Die Erfindung betrifft ein Personenfahrzeug für eine bis zwei Personen.The invention relates to a passenger vehicle for one to two people.
Am Markt existiert eine Vielzahl an Beförderungsmöglichkeiten, welche an unterschiedliche Zielgruppen gerichtet sind. Insbesondere in Ballungszentren, aber auch in kleineren Ortschaften, wo die zurückgelegten Strecken kürzer sind, besteht der Bedarf, möglichst sicher, günstig, ressourcensparend und schnell zum gewünschten Ziel zu kommen, ohne die Parksituation unnötig zu belasten oder zur Bildung von Staus beizutragen. Dabei ist es besonders wichtig, ein auf diese Funktionen reduziertes Fahrzeug mit möglichst niedrigen Kosten herzustellen, bei welchem der Fahrspaß mindestens so hoch ist wie bei vergleichbaren bereits verfügbaren Fahrzeugen.The market has a variety of promotion opportunities, which are aimed at different target groups. Especially in conurbations, but also in smaller towns, where the distances covered are shorter, there is a need as safe, inexpensive, resource-saving and quickly to get to the desired destination, without unnecessarily burdening the parking situation or contribute to the formation of congestion. It is particularly important to produce a reduced to these functions vehicle with the lowest possible cost, in which the driving pleasure is at least as high as in comparable already available vehicles.
Lösungen in dieser Richtung gibt es bereits auf dem Markt, wie beispielsweise der Renault Twizzy, den BMW CLEVER, den BMW C1 oder diverse Elektroroller unterschiedlicher Hersteller. Außerdem gibt es weitere Konzeptstudien wie von Toyota i-Road. Den meisten dieser Lösungen ist es gemein, dass sie nur einige der o. g. geforderten Vorteile anbieten und für die gestellte Aufgabe überentwickelt sind.Solutions in this direction are already available on the market, such as the Renault Twizzy, the BMW CLEVER, the BMW C1 or various electric scooters from different manufacturers. There are also other concept studies such as Toyota i-Road. Most of these solutions have in common that they are just some of the above. offer the required benefits and are overdeveloped for the task.
Eine weitere Lösung wird in der US Patentschrift US7850180 dargestellt. In dieser wird ein Dreirad-Fahrzeug mit einer Neigetechnik präsentiert, welche mit der Beinkraft kontrolliert wird, und mittels eines zusätzlichen Lenkers gelenkt wird. Nachteilig bei dieser Lösung ist die Komplexität der Aufhängung der Vorderräder, welche die Kosten und den notwendigen Wartungsaufwand des Fahrzeugs erhöht, wie auch die Notwendigkeit, einen zusätzlichen, separat steuerbaren Lenker vorzusehen. Außerdem bietet sich das Fahrzeug schlecht an, sämtliche oben genannten Anforderungen zu erfüllen.Another solution is disclosed in the US patent specification US7850180 shown. In this a tricycle vehicle is presented with a tilting technique, which is controlled by the leg power, and is steered by means of an additional handlebar. A disadvantage of this solution is the complexity of the suspension of the front wheels, which increases the cost and the necessary maintenance of the vehicle, as well as the need to provide an additional, separately controllable handlebars. In addition, the vehicle offers poorly to meet all the above requirements.
Aufgabe der folgenden Erfindung ist es, ein günstiges, stabiles und hiermit sicheres Personenfahrzeug für bis zu zwei Personen zu schaffen, welches einfach und intuitiv gelenkt wird, ein hohes Maß an Fahrspaß anbietet, eine überdurchschnittlich gute Übersicht auf die Verkehrslage bietet, einen geringen „Footprint” aufweist, um Vorteile beim Parken zu bieten und die Parkproblematik zu entspannen, bzw. Stausituationen leichter zu umgehen, und einen geringen Energieaufwand für die Fortbewegung erfordert.Object of the following invention is to provide a cheap, stable and thus safe passenger vehicle for up to two people, which is easily and intuitively steered, offers a high level of driving pleasure, provides a better than average overview of the traffic situation, a small footprint To provide parking benefits and to relax the parking problem, or easier to circumvent congestion situations, and requires a small amount of energy for locomotion.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Dabei beinhaltet das Fahrzeug
- – mindestens einen Antrieb;
- – mindestens einen Energiespeicher;
- – eine selbsttragende Karosserie;
• welche Karosserie bei Abbiegevorgängen abschnittsweise oder vollständig neigbar ist;
• in welcher sich der Fahrzeugführer in einer Vorzugsweise aufrechten Position befindet,
• welche Karosserie eine vorder- und eine Hinterachse aufweist;
• wobei eine dieser Achsen, genannt lenkende Achse, sich innerhalb eines Lenkmoduls befindet, welches Lenkmodul
• über zwei koaxial zueinander angeordnete Räder verfügt und
• über mindestens eine weitere, zu der lenkenden Achse senkrecht stehende, Lenkachse mit der Karosserie verbunden ist;
• wobei die Drehung des Lenkmoduls um die o. g. Lenkachse in Bezug auf die Karosserie durch die Ausübung einer Muskelkraft seitens des Fahrers stattfindet
• und diese Bewegung des Lenkmoduls gleichzeitig zu einer stabilen Neigeposition der Karosserie zuzüglich Fahrer in Bezug auf die Fahrbahn führt.
The stated object is achieved by the features specified in the characterizing part of patent claim 1. This includes the vehicle - - At least one drive;
- - At least one energy storage device;
- - a self-supporting body; • which body is partially or fully tiltable during turning operations; • in which the driver is in a preferably upright position, • which body has a front and a rear axle; Wherein one of these axles, called the steering axle, is located inside a steering module, which steering module has two wheels arranged coaxially with one another and is connected to the body via at least one further steering axle which is perpendicular to the steering axle; • wherein the rotation of the steering module about the above-mentioned steering axis with respect to the body takes place by the exercise of a muscle force by the driver • and this movement of the steering module simultaneously leads to a stable tilting position of the body plus driver with respect to the road.
Das Fahrzeug weist eine lenkbare bzw. lenkende Achse sowie ein Lenkmodul und ein daran schwenkbar gekoppeltes Tragmodul auf. Das Tragmodul ist vorzugsweise mit dem Antrieb und/oder einem oder mehreren Sitzen ausgeführt. In vorteilhafter Ausgestaltung umfasst das Tragmodul die Karosserie oder ist durch die Karosserie ausgebildet. Alternativ kann das Tragmodul auch ein Rahmen oder eine Tragstruktur sein, an oder auf der die Karosserie fixiert ist. Durch die drehgelenkige Verbindung zwischen dem Lenkmodul und dem Tragmodul kann bei einer Kurvenfahrt und Beibehaltung der Parallelität der lenkenden Achse zur Fahrbahnoberfläche das Tragmodul in Bezug zur Fahrbahnoberfläche geneigt werden, so dass in einfacher Weise den bei der Kurvenfahrt auftretenden Fliehkräften entgegengewirkt wird.The vehicle has a steerable or steering axle and a steering module and a support module pivotally coupled thereto. The support module is preferably designed with the drive and / or one or more seats. In an advantageous embodiment, the support module comprises the body or is formed by the body. Alternatively, the support module may also be a frame or a supporting structure, on or on which the body is fixed. Due to the pivotal connection between the steering module and the support module, the support module can be tilted in relation to the road surface when cornering and maintaining the parallelism of the steering axis to the road surface, so that the centrifugal forces occurring during cornering are counteracted in a simple manner.
Bei einer lenkenden Vorderachse ist es zusätzlich vorteilhaft, wenn die Lenkachse vorzugsweise in Fahrtrichtung geneigt ist.In a steering front axle, it is additionally advantageous if the steering axle is preferably inclined in the direction of travel.
Bei einer lenkenden Hinterachse ist es vorteilhaft, wenn die Lenkachse vorzugsweise entgegen der Fahrtrichtung geneigt ist.In a steering rear axle, it is advantageous if the steering axle is preferably inclined counter to the direction of travel.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die lenkende Achse in einem separaten Lenkmodul untergebracht wird. Dieses Lenkmodul ist ferner über die Lenkachse mit der Hauptkarosserie des erfindungsgemäßen Fahrzeugs verbunden. Dabei weist das Lenkmodul eine geringere räumliche Ausdehnung als die Fahrzeugkarosserie.Furthermore, it is advantageous if the steering axle is accommodated in a separate steering module. This steering module is also connected via the steering axle with the main body of the vehicle according to the invention. In this case, the steering module has a smaller spatial extent than the vehicle body.
Vorzugsweise ist dabei das Lenkmodul über mindestens eine weitere, zu der lenkenden Achse senkrecht verlaufende Lenkachse mit der Karosserie verbunden. Preferably, the steering module is connected via at least one further, to the steering axis perpendicular steering axis with the body.
Die Drehung des Lenkmoduls um die Lenkachse sollte vorzugsweise durch die Ausübung von Muskelkraft einer Bedienperson bzw. eines Fahrers ausführbar sein.The rotation of the steering module about the steering axis should preferably be executable by the exercise of muscle power of an operator or a driver.
Beide lenkende Räder können jeweils über eine starre Achse innerhalb des Lenkmodulsaufgenommen werden. In diesem Fall sind beide Räder vorwiegend axial zueinander und zur lenkenden Achse angebracht, es sei denn, die weisen noch zusätzliche Radspur/Radsturz, welche für eine definierte Abweichung von der Axialität sorgen.Both steering wheels can each be received via a rigid axle within the steering module. In this case, both wheels are mounted mainly axially to each other and the steering axis, unless the wise still additional wheel track / camber, which provide a defined deviation from the axiality.
Denkbar ist es ebenfalls, die lenkenden Räder durch eine Art Parallelogramm derart gelenkig im Lenkmodul aufzunehmen, dass sie eine seitliche Kippbewegung relativ zur lenkenden Achse vollziehen können, bzw. eine Schräglage zur Fahrbahn einnehmen können. Dabei bleiben sie weitgehend parallel zueinander, es sei denn, sie werden zusätzlich mit Radspur/Radsturz aufgehängt.It is also conceivable to incorporate the steering wheels by a kind of parallelogram so articulated in the steering module that they can perform a lateral tilting movement relative to the steering axis, or can take an inclined position to the roadway. They remain largely parallel to each other, unless they are additionally hung with wheel track / camber.
Zusätzlich ist es möglich, die Lenkräder gefedert und gedämpft innerhalb des Lenkmoduls aufzuhängen. In diesem Fall können die einzelnen Achsen beider Lenkräder aufgrund der Federung aus der Axialität zueinander abweichen.In addition, it is possible to suspend the steering wheels sprung and damped within the steering module. In this case, the individual axes of both steering wheels may differ from each other due to the suspension of the axiality.
Außerdem ist es denkbar, das Lenkmodul mittels eines weiteren Kardangelenks an die Karosserie anzubinden, welches Kardangelenk über die Lenkachse mit dem Lenkmodul verbunden ist, und über eine weitere Achse (Nickachse) mit der Karosserie drehbar gelagert wird.It is also conceivable to connect the steering module by means of a further universal joint to the body, which universal joint is connected via the steering axis with the steering module, and via a further axis (pitch axis) is rotatably mounted with the body.
Möglich ist es ebenfalls, dass das Kardangelenk über die Lenkachse mit der Karosserie verbunden ist und über die weitere Achse (Nickachse) mit dem Lenkmodul verbunden ist.It is also possible that the universal joint is connected to the body via the steering axle and connected via the further axis (pitch axis) with the steering module.
Dabei ist die weitere Achse (Nickachse) parallel zur lenkenden Achse, welche die Mittelpunkte beider Räder verbindet. Hiermit ist es möglich, das Lenkmodul über diese Nickachse in Bezug auf die Karosserie zu drehen.The other axis (pitch axis) is parallel to the steering axis, which connects the centers of both wheels. This makes it possible to rotate the steering module about this pitch axis with respect to the body.
