DE102019115466A1

DE102019115466A1 - Kraftrad und Verfahren zum Betreiben eines Kraftrades

Info

Publication number: DE102019115466A1
Application number: DE102019115466.9A
Authority: DE
Inventors: Josef Seidl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-06-07
Filing date: 2019-06-07
Publication date: 2020-12-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftrad (1), mit wenigstens einem Antriebsrad (2) und mit wenigstens einem Elektromotor (4) zum Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades (2). Das Kraftrad umfasst eine Steuereinrichtung (5), welche dazu eingerichtet ist, den Elektromotor (4) zumindest bei dessen Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades (2) durch ein mittels des Elektromotors (4) erzeugbares, Drehmomentschwankungen (Ms) aufweisendes Antriebsdrehmoment (M) derart anzusteuern, dass der Elektromotor (4) eine Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen (Me) der Drehmomentschwankungen (Ms) verstärkt. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftrades (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftrad, mit wenigstens einem Antriebsrad und mit wenigstens einem Elektromotor zum Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftrades.
Ein derartiges, mit einem Elektromotor angetriebenes Kraftrad gestattet eine besonders starke Beschleunigung aus dem Stillstand. Darüber hinaus kann ein solches Kraftrad zumindest lokal emissionsfrei betrieben werden.
Die DE 103 13 338 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Steuern/Regeln einer Drehmomentschwankung für ein Fahrzeug mit einem Motor, der ein Rotationsdrehmoment für eine Antriebswelle des Fahrzeugs bereitstellt, einer Motor-Steuer/Regeleinrichtung, die den Motor auf der Basis eines Antriebsdrehmoments steuert/regelt, und einer Drehzahlerfassungseinrichtung, die eine Drehzahl der Antriebswelle oder einer Rotationswelle des Motors erfasst. Die Vorrichtung umfasst eine Drehmomentschwankungs-Erfassungseinrichtung, die eine durch eine Variation/Schwankung der Drehzahl hervorgerufene Drehmomentschwankung des Fahrzeugs erfasst, und eine Kompensationsdrehmoment-Einstelleinrichtung, die ein Kompensationsdrehmoment in einer mit Bezug auf die Drehmomentschwankung entgegengesetzten Phase einstellt. Dadurch kann die einer einfachen, harmonischen Bewegung ähnliche Drehmomentschwankung beseitigt werden.
Aus der EP 2 305 548 A2 ist ein elektrisches Motorrad bekannt, bei welchem eine verringerte Schwingungsübertragung an dessen elektrisches Ladegerät erfolgt. Das elektrische Motorrad umfasst einen Motorradkörperrahmen, der einen hinteren Rahmen aufweist. Der hintere Rahmen umfasst erste Rahmenabschnitte und zweite Rahmenabschnitte, die mit den ersten Rahmenabschnitten an einer niedrigeren Position als das elektrische Ladegerät verbunden sind und sich unterhalb des elektrischen Ladegeräts nach hinten erstrecken. Ein Trageabschnitt verbindet die zweiten Rahmenabschnitte miteinander und trägt das elektrische Ladegerät. Ein erster und zweiter Sitzstützabschnitt stützen einen Sitz. Eine Batterie befindet sich zwischen den ersten Rahmenabschnitten und überlappt in einer Seitenansicht einen Verbindungspunkt des ersten Rahmenabschnitts und des zweiten Rahmenabschnitts. Ferner befindet sich mindestens ein Teil des zweiten Sitzstützabschnitts an einer weiter vorne angeordneten Position als der Trageabschnitt, und der zweite Sitzstützabschnitt verbindet die zweiten Rahmenabschnitte miteinander.
