DE102019118694A1

DE102019118694A1 - Antriebsmodul für ein Klein- oder Kleinstfahrzeug und Klein- oder Kleinstfahrzeug mit dem Antriebsmodul

Info

Publication number: DE102019118694A1
Application number: DE102019118694.3A
Authority: DE
Inventors: Simon ORTMANN; Philippe Wagner; Yannick Wey
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-07-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2021-01-14
Also published as: CN114080348A; US20220258822A1; WO2021004573A1; EP3996981A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebsmodul 1 für ein Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 mit einer Radachse 8, mit mindestens einem Rad 2, 3, mit mindestens einer Motoreinrichtung 4, 5 zur Erzeugung und Einleitung eines Antriebsdrehmoments in das mindestens eine Rad 2, 3 und mit mindestens einer Bremseinrichtung 6, 7 zum Abbremsen des mindestens einen Rads 2, 3. Das Antriebsmodul (1) umfasst eine Auswerte- und Steuerungseinrichtung 12 zum Auswerten sicherheitsrelevanter Daten 30 des Klein- oder Kleinstfahrzeugs 20 und zur Ansteuerung des Antriebsmoduls 1 auf Basis der ausgewerteten sicherheitsrelevanten Daten 30 und/oder ist mit dieser verbindbar und/oder verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebsmodul für ein Klein- oder Kleinstfahrzeug mit einer Radachse, mit mindestens einem Rad, mit mindestens einer Motoreinrichtung zur Erzeugung und Einleitung eines Antriebsdrehmoments in das mindestens eine Rad und mit mindestens einer Bremseinrichtung zum Abbremsen des mindestens einen Rads. Die Erfindung betrifft auch ein Klein- oder Kleinstfahrzeug mit dem Antriebsmodul gemäß dem Anspruch 6.
Im Straßenverkehr werden E-Scooter zunehmend als Verkehrsmittel eingesetzt. Es werden Lösungen gesucht, die Sicherheit beim Fahren mit den E-Scootern zu erhöhen. Bereits bekannt ist es, einen Antrieb des E-Scooters abzuschalten, wenn dieser ein zulässiges Gesamtladegewicht übersteigt.
Beispielsweise beschreibt die Druckschrift DE 20 2019 001 096 U1 , die wohl den nächstliegenden Stand der Technik bildet, einen E-Scooter mit einem Elektroantrieb und mit einem Steuerungssystem zur Ansteuerung des Antriebs und zur Information eines Benutzers über einen Zustand des E-Scooters. Es wird ein Gewicht des Benutzers samt Gepäck bestimmt und dieses mit einen erlaubten Gewicht verglichen. Dem Benutzer wird das Ergebnis des Vergleichs auf einer Informationstafel angezeigt. Bei überhöhtem Gewicht steuert das Steuerungssystem die Abschaltung des Elektroantriebs an.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes, robustes und sicherheitsoptimiertes Antriebsmodul für ein Klein- oder Kleinstfahrzeug bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Antriebsmodul für ein Klein- oder Kleinstfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Klein- oder Kleinstfahrzeug mit dem Antriebsmodul gemäß der Anspruch 6 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
Es wird ein Antriebsmodul für ein Klein- oder Kleinstfahrzeug vorgeschlagen. Bevorzugt ist das Klein- oder Kleinstfahrzeug als ein insbesondere mehrspuriges Elektromobil ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das Fahrzeug als ein Roller, insbesondere als ein Elektroroller, Elektrotretroller, Elektroscooter, z.B. E-Scooter, als ein Segway, Hoverboard, Kickboard, Longboard o.ä. ausgebildet. Das Fahrzeug kann alternativ als ein mehrspuriges Fahrrad, insbesondere mit drei oder mehr Rädern ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Fahrzeug ein Transport- oder Lastenrad, insbesondere ein motorisiertes bzw. elektrisch angetriebenes Transport- oder Lastenrad, im Speziellen ein Dreirad- oder Vierrad-Pedelec oder eine Rikscha, insbesondere mit oder ohne Dach, oder ein Kabinenroller sein.
Das Antriebsmodul umfasst eine Radachse, insbesondere eine Radquerachse. Vorzugsweise ist die Radachse als eine Hinterradachse ausgebildet, sie kann alternativ aber auch als eine Vorderradachse ausgebildet sein. Bevorzugt weist die Radachse eine mechanische Schnittstelle zur Befestigung an einem Gestell oder Rahmen des Klein- oder Kleinstfahrzeugs auf.
Das Antriebsmodul weist mindestens ein Rad und mindestens eine Motoreinrichtung, insbesondere mindestens einen Elektromotor, auf. Die mindestens eine Motoreinrichtung ist dazu ausgebildet, ein Antriebdrehmoment zu erzeugen und dieses in das mindestens eine Rad einzuleiten. Das Antriebsmodul umfasst weiterhin mindestens eine Bremseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, das mindestens eine Rad abzubremsen.
