DE102017211838B4 - Dynamically balancing vehicle - Google Patents
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Abstract
Dynamisch balancierendes Fahrzeug (1),- mit einem Fahrgestell (2), das wenigstens zwei mittels Elektromotor (21) angetriebene Räder (7) aufweist, die um eine gemeinsame Drehachse (9) drehbar sind,- mit einem auf dem Fahrgestell (2) angeordneten Fahrzeugsitz (6),- mit einer Steuereinrichtung (33) zum Ansteuern der Elektromotoren (21) zum Balancieren, Beschleunigen, Bremsen und Lenken des Fahrzeugs (1), dadurch gekennzeichnet,- dass eine Notbremseinrichtung (37) vorgesehen ist, die bei ihrer Betätigung das Fahrzeug (1) selbsttätig bis zum Stillstand abbremst und die ein vom Fahrzeugführer betätigbares Betätigungsglied (38) aufweist,- dass die Notbremseinrichtung (37) bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs (1) bei einer Betätigung des Betätigungsglieds (38) eine Verstellung einer Sitzfläche (11) des Fahrzeugsitzes (6) relativ zum Fahrgestell (2) bewirkt, derart, dass sich der Fahrzeugschwerpunkt nach hinten verstellt.Dynamically balancing vehicle (1), - with a chassis (2) which has at least two wheels (7) driven by an electric motor (21) and rotatable about a common axis of rotation (9), - with a chassis (2) arranged vehicle seat (6), - with a control device (33) for controlling the electric motors (21) for balancing, accelerating, braking and steering of the vehicle (1), characterized in that an emergency braking device (37) is provided, which at its actuation brakes the vehicle (1) automatically to a standstill and which has an actuating element (38) which can be actuated by the vehicle driver, - that the emergency braking device (37) when the vehicle (1) is traveling forwards when the actuating element (38) is actuated causes an adjustment of a seat surface ( 11) of the vehicle seat (6) relative to the chassis (2) in such a way that the center of gravity of the vehicle moves backwards.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein dynamisch balancierendes Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The present invention relates to a dynamically balancing vehicle having the features of the preamble of
Ein dynamisch balancierendes Fahrzeug besitzt im Allgemeinen ein Fahrgestell, das über wenigstens ein Rad auf einem Untergrund abgestützt ist, einen Antrieb zum Antreiben des wenigstens einen Rads, eine Neigungssensorik und eine Steuereinrichtung. Diese Fahrzeuge werden entweder mit nur einem einzigen Rad oder mit mehreren Rädern, bevorzugt mit genau zwei Rädern, verwendet, die dann jedoch um eine gemeinsame Raddrehachse drehen, die sich parallel zu einer Fahrzeugquerachse erstreckt. Üblicherweise besitzt das Fahrgestell eine Trittfläche, auf die ein Fahrzeugführer stehen kann. Die Steuerungseinrichtung steuert den jeweiligen Antrieb so an, dass das Fahrzeug selbsttätig ausbalanciert wird. Hierzu wird unter anderem ein Neigungswinkel der Fahrzeuglängsachse gegenüber einer sich senkrecht zur Gravitationsrichtung erstreckenden Horizontalebene ermittelt. Die Steuerungseinrichtung versucht nun permanent durch entsprechende Ansteuerung des Antriebs, diesen Neigungswinkel auf den Wert Null zurückzustellen. Der Fahrzeugführer kann nun durch Verlagern seines Körperschwerpunktes die Neigung des Fahrgestells gegenüber der Horizontalebene verändern, wodurch es je nach Neigungswinkel zu einer Beschleunigung oder zu einem Abbremsen des Fahrzeugs kommt.A dynamically balancing vehicle generally has a chassis, which is supported on a ground via at least one wheel, a drive for driving the at least one wheel, an inclination sensor system and a control device. These vehicles are used either with just a single wheel or with multiple wheels, preferably with exactly two wheels, which then rotate about a common wheel axis of rotation that extends parallel to a vehicle transverse axis. The chassis usually has a step surface on which a vehicle driver can stand. The control device controls the respective drive in such a way that the vehicle is automatically balanced. For this purpose, among other things, an angle of inclination of the longitudinal axis of the vehicle relative to a horizontal plane extending perpendicularly to the direction of gravity is determined. The control device now constantly tries to reset this angle of inclination to the value zero by appropriately controlling the drive. The vehicle driver can now change the inclination of the chassis relative to the horizontal plane by shifting his body's center of gravity, as a result of which the vehicle accelerates or brakes depending on the angle of inclination.
Bei einem solchen Fahrzeug, das genau zwei Räder aufweist, die um eine gemeinsame Raddrehachse rotieren, ist für jedes Rad ein separater Antrieb vorgesehen. Ferner ist eine Lenkeinrichtung zum Erzeugen von Lenkbefehlen vorgesehen. Je nach Lenkbefehl können die Antriebe für die beiden Räder unterschiedlich betätigt werden, wodurch sich eine entsprechende Lenkbetätigung des Fahrzeugs ergibt. Eine derartige Lenkeinrichtung kann beispielsweise eine vom Fahrzeugführer betätigbare Lenkstange aufweisen, die über ein Lenklager am Fahrgestell um eine parallel zu einer Fahrzeuglängsachse verlaufende Lenkachse schwenkbar gelagert ist.In such a vehicle, which has exactly two wheels that rotate about a common wheel axis of rotation, a separate drive is provided for each wheel. A steering device for generating steering commands is also provided. Depending on the steering command, the drives for the two wheels can be operated differently, resulting in a corresponding steering operation of the vehicle. Such a steering device can have, for example, a steering rod that can be actuated by the driver of the vehicle and is pivotably mounted via a steering bearing on the chassis about a steering axis that runs parallel to a longitudinal axis of the vehicle.
Bekannt geworden sind derartige dynamisch balancierende Fahrzeuge unter der Bezeichnung „Segway“ des Herstellers Segway Incorporated.Such dynamically balancing vehicles have become known under the name “Segway” from the manufacturer Segway Incorporated.
Aus der
Ein weiteres Fahrzeug dieser Art, bei dem der Fahrzeugsitz zusätzlich zu einem Stehplatz vorgesehen ist, geht aus der
Aus der
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Da bei einem sitzenden Fahrzeugführer der Körperschwerpunkt sehr viel niedriger ist als bei stehendem Fahrzeugführer, wirkt sich eine Verlagerung des Körperschwerpunkts weniger deutlich auf den Fahrzeugschwerpunkt und somit deutlich weniger auf den Neigungswinkel des Fahrzeugs aus. Außerdem ist bei einem sitzenden Fahrzeugführer im Wesentlichen nur noch der Oberkörper beweglich, um den Körperschwerpunkt und damit den Fahrzeugschwerpunkt zu verändern. Dementsprechend ist die Verlagerung des Körperschwerpunkts und somit die Beeinflussung des Neigungswinkels bei einem derartigen dynamisch balancierenden Fahrzeug mit Fahrzeugsitz erheblich reduziert. Um hier Abhilfe zu schaffen, ist beim bekannten Fahrzeug vorgesehen, den Fahrzeugsitz am Fahrgestell in der Fahrzeuglängsachse verstellbar anzubringen. Hierdurch kann der Fahrzeugführer seinen Körperschwerpunkt deutlich besser verlagern, wodurch die Beeinflussung des Neigungswinkels entsprechend verstärkt wird. In der Folge reagiert das Fahrzeug mit erhöhter Dynamik.Since the center of gravity of a driver who is seated is much lower than that of a driver who is standing, a shift in the center of gravity of the body has less of an effect on the center of gravity of the vehicle and thus significantly less on the angle of inclination of the vehicle. In addition, when the vehicle driver is seated, essentially only the upper body is movable in order to change the body's center of gravity and thus the center of gravity of the vehicle. Accordingly, the shifting of the body's center of gravity and thus the influence on the angle of inclination is significantly reduced in such a dynamically balancing vehicle with a vehicle seat. In order to remedy this, the known vehicle provides for the vehicle seat to be attached to the chassis so that it can be adjusted in the longitudinal axis of the vehicle. As a result, the vehicle driver can shift his body's center of gravity much better, which means that the influence on the angle of inclination is correspondingly increased. As a result, the vehicle reacts with increased dynamics.