Des Weiteren ist es sehr vorteilhaft, dass sich diese weitere Nickachse weitgehend koaxial zur lenkenden Achse befindet.Furthermore, it is very advantageous that this additional pitch axis is largely coaxial with the steering axis.
Besonders wichtig für die Stabilität ist es, wenn die Nickachse näher an die Fahrbahn liegt als die lenkende Achse.Particularly important for stability is when the pitch axis is closer to the road than the steering axis.
Außerdem ist es denkbar, den Winkel um die Nickachse zwischen Lenkmodul und Karosserie über die Ausübung eines Drehmoments am Lenkmodul um die Nickachse zu verändern.In addition, it is conceivable to change the angle about the pitch axis between the steering module and the body via the exercise of a torque on the steering module about the pitch axis.
Möglich ist es noch, über eine nicht näher beschriebene Auswertungselektronik die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu ermitteln und über eine weitere, nicht näher beschriebene Aktuatorik den Winkel um die Nickachse zwischen Lenkmodul und Karosserie zu verändern.It is still possible to determine the speed of the vehicle via an evaluation electronics not described in more detail and to change the angle about the pitch axis between the steering module and the body via a further, not described actuator.
Denkbar ist es, die Änderung vom Nickwinkel direkt mit der Antriebskraft zu koppeln, so dass eine Vergrößerung/Veränderung des relativen Nickwinkels eine Veränderung der am Fahrzeug wirkenden Antriebskraft zur Folge hat.It is conceivable to couple the change in the pitch angle directly with the driving force, so that an increase / change in the relative pitch angle results in a change in the driving force acting on the vehicle.
Möglich ist es auch, die Änderung vom Nickwinkel direkt mit der Bremswirkung mindestens einer am Fahrzeug angebrachten Bremse zu koppeln, so dass eine Veränderung des relativen Nickwinkels eine Veränderung der am Fahrzeug wirkenden Bremskraft zur Folge hat.It is also possible to couple the change from the pitch angle directly to the braking effect of at least one brake applied to the vehicle, so that a change in the relative pitch angle results in a change in the braking force acting on the vehicle.
Vorteilhaft ist es, wenn ein definierter Verstellbereich des Nickwinkels mit der Antriebskraft korreliert, während ein anderer Verstellbereich des Nickwinkels mit der Bremskraft korreliert.It is advantageous if a defined adjustment range of the pitch angle correlates with the drive force, while another adjustment range of the pitch angle correlates with the braking force.
Besonders vorteilhaft ist es bei einer lenkenden Vorderachse, wenn der Fahrzeugführer mit beiden Beinen auf dem Lenkmodul steht und einen Teil seines Gewichts darauf ruhen lässt. In diesem Fall ist es möglich, durch eine Kraftausübung mittels der Beine und eine Abstützung am Zusatzrahmen, bzw. an der Fahrzeugkarosserie, einen Drehmoment um die Nickachse oder um die Lenkachse zu erzeugen und eine Verstellung der räumlichen Position zwischen Lenkmodul und Karosserie zu bewirken.It is particularly advantageous in a steering front axle when the driver is standing with both legs on the steering module and a part of its weight resting on it. In this case, it is possible to generate a torque about the pitch axis or about the steering axis by an exertion of force by means of the legs and a support on the additional frame, or on the vehicle body, and to effect an adjustment of the spatial position between the steering module and the body.
Bei einer lenkenden Hinterachse ist es denkbar, weitere Fußablageelemente für die Kontaktierung der Beine des Fahrers vorzusehen, welche bei Einleitung eine Kraft über weitere Übersetzungselemente eine Verstellung des Lenkwinkels oder des Nickwinkels bewirken.In a steering rear axle, it is conceivable to provide further Fußablageelemente for contacting the legs of the driver, which cause an initiation of a force over further translation elements an adjustment of the steering angle or the pitch angle.
Möglich ist es, dabei mindestens einen Handgriff vorzusehen, um einen Kraftfluss entlang Karosserie, Handgriff, Hand, Körper, Beine und Lenkmodul bzw. Fußablageelemente zu erzeugen. Dabei kann der Kraftfluss auch in einer anderen Reihenfolge verlaufen. Hiermit ist es möglich, höhere Kräfte und eine bessere Dynamik bei der Verstellung zwischen Lenkmodul und Karosserie als bei der normalen Variante zu entwickeln.It is possible to provide at least one handle in order to generate a force flow along the body, handle, hand, body, legs and steering module or footrest elements. The power flow can also run in a different order. This makes it possible to develop higher forces and better dynamics in the adjustment between the steering module and the body than in the normal variant.
Zusätzlich ist es sinnvoll, den Handgriff mittels einer weiteren Kraft-Übersetzung an die Karosserie anzubinden, so dass eine Kraftausübung am Handgriff eine Verstellung zwischen Lenkmodul und Karosserie bewirkt. Diese Kraft-Übersetzung kann rein mechanischer Natur sein, aber auch elektromechanischer oder hydraulischer Natur sein.In addition, it makes sense to the handle by means of another force translation to the Tie body so that a force on the handle causes an adjustment between the steering module and the body. This power translation can be purely mechanical in nature, but also be electromechanical or hydraulic nature.
Außerdem ist es möglich, mittels konventionellen Handgriff-Gasgebern die Antriebskraft des Fahrzeugs zu beeinflussen.In addition, it is possible to influence the driving force of the vehicle by means of conventional handle gas generators.
Des Weiteren ist es denkbar, weitere Fuß-Kontaktelemente vorzusehen, welche mittels Ausübung einer Kraft mit einem oder beiden Füßen eine Wirkung auf die Antriebskraft oder die Bremskraft am Fahrzeug entfalten und diese Kräfte beeinflussen. Diese Fuß-Kontaktelemente können je nach Position der lenkenden Achse am Lenkmodul, an den Fußablageelementen oder an der Karosserie angebracht werden.Furthermore, it is conceivable to provide further foot contact elements, which exert an effect on the driving force or the braking force on the vehicle by exercising a force with one or both feet and influence these forces. Depending on the position of the steering axle, these foot contact elements can be attached to the steering module, to the footrest elements or to the bodywork.
Insbesondere ist ein elektrischer Antrieb vorteilhaft, welcher als Radnabenmotor ausgeführt ist.In particular, an electric drive is advantageous, which is designed as a wheel hub motor.
Ferner ist es möglich, einen Verbrennungskraftmotor als Antrieb einzusetzen.Further, it is possible to use an internal combustion engine as a drive.
Möglich ist ferner den Antrieb außerhalb der Antriebsradachse zu platzieren und das Antriebsrad über ein Getriebe anzutreiben.It is also possible to place the drive outside the drive wheel axle and to drive the drive wheel via a transmission.
Vorteilhaft ist es beim Vorhandensein eines elektrischen Antriebs, wenn der Energiespeicher als Batterie ausgeführt wird.It is advantageous in the presence of an electric drive when the energy storage is designed as a battery.
Dabei ist es möglich, dass die Batterie als entnehmbares Modul aufgebaut ist, so dass sie vom Fahrzeug entnommen werden kann und auch außerhalb vom Fahrzeug geladen werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ladeelektronik des Fahrzeugs in der Batterie integriert ist und beide zusammen als Modul vom Fahrzeug entnehmbar sind.It is possible that the battery is constructed as a removable module so that it can be removed from the vehicle and can also be charged outside of the vehicle. It when the charging electronics of the vehicle is integrated in the battery and both can be removed as a module from the vehicle is particularly advantageous.
Zusätzlich ist es möglich, die Ladeelektronik und die Batterie als einzelne, miteinander verbindbare Module auszuführen.In addition, it is possible to perform the charging electronics and the battery as a single, interconnectable modules.
Des Weiteren ist es möglich, ein Energie-Rekuperationssystem zu integrieren, welches die Batterie beim Bremsvorgang auflädt.Furthermore, it is possible to integrate an energy recuperation system, which charges the battery during the braking process.
Vorteilhaft ist ferner, soweit es über dem Fahrer angebrachte Karosserieelemente gibt, einen in diesem Bereich in der Höhe verstellbaren Zusatzrahmen vorzusehen, um optimale Platzverhältnisse für unterschiedliche Körpergrößen der Fahrer zu schaffen. Zusätzlich soll der Sitz in der Höhe ebenfalls verstellbar sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der in der Höhe verstellbare Zusatzrahmen weitere Funktionen des Fahrzeugs wie beispielsweise Beleuchtung, Anzeigeinstrumente oder Rückspiegel beinhaltet.It is also advantageous, as far as there are body parts mounted above the driver, to provide an additional frame which is adjustable in height in this area in order to create optimal space for different body sizes of the driver. In addition, the seat should also be adjustable in height. It is advantageous if the height-adjustable additional frame includes other functions of the vehicle such as lighting, gauges or rearview mirror.
Vorteilhaft ist es noch, eine weitere Sitz- oder Stehmöglichkeit für einen weiteren Fahrzeuginsassen vorzusehen. Dieser Insasse sitzt vorzugsweise und befindet sich hinter dem Fahrzeugführer.It is also advantageous to provide a further seating or Stehmöglichkeit for another vehicle occupants. This occupant is preferably sitting and is behind the driver.
Des Weiteren ist es denkbar, einen Abstellplatz für Gepäck vorzusehen, welcher sich räumlich zwischen dem Fahrzeugführer und dem Insassen befindet. Besonders vorteilhaft ist es, das Fahrzeug als Basis für Erweiterungen vorzusehen, so dass weitere Module, welche die Funktionalität erweitern, einfach und ohne Fachkenntnisse hinzugefügt werden können.Furthermore, it is conceivable to provide a parking space for luggage, which is located spatially between the driver and the occupant. It is particularly advantageous to provide the vehicle as a basis for expansions, so that further modules which extend the functionality can be added easily and without expertise.
Anhand der Zeichnungen werden einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:With reference to the drawings, some embodiments of the subject invention will be explained. Show it:
1 eine Seitenansicht des Fahrzeugs 1 a side view of the vehicle
2 eine Draufsicht des Lenkmoduls senkrecht zur Lenkachse 2 a plan view of the steering module perpendicular to the steering axis
3 eine Draufsicht des Fahrzeugs 3 a plan view of the vehicle
4 eine Seitenansicht des Fahrzeugs 4 a side view of the vehicle
5 eine Seitenansicht des Lenkmoduls 5 a side view of the steering module
6 eine Frontalansicht des Lenkmoduls 6 a frontal view of the steering module
7 eine weitere Frontalansicht des Lenkmoduls 7 another frontal view of the steering module
8 eine Seitenansicht des Lenkmoduls 8th a side view of the steering module
9 eine Seitenansicht des Lenkmoduls (9a – erste Variante; 9b – zweite Variante) 9 a side view of the steering module ( 9a - first variant; 9b - second variant)
10 eine Seitenansicht des Lenkmoduls 10 a side view of the steering module
11 eine Seitenansicht des Lenkmoduls 11 a side view of the steering module
12 eine Seitenansicht des Lenkmoduls 12 a side view of the steering module
13 eine Seitenansicht der Lenkachse 13 a side view of the steering axle
14 eine Seitenansicht des Fahrzeugs 14 a side view of the vehicle
15 eine Draufsicht des Lenkmoduls senkrecht zur Lenkachse 15 a plan view of the steering module perpendicular to the steering axis
16 eine Seitenansicht des Lenkmoduls 16 a side view of the steering module
17 eine Seitenansicht des Fahrzeugs 17 a side view of the vehicle
18 eine Seitenansicht des Fahrzeugs 18 a side view of the vehicle
19 eine Draufsicht des Fahrzeugs 19 a plan view of the vehicle
20 eine Seitenansicht des Fahrzeugs 20 a side view of the vehicle
21 eine Seitenansicht des Fahrzeugs 21 a side view of the vehicle
22 eine Seitenansicht des Lenkmoduls 22 a side view of the steering module
23 eine Seitenansicht des Lenkmoduls 23 a side view of the steering module
24 eine Seitenansicht des Fahrzeugs 24 a side view of the vehicle
25 eine Seitenansicht des Fahrzeugs 25 a side view of the vehicle
26 eine Seitenansicht des Fahrzeugs 26 a side view of the vehicle
27 eine Seitenansicht des Fahrzeugs 27 a side view of the vehicle
Die Funktionsweise der Erfindung wird anhand der Zeichnungen erklärt.The operation of the invention will be explained with reference to the drawings.