Nutzt eine Bedienperson, beispielsweise ein Fahrer des Kraftrades, das gesamte Beschleunigungspotenzial des Elektromotors häufig aus, so bedingt dies mitunter Nachteile, zu welchen ein erhöhter Verschleiß des Kraftrades, ein erhöhter Stromverbrauch und nicht zuletzt ein erhöhtes Unfallrisiko zu zählen sind. Das erhöhte Unfallrisiko kann beispielsweise auf Umstände zurückzuführen sein, welche aus einem Kraftradtausch resultieren können. Sofern der Fahrer im Rahmen ein mit konventionellem Verbrennungsmotor angetriebenes Motorrad durch das mittels des Elektromotors angetriebene Kraftrad getauscht hat, kann das erhöhte Unfallrisiko vor allem aus einer fehlenden Erfahrung im Umgang mit dem Kraftrad und dessen Beschleunigungspotenzial resultieren. Die beschriebenen Nachteile können auch bei einem Hybridantrieb des Kraftrades, bei welchem neben dem Elektromotor auch eine Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Antriebsrades genutzt wird, auftreten, zumal ein Antreiben durch die Verbrennungskraftmaschine beim Hybridantrieb meist erst bei höheren Fahrgeschwindigkeiten, beispielsweise ab einer Fahrgeschwindigkeit des Kraftrades von 40 km/h, erfolgt.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Kraftrad sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen die beschriebenen Nachteile verringert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftrad mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftrad, mit wenigstens einem Antriebsrad und mit wenigstens einem Elektromotor zum Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kraftrad eine Steuereinrichtung umfasst, welche dazu eingerichtet ist, den Elektromotor zumindest bei dessen Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades durch ein mittels des Elektromotors erzeugbares, Drehmomentschwankungen aufweisendes Antriebsdrehmoment derart anzusteuern, dass der Elektromotor eine Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen der Drehmomentschwankungen verstärkt. Dies ist von Vorteil, da durch das Verstärken der Einzel-Drehmomentschwankungen gezielt Schwingungen generiert werden können, durch welche ein Fahrer des Kraftrades haptische Rückmeldung über eine momentane Beschleunigung des Kraftrades infolge des Aufbringens des Antriebsdrehmoments erhalten kann. Durch das Verstärken der Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen können beispielsweise einem verbrennungsmotorischen Antrieb nachempfundene Vibrationen eines Aufbaus des Kraftrades generiert werden. Anhand der Vibrationen kann der Fahrer an ein Beschleunigungspotenzial des Elektromotors erinnert werden, oder vor dem Beschleunigungspotenzial gewarnt werden. Dies kann dazu führen, dass der Fahrer das Beschleunigungspotenzial des Elektromotors seltener vollständig ausnutzt, also mit anderen Worten vorsichtiger beschleunigt, als dies ohne das Verstärken der Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen der Fall wäre. Durch das seltenere Ausnutzen des Beschleunigungspotenzials können ein erhöhter Verschleiß des Kraftrades, ein erhöhter Stromverbrauch sowie ein erhöhtes Unfallrisiko vermieden werden. Dies ist insbesondere hilfreich, wenn der Fahrer zuvor ein mit konventionellem Verbrennungsmotor angetriebenes Motorrad gefahren hat und nun auf das Kraftrad umgestiegen ist.
Die Einzel-Drehmomentschwankungen können beispielsweise durch gezielte Stromstärkenerhöhung eines durch jeweilige, auf einem Rotor des Elektromotors angeordnete Drahtwicklungen des Elektromotors bei dessen Betrieb fließenden Stroms herbeigeführt werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine Spannungserhöhung einer an den Drahtwicklungen anliegenden Spannung erfolgen. Der Strom und zusätzlich oder alternativ die Spannung können mit einem Überlagerungssignal moduliert werden, um eine zeitliche Variation eines Spannungsverlaufs der Spannung und zusätzlich oder alternativ eine zeitliche Variation eines Stromverlaufs des Stroms zu bewirken. Durch die entsprechende Variation können die Einzel-Drehmomentschwankungen erzeugt werden.
Die Drehmomentschwankungen können bevorzugt einen Betrieb eines Verbrennungsmotors charakterisieren, wodurch ein besonders realistisches Fahrempfinden durch den Fahrer des Kraftrades erzielt werden kann. Dadurch kann eine Umgewöhnung von einem verbrennungsmotorisch angetriebenen Motorrad auf das durch den Elektromotor antreibbare Kraftrad mit besonders geringem Unfallrisiko erfolgen.