Um den Fahrzeugsitz nun relativ zum Fahrgestell bewegen zu können, ist aus der
Es hat sich gezeigt, dass für bestimmte Personengruppen die Nutzung derartiger dynamisch balancierender Fahrzeuge mit Fahrzeugsitz erschwert ist. Betroffen sind vor allem Personen, die nur noch wenig Kraft aufwenden können, um die für die Beschleunigung bzw. die Bremsung erforderliche Verlagerung des Körperschwerpunkts und/oder die zum Lenken erforderliche Verschwenkung der Lenkstange zu bewirken, wie zum Beispiel Personen mit Querschnittlähmung oder Multipler Sklerose. Außerdem kann sich für diese Personengruppen bei der Nutzung des Fahrzeugs eine erhöhte Unfallgefahr einstellen, weil die Verlagerung des Körperschwerpunkts nicht schnell genug durchführbar ist. Dies kann zu gefährlichen Situationen führen, wenn z.B. zur Vermeidung einer Kollision eine rasche Abbremsung des Fahrzeugs erwünscht ist.It has been shown that the use of such dynamically balancing vehicles with a vehicle seat is made more difficult for certain groups of people. People who are particularly affected are those who can only use a little force to shift their center of gravity and/or pivot the handlebars required for acceleration or braking, such as people with paraplegia or multiple sclerosis. In addition, there is an increased risk of accidents for these groups of people when using the vehicle because the body's center of gravity cannot be shifted quickly enough. This can lead to dangerous situations, for example if you want the vehicle to brake quickly to avoid a collision.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein dynamisch balancierendes Fahrzeug der vorstehend beschriebenen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich durch eine vereinfachte Handhabung und insbesondere durch eine reduzierte Unfallgefahr auszeichnet.The present invention deals with the problem of specifying an improved embodiment for a dynamically balancing vehicle of the type described above, which is distinguished by simplified handling and, in particular, by a reduced risk of accidents.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this problem is solved by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims.
Die Erfindung beruht gemäß einem ersten Aspekt auf dem allgemeinen Gedanken, das dynamisch balancierende Fahrzeug mit einer Notbremseinrichtung auszustatten, die bei ihrer Betätigung im Falle einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs eine Verstellung des Fahrzeugschwerpunkts nach hinten bewirkt. Hierdurch neigt sich das Fahrzeug nach hinten und die Steuereinrichtung reagiert darauf mit einem Bremsbefehl. Erreicht wird dies dadurch, dass bei einer Betätigung der Notbremseinrichtung zumindest eine Sitzfläche des Fahrzeugsitzes relativ zum Fahrgestell verstellt wird, nämlich derart, dass sich dadurch die Verlagerung des Fahrzeugschwerpunkts nach hinten ergibt. Optional kann die Notbremseinrichtung zusätzlich so ausgestaltet sein, dass sie im Falle einer Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs eine Verstellung des Fahrzeugschwerpunkts nach vorn bewirkt. Die Verschiebung des Fahrzeugschwerpunkts nach vorn hat bei Rückwärtsfahrt ebenfalls ein Abbremsen des Fahrzeugs zur Folge.According to a first aspect, the invention is based on the general idea of equipping the dynamically balancing vehicle with an emergency braking device which, when actuated when the vehicle is traveling forwards, causes the vehicle's center of gravity to be shifted backwards. As a result, the vehicle inclines backwards and the control device responds with a braking command. This is achieved in that when the emergency braking device is actuated, at least one seat surface of the vehicle seat is adjusted relative to the chassis, namely in such a way that this results in the vehicle's center of gravity being shifted to the rear. Optionally, the emergency braking device can also be designed in such a way that, when the vehicle is reversing, it causes the vehicle's center of gravity to be shifted forward. The shifting of the vehicle's center of gravity forward also causes the vehicle to brake when reversing.
Es ist klar, dass dabei unter dem Fahrzeugschwerpunkt immer der Schwerpunkt des Gesamtfahrzeugs, also des Fahrzeugs mit Fahrzeugführer und gegebenenfalls mit Gepäck gemeint ist. Ebenso ist mit Körperschwerpunkt immer der Schwerpunkt des Fahrzeugführers mit Kleidung und gegebenenfalls mit Tasche oder Rucksack gemeint.It is clear that the vehicle's center of gravity always means the center of gravity of the entire vehicle, that is to say of the vehicle with the driver and possibly with luggage. Likewise, the center of gravity always means the driver's center of gravity with clothing and possibly with a bag or backpack.
Die Sitzfläche ist dabei immer als ein Bestandteil des Fahrzeugsitzes ausgebildet, wie zum Beispiel ein Sitzbrett oder bevorzugt ein Sitzkissen. Es ist klar, dass zum Verstellen der Sitzfläche stets auch der zugehörige Bestandteil des Fahrzeugsitzes, also insbesondere das Sitzkissen, sowie ein gegebenenfalls damit fest verbundenes weiteres Bauteil, wie z.B. ein Sitzkissenrahmen, verstellt wird.The seat is always designed as a part of the vehicle seat, such as a seat board or preferably a seat cushion. It is clear that in order to adjust the seat surface, the associated component of the vehicle seat, i.e. in particular the seat cushion, as well as another component that may be permanently connected thereto, such as a seat cushion frame, is always adjusted.
Die Notbremseinrichtung ist erfindungsgemäß so ausgestaltet, dass sie bei ihrer Betätigung das Fahrzeug selbsttätig bis zum Stillstand abbremst. Dies erhöht die Betriebssicherheit. Vorzugsweise befindet sich das Fahrzeug am Ende eines solchen Notbremsvorgangs noch immer im Balancemodus, ruht jedoch. Auch diese Maßnahme erhöht die Betriebssicherheit.According to the invention, the emergency braking device is designed in such a way that, when it is actuated, it automatically brakes the vehicle to a standstill. This increases operational safety. The vehicle is preferably still in the balance mode at the end of such an emergency braking process, but is at rest. This measure also increases operational reliability.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Sitzfläche zum Verstellen des Fahrzeugschwerpunkts nach hinten um eine parallel zur Fahrzeugquerrichtung verlaufende Kippachse nach hinten kippt. Beim Kippen nach hinten bewegt sich das hintere Ende der Sitzfläche nach unten. Diese Ausführungsform lässt sich besonders preiswert realisieren. Für die Option einer Notbremsung bei Rückwärtsfahrt kann dagegen vorgesehen sein, dass die Sitzfläche nach vorn kippt. Beim Kippen nach vorn bewegt sich das vordere Ende der Sitzfläche nach unten.For example, it can be provided that the seat surface tilts backwards about a tilting axis running parallel to the transverse direction of the vehicle in order to adjust the center of gravity of the vehicle. When tilting backwards, the rear end of the seat moves down. This embodiment can be implemented particularly inexpensively. For the option of emergency braking when reversing, however, it can be provided that the seat tilts forward. When tilting forward, the front end of the seat moves down.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Sitzfläche um eine parallel zur Fahrzeugquerrichtung verlaufende Kippachse verschwenkbar am Fahrgestell angeordnet ist, wobei die Notbremseinrichtung eine Verriegelungseinrichtung aufweist, die bei unbetätigter Notbremseinrichtung ein Verschwenken der Sitzfläche um die Kippachse verhindert und bei betätigter Notbremseinrichtung ein Verschwenken der Sitzfläche um die Kippachse ermöglicht. Zweckmäßig ist die Kippachse am Fahrzeug so angeordnet, dass sie vor dem Körperschwerpunkt des Fahrzeugführers liegt, wenn der Fahrzeugführer im Wesentlichen ordnungsgemäß auf dem Fahrzeugsitz sitzt. Die Kippachse befindet sich also vorzugsweise im Bereich der vorderen Hälfte, insbesondere im Bereich des vorderen Drittels oder Viertels, der Sitzfläche bzw. eines die Sitzfläche aufweisenden Sitzkissen. Dadurch kann das Gewicht des Fahrzeugführers als Antrieb zum Verkippen der Sitzfläche nach hinten unten genutzt werden.Additionally or alternatively, it can be provided that the seat surface is arranged on the chassis such that it can pivot about a tilting axis running parallel to the transverse direction of the vehicle, with the emergency braking device having a locking device which prevents the seat surface from pivoting about the tilting axis when the emergency braking device is not actuated and prevents the seat surface from pivoting when the emergency braking device is actuated around the tilting axis. is expedient the tilting axis is arranged on the vehicle so that it is in front of the center of gravity of the vehicle driver when the vehicle driver is substantially properly seated in the vehicle seat. The tilting axis is therefore preferably located in the area of the front half, in particular in the area of the front third or fourth, of the seat surface or of a seat cushion having the seat surface. As a result, the weight of the vehicle driver can be used as a drive for tilting the seat backwards and downwards.