Erfindungsgemäß umfasst das Antriebsmodul mindestens eine Auswerte- und Steuerungseinrichtung zum Auswerten sicherheitsrelevanter Daten des Klein- oder Kleinstfahrzeugs und zur Ansteuerung des Antriebsmoduls auf Basis der ausgewerteten sicherheitsrelevanten Daten. Alternativ oder optional ergänzend ist das Antriebsmodul mit der Steuerungs- und Auswerteeinrichtung verbindbar und/oder verbunden.
Vorteilhaft ist, dass ein sicheres Fahren mit dem Klein- oder Kleinstfahrzeug gewährleistet werden kann, indem das in das Klein- oder Kleinstfahrzeug integrierte Antriebsmodul auf Basis der ausgewerteten sicherheitsrelevanten Daten angesteuert wird. Insbesondere können gefährliche Situationen im Straßenverkehr beim Fahren mit dem Klein- oder Kleinstfahrzeug reduziert und dadurch Unfälle und daraus resultierende Verletzungen und Schäden vermieden werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung trägt die Radachse ein erstes Rad, eine erste Motoreinrichtung und eine erste Bremseinrichtung und ein zweites Rad, eine zweite Motoreinrichtung und eine zweite Bremseinrichtung des Antriebsmoduls. Vorzugsweise bilden das erste Rad, die erste Motoreinrichtung und die erste Bremseinrichtung eine erste kompakte Einheit, die an einem Ende der Radachse angeordnet ist. Insbesondere bilden das zweite Rad, die zweite Motoreinrichtung und die zweite Bremseinrichtung eine zweite kompakte Einheit, die an einem anderen Ende der Radachse angeordnet ist. Bevorzugt ist die mechanische Schnittstelle in dieser Anordnung mittig zwischen den beiden Einheiten angeordnet. Vorteilhaft ist, dass eine hohe Integrationsdichte der Bremseinrichtungen und der Motoreinrichtungen erreicht werden kann. Bevorzugt weisen die die Einheiten einen widerstandfähigen und robusten Aufbau auf und sind dadurch gut gegen Vandalismus geschützt.
Eine mögliche konstruktive Umsetzung der Erfindung sieht vor, dass die Motoreinrichtungen in dem jeweiligen Rad integriert sind, z.B. als ein Radnabenmotor ausgebildet sind. Bevorzugt sind die Bremseinrichtungen axial benachbart zu dem jeweiligen Rad und/oder zu der jeweiligen Motoreinrichtung angeordnet. Beispielsweise sind die Bremseinrichtungen manuell durch einen Fahrer des Klein- oder Kleinstfahrzeugs aktivierbar. Hierfür können die Bremseinrichtungen z.B. über eine Leitung mit einem Handhebel verbunden sein, mittels dem sie hydraulisch betätigbar sind. Der Handhebel ist zum Beispiel an einem Lenker des Klein- oder Kleinstfahrzeugs angeordnet.
Optional ist eine einzige zentrale Auswerte- und Steuerungseinrichtung für das Antriebsmodul, insbesondere zur Ansteuerung der beiden Einheiten, vorgesehen. Alternativ können zwei Auswerte- und Steuerungseinrichtungen vorgesehen sein, wobei jeder der Einheiten eine eigene Auswerte- und Steuerungseinrichtung zugeordnet ist. Hierzu kann/können die Auswerte- und Steuerungseinrichtung/en an der Radachse angeordnet und an die Einheiten angebunden sein oder sie können unmittelbar in der entsprechenden Einheit integriert sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Antriebsmodul eine Aktivierungseinrichtung, die zur Aktivierung der Bremseinrichtung ausgebildet ist. Vorzugsweises steuert die Steuerungseinrichtung die Aktivierungseinrichtung dazu an, die Bremseinrichtung zum Abbremsen des mindestens einen Rads zu aktivieren. Insbesondere ist die Aktivierungseinrichtung unabhängig von dem manuell zu betätigenden Handhebel ausgebildet und/oder aktiverbar.
Beispielsweise kann es sich bei der Aktivierungseinrichtung um ein Seil, ein Gestänge oder um eine Hydraulikeinrichtung handeln, das/die mit der mindestens einen Bremseinrichtung in einer Wirkverbindung steht. Insbesondere kann die Bremseinrichtung dadurch in Abhängigkeit der sicherheitsrelevanten Daten aktiviert und das Klein- oder Kleinstfahrzeug abgebremst oder zum Stillstand gebracht werden, wenn das Antriebsmodul in dem Klein- oder Kleinstfahrzeug integriert ist. Beispielsweise kann die Fahrgeschwindigkeit des Klein- oder Kleinstfahrzeugs dadurch automatisch und/oder selbsttätig, insbesondere ohne manuellen Eingriff des Fahrers, an die Gegebenheiten des Straßenverkehrs angepasst werden. Optional kann auch eine Notbremsung des Klein- oder Kleinfahrzeugs angesteuert werden, um z.B. eine Kollision zu vermeiden.