Das Fahrzeug 1 auf 1
- – besteht aus einer selbsttragenden Karosserie 2,
• welche mindestens einen Antrieb 3 beinhaltet, der von einem Energiespeicher 4 versorgt wird;
• welche eine Vorder-5 und eine Hinterradachse 6 aufweist
• wobei eine dieser Achsen, genannt lenkende Achse 7, sich innerhalb eines Lenkmoduls 9 befindet, welches Lenkmodul 9
• über zwei koaxial zueinander angeordnete Räder 14 verfügt und
• über mindestens eine weitere, zu der lenkenden Achse 7 senkrecht stehende Lenkachse 8 mit der Karosserie 2 verbunden ist;
• wobei die Drehung des Lenkmoduls 9 um die Lenkachse 8 in Bezug auf die Karosserie 2 durch die Ausübung einer Muskelkraft seitens des Fahrers 11 stattfindet
• und diese Bewegung des Lenkmoduls 9 gleichzeitig zu einer stabilen Neigungsposition der Karosserie 2 in Bezug auf die Fahrbahn 13 führt.
The vehicle 1 on 1 - - consists of a self-supporting body 2 • which at least one drive 3 includes, that of an energy store 4 is supplied; • which one 5 and a rear wheel axle 6 • where one of these axes, called the steering axis 7 , inside a steering module 9 is located, which steering module 9 • via two coaxial wheels 14 and • via at least one other, to the steering axis 7 vertical steering axle 8th with the body 2 connected is; • where the rotation of the steering module 9 around the steering axle 8th in terms of the body 2 by the exercise of a muscle power on the part of the driver 11 takes place • and this movement of the steering module 9 at the same time to a stable inclination position of the body 2 in relation to the roadway 13 leads.
Dieses Fahrzeug 1 weist zwei koaxial zueinander angeordnete Räder 14 auf der Vorderachse 5 auf. Zwecks der Übersichtlichkeit ist das nähere Rad auf dieser Ansicht nicht abgebildet, bzw. würde in dieser Ansicht mit dem zweiten Rad 14 übereinstimmen. Die Hinterachse 6 weist nur ein Rad auf, welches in dieser Ausführung als Antriebsrad 51 fungiert. Somit handelt es sich beim Fahrzeug 1 im Allgemeinen um ein Dreirad-Fahrzeug 1. Die lenkende Achse 7, hierbei die Vorderachse 5, ist Bestandteil des Lenkmoduls 9, das mindestens ein Lenkmodulhauptkörper 15 beinhaltet, an dem die Räder 14 aufgenommen sind. Der Lenkmodulhauptkörper 15 wird mittels einer Lenkachse 8 derart mit der Karosserie 2 verbunden, so dass die Lenkachse 8 in der hauptsächlichen Fahrtrichtung 16 geneigt ist und innerhalb der Fahrzeugsymmetrieebene 17 (Senkrecht zur Fahrbahn 13, parallel zur Ansichtsebene der 1) des Fahrzeugs 1 liegt. Das Maß dieser Neigung wird mit dem Nickwinkel 18 „α” definiert. Bei einer zur Fahrbahn 13 senkrechten Lenkachse 8 beträgt der Nickwinkel 18 „0°”, bei einer zur Fahrbahn 13 parallelen und nach vorn gerichteten Lenkachse 8 beträgt er „90°”. Außerdem wird der Drehwinkel um die Lenkachse 8, fortan Lenkwinkel 19 genannt, zwischen Fahrzeugsymmetrieebene 17 und lenkende Achse 7/Vorderachse 5 in der Neutralstellung 20 (alle drei Räder kontaktieren die Fahrbahn 13, 7 Stillstand oder Geradeausfahrt) als Null definiert (2). Bei einer Änderung des Lenkwinkels 19 im positiven oder negativen Sinne verändert sich die räumliche Anordnung zwischen Lenkmodul 9, bzw. Vorderachse 5 und Karosserie 2, während alle drei Räder in Kontakt mit der Fahrbahn 13 bleiben. Dynamische Fälle mit weiteren Kräften, welche dazu führen, dass ein Rad 14 oder mehrere der Räder 14 den Kontakt mit der Fahrbahn 13 verlieren, werden nicht näher beschrieben.This vehicle 1 has two coaxially arranged wheels 14 on the front axle 5 on. For the sake of clarity, the closer wheel is not shown on this view, or would in this view with the second wheel 14 to match. The rear axle 6 has only one wheel, which in this embodiment as a drive wheel 51 acts. Thus, it is the vehicle 1 generally around a tricycle vehicle 1 , The steering axle 7 , here the front axle 5 , is part of the steering module 9 comprising at least one steering module main body 15 includes, on which the wheels 14 are included. The steering module main body 15 is by means of a steering axle 8th so with the body 2 connected, so the steering axle 8th in the main direction of travel 16 is inclined and within the vehicle symmetry plane 17 (Perpendicular to the roadway 13 , parallel to the view plane of the 1 ) of the vehicle 1 lies. The measure of this inclination is with the pitch angle 18 Defines "α". At one to the roadway 13 vertical steering axle 8th is the pitch angle 18 "0 °", at one to the roadway 13 parallel and forward steering axle 8th it is "90 °". In addition, the angle of rotation about the steering axis 8th , henceforth steering angle 19 called, between vehicle symmetry plane 17 and steering axle 7 / Front 5 in the neutral position 20 (All three wheels contact the carriageway 13 . 7 Standstill or straight ahead) is defined as zero ( 2 ). When changing the steering angle 19 in a positive or negative sense, the spatial arrangement between the steering module changes 9 , or front axle 5 and bodywork 2 while all three wheels are in contact with the road surface 13 stay. Dynamic cases with additional forces, which cause a wheel 14 or more of the wheels 14 the contact with the roadway 13 lose are not described in detail.
Durch die Neigung der Lenkachse 8 in Fahrtrichtung 16 um den Nickwinkel 18 verändert sich zwingend noch die seitliche Neigung der Karosserie 2 um die Fahrzeuglängsachse 21, bzw. die Fahrzeugsymmetrieebene 17 neigt sich ebenfalls zur Fahrbahn 13. Diese seitliche Neigung wird hiermit als eine Funktion sowohl des Nickwinkels 18, als auch des Lenkwinkels 19 verstanden. Dabei existieren zwei Extremfälle. Bei einem Nickwinkel 18 von 0°, also Lenkachse 8 senkrecht zur Fahrbahn 13, wirkt sich der Lenkwinkel 19 im quasi-statischen Fall nicht auf die seitliche Neigung des Fahrzeugs 1. Bei einem Nickwinkel 18 von 90°, also parallel zur Fahrtrichtung 16, ist der Lenkwinkel 19 idealisiert fast gleich dem Neigungswinkel 27 (nur wenn die Lenkachse 8 auf der Fahrbahn 13 liegen würde, wären beide Winkel tatsächlich identisch). Dabei ist das Lenkradius 26 des Fahrzeugs 1 unendlich und das Fahrzeug 1 kann nur geradeaus fahren. Für das erfindungsgemäße Fahrzeug 1 liegt der Nickwinkel 18 in dem Bereich zwischen 0° und 90°.Due to the inclination of the steering axle 8th in the direction of travel 16 around the pitch angle 18 The lateral inclination of the body changes imperatively 2 around the vehicle's longitudinal axis 21 , or the vehicle symmetry plane 17 also leans towards the carriageway 13 , This lateral slope is hereby considered a function of both the pitch angle 18 , as well as the steering angle 19 Understood. There are two extreme cases. At a pitch angle 18 from 0 °, so steering axle 8th perpendicular to the roadway 13 , the steering angle affects 19 in the quasi-static case, not on the lateral inclination of the vehicle 1 , At a pitch angle 18 of 90 °, ie parallel to the direction of travel 16 , is the steering angle 19 idealized almost equal to the angle of inclination 27 (only if the steering axle 8th on the roadway 13 would lie if both angles were actually identical). Here is the steering radius 26 of the vehicle 1 infinite and the vehicle 1 can only drive straight ahead. For the vehicle according to the invention 1 is the pitch angle 18 in the range between 0 ° and 90 °.
Aufgrund der Neigung der Lenkachse 8 in Fahrtrichtung 16 verschiebt sich bei einem Lenkvorgang (Lenkwinkel 19 ungleich 0°) der Fahrzeugschwerpunkt 24 in die Bahnkurve 25, so dass eine Erhöhung der Fahrstabilität des Fahrzeugs 1 wie bei jedem gängigen Zweirad-Fahrzeug 1 erreicht wird (3). Dieser Effekt wäre bei einer Neigung der Lenkachse 8 entgegen der Fahrtrichtung 16 nicht gegeben, der Schwerpunkt verschiebt sich dabei weg von der Bahnkurve 25, das fahrdynamische Verhalten verschlechtert sich.Due to the inclination of the steering axle 8th in the direction of travel 16 shifts in a steering operation (steering angle 19 not equal to 0 °) the vehicle center of gravity 24 in the trajectory 25 , thus increasing the driving stability of the vehicle 1 as with any standard two-wheeled vehicle 1 is reached ( 3 ). This effect would be at a tilt of the steering axle 8th against the driving direction 16 not given, the focus shifts away from the trajectory 25 , the dynamic behavior deteriorates.
Auf 4 ist ein alternatives Fahrzeug 1 abgebildet, welches zwei koaxial zueinander angeordnete Räder 14 auf der Hinterachse 6 aufweist. Analog zur bereit beschriebenen Variante gehört die Hinterachse 6 ebenfalls einem Lenkmodul 9, welches über eine Lenkachse 8 mit der Karosserie 2 verbunden wird und mit den Parametern Nickwinkel 18 und Lenkwinkel 19 nach dem gleichen Prinzip charakterisiert wird. Im Gegensatz zur Variante aus 1 ist die Lenkachse 8 entgegen der Fahrtrichtung 16 geneigt. In diesem Fall wird der Nickwinkel 18 ebenfalls im Bereich zwischen 0° und 90° definiert, wobei bei 90° die Lenkachse 8 parallel zur Fahrbahn 13 und entgegen der Fahrtrichtung 16 gerichtet ist. Aufgrund von dieser Anordnung neigt sich die Karosserie 2 bei einem Lenkwinkel 19 ungleich 0°, also bei einem Lenkmanöver, ebenfalls in die Kurve, so dass sich die Fahrstabilität und das fahrdynamische Verhalten des Fahrzeugs 1 verbessern.On 4 is an alternative vehicle 1 shown, which two coaxially arranged wheels 14 on the rear axle 6 having. Analogous to the variant described above, the rear axle belongs 6 also a steering module 9 , which has a steering axle 8th with the body 2 is connected and with the parameters pitch angle 18 and steering angle 19 is characterized according to the same principle. Unlike the variant off 1 is the steering axle 8th against the driving direction 16 inclined. In this case, the pitch angle becomes 18 also defined in the range between 0 ° and 90 °, where at 90 ° the steering axle 8th parallel to the roadway 13 and against the direction of travel 16 is directed. Due to this arrangement, the body tilts 2 at a steering angle 19 not equal to 0 °, so in a steering maneuver, also in the curve, so that the driving stability and driving dynamics of the vehicle 1 improve.