Eine alternative Ausführungsform schlägt vor, dass sich die Sitzfläche zum Verstellen des Fahrzeugschwerpunkts nach hinten parallel zur Fahrzeuglängsrichtung nach hinten verstellt. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch einen erhöhten Komfort aus. Außerdem lassen sich weitere Zusatzfunktionen so besonders einfach integrieren, was weiter unten noch näher erläutert wird.An alternative embodiment proposes that the seat surface be adjusted backwards parallel to the longitudinal direction of the vehicle in order to adjust the center of gravity of the vehicle. This embodiment is characterized by increased comfort. In addition, further additional functions can be integrated particularly easily in this way, which will be explained in more detail below.
Durch Verstellen der Sitzfläche nach hinten wird auch der darauf sitzende Fahrzeugführer mit nach hinten verstellt, wodurch zunächst der Körperschwerpunkt und in der Folge auch der Fahrzeugschwerpunkt nach hinten verlagert werden. Durch diese Verlagerung des Fahrzeugschwerpunkts nach hinten wird die Neigung des Fahrzeugs nach hinten verstellt und letztlich ein Bremsbefehl erzeugt, den die Steuereinrichtung umsetzt, indem sie die Elektromotoren zum Bremsen des Fahrzeugs ansteuert.By moving the seat backwards, the vehicle driver sitting on it is also moved backwards, as a result of which the body's center of gravity and subsequently also the vehicle's center of gravity are shifted backwards. This rearward shift of the vehicle's center of gravity adjusts the vehicle's rearward inclination and ultimately generates a braking command, which the control device implements by activating the electric motors for braking the vehicle.
Im Einzelnen kann die Notbremseinrichtung ein vom Fahrzeugführer betätigbares Betätigungsglied aufweisen. Ferner kann die Notbremseinrichtung so ausgestaltet sein, dass sie bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs bei einer Betätigung des Betätigungsglieds eine Verstellung der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes relativ zum Fahrgestell nach hinten bewirkt. Optional kann die Notbremseinrichtung zusätzlich so ausgestaltet sein, dass sie bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs bei einer Betätigung des Betätigungsglieds eine Verstellung der Sitzfläche relativ zum Fahrgestell nach vorn bewirkt. Die Verschiebung des Fahrzeugschwerpunkts nach vorn hat bei Rückwärtsfahrt ebenfalls ein Abbremsen des Fahrzeugs zur Folge.Specifically, the emergency braking device can have an actuating element that can be actuated by the vehicle driver. Furthermore, the emergency braking device can be designed in such a way that when the vehicle is moving forwards, when the actuating element is actuated, it causes the seat surface of the vehicle seat to be displaced backwards relative to the chassis. Optionally, the emergency braking device can also be designed in such a way that when the vehicle is reversing, when the actuating member is actuated, it causes the seat surface to be displaced forwards relative to the chassis. The shifting of the vehicle's center of gravity forward also causes the vehicle to brake when reversing.
Sofern das Fahrzeug mit einer aktiven Sitzverstellung ausgestattet ist, kann die Notbremseinrichtung außerdem so ausgestaltet sein, dass sie zum Ende des Notbremsvorgangs hin eine Rückverstellung der Sitzfläche in deren Neutrallage bewirkt.If the vehicle is equipped with an active seat adjustment, the emergency braking device can also be designed in such a way that it brings about a return adjustment of the seat surface to its neutral position towards the end of the emergency braking process.
Das Betätigungsglied der Notbremseinrichtung lässt sich von einem Fahrzeugführer mit wenig Kraft und insbesondere mit nur einem einzigen Finger betätigen, so dass es für den Fahrzeugführer nicht erforderlich ist, sich selbst nach hinten zu drücken, um für den Notfall ein zügiges Abbremsen des Fahrzeugs zu ermöglichen. Dementsprechend wird die Handhabung und letztlich auch die Betriebssicherheit des Fahrzeugs verbessert und die Unfallgefahr reduziert, insbesondere für Fahrzeugführer, denen die Kraft fehlt, sich selbst rasch genug bei Vorwärtsfahrt nach hinten drücken zu können, um die gewünschte Notbremsung selbst herbeizuführen.The actuator of the emergency braking device can be actuated by a vehicle driver with little force and in particular with just a single finger, so that it is not necessary for the vehicle driver to push himself backwards to enable the vehicle to be braked quickly in an emergency. Accordingly, the handling and ultimately the operational safety of the vehicle is improved and the risk of accidents is reduced, especially for vehicle drivers who lack the strength to be able to push themselves back quickly enough when driving forward in order to bring about the desired emergency braking themselves.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Notbremseinrichtung einen elektrischen Sitzverstellmotor zum Verstellen der Sitzfläche ansteuern. Mit Hilfe eines derartigen elektrischen Sitzverstellmotors lässt sich die Sitzfläche für den Notbremsvorgang vergleichsweise rasch nach hinten verstellen. Gegen Ende des Notbremsvorgangs lässt sich die Sitzfläche mit Hilfe des elektrischen Sitzverstellmotors wieder in ihre Ausgangslage oder Neutrallage nach vorn verstellen, wobei dies dann mit deutlich reduzierter Geschwindigkeit erfolgen kann.According to an advantageous embodiment, the emergency braking device can control an electric seat adjustment motor for adjusting the seat surface. With the help of such an electric seat adjustment motor, the seat surface for the emergency braking process can be adjusted backwards comparatively quickly. Towards the end of the emergency braking process, the seat surface can be moved back to its original or neutral position with the help of the electric seat adjustment motor, and this can then be done at a significantly reduced speed.
Grundsätzlich kann die Notbremseinrichtung allgemein einen Stellantrieb zum Verstellen der Sitzfläche nach hinten aufweisen, der bei der Betätigung des Betätigungsglieds bei Vorwärtsfahrt angesteuert wird. Insoweit kann der Stellantrieb zum Bauumfang der Notbremseinrichtung gehören.In principle, the emergency braking device can generally have an actuator for adjusting the seat surface backwards, which is activated when the actuating element is actuated when driving forward. In this respect, the actuator can belong to the scope of construction of the emergency braking device.
Beispielsweise kann der Stellantrieb eine Federanordnung aufweisen, die in einem Bereitschaftszustand des Stellantriebs vorgespannt ist und deren Federkraft beim Aktivieren des Stellantriebs zum Antreiben der Sitzfläche genutzt wird. Eine derartige Federeinrichtung kann dabei mit mechanischen Federgliedern oder mit pneumatischen Federgliedern arbeiten.For example, the actuator can have a spring arrangement which is prestressed when the actuator is in a ready state and whose spring force is used to drive the seat surface when the actuator is activated. Such a spring device can work with mechanical spring members or with pneumatic spring members.