In einer möglichen Umsetzung der Erfindung steuert die Steuerungseinrichtung die Motoreinrichtung dazu an, das Antriebsdrehmoment zu erhöhen oder zu verringern. Wenn das Antriebsmodul in dem Klein- oder Kleinstfahrzeug integriert ist kann dadurch eine Fahrtgeschwindigkeit des Klein- oder Kleinstfahrzeugs in Abhängigkeit der sicherheitsrelevanten Daten automatisch und/oder selbsttätig, insbesondere ohne Eingriff des Fahrers, angepasst werden. Insbesondere kann die Geschwindigkeit des Klein- oder Kleinstfahrzeugs an die Gegebenheiten des Straßenverkehrs angepasst werden. Beispielsweise kann eine überhöhte Geschwindigkeit des Klein- oder Kleinstfahrzeugs vermieden und dadurch bedingte Sicherheitsrisiken eingeschränkt werden.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Steuerungseinrichtung eine Abschaltung der Motoreinrichtung bei aktivierter Bremseinrichtung ansteuert. Vorzugsweise wird die Motoreinrichtung automatisch und/oder selbsttätig, insbesondere ohne Eingriff des Fahrers, deaktiviert, wenn deren Leistung aufgrund des Abbremsens des mindestens einen Rads nicht benötigt wird. Insbesondere kann dadurch eine Abschaltautomatik in dem Klein- oder Kleinstfahrzeug umgesetzt werden, wenn das Antriebsmodul in dem Klein- oder Kleinstfahrzeug integriert ist. Vorteilhaft ist, dass dadurch ein Energieverbrauch der Motoreinrichtung reduziert und eine längere Laufleistung des Klein- oder Kleinstfahrzeugs gewährleistet werden kann.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Klein- oder Kleinstfahrzeug mit dem Antriebsmodul nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Vorzugsweise umfasst das Klein- oder Kleinstfahrzeug das Gestell oder den Rahmen, den Lenker und/oder den Handhebel. Bevorzugt weist das Klein- oder Kleinstfahrzeug mindestens ein zusätzliches Rad auf. Zum Beispiel ist das mindestens eine zusätzliche Rad ein mit dem Lenker lenkbares Vorderrad. Es kann aber auch mindestens ein Hinterrad sein, wenn das Antriebsmodul als Radachse die Vorderradachse des Fahrzeugs umfasst.
Optional weist das Gestell oder der Rahmen eine Tritt- und/oder Standfläche für den Fahrer auf. Bevorzugt steht der Fahrer auf der Tritt- und/oder Standfläche, wenn er mit das Klein- oder Kleinstfahrzeug fährt. Alternativ oder optional ergänzend kann das Gestell oder der Rahmen einen Sattel oder eine Sitzfläche aufweisen, auf der der Fahrer sitzen kann, wenn er mit dem Klein- oder Kleinstfahrzeug fährt. Vorzugsweise ist an dem Gestell oder an dem Rahmen eine Gegenschnittstelle für die mechanische Schnittstelle der Radachse des Antriebsmoduls angeordnet. Insbesondere ist das Antriebsmodul über die Schnittstelle und Gegenschnittstelle mit dem Gestell oder dem Rahmen verbunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Klein- oder Kleinstfahrzeug mindestens eine Sensoreinrichtung, die zur Erfassung eines Personen- und/oder Ladegewichts des Klein- oder Kleinstfahrzeugs als die sicherheitsrelevanten Daten ausgebildet ist. Alternativ oder optional ergänzend ist das Klein- oder Kleinstfahrzeug mit der mindestens einen Sensoreinrichtung verbindbar und/oder verbunden. Vorzugsweise ist die mindestens eine Sensoreinrichtung mit der Auswerte- und Steuerungseinrichtung des Antriebsmoduls leitungsgebunden oder kabellos verbunden. Insbesondere übermittelt die mindestens eine Sensoreinrichtung das Personen- und/oder Ladegewicht als die sicherheitsrelevanten Daten an die Auswerte- und Steuerungseinrichtung. Beispielsweise ist die mindestens eine Sensoreinrichtung als ein Druck- und/oder Gewichtsensor zur Erfassung des Personen- und/oder Ladegewichts ausgebildet. Die mindestens eine Sensoreinrichtung kann z.B. in der Tritt- und/oder Standfläche, in dem Sattel oder in der Sitzfläche oder in der Gegenschnittstelle angeordnet sein.