Bei dem Verbrennungsmotor kann es sich beispielsweise um einen Zweizylindermotor, also einen Zweizylinderreihenmotor oder einen Zweizylinder-V-Motor handeln. Der Verbrennungsmotor kann auch als Boxermotor ausgebildet sein. Der Verbrennungsmotor kann auch als Dreizylindermotor ausgebildet sein. Denkbar ist auch eine Ausgestaltung des Verbrennungsmotors als Vierzylindermotor oder als Sechszylindermotor.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, den Elektromotor zumindest bei dessen Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades derart anzusteuern, dass der Elektromotor eine Frequenz der Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen in Abhängigkeit von einer Drehzahl eines Rotors des Elektromotors einstellt. Dies ist von Vorteil, da hierdurch auf besonders wirksame und deutlich wahrnehmbare Weise eine haptische Rückmeldung beispielsweise eines Anstiegs der Drehzahl des Rotors erfolgen kann. Unter der Frequenz kann eine Anzahl der Einzel-Drehmomentschwankungen pro Sekunde zu verstehen sein. Die Frequenz kann also Angaben darüber umfassen, wie viele der verstärkten Einzel-Drehmomentschwankungen pro Sekunde auftreten.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, den Elektromotor zumindest bei dessen Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades derart anzusteuern, dass der Elektromotor jeweilige Schwankungsamplituden der jeweiligen Einzel-Drehmomentschwankungen in Abhängigkeit von der Drehzahl des Rotors einstellt. Dies ist von Vorteil, da hierdurch eine, durch die Einzel-Drehmomentschwankungen bewirkbare Schwingungsbelastung besonders bedarfsgerecht eingestellt werden kann. Anhand der Schwankungsamplituden kann die jeweilige Schwankungsintensität der Einzel-Drehmomentschwankungen vorgegeben werden.
Bevorzugt können sich zumindest einige der jeweiligen Schwankungsamplituden voneinander unterscheiden. Dadurch kann durch das Betreiben des Elektromotors zum Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades eine besonders realitätsnahe Nachbildung eines verbrennungsmotorischen Betriebs erfolgen. Durch die sich unterscheidenden Schwankungsamplituden kann beispielsweise die Nachbildung von Zylinderdruckschwankungen beim Betrieb eines Verbrennungsmotors besonders realitätsnah erfolgen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst das Kraftrad eine Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades. Dies ist von Vorteil, da hierdurch ein Hybridantrieb, und damit ein Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades anhand des Elektromotors und zusätzlich oder alternativ anhand der Verbrennungskraftmaschine, erzielt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, den Elektromotor zumindest bei dessen Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades derart anzusteuern, dass der Elektromotor zumindest die Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen in Abhängigkeit von wenigstens einer Betriebscharakteristik der Verbrennungskraftmaschine verstärkt. Dies ist von Vorteil, da hierdurch bei einem Wechsel zwischen dem Elektromotor und der Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Antriebsrades weniger starke Unterschiede im Betriebsverhalten auftreten. So kann die Steuereinrichtung den Elektromotor derart ansteuern, dass der Elektromotor die Einzel-Drehmomentschwankungen derart verstärkt, dass das Betriebsverhalten des Elektromotors dem Betriebsverhalten der Verbrennungskraftmaschine zumindest ähnlich ist. Die Betriebscharakteristik kann beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine auftretende Verbrennungskraftmaschinen-Drehmomentschwankungen, beispielsweise bedingt durch Zylinderdruckschwankungen und zusätzlich oder alternativ Zündaussetzer umfassen. Die Drehmomentschwankungen können aufgrund nicht exakt reproduzierbarer Verbrennungsprozesse beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine auftreten. Um die Einzel-Drehmomentschwankungen in Abhängigkeit von der wenigstens einen Betriebscharakteristik zu verstärken, können beispielsweise unterschiedliche Amplituden der verschiedenen Einzel-Drehmomentschwankungen oder unterschiedliche Schwankungsdauern der jeweiligen Einzel-Drehmomentschwankungen durch den Elektromotor erzeugt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst das Kraftrad wenigstens eine Schwingungseinrichtung mit zumindest einer Unwucht und/oder mit zumindest einer translatorisch bewegbaren Masse zur Schwingungsanregung wenigstens einer Kraftradkomponente des Kraftrades. Dies ist von Vorteil, da anhand der Schwingungseinrichtung die Schwingungsanregung auch unabhängig vom Betrieb des