Beiden Varianten ist gemein, dass je steiler der Nickwinkel 18 ist, sowohl in (bei lenkender Vorderachse 5) als auch entgegen der Fahrtrichtung 16 (bei lenkender Hinterachse 6), desto mehr neigt sich die Karoserie bei dem gleichen Lenkwinkel 19, bzw. desto größer der Kurvenradius 26 bei gleicher Neigung ist.Both variants have in common that the steeper the pitch angle 18 is, both in (with steering front axle 5 ) as well as against the direction of travel 16 (with steering rear axle 6 ), the more the body tilts at the same steering angle 19 , or the larger the radius of curvature 26 with the same inclination.
Je nach Ausführung, ob als lenkende Vorder-5 oder Hinterachse 6, wird die lenkende Achse 7 in dem neutralen, stabilen und aufrechten Zustand des Fahrzeugs 1 definiert (Fahrzeugsymmetrieebene 17 senkrecht zur Fahrbahn 13). Sie verbindet die Zentren beider Räder und hat fortan eine feste räumliche Position innerhalb des Lenkmoduls (5). Die einzelnen Drehachsen der aufgehängten Räder 14 können je nach Fahrsituation davon abweichen, bspw. bei Einfederungsvorgängen, seitlichen Neigungen oder Radspur/Radsturz.Depending on the version, whether as steering front 5 or rear axle 6 , becomes the steering axis 7 in the neutral, stable and upright condition of the vehicle 1 defined (vehicle symmetry plane 17 perpendicular to the roadway 13 ). It connects the centers of both wheels and has from now on a fixed spatial position within the steering module ( 5 ). The individual axes of rotation of the suspended wheels 14 Depending on the driving situation, these may differ, for example during compression procedures, lateral inclinations or wheel lane / camber.
Auf 6 ist eine weitere Detaillösung dargestellt, bei welcher beide Räder 14 der Vorderachse 5 (ggf. der Hinterachse 6) mit Radsturz zur lenkenden Achse 7 aufgenommen werden. Dadurch wird die Fahrstabilität in der Kurve zusätzlich erhöht. Um die Geradeausfahrt zu stabilisieren, können beide Räder 14 des Lenkmoduls 9 mit Radspur zur Achse aufgenommen werden.On 6 Another detailed solution is shown in which both wheels 14 the front axle 5 (if necessary, the rear axle 6 ) with camber to the steering axis 7 be recorded. As a result, the driving stability in the curve is additionally increased. To stabilize the straight ahead, both wheels can 14 of the steering module 9 be recorded with wheel track to the axis.
Auf 7 ist eine mögliche Ausführung des Lenkmoduls 9 dargestellt, bei welcher die Drehachsen der jeweiligen Räder 14 zusätzlich gelenkig am Lenkmodulhauptkörper 15 aufgehängt sind, wobei die Achsen dieser Kippgelenke 30 parallel zur Fahrzeugsymmetrieebene 17 verlaufen (aber nicht zwingend parallel zur Fahrbahn 13). Durch eine Art Parallelogramm 31 werden beide Räder 14 derart verbunden, dass sie in gegenseitiger Abhängigkeit eine seitliche Kippbewegung vorführen können und hiermit eine Schräglage zur Fahrbahn 13 einnehmen. Dadurch wird die dynamische Seitenlage des Fahrzeugs 1, insbesondere bei Abbiegevorgängen, zusätzlich stabilisiert. Es findet nämlich eine Verschiebung des Fahrzeugschwerpunktes 24 in die Kurve statt, gleichzeitig werden die seitlichen Kräfte am Rad 14 und Aufhängung günstiger eingeleitet. Bei einem idealen Parallelogramm 31 bleiben dabei beide Räder 14 parallel zueinander. Durch das Vorsehen einer Radspur und/oder Radsturz, wie auch durch die Anpassung der Geometrieparameter des Parallelogramms 31 ist es möglich, das räumliche Verhältnis der Räder 14 zueinander von der Fahrposition anhängig zu machen.On 7 is a possible version of the steering module 9 represented, in which the axes of rotation of the respective wheels 14 additionally articulated on the steering module main body 15 are suspended, with the axes of these tilting joints 30 parallel to the vehicle symmetry plane 17 run (but not necessarily parallel to the road 13 ). Through a kind of parallelogram 31 be both wheels 14 connected so that they can demonstrate in mutual dependence a lateral tilting movement and hereby an inclined position to the road 13 taking. This will change the dynamic lateral position of the vehicle 1 , in particular during turning operations, additionally stabilized. It finds a shift of the vehicle's center of gravity 24 in the curve instead, at the same time the lateral forces on the wheel 14 and suspension initiated more favorable. For an ideal parallelogram 31 stay both wheels 14 parallel to each other. By providing a wheel track and / or camber, as well as by adjusting the geometry parameters of the parallelogram 31 is it possible to determine the spatial relationship of the wheels 14 to make each other pending from the driving position.
Bei einer weiteren Lösung (8) werden die lenkenden Räder 14 über federnde und/oder dämpfende Elemente 32 am Lenkmodulhauptkörper 15 aufgenommen. Zu diesem Zweck ist es 25 denkbar, die Räder 14 über weitere Schwingarme 33 aufzunehmen, und diese gegenüber dem Lenkmodulhauptkörper 15, bzw. dem Lenkmodul 9 zu federn und/oder zu dämpfen. Dafür können übliche Feder/Dämpfer 32 wie bei Fahrrädern/Motorrädern, oder auch Torsionselemente eingesetzt werden. Dabei ist es wichtig, diese so abzustimmen, dass in der Neutralstellung 20 (mit Fahrer 11) die Drehachsen beider Räder 14 übereinstimmen.In another solution ( 8th ) become the steering wheels 14 via resilient and / or damping elements 32 on the steering module main body 15 added. For this purpose it is 25 conceivable, the wheels 14 via further swing arms 33 and against the steering module main body 15 , or the steering module 9 to feathers and / or to dampen. This can be usual spring / damper 32 as in bicycles / motorcycles, or torsion elements are used. It is important to tune these so that in the neutral position 20 (passengers 11 ) The axes of rotation of both wheels 14 to match.
Bei einer besonders vorteilhaften Lösung wird das Lenkmodul 9 um eine weitere Achse mit der Karosserie 2 verbunden. Diese zusätzliche Achse, genannt Nickachse 34, ist parallel zu lenkende Achse 7. Bei dieser Ausführung befindet sich zwischen Lenkmodulhauptkörper 15 und Karosserie 2 ein weiteres Kardangelenk 35, welches die Lenkachse 8 und die Nickachse 34 beinhaltet, und über diese einerseits mit dem Lenkmodulhauptkörper 15 und andererseits mit der Karosserie 2 verbunden ist. Bei einer ersten, bevorzugten Anordnung bildet die Lenkachse 8 die Schnittstelle zwischen Lenkmodulhauptkörper 15 und Kardangelenk 35 ab, während die Nickachse 34 die Schnittstelle zwischen Kardangelenk 35 und Karosserie 2 abbildet (9a). Auf diese Weise wird bei einer Verdrehung des Kardangelenks 35, bzw. des Lenkmodulhauptkörpers 15, bzw. des Lenkmoduls 9 um die Nickachse 34 gleichzeitig die Lenkachse 8 in Bezug auf die Karosserie 2 verstellt. Diese Verstellung führt hiermit zu einer Veränderung des Nickwinkels 18.In a particularly advantageous solution, the steering module 9 about another axle with the body 2 connected. This additional axis, called pitch axis 34 , is parallel to steering axis 7 , In this embodiment is located between steering module main body 15 and bodywork 2 another universal joint 35 which is the steering axle 8th and the pitch axis 34 includes, and on the one hand with the steering module main body 15 and on the other hand with the body 2 connected is. In a first, preferred arrangement forms the steering axle 8th the interface between steering module main body 15 and universal joint 35 off while the pitch axis 34 the interface between universal joint 35 and bodywork 2 depicts ( 9a ). In this way, at a rotation of the universal joint 35 , or the steering module main body 15 , or the steering module 9 around the pitch axis 34 at the same time the steering axle 8th in terms of the body 2 adjusted. This adjustment hereby leads to a change in the pitch angle 18 ,
Eine zweite, alternative Anordnung ist ebenfalls möglich (9b), bei welcher die Nickachse 34 die Schnittstelle zwischen Lenkmodulhauptkörper 15 und Kardangelenk 35 abbildet, während die Lenkachse 8 die Schnittstelle zwischen Kardangelenk 35 und Karosserie 2 abbildet. Je nach räumlicher Anordnung der Nickachse 34 in Bezug auf die weiteren maßgeblichen Elemente ergeben sich unterschiedliche Eigenschaften dieser Anordnung. Bei einer Übereinstimmung der Nickachse 34 mit der lenkenden Achse 7 und hiermit mit den Raddrehachsen 28, 29 führt eine Drehung des Lenkmodulhauptkörpers 15 um die Nickachse 34 nicht zwingend zu einer Änderung der restlichen Fahrzeugkinematik. Das einzige sich verstellende Objekt ist hiermit der Lenkmodulhauptkörper 15, da es sich gleichzeitig in Bezug auf die Räder 14 und auf das Kardangelenk 35 verdreht, ohne deren Zuordnung zueinander zu verändern. Wenn jedoch die Nickachse 34 nicht mit der lenkenden Achse 7, bzw. mit den Raddrehachsen 28, 29 übereinstimmt, so führt eine Drehung des Lenkmodulhauptkörpers 15 um die Nickachse 34 zu einer Verstellung der räumlichen Position der lenkenden Räder 14 in Bezug auf das Kardangelenk 35, bzw. auf die Karosserie 2, bzw. des dritten Rades 14, 51. Diese Verstellung führt ihrerseits zu einer Änderung der Fahrzeugstruktur in Bezug auf die Fahrbahn 13, so dass sich die räumliche Ausrichtung der Lenkachse 8 ebenfalls verändert. Daraufhin ändert sich auch der Nickwinkel 18 der Lenkachse 8.A second, alternative arrangement is also possible ( 9b ), at which the pitch axis 34 the interface between steering module main body 15 and universal joint 35 depicts while the steering axle 8th the interface between universal joint 35 and bodywork 2 maps. Depending on the spatial arrangement of the pitch axis 34 with regard to the other relevant elements, different properties of this arrangement result. At a match of the pitch axis 34 with the steering axle 7 and hereby with the wheel rotation axes 28 . 29 performs a rotation of the steering module main body 15 around the pitch axis 34 not necessarily a change of the remaining vehicle kinematics. The only displacing object is herewith the steering module main body 15 as it is simultaneously in relation to the wheels 14 and on the universal joint 35 twisted, without change their assignment to each other. However, if the pitch axis 34 not with the steering axle 7 , or with the Raddrehachsen 28 . 29 matches, so performs a rotation of the steering module main body 15 around the pitch axis 34 to an adjustment of the spatial position of the steering wheels 14 in terms of cardan joint 35 , or on the body 2 , or the third wheel 14 . 51 , This adjustment in turn leads to a change in the vehicle structure with respect to the road 13 , so that the spatial orientation of the steering axle 8th also changed. Then the pitch angle changes as well 18 the steering axle 8th ,
Das Maß dieser Änderung ist jedoch im Vergleich zu der ersten, bevorzugten Anordnung deutlich geringer.However, the extent of this change is significantly lower compared to the first, preferred arrangement.