Bevorzugt wird das Personen- und/oder Ladegewichts als die sicherheitsrelevanten Daten von der Auswerte- und Steuerungseinrichtung ausgewertet. Beispielsweise kann in der Auswerte- und Steuerungseinrichtung mindestens ein Schwellenwert für das Personen- und/oder Ladegewicht hinterlegt sein, bei dessen Über- oder Unterschreiten die entsprechende Ansteuerungen der mindestens einen Motoreinrichtung und/oder der mindestens einen Aktivierungseinrichtung vorgenommen werden können.
Beispielsweise steuert die Auswerte- und Steuerungseinrichtung die mindestens eine Motoreinrichtung auf Basis des Personen- und/oder Ladegewichts an. Dadurch kann das Antriebsdrehmoment an das Personen- und/oder Ladegewicht angepasst, insbesondere bei Bedarf erhöht oder verringert werden. Optional ergänzend oder alternativ steuert die Auswerte- und Steuerungseinrichtung die mindestens eine Aktivierungseinrichtung zur Aktivierung der mindestens einen Bremseinrichtung in Abhängigkeit des Personen- und/oder Ladegewichts an. Beispielsweise kann bei Bedarf die Bremseinrichtung aktiviert werden oder die Bremskraft verstärkt werden. Auch eine Ansteuerung einer Notbremsung ist im Rahmen der Erfindung möglich. Insbesondere bei automatischen und/oder selbsttätigen Bremsungen kann eine optimale Leistung der mindestens einen Motoreinrichtung erreicht werden, ohne den Fahrer zu gefährden.
In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Klein- oder Kleinstfahrzeug eine Positionsbestimmungseinrichtung, die zur Positionsbestimmung des Klein- oder Kleinstfahrzeugs als die sicherheitsrelevanten Daten ausgebildet ist. Alternativ oder optional ergänzend ist das Klein- oder Kleinstfahrzeug mit der Positionsbestimmungseinrichtung verbindbar und/oder verbunden. Vorzugsweise ist die Positionsbestimmungseinrichtung mit der Auswerte- und Steuerungseinrichtung des Antriebsmoduls leitungsgebunden oder kabellos verbunden. Insbesondere übermittelt die Positionsbestimmungseinrichtung die Position des Klein- oder Kleinstfahrzeugs als die sicherheitsrelevanten Daten an die Auswerte- und Steuerungseinrichtung. Beispielsweise kann die Positionsbestimmungseinrichtung als ein GPS-Empfänger und/oder als ein Navigationsgerät ausgebildet sein.
Alternativ kann die Positionsbestimmungseinrichtung auch als ein in dem Klein- oder Kleinstfahrzeug mitgeführtes elektronisches mobiles Gerät, z.B. als ein Smartphone, insbesondere mit Ortungs- und/oder Navigationsdiensten, ausgebildet sein. Bevorzugt kann das mobile Gerät so mit dem Klein- oder Kleinstfahrzeug gekoppelt werden, dass es als die Positionsbestimmungseinrichtung genutzt und dessen Akku bei der Fahrt mit dem Klein- oder Kleinstfahrzeug zugleich geladen werden kann. Hierzu weist das Klein- oder Kleinstfahrzeug in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine geeignete Kopplungs- und/oder Ladeschnittstelle für das mobile Gerät auf.
In einer bevorzugten Umsetzung der Erfindung steuert die Auswerte- und Steuerungseinrichtung die mindestens eine Motoreinrichtung und/der die mindestens eine Aktivierungseinrichtung zur Aktivierung der mindestens einen Bremseinrichtung in Abhängigkeit der Position des Klein- oder Kleinstfahrzeugs an. Dadurch kann erreicht werden, dass das Klein- oder Kleinstfahrzeug eine vorgeschriebene und/oder angepasste Geschwindigkeit z.B. in einer 30er-Zone, Fußgängerzone oder Spielstraße einhält. Beispielsweise kann bei Fahrten mit starkem Anstieg oder Gefälle die mindestens eine Aktivierungseinrichtung aktiviert und/oder das Antriebsdrehmoment der mindestens einen Motoreinrichtung angepasst werden. Somit kann das mindestens eine Rad des Antriebsmoduls automatisch und/oder selbststätig, insbesondere ohne Eingriff des Fahrers, durch die mindestens eine aktivierte Bremseinrichtung abgebremst werden. Optional ergänzend oder alternativ kann das mindestens eine Rad des Antriebsmoduls automatisch und/oder selbststätig, insbesondere ohne Eingriff des Fahrers, durch das reduzierte Antriebsdrehmoment abgebremst werden.