Elektromotors erfolgen kann, und somit besonders gezielte, haptisch wahrnehmbare Vibrationen beispielsweise am Aufbau des Kraftrades generiert werden können, anhand welcher der Fahrer des Kraftrades an das Beschleunigungspotenzial des Elektromotors erinnert werden, oder vor dem Beschleunigungspotenzial gewarnt werden kann. Die Schwingungseinrichtung kann unabhängig vom Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades betreibbar sein. Die Schwingungseinrichtung kann zudem von einer Lautsprecheranlage verschieden sein. Darüber hinaus kann die Schwingungseinrichtung von sämtlichen Antriebsmotoren, also beispielsweise von dem Elektromotor, oder - sofern vorhanden - beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftrades verschieden sein. Anhand der Unwucht kann die Schwingungsanregung auf besonders kleinem Bauraum erfolgen. Die translatorisch bewegbare Masse ermöglicht eine besonders stark ausgeprägte Schwingungsintensität, also große Schwingungsamplituden, der Schwingungsanregung. Wird die Unwucht und zusätzlich die translatorisch bewegbare Masse zur Schwingungsanregung eingesetzt, so kann die Schwingungsanregung besonders bedarfsgerecht erfolgen, indem beispielsweise verschiedene Schwingungsmuster durch gleichzeitiges Bewegen der Unwucht und der translatorisch bewegbaren Masse generiert werden. Die Schwingungseinrichtung kann allgemein wenigstens einen elektrisch betreibbaren, von dem Elektromotor zum Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades verschiedenen Aktuator umfassen. Die Unwucht und zusätzlich oder alternativ die translatorisch bewegbare Masse können mittels des wenigstens einen Aktuators antreibbar sein, um die Schwingungsanregung gezielt zu bewirken und damit Vibrationen zu erzeugen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine Schwingungseinrichtung an der wenigstens einen Kraftradkomponente des Kraftrades angeordnet. Dies ist von Vorteil, da die Schwingungsanregung somit besonders gezielt unmittelbar an der Kraftradkomponente erfolgen kann. Denkbar ist es beispielsweise, dass es sich bei der Kraftradkomponente um einen Lenker des Kraftrades handelt, wodurch der Fahrer des Kraftrades anhand der Schwingungsanregung durch die Schwingungseinrichtung besonders gezielte und unmittelbare Rückmeldung über das Beschleunigungspotenzial des Elektromotors erlangen kann.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine Kraftradkomponente als Sitz des Kraftrades ausgebildet. Dies ist von Vorteil, da am Sitz des Kraftrades in der Regel ein besonders großer Anteil einer Gewichtskraft des Fahrers und zusätzlich eine besonders große Körperfläche des Fahrers während dessen Fahrt mit dem Kraftrad abgestützt ist. Dadurch kann die anhand der Schwingungseinrichtung erzeugte Schwingungsanregung besonders deutlich durch den Fahrer wahrgenommen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine Kraftradkomponente als Kniekissen des Kraftrades ausgebildet. Dies ist von Vorteil, da die Schwingungsanregung am Kniekissen besonders deutlich wahrgenommen werden kann. Das Kniekissen kann beispielsweise an einem Energiespeicher des Kraftrades, wie beispielsweise einer Hochvoltbatterie oder an einem Tank des Kraftrades angeordnet sein und beispielsweise auch als Tankschoner bezeichnet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, Audiosignale zu erzeugen, welche zumindest die Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen charakterisieren. Dies ist von Vorteil, da über die Audiosignale auch eine akustische Wahrnehmung der Einzel-Drehmomentschwankungen erfolgen kann. Die Audiosignale können beispielsweise Abgaspulsationen, wie sie beim verbrennungsmotorischen Betrieb auftreten können, nachempfunden sein, und dadurch die Einzel-Drehmomentschwankungen charakterisieren. Die Audiosignale können an eine Lautsprechereinrichtung übertragen werden, um mittels wenigstens eines Lautsprechers der Lautsprechereinrichtung basierend auf den Audiosignalen Töne zu erzeugen. Um die Audiosignale zu übertragen, kann das Kraftrad oder die Steuereinrichtung eine Übertragungsschnittstelle umfassen. Mittels der Übertragungsschnittstelle kann beispielsweise eine Funkverbindung, beispielsweise eine Bluetooth-Verbindung, zwischen der Steuereinrichtung und der Lautsprechereinrichtung hergestellt werden. Das Kraftrad kann die Lautsprechereinrichtung umfassen. Alternativ dazu kann die Lautsprechereinrichtung auch in einen Helm eines Fahrers des Kraftrades integriert sein und beispielsweise als Headset ausgestaltet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst das Kraftrad eine Eingabevorrichtung, mittels