Vorzugsweise stimmt beim Ruhezustand des Fahrzeugs 1 (mit Fahrer 11) die sich ergebende lenkende Achse 7 mit der Nickachse 34 überein (10). Dies wird als Idealfall betrachtet, kann jedoch aufgrund von Elastizitäten im System, bzw. bei der Integration von federnden Elementen 25 32, davon definiert abweichen. Bei einer solchen Anordnung ist es möglich, den Nickwinkel 18 zu verändern und das Lenkmodul 9 gleichzeitig in Bezug auf die Räder und in Bezug auf die Karosserie 2 zu verdrehen, welche im Idealfall stillstehen. Der Vorteil ist dieser Lösung besteht darin, dass diese Verdrehung keinen Widerstand erzeugt, bzw. mit sehr geringen Kräften/Momenten durchführbar ist.Preferably, the vehicle is at rest when the vehicle is at rest 1 (passengers 11 ) the resulting steering axis 7 with the pitch axis 34 agree 10 ). This is considered ideal, but may be due to elasticities in the system or integration of resilient elements 25 32 , deviate from it. With such an arrangement, it is possible to change the pitch angle 18 to change and the steering module 9 simultaneously with respect to the wheels and in relation to the body 2 to twist, which ideally stand still. The advantage of this solution is that this rotation generates no resistance, or can be carried out with very small forces / moments.
Um eine stabile Lage des Lenkmoduls zu gewährleisten, ist es ferner möglich, die Nickachse 34 näher an die Fahrbahn 13 als die lenkende Achse 7 (Vorder-5 oder Hinterachse 6) zu positionieren (11). Aufgrund der Statik des Fahrzeugs 1 wird in Lagen außerhalb der stabilen Lage immer ein resultierendes Drehmoment um die Nickachse 34 erzeugt, welche das Lenkmodul 9 in die stabile Lage zwingt und einen als neutral definierten Nickwinkel 18 einstellt.In order to ensure a stable position of the steering module, it is also possible, the pitch axis 34 closer to the road 13 as the steering axis 7 (Before the- 5 or rear axle 6 ) ( 11 ). Due to the statics of the vehicle 1 In positions outside the stable position, a resulting torque is always generated around the pitch axis 34 generates which the steering module 9 in the stable position forces and a pitch angle defined as neutral 18 established.
Eine vorteilhafte Lösung (12) beinhaltet eine Regelungseinheit (nicht näher dargestellt), welche insbesondere Parameter wie Fahrgeschwindigkeit, Nickwinkel 18, Lenkwinkel 19 und/oder Neigung 27 auswertet und daraus ein optimales Verhältnis zwischen diesen Parametern kontinuierlich oder in diskreten zeitlichen Intervallen errechnet. Aufgrund der Tatsache, dass der Lenkwinkel 19 vom Fahrer 11 vorgegeben wird, wird insbesondere der Nickwinkel 18 an die jeweiligen dynamischen Verhältnisse anpasst, indem er über weitere aktive Regler/Aktuatoren 36 verstellt wird. Beispielsweise wird in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und des Lenkwinkels 19 berechnet, welcher Nickwinkel 18 eine optimale/stabile Lage auf der Fahrbahn 13 gewährleistet.An advantageous solution ( 12 ) includes a control unit (not shown in detail), which in particular parameters such as driving speed, pitch angle 18 , Steering angle 19 and / or tilt 27 evaluates and calculates an optimal relationship between these parameters continuously or at discrete time intervals. Due to the fact that the steering angle 19 from the driver 11 is specified, in particular, the pitch angle 18 It adapts to the respective dynamic conditions by providing further active controllers / actuators 36 is adjusted. For example, depending on the speed and the steering angle 19 calculates which pitch angle 18 an optimal / stable position on the road 13 guaranteed.
Dieser Winkel wird anschließend über den dafür vorgesehenen Aktuator 36 eingestellt. Diese Regelung kann das Fahrgeschehen in Echtzeit überwachen und den Nickwinkel 18 nachstellen oder aber den Nickwinkel 18 in Anhängigkeit von voreingestellten Geschwindigkeitsbereichen einstellen, so dass eine optimale Ausgangsbasis für eventuelle Lenkmanöver gegeben ist.This angle is then over the designated actuator 36 set. This control can monitor the driving in real time and the pitch angle 18 adjust or the pitch angle 18 depending on preset speed ranges, so that an optimal starting point for possible steering maneuvers is given.
Denkbar ist es noch, die Änderung des Nickwinkels 18, entweder direkt durch den Fahrer 11 oder durch eine Aktuatorik 36, mit der Änderung der Antriebskraft des Fahrzeugs 1 zu koppeln.It is still possible to change the pitch angle 18 , either directly by the driver 11 or by an actuator 36 , with the change of the driving force of the vehicle 1 to pair.
Beispielsweise würde eine Erhöhung des Nickwinkels 18 zu einer höheren Antriebskraft führen, beziehungsweise zu einer höheren Fahrgeschwindigkeit.For example, an increase in the pitch angle 18 lead to a higher driving force, or to a higher driving speed.
Möglich ist es ebenfalls, die Änderung des Nickwinkels 18, entweder direkt durch den Fahrer 11 oder durch eine Aktuatorik 36, mit der Bremswirkung mindestens einer am Fahrzeug 1 wirkenden Bremse zu koppeln. Hiermit würde beispielsweise eine Verringerung des Nickwinkels 18 durch den Fahrer 11 zu einer Erhöhung der Bremskraft am Fahrzeug 1 führen.It is also possible to change the pitch angle 18 , either directly by the driver 11 or by an actuator 36 , with the braking effect at least one on the vehicle 1 to couple acting brake. This would, for example, a reduction of the pitch angle 18 by the driver 11 to an increase in the braking force on the vehicle 1 to lead.
Besonders vorteilhaft wäre es, wenn ein definierter Verstellbereich 37 des Nickwinkels 18 mit der Antriebskraft korreliert, während ein anderer Verstellbereich 38 des Nickwinkels 18 mit der Bremskraft korreliert (13) Bei einem Nickwinkel 18 von α, welcher den neutralen Zustand definiert, würde ein Nickwinkel 18 größer als „α + Δ”, wobei „Δ” als Schwellenwert gilt und ≥0 beträgt, mit einer Erhöhung der Antriebskraft korrelieren. Diese Korrelation kann linearer, kontinuierlicher, diskreter oder anderer Natur und hängt von Faktoren wie gewünschte dynamische Eigenschaften, Bedienungskonzept u. v. m. Analog dazu, korreliert ein Nickwinkel 18 kleiner als „α – δ”, wobei „δ” als Schwellenwert gilt und ≥0 beträgt, mit der Bremswirkung am Fahrzeug 1. Der Nickwinkel-Bereich zwischen „α – δ” und „α + Δ” führt zu keinen gewünschten Änderungen in der Längskinematik und wird als Toleranzbereich verstanden, um bspw. Toleranzen bei der Fahrbedienung auszugleichen.It would be particularly advantageous if a defined adjustment 37 of the pitch angle 18 correlated with the driving force, while another adjustment range 38 of the pitch angle 18 correlated with the braking force ( 13 ) At a pitch angle 18 of α, which defines the neutral state, would be a pitch angle 18 greater than "α + Δ", where "Δ" is a threshold and ≥ 0, correlates with an increase in driving force. This correlation can be more linear, continuous, discrete, or other, and depends on factors such as desired dynamic properties, operating concept, and more. Similarly, a pitch angle correlates 18 less than "α - δ", where "δ" is a threshold value and ≥0, with the braking effect on the vehicle 1 , The pitch angle range between "α - δ" and "α + Δ" leads to no desired changes in the longitudinal kinematics and is understood as a tolerance range, for example, to compensate for tolerances in the driving operation.
Denkbar ist es ebenfalls, einen Nickwinkelbereich „β” innerhalb des Bremsbereichs 38 zu definieren, welcher sich unterhalb von „α – δ” befindet und mit einer Energierekuperation zusammenhängt, welche als Nachfolgeeffekt die Bremswirkung innehat (13). In Bereichen unterhalb oder aber auch überlagernd mit diesem genannten Nickwinkelbereich kann auch die normale Bremswirkung entfaltet werden.It is also conceivable to have a pitch angle range "β" within the braking range 38 to define which is below "α - δ" and is related to an energy recombination, which has the braking effect as a successor effect ( 13 ). In areas below or overlying with this mentioned pitch angle range and the normal braking effect can be deployed.
Denkbar ist es noch, dass beide Bereiche vertauscht werden, so dass ein Nickwinkel 18 größer als „α + Δ” mit der Bremswirkung korreliert und ein Nickwinkel 18 kleiner als „α – δ” mit der Antriebswirkung korreliert.It is also conceivable that both areas are reversed, so that a pitch angle 18 greater as "α + Δ" correlates with the braking effect and a pitch angle 18 less than "α-δ" correlates with the drive effect.
Wie bereits beschrieben, würde sich bei einer zweiten, alternativen Anordnung des Kardangelenks zwischen Lenkmodulhauptkörper 15 und Karosserie 2 eine zu geringe Änderung des Nickwinkels 18 ergeben. Aufgrund dessen wird der Nickwinkel 18 der Lenkachse 8 bei dieser Anordnung idealisiert als nahezu konstant betrachtet. Dadurch, dass sich der Lenkmodulhauptkörper 15 trotzdem um die Nickachse 34 drehen lässt, kann die räumliche Position des Lenkmodulhauptkörpers 15 in Bezug auf die Karosserie 2 ebenfalls mit den am Fahrzeug 1 wirkenden Kräften gekoppelt werden. Ein Maß dieser Position kann durch einen weiteren Winkel charakterisiert werden, welcher Winkel analog zum Nickwinkel 18 über Winkelbereiche 37, 38 verfügen kann, welche mit der Antriebs- oder mit der Bremskraft am Fahrzeug 1 zusammenhängen.As already described, in a second, alternative arrangement of the universal joint between steering module main body 15 and bodywork 2 too little change in the pitch angle 18 result. Because of this, the pitch angle becomes 18 the steering axle 8th idealized in this arrangement considered to be almost constant. Characterized in that the steering module main body 15 anyway about the pitch axis 34 can rotate, the spatial position of the steering module main body 15 in terms of the body 2 also with the on the vehicle 1 be coupled to acting forces. A measure of this position can be characterized by a further angle, which angle is analogous to the pitch angle 18 over angular ranges 37 . 38 may have, which with the drive or with the braking force on the vehicle 1 related.
Die Position des Fahrers 11 innerhalb des Fahrzeugs 1 ist vorwiegend aufrecht (14), so dass dem Fahrer 11 eine gute Übersicht über das Fahrgeschehen geboten wird. Dabei werden die Füße 40, 42, 43 des Fahrers 11 über dafür vorgesehene Fußablageelemente 41 aufgenommen, welche die Funktion haben, auftretende Bein-/Fuß-/Gewichtskräfte 45 aufzunehmen.The position of the driver 11 inside the vehicle 1 is predominantly upright ( 14 ), leaving the driver 11 a good overview of the driving is offered. This will be the feet 40 . 42 . 43 the driver 11 via dedicated footrest elements 41 received, which have the function, occurring leg / foot / weight forces 45 take.