In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung umfasst das Klein- oder Kleinstfahrzeug eine Personenidentifikationseinrichtung zur Identifikation des Fahrers des Klein- oder Kleinstfahrzeugs, insbesondere zur Feststellung eines registrierten und/oder zugelassenen Fahrers anhand eines Codes oder anhand seines Namens, Geburtsdatums, Wohnorts etc. und/oder anhand von biometrischen Daten, wie Fingerabdruck, Gesichts- und/oder Augenscan, etc. als die sicherheitsrelevanten Daten. Alternativ oder optional ergänzend ist die Personenidentifikationseinrichtung mit dem Klein- oder Kleinstfahrzeug verbindbar und/oder verbunden. Die Personenidentifikationseinrichtung kann als ein Ein- und/oder Ausgabegerät, z.B. als ein Touchscreen, ausgebildet sein. Alternativ kann das elektronische mobile Gerät, z.B. das Smartphone, als die Personenidentifikationseinrichtung genutzt werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Auswerte- und Steuerungseinrichtung des Antriebsmoduls die mindestens eine Motoreinrichtung und/oder die mindestens einen Aktivierungseinrichtung zur Aktivierung der mindestens einen Bremseinrichtung auf Basis der identifizierten Person des Fahrers ansteuert. Insbesondere gleicht die Auswerte- und Steuerungseinrichtung die identifizierte Person des Fahrers mit einer in der Auswerte- und Steuerungseinrichtung hinterlegten Datenbank ab, in der alle zugelassenen Fahrer registriert sind. Zum Beispiel kann die Auswerte- und Steuerungseinrichtung die Inbetriebnahme des Klein- oder Kleinstfahrzeugs automatisch und/oder selbsttätig sperren oder freigeben. Hierzu kann sie die mindestens eine Motoreinrichtung nur dann aktivieren, wenn der identifizierte Fahrer in der Datenbank als zugelassener Fahrer registriert ist. Möglich im Rahmen der Erfindung ist auch, dass die Auswerte- und Steuerungseinrichtung das Antriebsdrehmoment der mindestens einen Motoreinrichtung in Abhängigkeit des Alters und/oder einer Fahrpraxis des identifizierten Fahrers ansteuert. Zum Beispiel kann das Klein- oder Kleinstfahrzeugs gedrosselt und insbesondere eine Höchstgeschwindigkeit an das Alter oder die Erfahrung des identifizierten Fahrers automatisch und/oder selbsttätig angepasst werden. Denkbar ist im Rahmen der Erfindung auch, dass die mindestens eine Motoreinrichtung dann automatisch und/oder selbsttätig deaktiviert wird, wenn der identifizierte Fahrer eine bestimmte Fahrtstrecke und/oder Fahrzeit zurückgelegt hat oder wenn eine bestimmte Fahrtstrecke und/oder Fahrtzone nicht zur Ein- oder Hindurchfahrt zugelassen ist. Die vorgenannten Steuerungsmodelle können zum Beispiel für Fahrzeug-Sharing-Anbieter besonders interessante Lösungen bieten.
Eine weitere mögliche Umsetzung der Erfindung sieht vor, dass das Klein- oder Kleinstfahrzeug eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe eines optischen und/oder akustischen Informations- und/oder Warnsignals umfasst. Alternativ oder optional ergänzend ist das Klein- oder Kleinstfahrzeug mit der Ausgabeeinrichtung verbindbar und/oder verbunden. Beispielsweise ist die Ausgabeeinrichtung als ein Bildschirm, Display oder Touchscreen ausgebildet. Die Ausgabeeinrichtung kann aber auch über das elektronische mobile Gerät, z.B. über das Smartphone, realisiert sein. Auf der Ausgabeeinrichtung können dem Fahrer z. B. eine Freigabe oder ein Verbot zur Nutzung des Klein- oder Kleinstfahrzeugs und/oder etwaige Einschränkungen hinsichtlich der Höchstgeschwindigkeit und/oder der Fahrtstrecke etc. aufgrund seiner identifizierten Person angezeigt werden. Auch Hinweise auf Verkehrsregelungen, wie einzuhaltende Geschwindigkeiten, in bestimmten Straßen oder Zonen oder Hinweise auf die Überschreitung des zulässigen Personen- und/oder Ladegewichts auf dem Klein- oder Kleinstfahrzeug sind im Rahmen der Erfindung möglich.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

1 ein Klein- oder Kleinstfahrzeug mit einem Antriebsmodul in einer perspektivischen seitlichen Ansicht;
2 das Antriebsmodul aus 1.

Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In der 1 ist ein Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 in einer perspektivischen seitlichen Ansicht gezeigt. Das Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 ist als ein dreispuriger Elektroroller, insbesondere als ein E-Scooter, ausgebildet. Das Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 weist ein Gestell 21 mit einer Tritt- und Standfläche 22 und einen Lenker 23 auf. An dem Lenker 23 ist ein Handhebel 24 zum manuellen Abbremsen des Klein- oder Kleinstfahrzeugs 20 durch einen Fahrer 25 angeordnet. Das Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 umfasst ein durch den Lenker 23 lenkbares Vorderrad 26 und ein Antriebsmodul 1, das eine Hinterradachse des Klein- oder Kleinstfahrzeugs 20 bildet.