welcher wenigstens ein, zumindest die Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen charakterisierender Schwankungsparameter durch eine Bedienperson des Kraftrades aktivierbar ist. Dies ist von Vorteil, da der Schwankungsparameter dadurch nach individuellem Ermessen aktiviert werden kann. Der Schwankungsparameter kann ein Verstärkungsfaktor sein, um welchen die Einzel-Drehmomentschwankungen gegenüber den von den Einzel-Drehmomentschwankungen verschiedenen Drehmomentschwankungen verstärkt werden sollen. So kann anhand des Schwankungsparameters beispielsweise eine Schwankungsintensität, beispielsweise jeweilige Schwankungsamplituden, der Einzel-Drehmomentschwankungen durch den Fahrer eingestellt werden. Um den Elektromotor gemäß dem aktivierten Schwankungsparameter anzusteuern, kann die Eingabevorrichtung signalübertragend mit der Steuereinrichtung gekoppelt sein. Der Schwankungsparameter kann den Betrieb eines Zweizylindermotors, also eines Zweizylinderreihenmotors oder eines Zweizylinder-V-Motors charakterisieren. Alternativ dazu kann der Schwankungsparameter auch den Betrieb eines Boxermotors charakterisieren. Darüber hinaus kann der Schwankungsparameter auch den Betrieb eines Dreizylindermotors, eines Vierzylindermotors oder eines Sechszylindermotors charakterisieren.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Steuereinrichtung den wenigstens einen Schwankungsparameter. Dies ist von Vorteil, da der Fahrer den Schwankungsparameter nicht aufwendig eingeben muss, sondern den Schwankungsparameter aufwandsarm anwählen kann. Hierzu kann der wenigstens eine Schwankungsparameter in einem Datenspeicher der Steuereinrichtung gespeichert sein. Um den Schwankungsparameter zu aktivieren, kann die Bedienperson den Schwankungsparameter einfach auswählen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftrades, bei welchem wenigstens ein Antriebsrad des Kraftrades durch wenigstens einen Elektromotor des Kraftrades angetrieben wird. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Elektromotor anhand einer Steuereinrichtung des Kraftrades derart angesteuert wird, dass der Elektromotor ein mittels des Elektromotors erzeugtes Antriebsdrehmoment, welches Drehmomentschwankungen aufweist und durch welches das wenigstens eine Antriebsrad angetrieben wird, bereitstellt und eine Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen der Drehmomentschwankungen verstärkt. Durch das Verfahren können ein erhöhter Verschleiß des Kraftrades, ein erhöhter Stromverbrauch sowie ein erhöhtes Unfallrisiko vermieden werden.
Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftrad gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgestellten Merkmale sowie deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und umgekehrt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung unterbleibt das Verstärken der Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen, wenn eine Verbrennungskraftmaschine des Kraftrades das wenigstens eine Antriebsrad antreibt und/oder wenn die Verbrennungskraftmaschine des Kraftrades aktiviert wird. Dies ist von Vorteil, da das Verstärken der Einzel-Drehmomentschwankungen somit besonders bedarfsgerecht erfolgen kann. Mit anderen Worten kann dadurch ein unnötiges Verstärken der Einzel-Drehmomentschwankungen vermieden werden, wenn die Verbrennungskraftmaschine läuft. Bereits das bloße Aktivieren der Verbrennungskraftmaschine kann das Verstärken der Einzel-Drehmomentschwankungen aufgrund der beim und nach dem Aktivieren auftretenden Vibrationen der Verbrennungskraftmaschine überflüssig machen, selbst wenn die Verbrennungskraftmaschine nach deren Aktivieren das Antriebsrad nicht antreiben sollte.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftrades, welches einen Elektromotor und eine Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben eines Antriebsrades des Kraftrades umfasst; und
2 ein schematisches Diagramm, welches qualitativ Drehmomentschwankungen und Einzel-Drehmomentschwankungen beim Betrieb des Elektromotors über einem Drehwinkel eines Rotors des Elektromotors zeigt.

1 zeigt ein Kraftrad 1, welches ein als Hinterrad ausgebildetes Antriebsrad 2 und ein Vorderrad 3 aufweist. Das Kraftrad 1 kann als Motorrad oder als Scooter ausgebildet sein. Das Antriebsrad 2 kann durch einen Elektromotor 4 des Kraftrades 1 angetrieben werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Antriebsrad 2 auch mittels einer Verbrennungskraftmaschine 6 des Kraftrades 1 angetrieben werden. Der Elektromotor 4 und die Verbrennungskraftmaschine 6 bilden somit einen Teil eines Hybridantriebs des Kraftrades 1.