Alternativ dazu kann der Stellantrieb einen elektrischen Sitzverstellmotor aufweisen oder durch einen solchen gebildet sein. Die elektrische Ausführungsform des Stellantriebs lässt sich besonders einfach wieder in die Ausgangsstellung bringen, bevorzugt automatisch. In der Folge lässt sich die Notbremseinrichtung während einer Fahrt mehrfach benutzen.As an alternative to this, the actuator can have an electric seat adjustment motor or be formed by one. The electrical embodiment of the actuator can be brought back into the starting position in a particularly simple manner, preferably automatically. As a result, the emergency braking device can be used several times during a journey.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Betätigungsglied durch einen Knebel eines Joysticks gebildet sein, der zum Auslösen der Notbremsung vom Fahrzeugführer nach unten und/oder nach hinten und/oder nach vorn verstellbar ist. Hierdurch kann der Fahrzeugführer durch intuitive Betätigung des Joysticks den Notbremsvorgang auslösen. Ein derartiger Joystick lässt sich auch besonders einfach und komfortabel vom Fahrzeugführer mit wenig Kraft betätigen. Der Joystick kann Bestandteil der Notbremseinrichtung sein. Ebenso ist denkbar, die Notbremseinrichtung in den Joystick zu integrieren, nämlich als zusätzliche Funktionalität, wenn der Joystick am Fahrzeug bereits für eine andere Funktion, wie z.B. zum Lenken und/oder zum Bremsen und Beschleunigen, vorhanden ist, was nachfolgend erläutert wird.In a preferred embodiment, the actuating element can be formed by a toggle of a joystick, which can be adjusted downwards and/or backwards and/or forwards by the vehicle driver in order to trigger the emergency braking. This allows the vehicle driver to trigger the emergency braking process by intuitively actuating the joystick. Such a joystick can also be actuated particularly easily and conveniently by the vehicle driver with little effort. The joystick can be part of the emergency braking device. It is also conceivable to integrate the emergency braking device into the joystick, namely as an additional functionality if the joystick on the vehicle is already used for one other function, such as steering and/or braking and accelerating, is present, which will be explained below.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Joystick zum Lenken des Fahrzeugs mit der Steuereinrichtung gekoppelt sein, derart dass ein Verstellen des Knebels nach links und rechts entsprechende Lenksignale erzeugt. Die Steuereinrichtung kann nun die Elektromotoren in Abhängigkeit der Lenksignale zum Lenken des Fahrzeugs ansteuern. Das bedeutet, dass der Fahrzeugführer das Fahrzeug mit Hilfe des Joysticks lenken kann. Eine konventionelle Lenkstange ist dabei nicht erforderlich. Hierdurch wird der Komfort für die Verwendung des Fahrzeugs erheblich verbessert. Insbesondere für Personen mit Gehbehinderung vereinfachen sich durch die ggf. fehlende Lenkstange der Einstieg in das Fahrzeug sowie der Ausstieg aus dem Fahrzeug.In an advantageous development, the joystick for steering the vehicle can be coupled to the control device in such a way that adjusting the toggle to the left and right generates corresponding steering signals. The control device can now control the electric motors depending on the steering signals for steering the vehicle. This means that the vehicle driver can steer the vehicle using the joystick. A conventional steering rod is not required. This significantly improves the comfort of using the vehicle. Especially for people with walking disabilities, the lack of a handlebar makes it easier to get into and out of the vehicle.
Eine andere Weiterbildung schlägt vor, dass das Fahrzeug mit einem Lenklager ausgestattet ist, das eine Stangenaufnahme zum Aufnehmen einer Lenkstange und eine am Fahrgestell befestigte Lagerkonsole aufweist. Die Stangenaufnahme ist dabei zum Erzeugen von Lenkbefehlen relativ zur Lagerkonsole um eine Lenkachse verschwenkbar. Das Lenklager kann außerdem mit einer Lagersensorik ausgestattet sein, die in Abhängigkeit eines Schwenkwinkels oder Lenkwinkels zwischen Stangenaufnahme und Lagerkonsole Lenksignale erzeugt. Das Lenklager kann nun zur Übertragung der Lenksignale über eine Lenkungsschnittstelle mit der Steuereinrichtung gekoppelt sein. Die Steuereinrichtung ist so ausgestaltet, dass sie die Elektromotoren in Abhängigkeit der Lenksignale zum Lenken des Fahrzeugs ansteuert.Another development proposes that the vehicle be equipped with a steering bearing that has a rod mount for receiving a steering rod and a bearing bracket that is fastened to the chassis. The rod holder can be pivoted about a steering axis relative to the bearing bracket in order to generate steering commands. The steering bearing can also be equipped with a bearing sensor system that generates steering signals as a function of a swivel angle or steering angle between the rod mount and the bearing bracket. The steering bearing can now be coupled to the control device via a steering interface in order to transmit the steering signals. The control device is designed in such a way that it controls the electric motors as a function of the steering signals for steering the vehicle.
Sofern nun das Fahrzeug mit einem Joystick zum Lenken des Fahrzeugs ausgestattet ist, kann der Joystick zweckmäßig über die Lenkungsschnittstelle mit der Steuereinrichtung gekoppelt sein. Dementsprechend erhält die Steuereinrichtung nunmehr die Lenkbefehle nicht oder nicht ausschließlich von der Lagersensorik, sondern vom Joystick. Diese Maßnahme vereinfacht die Herstellung des Fahrzeugs. Wie eingangs erwähnt, werden Fahrzeuge mit Fahrzeugsitz in der Regel durch Umbau von Fahrzeugen mit Trittbrett hergestellt, bei denen üblicherweise ein solches Lenklager vorgesehen ist. Durch Nutzung der ohnehin vorhandenen Lenkungsschnittstelle zum Koppeln der Joysticks mit der Steuereinrichtung lässt sich das Lenken des Fahrzeugs durch den Joystick besonders einfach realisieren.If the vehicle is now equipped with a joystick for steering the vehicle, the joystick can expediently be coupled to the control device via the steering interface. Accordingly, the control device now receives the steering commands not or not exclusively from the bearing sensors, but from the joystick. This measure simplifies the manufacture of the vehicle. As mentioned at the outset, vehicles with a vehicle seat are generally manufactured by converting vehicles with a running board, in which such a steering bearing is usually provided. By using the steering interface that is present anyway for coupling the joystick to the control device, the vehicle can be steered by the joystick in a particularly simple manner.
Eine andere Weiterbildung schlägt vor, dass das Lenklager und der Joystick parallel mit der Steuereinrichtung gekoppelt sind, derart, dass das Fahrzeug durch Verstellen des Knebels und durch Verstellen der Stangenaufnahme lenkbar ist. Hierdurch stehen dem Fahrzeugführer beide Lenksysteme zur Verfügung. Die Lenkung über das Lenklager lässt sich durch Einsetzen der Lenkstange aktivieren und nutzen und durch Entfernen der Lenkstange deaktivieren.Another development proposes that the steering bearing and the joystick be coupled in parallel with the control device in such a way that the vehicle can be steered by adjusting the toggle and by adjusting the rod holder. As a result, both steering systems are available to the vehicle driver. Steering via the steering bearing can be activated and used by inserting the steering rod and deactivated by removing the steering rod.
Eine bevorzugte Ausführungsform schlägt für den Fall, dass beide Lenksysteme zur Verfügung stehen, vor, dass ein Umschalter vorgesehen ist, mit dem zwischen einer Lenkbarkeit des Fahrzeugs durch den Joystick, also mittels des Knebels und einer Lenkbarkeit des Fahrzeugs durch das Lenklager, also mittels der Lenkstange umschaltbar ist. Hierdurch bleibt beim Lenken mit der Lenkstange eine versehentliche Betätigung des Joysticks folgenlos und umgekehrt.If both steering systems are available, a preferred embodiment proposes that a switch be provided, with which the vehicle can be steered by the joystick, i.e. by means of the toggle, and the vehicle can be steered by the steering bearing, i.e. by means of the Handlebar is switchable. As a result, accidental activation of the joystick when steering with the handlebars has no consequences and vice versa.
Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass die Sitzfläche am Fahrgestell in Längsrichtung des Fahrzeugs verstellbar angeordnet ist. Ferner kann die Sitzfläche mittels einer Rückstellfeder in eine Mittelstellung vorgespannt sein, von der aus die Sitzfläche zum Beschleunigen des Fahrzeugs nach vorn und zum Bremsen des Fahrzeugs nach hinten verstellbar ist. Eine in der Längsrichtung des Fahrzeugs verstellbare Sitzfläche erleichtert dem sitzenden Fahrzeugführer die Schwerpunktverschiebung nach vorn bzw. nach hinten, um das Fahrzeug beschleunigen bzw. bremsen zu können.Another embodiment proposes that the seat surface is arranged on the chassis so that it can be adjusted in the longitudinal direction of the vehicle. Furthermore, the seat surface can be prestressed into a central position by means of a restoring spring, from which the seat surface can be moved forwards to accelerate the vehicle and backwards to brake the vehicle. A seat surface that can be adjusted in the longitudinal direction of the vehicle makes it easier for the seated driver to shift the center of gravity forwards or backwards in order to be able to accelerate or brake the vehicle.
Eine weitere Ausführungsform schlägt vor, dass eine Sitzfläche des Fahrzeugsitzes in Fahrzeuglängsrichtung am Fahrgestell verstellbar angeordnet ist. Ferner ist ein elektrischer Sitzstellantrieb zum Verstellen der Sitzfläche relativ zum Fahrzeug in Fahrzeuglängsrichtung vorgesehen. Darüber hinaus ist dann der Joystick mit beweglichem Knebel vorgesehen. In diesem Fall wird mit Hilfe des Joysticks der Sitzstellantrieb betätigt. Zweckmäßig ist der Joystick zum Betätigen des Sitzstellantriebs so ausgestaltet und damit so gekoppelt, dass ein Verstellen des Knebels nach vorn ein Verstellen der Sitzfläche nach vorn oder nach hinten bewirkt, während ein Verstellen des Knebels nach hinten ein Verstellen der Sitzfläche nach hinten oder nach vorn bewirkt. Mit anderen Worten, mit Hilfe des Joysticks lässt sich die Sitzfläche aktiv, nämlich motorunterstützt nach vorn bzw. nach hinten verstellen, was zu einer entsprechenden Schwerpunktverlagerung führt. Diese wiederum bewirkt dann über die sich dadurch ergebende Neigungsveränderung ein Beschleunigen bzw. Bremsen des Fahrzeugs. Dementsprechend kann mit Hilfe des Joysticks auch ein körperlich schwacher Fahrzeugführer durch einfache Betätigung des Joysticks ein Beschleunigen und Abbremsen des Fahrzeugs herbeiführen. Insbesondere muss der Fahrzeugführer nicht sich selbst nach vorn ziehen bzw. nach hinten drücken, um das Fahrzeug zu beschleunigen bzw. zu bremsen. Auf diese Weise wird das Fahrzeug auch komfortabel für Personen nutzbar, die nur noch eingeschränkt über die zum Verstellen des Schwerpunkts erforderlichen Kräfte verfügen.A further embodiment proposes that a seat surface of the vehicle seat is arranged on the chassis such that it can be adjusted in the longitudinal direction of the vehicle. Furthermore, an electric seat actuator is provided for adjusting the seat surface relative to the vehicle in the longitudinal direction of the vehicle. In addition, the joystick with a movable toggle is then provided. In this case, the seat actuator is actuated using the joystick. The joystick for actuating the seat actuator is expediently designed and coupled in such a way that moving the toggle forwards causes the seat surface to be moved forwards or backwards, while moving the toggle backwards causes the seat surface to be moved backwards or forwards . In other words, with the help of the joystick, the seat can be actively adjusted, namely motor-assisted, forwards or backwards, which leads to a corresponding shift in the center of gravity. This in turn causes the vehicle to accelerate or brake via the resulting change in inclination. Accordingly, with the help of the joystick, even a physically weak vehicle driver can accelerate and decelerate the vehicle simply by operating the joystick. In particular, the vehicle driver does not have to pull himself forwards or push himself backwards in order to accelerate the vehicle to brake. In this way, the vehicle can also be used comfortably by people who only have limited strength to adjust the center of gravity.
Das Beschleunigen und Bremsen des Fahrzeugs über den Joystick kann dabei grundsätzlich proportional realisiert werden, so dass der Grad der Beschleunigung bzw. des Bremsens vom Grad der Auslenkung des Knebels aus der Neutralstellung heraus abhängt. Insbesondere kann hierzu der Verstellweg, den die Sitzfläche aus einer Mittelstellung oder Ausgangsstellung nach vorn oder nach hinten herausbewegt wird, vom Grad der Auslenkung des Knebels ab. In principle, the vehicle can be accelerated and braked proportionally using the joystick, so that the degree of acceleration or braking depends on the degree of deflection of the toggle from the neutral position. In particular, the adjustment path by which the seat surface is moved forwards or backwards from a middle position or starting position can depend on the degree of deflection of the toggle.
Alternativ ist denkbar, dass das Beschleunigen und Bremsen des Fahrzeugs über den Joystick nur digital, also unabhängig vom Grad der Auslenkung des Knebels erfolgt. Sobald der Knebel nach vorn oder nach hinten aus der Neutralstellung herausbewegt wird, erfolgt eine konstante Beschleunigung oder Bremsung des Fahrzeugs. Insbesondere kann hierzu der Verstellweg, den die Sitzfläche nach vorn oder nach hinten aus der Ausgangsstellung heraus verstellt wird, immer gleich groß sein. Bei dieser Ausführungsform kann außerdem vorgesehen sein, dass beispielsweise eine Auslenkung des Knebels nach vorn eine Verstellung der Sitzfläche nach vorn bewirkt. Diese vordere Position der Sitzfläche bleibt dann so lange erhalten, bis der Fahrzeugführer den Knebel erneut betätigt und nach hinten auslenkt. Hierdurch wird die Sitzfläche dann in die Mittellage verstellt. Erst durch nochmaliges Auslenken nach hinten wird die Sitzfläche dann in die hintere Position verstellt, in der sie bleibt bis der Knebel wieder nach vorn ausgelenkt wird. Für den Notbremsvorgang kann dann dieser Verstellweg größer sein oder schneller erreicht werden.Alternatively, it is conceivable for the vehicle to be accelerated and braked digitally via the joystick, i.e. independently of the degree of deflection of the toggle. As soon as the toggle is moved forwards or backwards out of the neutral position, the vehicle accelerates or brakes constantly. In particular, the adjustment path by which the seat surface is adjusted forwards or backwards from the starting position can always be the same. In this embodiment, it can also be provided that, for example, a forward deflection of the toggle causes a forward adjustment of the seat surface. This front position of the seat is then maintained until the vehicle driver presses the toggle again and deflects it backwards. In this way, the seat is then adjusted to the middle position. Only by deflecting it backwards again is the seat then adjusted to the rear position, in which it remains until the toggle is deflected forwards again. For the emergency braking process, this adjustment path can then be larger or can be reached more quickly.
Vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung, bei welcher der Joystick für Verstellbewegungen des Knebels einen Druckpunkt aufweist, so dass Verstellbewegungen des Knebels ausgehend von einer unbetätigten Neutralstellung, in die der Knebel insbesondere vorgespannt sein kann, bis zu diesem Druckpunkt nach vorn oder nach hinten ein Verstellen der Sitzfläche nach vorn oder nach hinten bewirken, während eine über den Druckpunkt hinausgehende Verstellbewegung des Knebels den Notbremsvorgang auslöst. Dieser Notbremsvorgang charakterisiert sich gegenüber einem „normalen“ Bremsvorgang, der ebenfalls durch ein entsprechendes Verstellen des Knebels unterhalb des Druckpunkts bewirkt werden kann, dadurch dass der Notbremsvorgang automatisch bis zum vollständigen Stillstand des Fahrzeugs durchgeführt wird und/oder dass die Verstellung der Sitzfläche nach hinten während der Notbremsung schneller erfolgt, bspw. wenigstens mit doppelter Geschwindigkeit, als bei einer normalen Sitzverstellung unterhalb des Druckpunkts.Also advantageous is a further development in which the joystick has a pressure point for adjustment movements of the toggle, so that adjustment movements of the toggle starting from an unactuated neutral position, in which the toggle can be pretensioned in particular, up to this pressure point forwards or backwards result in an adjustment of the Move the seat surface forwards or backwards, while an adjustment movement of the toggle that goes beyond the pressure point triggers the emergency braking process. This emergency braking process differs from a "normal" braking process, which can also be effected by adjusting the toggle below the pressure point, in that the emergency braking process is carried out automatically until the vehicle has come to a complete standstill and/or that the seat surface is adjusted backwards during the emergency braking is faster, e.g. at least twice the speed, than with a normal seat adjustment below the pressure point.
Die Betriebssicherheit des Fahrzeugs lässt sich in Verbindung mit dem Joystick insbesondere dadurch erhöhen, dass der Joystick zum Erfassen der Verstellbewegungen des Knebels nach vorn und nach hinten zwei redundant angeordnete Sensoren zum Erzeugen von mit den Verstellbewegungen des Knebels korrelierten Stellsignalen für den Sitzverstellmotor aufweist. Auf diese Weise wird die Zuverlässigkeit der Beschleunigungs- und Bremsvorgänge verbessern. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der Joystick zum Erfassen der Verstellbewegungen des Knebels nach links und nach rechts zwei redundant angeordnete Sensoren zum Erzeugen von mit den Verstellbewegungen des Knebels korrelierten Lenksignalen für die Steuereinrichtung aufweist. Auf diese Weise lässt sich die Zuverlässigkeit der Lenkvorgänge verbessern. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der Joystick zum Erfassen der Verstellbewegungen des Knebels nach unten zwei redundant angeordnete Schalter oder Sensoren zum Erzeugen von Stellsignalen für den Stellantrieb aufweist. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit der Notbremsvorgänge verbessert werden. Optional kann außerdem vorgesehen sein, die Kabel bzw. Kabelsätze, mit denen der Joystick mit dem jeweiligen Stellantrieb und/oder mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist, doppelt bzw. redundant auszuführen, um auch hier die Funktionssicherheit zu erhöhen.The operational safety of the vehicle can be increased in connection with the joystick in particular by the fact that the joystick has two redundantly arranged sensors for detecting the adjustment movements of the toggle to the front and back to generate actuating signals for the seat adjustment motor that correlate with the adjustment movements of the toggle. This will improve the reliability of acceleration and braking. Additionally or alternatively, it can be provided that the joystick has two redundantly arranged sensors for detecting the adjustment movements of the toggle to the left and to the right for generating steering signals for the control device that are correlated with the adjustment movements of the toggle. In this way, the reliability of the steering operations can be improved. In addition or as an alternative, it can be provided that the joystick has two redundantly arranged switches or sensors for generating actuating signals for the actuating drive in order to detect the adjustment movements of the toggle downwards. In this way, the reliability of the emergency braking can be improved. Optionally, it can also be provided that the cables or sets of cables, with which the joystick is coupled to the respective actuating drive and/or to the control device, are duplicated or redundant in order to increase functional reliability here as well.
Eine weitere Ausführungsform schlägt vor, dass der Joystick verstellbar am Fahrzeug angeordnet ist. Der Joystick kann dadurch zusammen mit seinem Knebel zwischen wenigstens zwei verschiedenen Stellungen relativ zum Fahrgestell am Fahrzeug verstellt werden. Beispielsweise ist der Joystick höhenverstellbar angebracht oder um eine Schwenkachse verschwenkbar angebracht, wobei die Schwenkachse insbesondere parallel zur Fahrzeugquerachse oder parallel zur Fahrzeuglängsachse verlaufen kann. Durch die Verstellbarkeit des Joysticks lässt sich dieser für Zustände, in denen er nicht benötigt wird, in eine Stellung verstellen, in der er kein Hindernis bildet und/oder in der eine versehentliche Betätigung vermieden werden kann. Beispielsweise lässt sich das ruhende Fahrzeug auch als Sitzplatz verwenden, z.B. an einem Tisch und/oder zum Arbeiten oder Essen.A further embodiment proposes that the joystick be arranged on the vehicle so that it can be adjusted. The joystick can be adjusted together with its toggle between at least two different positions relative to the chassis on the vehicle. For example, the joystick is mounted such that it can be adjusted in height or pivoted about a pivot axis, with the pivot axis being able to run in particular parallel to the transverse axis of the vehicle or parallel to the longitudinal axis of the vehicle. Due to the adjustability of the joystick, it can be adjusted to a position in which it does not form an obstacle and/or in which accidental actuation can be avoided for states in which it is not required. For example, the stationary vehicle can also be used as a seat, e.g. at a table and/or for working or eating.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention result from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures based on the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below are not only in the respectively specified Combination, but also in other combinations or alone can be used without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference numbers referring to identical or similar or functionally identical components.
Es zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine vereinfachte Seitenansicht eines dynamisch balancierenden Fahrzeugs mit Fahrzeugsitz, -
2 eine vereinfachte Seitenansicht des Fahrzeugs bei einer anderen Ausführungsform im Bereich des Fahrzeugsitzes bei unbetätigter Notbremseinrichtung, -
3 eine Seitenansicht wie in2 , jedoch bei betätigter Notbremseinrichtung.
-
1 a simplified side view of a dynamically balancing vehicle with a vehicle seat, -
2 a simplified side view of the vehicle in another embodiment in the area of the vehicle seat with an unactuated emergency braking device, -
3 a side view as in2 , but with the emergency braking system actuated.