Das Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 umfasst mindestens eine Sensoreinrichtung 27 und/oder ist mit der mindestens einen Sensoreinrichtung 27 verbindbar und/oder verbunden. Die mindestens eine Sensoreinrichtung 27 ist zur Erfassung eines Personen- und/oder Ladegewichts als sicherheitsrelevante Daten 30 des Klein- oder Kleinstfahrzeugs 20 ausgebildet. Die mindestens eine Sensoreinrichtung 27 ist als mindestens ein Druck- und/oder Gewichtsensor ausgebildet. Gemäß der 1 ist die mindestens eine Sensoreinrichtung 27 in der Tritt- und Standfläche 22 integriert, sie kann alternativ aber auch an einer Gegenschnittstelle des Klein- oder Kleinstfahrzeugs 20 angeordnet sein, in der das Antriebsmodul 1 an dem Gestell 21 befestigt ist.
Das Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 umfasst weiterhin eine Positionsbestimmungseinrichtung 28 und/oder ist mit dieser verbindbar und/oder verbunden. Die Positionsbestimmungseinrichtung 28 ist dazu ausgebildet, eine Position des Klein- oder Kleinstfahrzeugs 20 als die sicherheitsrelevanten Daten 30 zu bestimmen. Die Positionsbestimmungseinrichtung 28 ist, wie in der 1 gezeigt, in einem elektronischen mobilen Gerät 32, zum Beispiel in einem Smartphone, integriert. Sie kann alternativ als ein GPS- oder Navigationsgerät ausgebildet sein.
Das Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 umfasst auch eine Personenidentifikationseinrichtung 29 und/oder ist mit dieser verbindbar und/oder verbunden. Die Personenidentifikationseinrichtung 29 ist dazu ausgebildet, die Person des Fahrers 25 anhand eines Codes oder anhand von dessen Name, Geburtsdatum, Wohnort etc. und/oder anhand von biometrischen Daten, wie Fingerabdruck, Gesichts- und/oder Augenscan, etc. als die sicherheitsrelevanten Daten 30 zu identifizieren. Die Personenidentifikationseinrichtung 29 ist in dem mobilen Gerät 32integriert. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Personenidentifikationseinrichtung 29 auch als ein Ein- und/oder Ausgabegerät, z.B. als ein Touchscreen, ausgebildet sein.
Das Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 weist außerdem eine Ausgabeeinrichtung 31 auf, die zur Ausgabe eines optischen und/oder akustischen Informations- und/oder Warnsignals ausgebildet ist. Gemäß der 1 wird das elektrische Gerät 32 als die Ausgabeeinrichtung 31 genutzt. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann aber auch ein Bildschirm, Display oder Touchscreen als Ausgabeeinrichtung 31 vorgesehen sein.
Das Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 umfasst eine Kopplungsschnittstelle 33 zur Kopplung des mobilen Geräts 32, insbesondere das Smartphones. Beispielsweise ist die Kopplungsschnittstelle 33 an dem Lenker 23 für den Fahrer gut sichtbar und erreichbar angeordnet. Das mobile Gerät 32 kann somit sicher mit dem Klein- oder Kleinstfahrzeug gekoppelt, während der Fahrt mitgeführt und genutzt werden. Ein Akku des mobilen Geräts 32 kann während der Fahrt in der Kopplungsschnittstelle 33 geladen werden.
Die 2 zeigt das Antriebsmodul 1 in einer perspektivischen Draufsicht von vorne. Es umfasst mindestens ein Rad, insbesondere ein erstes Rad 2 und ein zweites Rad 3. Das Antriebsmodul 1 weist mindestens eine als Elektromotor ausgebildete Motoreinrichtung zur Erzeugung und Einleitung eines Antriebsdrehmoments in das mindestens eine Rad, insbesondere eine erste Motoreinrichtung 4 und eine zweite Motoreinrichtung 5 auf. Das Antriebsmodul 1 umfasst weiterhin mindestens eine Bremseinrichtung zum Abbremsen des mindestens einen Rads, insbesondere eine erste Bremseinrichtung 6 und eine zweite Bremseinrichtung 7 und eine Radachse 8, die als eine Hinterradquerachse ausgebildet ist.
Das erste Rad 2 bildet gemeinsam mit der ersten Motoreinrichtung 4 und mit der ersten Bremseinrichtung 6 eine erste kompakte Einheit 9. Die erste kompakte Einheit 9 ist an einem Ende der Radachse 8 angeordnet und/oder wird von dieser getragen. Zur Bildung der ersten kompakten Einheit 9 ist die erste Motoreinrichtung 4 ist in dem ersten Rad 2 als ein Radnabenmotor integriert. Die erste Bremseinrichtung 6 ist unmittelbar axial benachbart zu dem ersten Rad 2 angeordnet. Das zweite Rad 3 bildet gemeinsam mit der zweiten Motoreinrichtung 5 und mit der zweiten Bremseinrichtung 7 eine zweite kompakte Einheit 10. Die zweite kompakte Einheit 10 ist an einem anderen Ende der Radachse 8 angeordnet und/oder wird von dieser getragen. Zur Bildung der zweiten kompakten Einheit 10 ist die zweite Motoreinrichtung 5 ist in dem zweiten Rad 3 als ein Radnabenmotor integriert. Die zweite Bremseinrichtung 7 ist unmittelbar axial benachbart zu dem zweiten Rad 2 angeordnet. Die beiden Einheiten 9, 10 sind bauraumsparend und besonders robust und widerstandsfähig gegen Beschädigungen von außen, zum Beispiel gegen Vandalismus, geschützt.