Das Kraftrad 1 weist eine Mehrzahl an Bauteilen auf, welche lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit in 1 nicht in deren unmittelbarer Anordnung am Kraftrad 1 sondern stattdessen in schematischer Darstellung neben dem Kraftrad 1 dargestellt sind. Zu diesen Bauteilen gehört beispielsweise der Elektromotor 4 sowie eine Steuereinrichtung 5 des Kraftrades 1.
Die Steuereinrichtung 5 ist dazu eingerichtet, den Hybridantrieb des Kraftrades 1 und damit den Elektromotor 4 und zusätzlich oder alternativ die Verbrennungskraftmaschine 6 bedarfsgerecht anzusteuern und zu betreiben.
Die Steuereinrichtung 5 ist dazu eingerichtet, den Elektromotor 4 bei dessen Antreiben des Antriebsrades 2 durch ein mittels des Elektromotors 4 erzeugbares, Drehmomentschwankungen Ms aufweisendes Antriebsdrehmoment M derart anzusteuern, dass der Elektromotor 4 eine Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen Me der Drehmomentschwankungen Ms verstärkt. Die Drehmomentschwankungen Ms sowie die Einzel-Drehmomentschwankungen Me sind in 2 qualitativ in einem Diagramm aufgetragen, welches das Antriebsmoment M über einem Drehwinkel α eines Rotors des Elektromotors 4 zeigt.
Das Verstärken der Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen Me unterbleibt, wenn die Verbrennungskraftmaschine 6 des Kraftrades 1 das Antriebsrad 2 antreibt und zusätzlich oder alternativ wenn die Verbrennungskraftmaschine 6 des Kraftrades 1 aktiviert wird.
Die Steuereinrichtung 5 ist des Weiteren dazu eingerichtet, den Elektromotor 4 zumindest bei dessen Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades 2 derart anzusteuern, dass der Elektromotor 4 eine Frequenz der Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen Me in Abhängigkeit von einer Drehzahl des Rotors des Elektromotors 4 einstellt.
Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung 5 dazu eingerichtet, den Elektromotor 4 bei dessen Antreiben des Antriebsrades 2 derart anzusteuern, dass der Elektromotor 4 jeweilige Schwankungsamplituden Ae der jeweiligen Einzel-Drehmomentschwankungen Me in Abhängigkeit von der Drehzahl des Rotors einstellt.
Zudem ist die Steuereinrichtung 5 dazu eingerichtet, den Elektromotor 4 bei dessen Antreiben des Antriebsrades 2 derart anzusteuern, dass der Elektromotor 4 zumindest die Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen Me in Abhängigkeit von wenigstens einer Betriebscharakteristik der Verbrennungskraftmaschine 6 verstärkt.
Das Kraftrad 1 umfasst eine Schwingungseinrichtung 7 mit einer Unwucht 8 und mit einer translatorisch bewegbaren Masse 9 zur Schwingungsanregung 11 wenigstens einer Kraftradkomponente 12, 13 des Kraftrades 1. Die Schwingungseinrichtung 7 umfasst einen mittels der Steuereinrichtung 5 an steuerbaren Aktuator 10, welche einerseits mit der Unwucht 8 und andererseits mit der Masse 9 gekoppelt sein kann. Durch Antreiben der Unwucht 8 und zusätzlich oder alternativ der translatorisch bewegbaren Masse 9 mittels des Aktuators 10 kann die Schwingungsanregung 11 bewirkt und damit Vibrationen erzeugt werden. Die Schwingungseinrichtung 7 stellt ebenfalls eines der Bauteile dar, welche aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht in deren unmittelbarer Anordnung am Kraftrad 1, sondern stattdessen in schematischer Darstellung neben dem Kraftrad 1 gezeigt sind.
Die Schwingungseinrichtung 7 kann an der vorliegend als Sitz des Kraftrades 1 ausgebildeten Kraftradkomponente 12 angeordnet sein. Alternativ dazu kann die Schwingungseinrichtung 7 auch an der vorliegend als Kniekissen des Kraftrades 1 ausgebildeten, weiteren Kraftradkomponente 13 des Kraftrades angeordnet sein.