Das Lenkmodul 9 beinhaltet zusätzlich speziell für den Zweck ausgebildete Kraftaufnahmeelemente 44, bspw. als ebene Flächen oder hervorgehobene Bereiche (nicht näher dargestellt), welche für die Aufnahme der Füße 40, 42, 43 des Fahrers 11 vorgesehen sind und mit den vorgenannten Fußablageelementen 41 übereinstimmen und über welche eine Kraft 45 seitens des Fahrers 11 in das Lenkmodul 9 eingeleitet werden kann (15). Dadurch ist der Fahrer 11 in der Lage, durch Ausübung der Beinkraft (linkes oder rechtes Bein), bzw. im Endeffekt einer Fußkraft 45, ein Drehmoment am Lenkmodul 9 um die Lenkachse 8 zu erzeugen und auf diese Weise das Lenkmodul 9 relativ zur Karosserie 2 zu verdrehen, bzw. im Endeffekt ein Lenkmanöver einzuleiten.The steering module 9 In addition, includes specially trained for the purpose of force receiving elements 44 , For example, as a flat surfaces or highlighted areas (not shown), which for the inclusion of the feet 40 . 42 . 43 the driver 11 are provided and with the aforementioned Fußablageelementen 41 agree and about which a force 45 on the part of the driver 11 in the steering module 9 can be initiated ( 15 ). This is the driver 11 able to do so by exercising the leg strength (left or right leg) or, in the end, a foot force 45 , a torque on the steering module 9 around the steering axle 8th to generate and in this way the steering module 9 relative to the body 2 to turn, or in the end to initiate a steering maneuver.
Die Kraftaufnahmeelemente 44 können dabei Bestandteile vom Lenkmodulhauptkörper 15 sein, bspw. speziell dafür ausgebildete Bereiche vom Lenkmodulhauptkörper 15 (15). Diese können bspw. rutschfeste Kontaktelemente, begrenzende Umlaufwände oder auch nur lokale, nicht der kompletten Sohle abdeckenden Kontaktbereiche umfassen.The force receiving elements 44 can thereby components of the steering module main body 15 be, for example, specially trained areas of the steering module main body 15 ( 15 ). These may include, for example, non-slip contact elements, limiting circumferential walls or only local, not the complete sole covering contact areas.
Bei Vorhandensein einer Nickachse 34, ist es noch möglich, durch die kontrollierte Ausübung von Fußkräften 45, bzw. Drehmomenten um das jeweilige Fußgelenk, ein Drehmoment um die Nickachse 34 zu erzeugen und infolgedessen durch Einwirkung einer Muskelkraft seitens des Fahrers 11 den Nickwinkel 18 des Lenkmoduls 9 zu verändern. In einer beispielhaften Ausführung nach 16 (linker Fuß nicht dargestellt) befinden sich die Füße 40, 42, 43 des Fahrers 11 auf dem Lenkmodulhauptkörper 15, vorzugsweise mit der Drehachse 46 zwischen Unterschenkel und Fuß/Ferse übereinstimmend mit der Nickachse 34. Eine Verdrehung des Fußes 40, 42, 43 um diese Achse 46 in Bezug auf den Unterschenkel erzeugt ein Drehmoment am Lenkmodulhauptkörper 15 und bewirkt deren Drehung um die Nickachse 34, ohne eine resultierende Kraft oder resultierendes Drehmoment auf die lenkenden Räder zu erzeugen und hiermit die räumliche Position der Karosserie 2 zu beeinflussen. Durch die Änderung des Nickwinkels 18 im Ruhezustand oder während der Fahrt ist es hiermit möglich, die Lenkachse 8 in Bezug auf die Karosserie 2 und auf die lenkenden Räder 14 zu verstellen und in zusätzlicher Abhängigkeit von dem Lenkwinkel 19 einen Einfluss auf die Neigung der Karosserie 2 zu nehmen. Dieser Mechanismus erlaubt es dem Fahrer 11, bspw. bei höheren Geschwindigkeiten den Nickwinkel 18 größer zu stellen und hiermit eine direktere Abhängigkeit zwischen Lenkwinkel 19 und Neigung der Karosserie 2 herzustellen.In the presence of a pitch axis 34 It is still possible through the controlled exercise of foot forces 45 , or torques about the respective ankle, a torque about the pitch axis 34 and consequently by the action of muscular force on the part of the driver 11 the pitch angle 18 of the steering module 9 to change. In an exemplary embodiment according to 16 (left foot not shown) are the feet 40 . 42 . 43 the driver 11 on the steering module main body 15 , preferably with the axis of rotation 46 between lower leg and foot / heel coinciding with the pitch axis 34 , A twist of the foot 40 . 42 . 43 around this axis 46 with respect to the lower leg generates torque on the steering module main body 15 and causes their rotation about the pitch axis 34 without generating a resultant force or torque on the steering wheels and hence the spatial position of the body 2 to influence. By changing the pitch angle 18 at rest or while driving, it is hereby possible, the steering axle 8th in terms of the body 2 and on the steering wheels 14 to adjust and in addition to the steering angle 19 an influence on the inclination of the body 2 to take. This mechanism allows the driver 11 , for example, at higher speeds the pitch angle 18 to increase and thus a more direct dependence between steering angle 19 and tilt of the body 2 manufacture.
Bei einem konstanten Kurvenradius 26 von „R” und bei einer höheren Geschwindigkeit (bzw. bei sich daraus ergebenden höheren Fliehkräften) ist es möglich, eine größere Neigung zur Fahrbahn 13 und eine demzufolge bessere dynamische Lage einzustellen. Eine niedrigere Geschwindigkeit würde eine kleinere Neigung erfordern, so dass der Nickwinkel 18 kleiner eingestellt werden kann.At a constant radius of curvature 26 of "R" and at a higher speed (or resulting higher centrifugal forces) it is possible to have a greater inclination to the road 13 and to set a consequently better dynamic position. A lower speed would require a smaller incline, so the pitch angle 18 can be set smaller.
Eine alternative Lösung auf 17 sieht vor, die Kraftaufnahmeelemente 44 als separate Körper auszubilden, welche an der Karosserie 2 aufgenommen sind und über nachgelagerte Übersetzungsglieder 47 (mechanischer, hydraulischer oder elektromechanischer Natur) die auftretende Fußkräfte 45 auf das Lenkmodul 9 übertragen und hiermit ein Drehmoment um die Lenkachse 8 erzeugen oder halten. Auf der 17 ist dies beispielhaft als mechanische Übersetzung gelöst.An alternative solution 17 provides, the force receiving elements 44 to train as a separate body, which on the body 2 are recorded and via downstream translation links 47 (mechanical, hydraulic or electromechanical nature) the foot forces occurring 45 on the steering module 9 transmit and hereby a torque around the steering axle 8th create or hold. On the 17 this is exemplified as a mechanical translation.
Die oben genannte Lösung ist insbesondere bei einer lenkenden Hinterachse 6 vorteilhaft, um den Steuer-Bereich der Füße 40, 42, 43 mit dem hinten liegenden Lenkmodul 9 zu verbinden. Eine mögliche Lösung ist auf 18 abgebildet, bei welcher die Kraftaufnahmeelemente 44 mechanisch über weitere Übersetzungsglieder 47 mit dem Lenkmodul 9 verbunden sind und hiermit dessen Verstellung zur Karosserie 2 bewirken. In dem Beispiel führt eine Kraft vom linken Fuß 43 (Ausstrecken des linken Beines) zu einer derartigen Verdrehung des Lenkmoduls um die Lenkachse 8, so dass das Fahrzeug 1 nach rechts abbiegen kann (19). Um die Ergonomie bei dem Vorgang zu verbessern, wird die räumliche Position vom Kraftaufnahmeelement 44 vom rechten Fuß 42 ebenfalls beeinflusst, so dass dies ein Zurückziehen des rechten Beines zur Folge hat, bzw. ein gefühltes Zusammenspiel zwischen beiden Beinen entsteht.The above solution is especially in a steering rear axle 6 beneficial to the control area of the feet 40 . 42 . 43 with the rear steering module 9 connect to. One possible solution is up 18 shown, in which the force receiving elements 44 mechanically via further transmission links 47 with the steering module 9 are connected and hereby its adjustment to the body 2 cause. In the example, a force leads from the left foot 43 (Extending the left leg) to such a rotation of the steering module about the steering axis 8th so that the vehicle 1 turn right ( 19 ). To the ergonomics in the To improve operation, the spatial position of the force receiving element 44 from the right foot 42 also influenced, so that this has a retraction of the right leg result, or a perceived interaction between the two legs.
Eine Steuerung des Nickwinkels 18 einer lenkenden Hinterachse 6 ist ebenfalls möglich, indem die Kraftaufnahmeelemente 44 zusätzlich drehbar gelagert werden. Hiermit wird ein Drehmoment um die jeweiligen Fußgelenke des Fahrers 11 aufgenommen und mittels weiterer Übersetzungsglieder 47 auf das Lenkmodul 9 übertragen, so dass ein Drehmoment um die Nickachse 34 erzeugt wird.A control of the pitch angle 18 a steering rear axle 6 is also possible by the force receiving elements 44 additionally rotatably mounted. This is a torque around the respective ankle of the driver 11 recorded and by means of further translation links 47 on the steering module 9 transmit, giving a torque around the pitch axis 34 is produced.
Diese Lösung kann auch so umgesetzt werden, dass entsprechende Kraftaufnahmesensoren (nicht abgebildet) in den Kraftaufnahmeelementen 44 integriert sind, welche über weitere Zwischenglieder 47 und Aktuatoren 36 die Veränderung des Nickwinkels 18 bewirken.This solution can also be implemented so that corresponding force sensors (not shown) in the force receiving elements 44 are integrated, which have more intermediate links 47 and actuators 36 the change of the pitch angle 18 cause.
In einer weiteren Lösung werden zusätzlich Handgriffe 48 vorgesehen (20). Diese werden fest an der Karosserie 2 aufgenommen, so dass dem Fahrer 11 dadurch eine bessere Abstützwirkung geboten wird und er die Reaktionskräfte bei der Ausübung der Beinkräfte, bzw. der Fußkräfte 45, leichter in die Karosserie 2 einleiten kann, bzw. höhere Bein- oder Fußkräfte 45 entwickeln kann.In another solution, additional handles 48 intended ( 20 ). These are firmly attached to the bodywork 2 recorded, leaving the driver 11 This provides a better supporting effect and he the reaction forces in the exercise of leg forces, or the foot forces 45 , lighter in the body 2 can initiate, or higher leg or foot forces 45 can develop.
Des Weiteren können an den Handgriffen 48 weitere Elemente vorgesehen werden, welche die Antriebs- oder Bremskraft am Fahrzeug 1 beeinflussen. Beispielsweise handelt es sich um Drehgriffe für den Antrieb oder Bremshebel für die Bremsen.Furthermore, you can use the handles 48 additional elements are provided which the drive or braking force on the vehicle 1 influence. For example, these are handles for the drive or brake lever for the brakes.
Alternativ ist es möglich, die Handgriffe 48 einzeln oder zusammen (als Lenkstange 49) beweglich an der Karosserie 2 aufzunehmen, so dass eine Krafteinleitung in die Handgriffe 48 seitens des Fahrers 11 deren relative Bewegung zur Karosserie 2 bewirken. Ferner werden die in die Handgriffe 48 eingeleiteten Kräfte über nachgelagerte Übersetzungsglieder 47 (mechanischer, hydraulischer 5 oder elektromechanischer Natur) auf das Lenkmodul 9 übertragen und erzeugen oder halten ein Drehmoment um die Lenkachse 8. Eine beispielhafte mechanische Lösung ist auf 21 dargestellt. Hiermit ergibt sich ein geschlossener Kraftfluss zwischen Füße 40, 42, 43 Beine, Körper/Gesäß, Arme/Hände, Handgriffe 48, Karosserie 2/Sitz 52/Rückenlehne 53 und Lenkmodul 9, welcher zu einer Änderung des Lenkwinkels 19 führt.Alternatively, it is possible the handles 48 individually or together (as handlebar 49 ) movable on the body 2 absorb, allowing an introduction of force in the handles 48 on the part of the driver 11 their relative movement to the body 2 cause. Furthermore, they are in the handles 48 introduced forces via downstream translation links 47 (mechanical, hydraulic 5 or electromechanical nature) on the steering module 9 transmit and generate or maintain a torque around the steering axle 8th , An exemplary mechanical solution is on 21 shown. This results in a closed power flow between feet 40 . 42 . 43 Legs, body / buttocks, arms / hands, handles 48 , Bodywork 2 /Seat 52 /Backrest 53 and steering module 9 which leads to a change in the steering angle 19 leads.