Die Radachse 8 weist eine mechanische Schnittstelle 11 auf, über die sie in der Gegenschnittstelle an dem Gestell 21 des Klein- oder Kleinstfahrzeugs 20 befestigbar und/oder befestigt ist. Die mechanische Schnittstelle 11 ist mittig zwischen den beiden Einheiten 9, 10 angeordnet.
Das Antriebsmodul 1 umfasst mindestens eine Aktivierungseinrichtung, insbesondere eine erste Aktivierungseinrichtung 13 zur Aktivierung der ersten Bremseinrichtung 6 und eine zweite Aktivierungseinrichtung 14 zur Aktivierung der zweiten Bremseinrichtung 7. Die Aktivierungseinrichtungen 14 stehen hierfür mechanisch oder hydraulisch mit den Bremseinrichtungen 4, 5 in einer Wirkverbindung.
Das Antriebsmodul 1 weist weiterhin eine Auswerte- und Steuerungseinrichtung 12 zum Auswerten der sicherheitsrelevanten Daten 30 des Klein- oder Kleinstfahrzeugs 20 und zur Ansteuerung des Antriebsmoduls 1 auf Basis der ausgewerteten sicherheitsrelevanten Daten 29 auf. Die Auswerte- und Steuerungseinrichtung 12 ist mit der mindestens einen Sensoreinrichtung 27 und mit der Positionsbestimmungseinrichtung 28, mit der Personenidentifikationseinrichtung 29 und/oder mit der Ausgabeeinrichtung 31, insbesondere mit dem elektrischen Gerät 32, kabellos oder kabelgebunden verbindbar und/oder verbunden.
Wenn das Antriebsmodul 1 gemäß der Figur eins in dem Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 integriert ist und dort die Hinterradachse bildet, übermitteln die mindestens eine Sensoreinrichtung 27, die Positionsbestimmungseinrichtung 28, die Personenidentifikationseinrichtung 29 und die Ausgabeeinrichtung 31 die von ihnen erfassten sicherheitsrelevanten Daten 30 an die Auswerte- und Steuerungseinrichtung 12. Die Auswerte- und Steuerungseinrichtung 12 wertet die erhaltenen sicherheitsrelevanten Daten 30 aus und steuert das Antriebsmodul 1 auf Basis der ausgewerteten sicherheitsrelevanten Daten 30 an.
Die Auswerte- und Steuerungseinrichtung 12 steuert insbesondere die erste und zweite Motoreinrichtung 4, 5 an. Insbesondere kann die Steuerungs- und Auswerteeinrichtung 12 die erste und zweite Motoreinrichtung 4, 5 aktivieren oder deaktivieren und/oder diese zur Erzeugung des entsprechend der ausgewerteten sicherheitsrelevanten Daten 30 bestimmten Antriebsdrehmoments ansteuern. Die Aktivierung der Motoreinrichtungen 4, 5 erfolgt beispielsweise dann, wenn sich der Fahrer 25 erfolgreich identifiziert hat und dadurch eine Erlaubnis zur Benutzung des Klein- oder Kleinstfahrzeugs 20 ausgewertet wurde. Insbesondere bleiben die Motoreinrichtungen 4, 5 deaktiviert, wenn der Fahrer 25 keine Zulassung zur Benutzung des Klein- oder Kleinstfahrzeugs 20 nachweisen kann. Die Deaktivierung der Motoreinrichtungen 4, 5 kann auch dann erfolgen, wenn ausgewertet wird, dass das Personen- und Ladegewicht ein zulässiges Gesamtgewicht für das Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 übersteigt. Eine Abschaltung der Motoreinrichtungen 4, 5 kann auch dann erfolgen, wenn die Bremseinrichtungen 6, 7 aktiviert sind. Dadurch wird eine sogenannte Abschaltautomatik in dem Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 umgesetzt.