Entsprechend
Das Fahrzeug 1 besitzt eine Längsachse X oder Längsrichtung X, die im Gebrauchszustand des Fahrzeugs 1 horizontal verläuft. Ferner besitzt das Fahrzeug 1 eine Querachse Y oder Querrichtung Y, die senkrecht zur Fahrzeuglängsachse X und im Gebrauchszustand des Fahrzeugs 1 ebenfalls horizontal verläuft. In den
Das Obergestell 4 ist bezüglich der Fahrzeughochachse Z oberhalb des Untergestells 3 angeordnet. Das Obergestell 4 dient zur Aufnahme eines Fahrzeugsitzes 6 für einen hier nicht gezeigten Fahrzeugführer. Das Untergestell 3 dient zur Aufnahme verschiedener Komponenten des Fahrzeugs 1, die nachfolgend noch erläutert werden. Das Untergestell 3 ist dabei zur Aufnahme besagter Komponenten bevorzugt als Wanne oder Gehäuse ausgestaltet.The
Das Fahrzeug 1 weist zumindest zwei Räder 7 auf, die zum Abstützen des Fahrzeugs 1 auf einem Untergrund 8 dienen, auf dem das Fahrzeug 1 steht oder fährt. Beim gezeigten Beispiel besitzt das Fahrzeug 1 genau zwei Räder 7 zum Abstützen des Untergestells 3 auf dem Untergrund 8. Theoretisch sind auch drei oder mehr Räder 7 denkbar. Wesentlich ist, dass die Räder 7 um eine gemeinsame Raddrehachse 9 drehbar am Fahrgestell 2 angeordnet sind, die parallel zur Fahrzeugquerachse Y verläuft. Im gezeigten Beispiel sind die Räder 7 am Untergestell 3 drehbar gelagert und zwar an zwei in der Fahrzeugquerachse Y voneinander abgewandten Seiten des Untergestells 3. In
Der zuvor genannte Fahrzeugsitz 6 umfasst ein Sitzkissen 10, das eine Sitzfläche 11 definiert und das vom Obergestell 4 getragen ist. In der in
Das Fahrzeug 1 umfasst ferner eine Antriebseinrichtung 20, die mit den Rädern 7 gekoppelt ist und die zum dynamischen Balancieren des Fahrzeugs 1 sowie zum Antreiben, zum Bremsen und zum Lenken des Fahrzeugs 1 dient. Zweckmäßig umfasst die Antriebseinrichtung 20 für jedes der beiden Räder 7 einen Elektromotor 21 sowie wenigstens eine Batterie 22 als elektrischen Energiespeicher bzw. zur Stromversorgung der Elektromotoren 21. Sofern mehr als zwei Räder 7 vorgesehen sein sollten, ist die Antriebseinrichtung 17 mit mindestens zwei dieser Räder 7 gekoppelt. Dann sind auch wenigstens zwei Räder 7 mit je einem Elektromotor 21 ausgestattet. Zur Stromversorgung ist der Elektroantrieb 20 bzw. sind die Elektromotoren 21 über entsprechende Stromleitungen 53 mit der Batterie 22 verbunden.The
Des Weiteren weist das Fahrzeug 1 eine Lenkeinrichtung 23 auf, die zum Erzeugen von Lenkbefehlen vorgesehen ist. Hierzu weist die Lenkeinrichtung 23 ein Lenklager 24 auf. Dieses Lenklager 24 weist eine am Fahrgestell 2, hier am Untergestell 3 befestigte Lagerkonsole 25 und eine Stangenaufnahme 26 auf. Die Stangenaufnahme 26 ist an der Lagerkonsole 25 um eine Lenkachse 27 verschwenkbar gelagert, die parallel zur Fahrzeuglängsachse X verläuft. Die Stangenaufnahme 26 ist ausgehend von einer Neutrallage, in der sie sich im Wesentlichen vertikal erstreckt, nach links und nach rechts um die Lenkachse 27 relativ zur Lagerkonsole 25 verschwenkbar. Das Lenklager 25 kann außerdem eine Lagersensorik 28, z.B. in Form eines Drehpotenziometers, aufweisen, die in Abhängigkeit eines Schwenkwinkels oder Lenkwinkels zwischen Stangenaufnahme 26 und Lagerkonsole 25 Lenksignale erzeugt. Ferner kann die Lenkeinrichtung 23 optional eine Lenkstange 29 aufweisen, die vom Fahrzeugführer betätigbar ist. Hierzu kann die Lenkstange 29 an ihrem oberen Ende zweckmäßig mit einem Handgriff 30 ausgestattet sein, an dem der Fahrzeugführer die Lenkstange 29 angreifen und betätigen kann. Die Lenkstange 29 kann an ihrem unteren Ende in die Stangenaufnahme 26 des Lenklagers 24 eingesetzt sein. In der Folge kann der Fahrzeugführer über den Handgriff 30 und die Lenkstange 29 ein Verschwenken der Stangenaufnahme 26 um die Lenkachse 27 relativ zur Lagerkonsole 25 herbeiführen, was letztlich über die Lagersensorik 28 zu damit korrelierenden Lenksignalen führt.Furthermore, the
Das Fahrzeug 1 kann außerdem mit einer Neigungssensorik 31 ausgestattet sein, die in
Der vorstehend genannte Lenkwinkel ist dabei derjenige Winkel, den die Lenkstange 29 bzw. die Stangenaufnahme 26 gegenüber einer Vertikalrichtung aufspannt. Steht die Lenkstange 29 vertikal, besitzt der Lenkwinkel den Wert 0°. Im gezeigten Beispiel der
Die Steuereinrichtung 33 dient zum dynamischen Balancieren, zum Beschleunigen und zum Bremsen des Fahrzeugs. Das Balancieren, das Beschleunigen und das Bremsen erfolgt dabei in Abhängigkeit des Neigungswinkels. Der Fahrzeugführer kann entsprechend einem nach vorn weisenden Pfeil 35 durch Verlagern seines Körperschwerpunkts und somit des Fahrzeugschwerpunkts nach vorn eine positive Neigung des Fahrzeugs 1 gegenüber der Horizontalebene 32 erzeugen. Ein solcher positiver Neigungswinkel wird von der Steuereinrichtung 33 als Beschleunigungsbefehl erkannt und in entsprechende Beschleunigungssignale umgesetzt. Abhängig von diesen Beschleunigungssignalen erfolgt dann die entsprechende Ansteuerung der Elektromotoren 21 zum Beschleunigen des Fahrzeugs 1. Analog dazu kann der Fahrzeugführer entsprechend einem nach hinten weisenden Pfeil 36 durch Verlagern des Körperschwerpunkts und damit des Fahrzeugschwerpunkts nach hinten eine negative Neigung des Fahrzeugs 1 gegenüber der Horizontalebene 32 erzeugen. Ein solcher negativer Neigungswinkel wird von der Steuereinrichtung 33 als Bremsbefehl erkannt und in entsprechende Bremssignale umgesetzt. Abhängig von diesen Bremssignalen erfolgt dann die entsprechende Ansteuerung der Elektromotoren 21 zum Bremsen des Fahrzeugs 1. Ferner ist die Steuereinrichtung 33 so ausgestaltet, dass sie die Antriebseinrichtung 20 bzw. deren Elektromotoren 21 abhängig von den Lenkbefehlen bzw. den Lenksignalen ansteuern kann, um den jeweiligen Lenkbefehl zum Lenken des Fahrzeugs 1 umzusetzen.The
Das hier vorgestellte Fahrzeug 1 ist außerdem mit einer Notbremseinrichtung 37 ausgestattet, die ein durch den Fahrzeugführer betätigbares Betätigungsglied 38 aufweist. Die Notbremseinrichtung 37 ist dabei so ausgestaltet, dass sie bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs 1 bei einer Betätigung des Betätigungsglieds 38 eine Verstellung des Fahrzeugschwerpunkts nach hinten bewirkt.The
Bei der in
Im gezeigten Beispiel ist der Stellantrieb 39 mit dem Sitzkissenträger 12 gekoppelt und am Fahrgestell 2 bzw. am Obergestell 4 abgestützt, so dass der Stellantrieb 39 den Sitzkissenträger 12 und somit den gesamten Fahrzeugsitz 6 nach vorn und/oder nach hinten verstellen kann.In the example shown, the
Sofern der Stellantrieb 39 als pneumatische Druckfeder 40 ausgestaltet ist, wird dadurch eine Federanordnung gebildet, die in einem Bereitschaftszustand des Stellantriebs 39 vorgespannt ist und deren Federkraft beim Aktivieren des Stellantriebs 39 zum Antreiben der Sitzfläche 11 genutzt wird. Die Aktivierung des Stellantriebs 39 erfolgt dann durch die Betätigung des Betätigungsglieds 38 über die Steuerleitung 42.If the
Bevorzugt handelt es sich beim Stellantrieb 39 jedoch um einen elektrischen Sitzverstellmotor 41, der bspw. über eine entsprechende Versorgungsleitung 43 an die Batterie 22 oder an eine separate andere Batterie angeschlossen sein kann.However, the