Um das Fahrzeug 1 zu beschleunigen oder zu bremsen, ist es noch denkbar, separate Bedienelemente 50 am Lenkmodul 9 (bei lenkender Vorderachse 5) oder an der Karosserie 2 (bei lenkender Hinterachse 6) vorzusehen, welche eine Kraft seitens der Füße 40, 42, 43 des Fahrers 11 aufnehmen. Diese Bedienelemente 50 können mit den Kraftaufnahmeelementen 44 übereinstimmen oder im Kraftfluss zwischen Fuß 40, 42, 43 und Kraftaufnahmeelementen 44 positioniert werden. Diese separaten Bedienelemente 50 erzeugen durch weitere Übertragungselemente (bspw. Seilzug, Getriebe, elektromechanische Aktuatoren etc.) eine Antriebs- oder Bremskraft am Fahrzeug 1. Es ist möglich, dass einer der Bedienelemente 50 für die Steuerung der Antriebskraft zuständig ist, während ein anderes Bedienelement 50 für die Steuerung der Bremskraft zuständig ist. Beispielsweise werden bei einer lenkenden Vorderachse 5 zwei Pedalen am Lenkmodulhauptkörper 15 angebracht, bei welchen der linke für die Bremswirkung und der rechte für die Antriebskraft zuständig sind (22). Das Lenkmodul 9 weist in diesem Fall vorzugsweise keine zusätzliche Nickachse 34. Hiermit ist es möglich, durch das Zusammenspiel der Füße 40, 42, 43 das Lenkmodul 9 um die Lenkachse 8 zu verdrehen und gleichzeitig durch eine weitere kontrollierte Kraftausübung der jeweiligen Füße 40, 42, 43 die Antriebs-, bzw. Bremskraft zu regulieren.To the vehicle 1 To accelerate or decelerate, it is still conceivable separate controls 50 on the steering module 9 (with steering front axle 5 ) or on the body 2 (with steering rear axle 6 ) provide a force on the part of the feet 40 . 42 . 43 the driver 11 take up. These controls 50 can with the force receiving elements 44 coincide or in the power flow between feet 40 . 42 . 43 and force receiving elements 44 be positioned. These separate controls 50 generate by further transmission elements (eg. Cable, gears, electromechanical actuators, etc.) a drive or braking force on the vehicle 1 , It is possible that one of the controls 50 responsible for controlling the driving force while another operating element 50 is responsible for controlling the braking force. For example, in a steering front axle 5 two pedals on the steering module main body 15 attached, in which the left for the braking effect and the right for the driving force are responsible ( 22 ). The steering module 9 in this case preferably has no additional pitch axis 34 , This makes it possible, through the interaction of the feet 40 . 42 . 43 the steering module 9 around the steering axle 8th to twist and at the same time by a further controlled exercise of power of the respective feet 40 . 42 . 43 to regulate the drive or braking force.
Alternativ kann das gleiche Bedienelement 50 für die Steuerung beider Kräfte zugrunde gelegt werden, indem bspw. eine bestimmte Bewegung die Antriebskraft reguliert, währen eine andere Bewegung die Bremskraft reguliert. Auf 23 ist eine mögliche Lösung abgebildet, bei welcher das Bedienelement 50 um eine Achse drehbar am Lenkmodulhauptkörper 15 aufgenommen ist und die Drehbewegung in zwei Richtungen erfolgen kann, welche jeweils für die Regulierung der Antriebskraft und für die Bremskraft zuständig sind. Dabei verläuft die Drehachse des Bedienelements 50 parallel zur Vorderachse 5 und das Bedienelement 50 kann durch eine Drehbewegung der Füße 40, 42, 43 um die Drehachse 46 zwischen Unterschenkel und Fuß 40, 42, 43 gesteuert werden (diese Lösung der Übersichtlichkeit halber nicht auf 23 abgebildet). Eine Drehung des Bedienelements 50 um die genannte Achse in Fahrtrichtung 16 würde die Bremskraft beeinflussen und eine Drehung in die entgegensetzte Richtung würde die Antriebskraft beeinflussen. Die Zuordnung der Kräfte kann auch umgekehrt erfolgen. Eine solche Lösung ist auch möglich, indem, wie bereits beschrieben, der Lenkmodulhauptkörper 15 über die Nickachse 34 mit dem Kardangelenk 35 verbunden ist, und das Kardangelenk 35 über die Lenkachse 8 mit der Karosserie 2 verbunden ist. Eine Drehung des Lenkmodulhauptkörpers 15 um die Nickachse 34 beeinflusst die Brems- oder die Antriebskraft am Fahrzeug 1, ohne unbedingt zu einer Verstellung der Lenkachse 8 zu führen.Alternatively, the same control element 50 for the control of both forces are based, for example, by a certain movement regulates the driving force, while another movement regulates the braking force. On 23 is shown a possible solution in which the operating element 50 rotatable about an axis on the steering module main body 15 is received and the rotational movement can take place in two directions, which are respectively responsible for the regulation of the driving force and the braking force. The axis of rotation of the control element runs 50 parallel to the front axle 5 and the control 50 can be due to a rotational movement of the feet 40 . 42 . 43 around the axis of rotation 46 between lower leg and foot 40 . 42 . 43 be controlled (this solution for clarity, not on 23 shown). A rotation of the control element 50 around the named axis in the direction of travel 16 would affect the braking force and rotation in the opposite direction would affect the driving force. The assignment of forces can also be reversed. Such a solution is also possible by, as already described, the steering module main body 15 about the pitch axis 34 with the universal joint 35 connected, and the universal joint 35 over the steering axle 8th with the body 2 connected is. A rotation of the steering module main body 15 around the pitch axis 34 influences the braking or driving force on the vehicle 1 , without necessarily to an adjustment of the steering axle 8th respectively.
Bei einer Lenkmodul-Ausführung, bei welcher die Räder 14 mit Radsturz und/oder Radspur aufgenommen sind, und sich der Nickwinkel 18 ebenfalls ändern lässt, werden derartige Sturz/Spur-Einstellungen in der Fahrzeug-Neutrallage 20 vorgenommen, dass sie bei Nickwinkel-Positionen bei höheren Geschwindigkeiten eine stabilere Lage der lenkenden Achse 7 ergeben.In a steering module design in which the wheels 14 recorded with camber and / or wheel track, and the pitch angle 18 also change, such camber / lane Settings in the vehicle neutral position 20 made it a more stable position of the steering axis at pitch angle positions at higher speeds 7 result.
Der Antrieb 3 vom erfindungsgemäßen Fahrzeug 1 kann sich koaxial zur Antriebsradachse befinden, beispielsweise in Form eines Radnabenmotors. In diesem Fall wird als Antrieb 3 vorzugsweise ein elektrischer Motor vorgesehen. In diesem Fall ist es noch denkbar, dass man ihn auch in den Lenkmodul-Rädern 14 integrieren kann. Es ist sogar möglich, dass die Veränderung des Lenkwinkels 19 über eine zwischengeschaltete Steuerungselektronik eine separate Steuerung der Antriebsmomente beider Räder zur Folge hat, um hiermit den Lenkvorgang zu unterstützen.The drive 3 from the vehicle according to the invention 1 may be coaxial with the drive wheel axis, for example in the form of a hub motor. In this case is called the drive 3 preferably provided an electric motor. In this case, it is still conceivable that you can also use it in the steering module wheels 14 can integrate. It is even possible that the change of the steering angle 19 via an intermediate control electronics has a separate control of the drive torque of both wheels result in order to support the steering operation hereby.
Noch ist es möglich, den Antrieb 3 außerhalb der Antriebsache zu platzieren und die Antriebskraft mittels zwischengeschalteten Getriebes zum Antriebsrad 51 zu übertragen.Still it is possible the drive 3 to place outside of the drive and the driving force by means of intermediate gear to the drive wheel 51 transferred to.
Bei letzterer Möglichkeit ist es denkbar, anstatt eines elektrischen Motors einen Verbrennungskraftmotor einzusetzen und diesen mittels Getriebe mit dem Antriebsrad zu verbinden.In the latter possibility, it is conceivable to use an internal combustion engine instead of an electric motor and to connect this by means of gear with the drive wheel.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug 1 beinhaltet zusätzlich einen Energiespeicher 4 in Form einer Batterie 65 oder eines Tankbehälters.The vehicle according to the invention 1 additionally includes an energy storage 4 in the form of a battery 65 or a tank container.
Bei einer elektrischen Batterie 65 ist es sehr vorteilhaft, wenn diese als separates Modul ausgeführt ist, welches vom Fahrzeug 1 entnehmbar ist. Auf diese Weise kann man die Batterie 65 entnehmen und außerhalb vom Fahrzeug 1 aufladen, bspw. zu Hause oder im Büro. Ferner ist es möglich, diese Batterie 65 mit einer bereits aufgeladenen nur auszutauschen, um hiermit die „Ladezeiten” deutlich zu verringern.For an electric battery 65 It is very advantageous if this is designed as a separate module, which from the vehicle 1 is removable. That way you can get the battery 65 remove and outside the vehicle 1 Charge, for example, at home or in the office. Furthermore, it is possible to use this battery 65 to replace with an already charged only to significantly reduce the "load times".
Ferner ist es denkbar, die Ladeelektronik 66 der Batterie 65 ebenfalls modular und diese mit der Batterie 65 verbindbar auszuführen (24). Hiermit hat der Fahrzeugführer 11 die Wahl, entweder die Batterie 65 vom Fahrzeug 1 zu entnehmen und diese auf eine andere Ladestation zu laden, bzw. mit einer anderen Batterie 65 direkt auszutauschen, oder die Batterie direkt am Fahrzeug 1 zu laden, oder die Batterie 65 samt Ladeelektronik 66 zu entnehmen und an einem 30 anderen Ort zu laden, wo keine Batterie-Ladestation zur Verfügung steht. Im letzteren Fall ist es sehr vorteilhaft, wenn die Ladeelektronik 66 mit einem handelsüblichen Kaltgerätestecker-Anschluss versehen ist, so dass sie an die üblichen und fast überall vorhandenen Kaltgerätekabel (wie bspw. für Heimrechner) angeschlossen werden kann.Furthermore, it is conceivable, the charging electronics 66 the battery 65 also modular and this with the battery 65 connectable to perform ( 24 ). Hereby has the driver 11 the choice, either the battery 65 from the vehicle 1 and to load them to another charging station, or with another battery 65 exchange directly, or the battery directly on the vehicle 1 to charge, or the battery 65 including charging electronics 66 to take and at a 30 other place where no battery charging station is available. In the latter case, it is very advantageous if the charging electronics 66 It is equipped with a standard IEC connector so that it can be connected to the usual and almost everywhere existing cold device cables (such as for home computers).
Außerdem ist es denkbar, ein Energierekuperationssystem im Fahrzeug 1 zu integrieren, um eine Bremskraft durch den Antrieb 3 zu entwickeln und die erzeugte Energie in die Batterie 65 zu speichern.It is also conceivable to have an energy recuperation system in the vehicle 1 to integrate a braking force through the drive 3 to develop and the energy generated in the battery 65 save.
Ferner existiert die optionale Möglichkeit, einen Sitz 52 und/oder Rückenlehne 53 für den Fahrer 11 vorzusehen, um einen Teil der Gewichtskraft direkt in die Karosserie 2 aufzunehmen (24).Furthermore, there is the optional possibility of a seat 52 and / or backrest 53 for the driver 11 Provide part of the weight directly in the bodywork 2 to record ( 24 ).
