Benutzer insbesondere bei einem Fahrzeug mit Elektroantrieb und einem damit verbundenen, z. B. integrierten, elektrisch betriebenen Kleinfahrzeug nicht gesondert um das Laden bzw. den Ladezustand des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs kümmern muss. Er kann jederzeit das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug aus der Halterung des Fahrzeugs entfernen und bewegen.
Eine notwendige Ladestrategie hierfür kann von dem Fahrzeug beigesteuert und ggf. von dem Benutzer angepasst werden.
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugs 101 mit einer Halterung 104, in die ein elektrisch betriebenes Kleinfahrzeug 105 (nachfolgend bezeichnet als ”Kleinfahrzeug”) einsetzbar ist. Das Kleinfahrzeug 105 ist mittels eines Arretierung bzw. Schlosses 106 mit der Halterung 104 lösbar verbindbar und gegen Diebstahl gesichert. Dies ist insbesondere von Vorteil, falls die Halterung 104 mit dem Kleinfahrzeug 105 nicht vollständig im Innenraum des Fahrzeugs 101 untergebracht ist.
Das Fahrzeug 101 weist eine Steuereinheit 102 und einen Energiespeicher 103 (ggf. mit einer entsprechenden Elektronik, nicht in 1 gezeigt) auf. Auch das Kleinfahrzeug 105 weist eine Steuereinheit 111 und einen Energiespeicher 112 (ggf. mit einer entsprechenden Elektronik, nicht in 1 gezeigt) auf. Das Fahrzeug 101 umfasst eine elektrische Schnittstelle 108, die mit einer elektrischen Schnittstelle 110 des Kleinfahrzeugs 105 verbunden ist. Weiterhin weist das Fahrzeug 101 eine Kommunikationsschnittstelle 107 auf, die mit einer Kommunikationsschnittstelle 109 des Kleinfahrzeugs 105 verbunden ist. Beispielhaft sind in 1 die elektrischen und die Kommunikationsschnittstellen separat ausgeführt. Entsprechend können alternativ beide Funktionen über eine einzelne physikalische Schnittstelle geführt werden.
Beispielsweise kann ein Ladestand des Energiespeichers 112 von der Steuereinheit 111 ermittelt und über die Kommunikationsschnittstellen 109, 107 an die Steuereinheit 102 des Fahrzeugs 101 übermittelt werden. Dort kann die Kapazität des Energiespeichers 103 bestimmt werden und abhängig davon eine Energieübertragung von dem Energiespeicher 103 an den Energiespeicher 112 des Kleinfahrzeugs 105 (über die elektrische Schnittstelle 108, 110) veranlasst werden.
Alternativ ist es möglich, dass der Energiespeicher 112 über das Fahrzeug 101 geladen wird, falls das Fahrzeug 101 selbst mit einer Netzspannung verbunden ist und/oder bereits einen vorgegebenen (Mindest)Ladestand erreicht hat.
Auch kann der Energiespeicher 112 des Kleinfahrzeugs geladen werden, wenn das Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (z. B. mit einem Range Extender) betrieben wird und/oder wenn der Ladestand des Energiespeichers 103 einen vorgegebenen Schwellwert erreicht hat.
Somit kann im Rahmen einer automatisierten Ladestrategie sichergestellt sein, dass zunächst der Energiespeicher 103 des Fahrzeugs 101 einen bestimmten Mindestladezustand aufweist, ehe der Energiespeicher 112 des Kleinfahrzeugs geladen wird. Entsprechend könnte eine unterschiedliche Ladestrategie implementiert werden, falls z. B. das Fahrzeug ausschließlich oder größtenteils mit einem Verbrennungsmotor betrieben wird.
Hierbei ist es von Vorteil, dass sich der Nutzer nicht darum kümmern muss, das Kleinfahrzeug aufzuladen. Dies geschieht automatisch im Rahmen der ggf. anpassbaren Ladestrategie.
2 zeigt beispielhaft ein Flussdiagramm mit Schritten einer Ladestrategie zum Laden eines Energiespeichers des Kleinfahrzeugs.
In einem Schritt 201 wird ein Ladestand des Energiespeichers des Kleinfahrzeugs bestimmt und in einem Schritt 202 wird von dem Fahrzeug ermittelt, ob die Ladekapazität des Fahrzeugs, z. B. des Energiespeichers, ausreicht, um den Energiespeicher des Kleinfahrzeugs zumindest teilweise aufzuladen. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt 203 der Energiespeicher des Kleinfahrzeugs geladen, vorzugsweise solange bis dieser voll ist oder solange bis eine Mindestladekapazität des Fahrzeugs erreicht oder unterschritten wird. Dann wird vorzugsweise der Ladevorgang unterbrochen bis bei dem Fahrzeug wieder genug Ladekapazität zur Verfügung steht.
Ergibt der Schritt 202, dass nicht genug Ladekapazität bei dem Fahrzeug zur Verfügung steht, um den Energiespeicher des Kleinfahrzeugs zu laden, so wird die Ladekapazität des Fahrzeugs in einem Schritt 204 (weiter) gesteigert, z. B. indem der Energiespeicher des Fahrzeugs weiter geladen wird, oder es wird abgewartet, bis (wieder) ausreichend Ladekapazität von dem Fahrzeug bereitgestellt werden kann, um den Energiespeicher des Kleinfahrzeugs (weiter) zu laden. Dies kann z. B. der Fall sein, wenn das Fahrzeug über eine Netzspannung aufgeladen oder mittels eines Verbrennungsmotors betrieben wird.
Bezugszeichenliste