Die Steuereinrichtung 5 ist vorliegend auch dazu eingerichtet, Audiosignale 14 zu erzeugen, welche die Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen Me charakterisieren. Die Audiosignale 14 können mittels der Steuereinrichtung 5, beispielsweise anhand einer hier nicht weiter gezeigten Übertragungsschnittstelle der Steuereinrichtung 5, an eine Lautsprechereinrichtung übermittelt werden. Die Lautsprechereinrichtung kann dem Kraftrad 1 zugeordnet sein, was vorliegend nicht weiter gezeigt ist. Alternativ dazu kann die Lautsprechereinrichtung auch in einem Helm 17 angeordnet sein, welcher durch eine Bedienperson F getragen wird. Die Bedienperson F entspricht einem Fahrer des Kraftrades 1. Anhand der Lautsprechereinrichtung, welche beispielsweise als Headset ausgebildet sein kann, können Töne generiert, und dadurch eine, die Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen Me charakterisierende Geräuschkulisse erzeugt werden.
Weiterhin umfasst das Kraftrad 1 eine Eingabevorrichtung 15, mittels welcher wenigstens ein, zumindest die Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen Me charakterisierender Schwankungsparameter 16 durch die Bedienperson F des Kraftrades 1 aktivierbar ist.
Die Eingabevorrichtung 15 gehört vorliegend ebenfalls zu den Bauteilen, welche lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit in 1 nicht in deren unmittelbarer Anordnung am Kraftrad 1 dargestellt sind.
Die Eingabevorrichtung 15 kann hierzu einen Touchscreen, also einen berührungssensitiven Bildschirm, aufweisen. Der wenigstens eine Schwankungsparameter 16 ist vorliegend in einem Datenspeicher der Steuereinrichtung 5 gespeichert.
Zusammenfassend ermöglicht die Steuereinrichtung 5 eine Modulation 18 des Elektromotors 4, sodass die Betriebscharakteristik oder verschiedene Betriebscharakteristiken der Verbrennungskraftmaschine 6 oder eines anderen, nicht am Kraftrad 1 verbauten Verbrennungsmotors, durch das Verstärken der Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen Me nachgeahmt werden können. Dadurch kann eine für die Verbrennungskraftmaschine 6 charakteristische Drehmomentabgabe des Antriebsdrehmoments M erfolgen. So kann anhand des Elektromotors 4 beispielsweise ein Los-Stampfen der Verbrennungskraftmaschine 6 aus dem Stillstand des Kraftrades 1, also die Beschleunigung des Kraftrades 1 aus dem Stillstand nachgeahmt werden. Darüber hinaus können sogenannte „good vibrations“, also als angenehm empfundene Schwingungen bzw. Vibrationen, welche den Betrieb des Elektromotors 4 insbesondere bei Beschleunigungsvorgängen haptisch und emotional für die Bedienperson F wahrnehmbar machen, nachgeahmt werden. Durch derartiges Nachahmen des Los-Stampfens bzw. der „good vibrations“ kann verhindert werden, dass die Bedienperson F das Beschleunigungspotenzial des Kraftrades 1 permanent bzw. besonders häufig ausnutzt, wodurch sich verschiedene Nachteile, wie beispielsweise erhöhter Verschleiß und erhöhtes Unfallrisiko, ergeben würden.
Die Betriebscharakteristik bzw. die Betriebscharakteristiken können allgemein als jeweilige Kennlinien ausgebildet sein. Die Betriebscharakteristik bzw. die Betriebscharakteristiken können anhand der Eingabevorrichtung 15 vorgegeben, also durch die Bedienperson F beispielsweise programmiert oder ausgewählt werden. Alternativ dazu können die Betriebscharakteristik bzw. die Betriebscharakteristiken ab Werk vorprogrammiert sein.
Sowohl die Betriebscharakteristik bzw. die Betriebscharakteristiken als auch der Schwankungsparameter können den Betrieb eines Zweizylindermotors, also eines Zweizylinderreihenmotors oder eines Zweizylinder-V-Motors charakterisieren. Alternativ dazu können die Betriebscharakteristik bzw. die Betriebscharakteristiken und zusätzlich oder alternativ der Schwankungsparameter auch den Betrieb eines Boxermotors charakterisieren. Darüber hinaus können die Betriebscharakteristik bzw. die Betriebscharakteristiken und zusätzlich oder alternativ der Schwankungsparameter auch den Betrieb eines Dreizylindermotors, eines Vierzylindermotors oder eines Sechszylindermotors charakterisieren.