Dabei sind sie derart ausgeführt, dass auch seitliche Kräfte zwischen Fahrer 11 und Karosserie 2 übertragen werden können. Auf diese Weise wird die Steuerung vom Fahrzeug 1 erleichtert, weil der Fahrer 11 bessere Möglichkeiten hat, die von der entwickelten Bein-/Fußkraft 45 resultierende Gegenkraft gegen die Karosserie 2 abzustützen. Durch den Einsatz nur eines Sitzes 52 hat der Fahrer 11 die Möglichkeit, die Querkomponenten der Bein-/Fußkraft 45 seitlich in den Sitz 52 einzuleiten und hiermit eine Verstellung des Lenkwinkels 19 zu bewirken. Beim bereits erwähnten Einsatz von zusätzlichen Handgriffen 48 wird diese Möglichkeit noch verbessert, weil der Fahrer 11 die Kräfte besser in die Karosserie 2 einleiten kann. Beim Einsatz einer weiteren Rückenlehne 53 wird die Kraftentfaltung deutlich verbessert, weil damit die Bein-/Fußkraft 45 in höherem Maße abgestützt wird. In diesem Falle ist sogar ein Wegfall der Handgriffe 48 denkbar. Der Fahrer 11 bekommt eine stabile Lage innerhalb des Fahrzeugs 1 und kann die Steuerkräfte leicht entfalten. Sofern sich die Karosserie 2 über oder neben dem Fahrer 11 erstreckt, ist es sinnvoll, diesen Karosserieabschnitt 54 in der Höhe verstellbar zu gestalten, so dass optimale Platzverhältnisse für unterschiedliche Fahrergrößen gegeben sind (25). Dies gilt ebenfalls für den Sitz 52, bzw. für die Rückenlehne 53, welche separat zum verstellbaren Karosserieabschnitt 54 verstellt werden können.They are designed so that lateral forces between the driver 11 and bodywork 2 can be transmitted. In this way, the control of the vehicle 1 relieved, because the driver 11 has better possibilities, that of the developed leg / foot force 45 resulting counterforce against the body 2 support. By using only one seat 52 has the driver 11 the possibility of the transverse components of leg / foot force 45 laterally in the seat 52 initiate and hereby an adjustment of the steering angle 19 to effect. When already mentioned use of additional handles 48 This option is even better because the driver 11 the forces better in the body 2 can initiate. When using another backrest 53 the power development is significantly improved, because thus the leg / foot force 45 is supported to a greater extent. In this case, even eliminating the handles 48 conceivable. The driver 11 gets a stable position inside the vehicle 1 and can easily develop the control forces. Unless the bodywork 2 above or next to the driver 11 extends, it makes sense to this body section 54 adjustable in height, so that optimal space conditions for different driver sizes are given ( 25 ). This also applies to the seat 52 , or for the backrest 53 , which are separate from the adjustable body section 54 can be adjusted.
Denkbar ist es noch, wichtige Grundfunktionen des Fahrzeugs 1 wie Beleuchtung 55, Blinker 56, Anzeigeinstrumente 57 oder Rückspiegel 58 in dem verstellbaren Karosserieabschnitt 54 zu integrieren. Auf diese Weise wird deren optimale Anordnung für unterschiedliche Fahrergrößen gewährleistet. Beispielsweise können diese Funktionen in einem sich über dem Kopf des Fahrers 11 erstreckenden Karosserieabschnitt 54 integriert werden, so dass sie sich im unmittelbaren Sichtfeld des Fahrers 11 befinden (25).It is still conceivable, important basic functions of the vehicle 1 like lighting 55 , Indicator 56 , Indicating instruments 57 or rearview mirror 58 in the adjustable body section 54 to integrate. In this way, their optimal arrangement for different driver sizes is guaranteed. For example, these functions may be in a way above the driver's head 11 extending body section 54 be integrated so that they are in the immediate field of vision of the driver 11 are located ( 25 ).
Außerdem ist es sehr vorteilhaft, eine weitere Sitzmöglichkeit für einen weiteren Fahrzeuginsassen 59 vorzusehen (26). Dieser Insasse 59 befindet sich vorzugsweise hinter dem Fahrer 11 und nimmt eine möglichst niedrige, jedoch noch bequeme Position ein, um die Trägheitsmomente des gesamten Fahrzeugs 1 bei Neigevorgängen zu minimieren.In addition, it is very advantageous, another seat for another vehicle occupants 59 to provide ( 26 ). This inmate 59 is preferably behind the driver 11 and takes as low, yet comfortable, position as the moment of inertia of the entire vehicle 1 to minimize tilting.
Zusätzlich ist es vorteilhaft, einen Abstellplatz für Gepäck 60 vorzusehen (26). Dieser befindet sich vorzugsweise räumlich zwischen dem Fahrer 11 und dem weiteren Insassen 59 und befindet sich ebenfalls möglichst tief innerhalb der Karosserie 2. In addition, it is advantageous to have a parking space for luggage 60 to provide ( 26 ). This is preferably located spatially between the driver 11 and the other inmates 59 and is also located as deep as possible inside the body 2 ,
Dabei wird die Karosserie 2 des Fahrzeugs 1 vorzugsweise in Rahmenbauweise ausgeführt (26). Denkbar ist es ebenfalls, die Karosserie 2 als Blechkarosserie oder als einen sich weit erstreckenden Kunststoffkörper auszuführen. Wichtig ist dabei, dass die Karosserie 2 gleichzeitig als tragende Struktur und als Designmerkmal des Fahrzeugs 1 gestaltet ist, um auf den Einsatz von weiteren Verkleidungsbauteilen zu verzichten, möglichst viele Funktionen mit möglichst wenigen Bauteilen umzusetzen und hiermit die Kosten des Fahrzeugs 1 minimal zu halten.At the same time, the bodywork becomes 2 of the vehicle 1 preferably executed in frame construction ( 26 ). It is also conceivable, the bodywork 2 to perform as a sheet metal body or as a far-extending plastic body. It is important that the body 2 at the same time as a supporting structure and as a design feature of the vehicle 1 is designed to dispense with the use of other trim components, implement as many functions as possible with as few components and thus the cost of the vehicle 1 to keep minimal.
Besonders vorteilhaft ist es, im Fahrzeug 1 nur Basisfunktionalitäten für den erfolgreichen urbanen Transport vorzusehen, wie bspw. zulassungsrelevante Funktionen wie Beleuchtung 55, Blinker 56, Bremsen und diverse notwendige Anzeigen 57. Das Fahrzeug 1, bzw. dessen Karosserie 2, wird dabei als Basis für Erweiterungen konzipiert, welche den Funktionsumfang erweitern und bei Bedarf seitens des Fahrers 11 dazugekauft und einfach und ohne besonderen Fachkenntnissen zum Fahrzeug 1 hinzugefügt werden. Beispiele für solche, welche den Umfang nicht ausschöpfen, sind andere Sitze 52 oder Rückenlehnen 53, Verkleidungsteile, Heizelemente 61, Kofferraummodule 62 oder Transportboxen/-taschen 62, Witterungsschutzbauteile 63, Schnittstellen für mobile Geräte 64 und viele mehr (27).It is particularly advantageous in the vehicle 1 to provide only basic functionalities for successful urban transport, such as, for example, license-relevant functions such as lighting 55 , Indicator 56 , Brakes and various necessary displays 57 , The vehicle 1 or its body 2 , is designed as a basis for enhancements that extend the range of functions and if required by the driver 11 bought and easy and without special expertise to the vehicle 1 to be added. Examples of those which do not exhaust the scope are other seats 52 or backrests 53 , Trim parts, heating elements 61 , Trunk modules 62 or transport boxes / bags 62 , Weatherproofing components 63 , Interfaces for mobile devices 64 and many more ( 27 ).
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
-
11
-
Fahrzeugvehicle
-
22
-
Karosseriebody
-
33
-
Antriebdrive
-
44
-
Energiespeicherenergy storage
-
55
-
VorderachseFront
-
66
-
Hinterachserear axle
-
77
-
Lenkende AchseSteering axle
-
88th
-
Lenkachsesteering axle
-
99
-
Lenkmodulsteering module
-
1010
-
Hauptkarosseriemain body
-
1111
-
Fahrer/FahrzeugführerDriver / operator
-
1212
-
Position vom FahrerPosition of the driver
-
1313
-
Fahrbahnroadway
-
1414
-
Radwheel
-
1515
-
LenkmodulhauptkörperSteering module main body
-
1616
-
Fahrtrichtungdirection of travel
-
1717
-
FahrzeugsymmetrieebeneVehicle symmetry plane
-
1818
-
Nickwinkelpitch angle
-
1919
-
Lenkwinkelsteering angle
-
2020
-
Neutralstellungneutral position
-
2121
-
Fahrzeuglängsachsevehicle longitudinal axis
-
35, 2235, 22
-
FahrzeugquerachseVehicle transverse axis
-
2323
-
FahrzeughochachseVehicle axis
-
2424
-
FahrzeugschwerpunktCenter of gravity
-
2525
-
Bahnkurvetrajectory
-
2626
-
Kurvenradius/LenkradiusTurning radius / turning radius
-
2727
-
Neigungswinkeltilt angle
-
2828
-
Raddrehachse linksRaddrehachse left
-
2929
-
Raddrehachse rechtsRaddrehachse right
-
3030
-
Achse des KippgelenksAxle of the tilting joint
-
5 315 31
-
Parallelogrammparallelogram
-
3232
-
Feder/Dämpfer-ElementeSpring / damper elements
-
3333
-
Schwingarmswing arm
-
3434
-
Nickachsepitch axis
-
3535
-
Kardangelenkuniversal joint
-
3636
-
Aktive Regler/AktuatorenActive regulators / actuators
-
3737
-
Antriebsbereich des NickwinkelsDrive range of the pitch angle
-
3838
-
Bremsbereich des NickwinkelsBraking range of the pitch angle
-
3939
-
Bereich des Nickwinkels zur Bremsenergie-RekuperationRange of pitch angle for braking energy recuperation
-
4040
-
Fahrerfußdriver's
-
15 4115 41
-
FußablageelementeFußablageelemente
-
4242
-
Rechter FußRight foot
-
4343
-
Linker FußLeft foot
-
4444
-
KraftaufnahmeelementForce-receiving element
-
4545
-
Fußkraftfoot force
-
4646
-
Drehachse zwischen Unterschenkel und Fuß/FerseRotation axis between lower leg and foot / heel
-
4747
-
Übersetzungsgliedtransmission member
-
4848
-
Handgriffhandle
-
4949
-
Lenkstangehandlebars
-
5050
-
Bedienelementecontrols
-
5151
-
Antriebsraddrive wheel
-
5252
-
SitzSeat
-
5353
-
Rückenlehnebackrest
-
5454
-
Verstellbarer Karosserieabschnitt/ZusatzrahmenAdjustable body section / additional frame
-
5555
-
Beleuchtunglighting
-
5656
-
Blinkerindicator
-
5757
-
Anzeige/AnzeigeinstrumenteDisplay / display instruments
-
5858
-
Rückspiegelrearview mirror
-
5959
-
Weiterer InsasseAnother inmate
-
6060
-
Abstellplatz für GepäckParking for luggage
-
6161
-
Heizelementheating element
-
6262
-
KofferraummodulTrunk module
-
6363
-
Witterungsschutzweather protection
-
6464
-
Schnittstelle für mobile GeräteInterface for mobile devices
-
6565
-
Batteriebattery
-
6666
-
Ladeelektronikcharging electronics
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
-
US 7850180 [0004] US 7850180 [0004]