101: Fahrzeug
102: Steuereinheit des Fahrzeugs 101
103: Energiespeicher des Fahrzeugs 101
104: Halterung
105: (elektrisch betriebenes) Kleinfahrzeug
106: Arretierung bzw. Schloss
107: Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs 101
108: elektrische Schnittstelle des Fahrzeugs 101
109: Kommunikationsschnittstelle des Kleinfahrzeugs 105
110: elektrische Schnittstelle des Kleinfahrzeugs 105
111: Steuereinheit des Kleinfahrzeugs 105
112: Energiespeicher des Kleinfahrzeugs 105
201–203: Schritte einer Ladestrategie für einen Energiespeicher des Kleinfahrzeugs

Claims

Fahrzeug – mit einer elektrischen Schnittstelle zur Verbindung mit einem elektrisch betriebenen Kleinfahrzeug, – wobei das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug mittels der elektrischen Schnittstelle aufladbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, bei dem das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug eines der folgenden Fahrzeuge ist: – ein Zweirad, insbesondere ein Fahrrad oder ein Segway, mit Elektromotor; – ein Roller mit Elektromotor; – ein Dreirad mit Elektromotor; – ein Skateboard mit Elektromotor; – ein Quad mit Elektromotor; – ein Zweirad mit Elektromotor; – ein Motorrad mit Elektromotor; – ein Golfcart mit Elektromotor.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Fahrzeug ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeug mit mindestens einem Elektromotor, ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Fahrzeug eine Halterung zur Aufnahme des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 4, bei dem die Halterung in oder an dem Fahrzeug vorgesehen ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei dem das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug in der Halterung sicherbar ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die elektrische Schnittstelle eine Kommunikationsschnittstelle zur Datenübertragung zwischen dem Fahrzeug und dem elektrisch betriebenen Kleinfahrzeug umfasst.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Fahrzeug eine Kommunikationsschnittstelle zur Datenübertragung zwischen dem Fahrzeug und dem elektrisch betriebenen Kleinfahrzeug aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 8, bei dem die Kommunikationsschnittstelle eine drahtlose oder eine drahtgebundene Schnittstelle ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem ein Ladezustand eines Energiespeichers des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs über die Kommunikationsschnittstelle abfragbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 10, bei dem der Energiespeicher des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs von dem Fahrzeug ladbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 11, bei dem der Energiespeicher des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs von dem Fahrzeug oder über das Fahrzeug geladen wird, wenn ausreichend elektrische Energie zur Verfügung steht.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen einer Steuereinheit des Fahrzeugs und einer Steuereinheit des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs Daten übertragen werden.
Verfahren zum Laden eines elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs über ein Fahrzeug, – bei dem das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug über eine elektrische Schnittstelle mit dem Fahrzeug verbunden wird und – bei dem das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug über die elektrische Schnittstelle aufladbar ist.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem von einer Steuereinheit des Fahrzeugs bestimmt wird, ob ausreichend Energie zum Laden eines Energiespeichers des elektrisch betriebenen Kleinfahrzeugs vorhanden ist und bei dem gegebenenfalls das elektrisch betriebene Kleinfahrzeug zumindest teilweise mit elektrischer Energie über das Fahrzeug geladen wird.