Bezugszeichenliste

1: Kraftrad
2: Antriebsrad
3: Vorderrad
4: Elektromotor
5: Steuereinrichtung
6: Verbrennungskraftmaschine
7: Schwingungseinrichtung
8: Unwucht
9: Masse
10: Aktuator
11: Schwingungsanregung
12: Kraftradkomponente
13: Kraftradkomponente
14: Audiosignal
15: Eingabevorrichtung
16: Schwankungsparameter
17: Helm
18: Modulation
α: Drehwinkel
Ae: Schwankungsamplitude
F: Bedienperson
M: Antriebsdrehmoment
Ms: Drehmomentschwankung
Me: Einzel-Drehmomentschwankung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10313338 A1 [0003]
EP 2305548 A2 [0004]

Claims

Kraftrad (1), mit wenigstens einem Antriebsrad (2) und mit wenigstens einem Elektromotor (4) zum Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftrad eine Steuereinrichtung (5) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, den Elektromotor (4) zumindest bei dessen Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades (2) durch ein mittels des Elektromotors (4) erzeugbares, Drehmomentschwankungen (Ms) aufweisendes Antriebsdrehmoment (M) derart anzusteuern, dass der Elektromotor (4) eine Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen (Me) der Drehmomentschwankungen (Ms) verstärkt.
Kraftrad (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) dazu eingerichtet ist, den Elektromotor (4) zumindest bei dessen Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades (2) derart anzusteuern, dass der Elektromotor (4) eine Frequenz der Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen (Me) in Abhängigkeit von einer Drehzahl eines Rotors des Elektromotors (4) einstellt.
Kraftrad (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) dazu eingerichtet ist, den Elektromotor (4) zumindest bei dessen Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades (2) derart anzusteuern, dass der Elektromotor (4) jeweilige Schwankungsamplituden (Ae) der jeweiligen Einzel-Drehmomentschwankungen (Me) in Abhängigkeit von der Drehzahl des Rotors einstellt.
Kraftrad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftrad (1) eine Verbrennungskraftmaschine (6) zum Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades (2) umfasst.
Kraftrad (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) dazu eingerichtet ist, den Elektromotor (4) zumindest bei dessen Antreiben des wenigstens einen Antriebsrades (2) derart anzusteuern, dass der Elektromotor (4) zumindest die Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen (Me) in Abhängigkeit von wenigstens einer Betriebscharakteristik der Verbrennungskraftmaschine (6) verstärkt.
Kraftrad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftrad (1) wenigstens eine Schwingungseinrichtung (7) mit zumindest einer Unwucht (8) und/oder mit zumindest einer translatorisch bewegbaren Masse (9) zur Schwingungsanregung (11) wenigstens einer Kraftradkomponente (12, 13) des Kraftrades (1) umfasst.
Kraftrad (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schwingungseinrichtung (7) an der wenigstens einen Kraftradkomponente (12, 13) des Kraftrades (1) angeordnet ist.
Kraftrad (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kraftradkomponente (12, 13) als Sitz des Kraftrades (1) ausgebildet ist.
Kraftrad (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kraftradkomponente (12, 13) als Kniekissen des Kraftrades (1) ausgebildet ist.
Kraftrad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) dazu eingerichtet ist, Audiosignale (14) zu erzeugen, welche zumindest die Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen (Me) charakterisieren.
Kraftrad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftrad (1) eine Eingabevorrichtung (15) umfasst, mittels welcher wenigstens ein, zumindest die Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen (Me) charakterisierender Schwankungsparameter (16) durch eine Bedienperson (F) des Kraftrades (1) aktivierbar ist.
Kraftrad (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) den wenigstens einen Schwankungsparameter (16) umfasst.
Verfahren zum Betreiben eines Kraftrades (1), bei welchem wenigstens ein Antriebsrad (2) des Kraftrades (1) durch wenigstens einen Elektromotor (4) des Kraftrades (1) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (4) anhand einer Steuereinrichtung (5) des Kraftrades (1) derart angesteuert wird, dass der Elektromotor (4) ein mittels des Elektromotors (4) erzeugtes Antriebsdrehmoment (M), welches Drehmomentschwankungen (Ms) aufweist und durch welches das wenigstens eine Antriebsrad (2) angetrieben wird, bereitstellt und eine Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen (Me) der Drehmomentschwankungen (Ms) verstärkt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärken der Mehrzahl an Einzel-Drehmomentschwankungen (Me) unterbleibt, wenn eine Verbrennungskraftmaschine (6) des Kraftrades (1) das wenigstens eine Antriebsrad (2) antreibt und/oder wenn die Verbrennungskraftmaschine (2) des Kraftrades (1) aktiviert wird.