Besonders vorteilhaft kann das hier gezeigte Fahrzeug 1 mit einem Joystick 44 ausgestattet sein, der einen Knebel 45 zur manuellen Betätigung aufweist. Grundsätzlich kann der Joystick 44 unabhängig von der Notbremseinrichtung 37 vorhanden sein. Bevorzugt ist jedoch die Notbremseinrichtung 37 in diesem Joystick 44 integriert. In diesem Fall bildet der Knebel 45 das Betätigungsglied 38. Der Fahrzeugführer kann den Knebel 45 nach links, nach rechts, entsprechend einem Pfeil 46 nach vorn, entsprechend einem Pfeil 47 nach hinten und entsprechend einem Pfeil 48 nach unten verstellen. Zweckmäßig kann nun die Notbremseinrichtung 37 so in den Joystick 44 integriert sein, dass ein Verstellen des Knebels 45 nach unten die Notbremsung auslöst. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Notbremsung durch ein Verstellen des Knebels 45 nach vorn 46 und/oder nach hinten 47 auslöst, wobei letzteres bevorzugt vom Grad der Verstellung abhängen kann.The
Im Beispiel der
Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass der Joystick 44 insgesamt verstellbar am Fahrzeug 1 angeordnet ist. Beispielsweise kann der Joystick 44 gemäß einem Doppelpfeil 61 in
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Joystick 44 zum Lenken des Fahrzeugs 1 mit der Steuereinrichtung 33 gekoppelt ist. Dabei kann dann ein Verstellen des Knebels 45 nach links, also zum Betrachter der
Wie erwähnt ist die Sitzfläche 11 bzw. der komplette Fahrzeugsitz 6 am Fahrgestell 2, insbesondere am Obergestell 4, in der Längsrichtung X verstellbar angeordnet. Dabei kann eine Rückstellfeder 51 vorgesehen sein, die den Schlitten 12 bzw. den gesamten Fahrzeugsitz 6 in eine Mittelstellung vorspannt, von der aus die Sitzfläche 11 zum Beschleunigen des Fahrzeugs 1 nach vorn und zum Bremsen des Fahrzeugs 1 nach hinten verstellt wird. Die Kopplung mit dem Stellantrieb 39 kann dabei diese „normale“ Verstellbewegungen der Sitzfläche 11 tolerieren und nur bei Betätigung der Notbremseinrichtung 37 die Verstellung der Sitzfläche 11 nach hinten erzwingen.As mentioned, the
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Joystick 44 zusätzlich oder alternativ zur Lenkfunktion und zusätzlich oder alternativ zur Notbremsfunktion auch zum Verstellen des Fahrzeugsitzes 11 nach vorn bzw. nach hinten ausgestaltet sein. Hierzu ist der Joystick 44 mit dem als elektrischen Sitzverstellmotor 41 ausgestalteten Stellantrieb 39 gekoppelt, bspw. über die Steuerleitung 42. Der Joystick 44 ist so konfiguriert, dass ein Verstellen des Knebels 45 nach vorn ein Verstellen der Sitzfläche 11 nach vorn bewirkt, während ein Verstellen des Knebels 45 nach hinten ein Verstellen der Sitzfläche 11 nach hinten bewirkt. Denkbar ist auch eine umgekehrte Verschaltung des Joysticks 44, so dass eine Verstellung des Knebels 45 nach vorn die Sitzfläche 11 nach hinten verstellt, während ein Verschwenken des Knebels 45 nach hinten dann ein Verstellen der Sitzfläche 11 nach vorn bewirkt. Auf diese Weise beinhaltet der Joystick 44 eine Beschleunigungs- und Bremsfunktion für das Fahrzeug 1. Sofern in den Joystick 44 zusätzlich auch die Notbremsfunktion integriert ist, kann der Joystick 44 für Verstellbewegungen des Knebels 45 einen Druckpunkts aufweisen. Unterhalb dieses Druckpunkts bewirken die Verstellbewegungen des Knebels 45 nach vorn und nach hinten lediglich eine normale Verstellbewegung der Sitzfläche 11 nach vorn bzw. nach hinten mit normaler Geschwindigkeit. Geht die Verstellbewegung des Knebels 45 jedoch über den Druckpunkt hinaus wird der Notbremsvorgang aktiviert. Dann erfolgt die Verstellung der Sitzfläche nach hinten vorzugsweise mit erhöhter Geschwindigkeit und/oder vorzugsweise in eine maximal nach hinten verstellte Endlage und/oder vorzugsweise mit erhöhter Stellgeschwindigkeit.In an advantageous development, the
Für die Aktivierung der Notbremsfunktion durch Niederdrücken des Knebels 45 kann der Joystick 44 zum Erfassen der Verstellbewegung des Knebels 45 nach unten zwei redundant angeordnete Schalter oder Sensoren zum Erzeugen von Stellsignalen für den Stellantrieb 39 aufweisen. Zweckmäßig ist auch die Steuerleitung 42 zum Ansteuern des jeweiligen Stellantriebs 39 doppelt bzw. redundant ausgeführt.To activate the emergency braking function by pressing toggle 45 ,
Für die Beschleunigungsfunktion und die Bremsfunktion kann der Joystick 44 zum Erfassen der Verstellbewegungen des Knebels 45 nach vorn und nach hinten zwei redundant angeordnete Sensoren, vorzugsweise Potentiometer, zum Erzeugen von mit den Verstellbewegungen des Knebels 45 korrelierten Stellsignalen für den Sitzverstellmotor 41 aufweisen. Zweckmäßig kann dann auch die Steuerleitung 42 zum Ansteuern des jeweiligen Sitzverstellmotors 41 doppelt bzw. redundant ausgestaltet sein.For the acceleration function and the braking function, the
Für die Lenkfunktion kann der Joystick 44 zum Erfassen der Verstellbewegungen des Knebels 45 nach links und nach rechts zwei redundant angeordnete Sensoren, vorzugsweise Potentiometer, zum Erzeugen von mit den Verstellbewegungen des Knebels 45 korrelierten Lenksignalen für die Steuereinrichtung 33 aufweisen. Zweckmäßig kann dann auch die Signalleitung 50 zur Übertragung der Lenksignale an die Steuereinrichtung 33 doppelt bzw. redundant ausgestaltet sein.For the steering function, the
Sofern wie im gezeigten Beispiel sowohl der Joystick 44 als auch das Lenklager 24 zum Erzeugen von Lenksignalen vorgesehen sind, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Umschalter 60 vorgesehen sein, mit dem zwischen einer Lenkung des Fahrzeugs 1 über den Joystick 44 und einer Lenkung des Fahrzeugs 1 über das Lenklager 24 umgeschaltet werden kann. Hierdurch lassen sich bei eingesetzter Lenkstange 29 kollidierende Lenkbefehle vermeiden, wenn versehentlich die Lenkstange 29 und der Knebel 45 betätigt werden. Es ist klar, dass durch die Deaktivierung der Lenkfunktion des Joysticks 44 die Notbremsfunktion des Joysticks 44 aktiviert bleibt, so dass nach wie vor durch Betätigen des Knebels 45 des Joysticks 44 die Notbremsung ausgelöst werden kann. Der Umschalter 60 kann wie in
Die
Hier ist also vorgesehen, dass die Sitzfläche 11 bzw. der Sitzkissenträger 12 um die parallel zur Fahrzeugquerrichtung Y verlaufende Kippachse 54 verschwenkbar am Fahrgestell 2, hier am Obergestell 4 angeordnet ist. Beispielsweise kann hierzu ein entsprechendes Lager 59 vorgesehen sein. Konkret weist die Notbremseinrichtung 37 in diesem Fall eine Verriegelungseinrichtung 55 aufweist, die bei unbetätigter Notbremseinrichtung 37 ein Verschwenken der Sitzfläche 11 bzw. des Sitzkissenträgers 12 um die Kippachse 54 verhindert. Hierdurch ist die Sitzfläche 11 bzw. der Fahrzeugsitz 6 in der in
Die Notbremseinrichtung 37 bzw. der Joystick 44 ist auch über eine Steuerleitung 42 mit der Verriegelungseinrichtung 55 gekoppelt. Sofern die Verriegelungseinrichtung 55 elektrisch betrieben ist, kann sie über ein Kabel 43 an die Batterie 22 beziehungsweise an eine separate andere Batterie angeschlossen sein.The
Alle übrigen Merkmale, die im Zusammenhang mit der in
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