Die Auswerte- und Steuerungseinrichtung 12 steuert alternativ oder optional ergänzend die erste und zweite Aktivierungseinrichtung 13, 14 dazu an, die erste und zweite Bremseinrichtung 6, 7 zu aktivieren. Die Ansteuerung der Erzeugung des bestimmten Antriebsdrehmoments und/oder die Ansteuerung der ersten und zweiten Aktivierungsvorrichtung 13, 14 wird beispielsweise dann vorgenommen, wenn eine Höchstgeschwindigkeit vorgegeben ist, mit der das Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 fahren soll. Dies kann zum Beispiel in Abhängigkeit einer Altersgrenze erfolgen, wenn der identifizierte Fahrer 25 diese unterschreitet. Die Einhaltung einer Höchstgeschwindigkeit und die entsprechende Ansteuerungen der Motoreinrichtungen 4, 5 und die Aktivierungseinrichtung 13, 14 kann aber auch dann erfolgen, wenn das Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 durch Straßen, Bereiche oder Zonen fährt, bei denen eine Geschwindigkeitsbegrenzung vorgegeben ist. Zusammenfassend kann eine Beschleunigung oder Verlangsamung der Fahrtgeschwindigkeit des Klein- oder Kleinstfahrzeugs 20 in Abhängigkeit der ausgewerteten sicherheitsrelevanten Daten 30 erfolgen.
Ebenfalls ist es möglich, dass die Auswerte- und Steuerungseinrichtung 12 ein gesteigertes Antriebsdrehmoment durch die Motoreinrichtungen 4, 5 und/oder die Aktivierungseinrichtungen 13, 14 zur Aktivierung der Bremseinrichtungen 6, 7 ansteuert, wenn das ausgewertete Personen- und Ladegewicht einen in der Auswerte- und Steuerungseinrichtung 12 hinterlegten Schwellenwert oder -bereich übersteigt.
Die Auswerte- und Steuerungseinrichtung 12 kann auch die Ausgabe des mindestens einen Hinweis- oder Warnsignals auf der Ausgabeeinrichtung 31 ansteuern. Beispielsweise kann der Fahrer 25 dadurch über die ausgewerteten sicherheitsrelevanten Daten 30 und/oder die daraus resultierenden Steuerungsmaßnahmen informiert werden. Der Fahrer kann zum Beispiel auch darauf hingewiesen werden, dass eine Geschwindigkeitsbeschränkung in der Straße, Zone oder in dem Bereich gilt, in der er mit dem Klein- oder Kleinstfahrzeug 20 unterwegs ist.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsmodul
2: erstes Rad
3: zweites Rad
4: erste Motoreinrichtung
5: zweite Motoreinrichtung
6: erste Bremseinrichtung
7: zweite Bremseinrichtung
8: Radachse
9: erste kompakte Einheit
10: zweite kompakte Einheit
11: mechanische Schnittstelle
12: Auswerte- und Steuerungseinrichtung
13: erste Aktivierungseinrichtung
14: zweite Aktivierungseinrichtung
20: Klein- oder Kleinstfahrzeug
21: Gestell
22: Tritt- und Standfläche
23: Lenker
24: Handhebel
25: Fahrer
26: Vorderrad
27: Sensoreinrichtung
28: Positionsbestimmungseinrichtung
29: Personenidentifikationseinrichtung
30: sicherheitsrelevante Daten
31: Ausgabeeinrichtung
32: mobiles Gerät
33: Kopplungsschnittstelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202019001096 U1 [0003]

Claims

Antriebsmodul (1) für ein Klein- oder Kleinstfahrzeug (20), mit einer Radachse (8), mit mindestens einem Rad (2, 3), mit mindestens einer Motoreinrichtung (4, 5) zur Erzeugung und Einleitung eines Antriebsdrehmoments in das mindestens eine Rad (2, 3) und mit mindestens einer Bremseinrichtung (6, 7) zum Abbremsen des mindestens einen Rads (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmodul (1) eine Auswerte- und Steuerungseinrichtung (12) zum Auswerten sicherheitsrelevanter Daten (30) des Klein- oder Kleinstfahrzeugs (20) und zur Ansteuerung des Antriebsmoduls (1) auf Basis der ausgewerteten sicherheitsrelevanten Daten (30) umfasst und/oder mit dieser verbindbar und/oder verbunden ist.
Antriebsmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radachse (8) ein erstes Rad (2), eine erste Motoreinrichtung (4) und eine erste Bremseinrichtung (6) des Antriebsmoduls (1) trägt und dass die Radachse (8) ein zweites Rad (3), eine zweite Motoreinrichtung (5) und eine zweite Bremseinrichtung (7) des Antriebsmoduls (1) trägt.
Antriebsmodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmodul (1) mindestens eine Aktivierungseinrichtung (13, 14) zur Aktivierung der mindestens einen Bremseinrichtung (6, 7) umfasst, wobei die Auswerte- und Steuerungseinrichtung (12) die mindestens eine Aktivierungseinrichtung (13, 14) dazu ansteuert, die mindestens eine Bremseinrichtung (6, 7) zum Abbremsen des mindestens einen Rads (2, 3) zu aktivieren.
Antriebsmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerungseinrichtung (12) die mindestens eine Motoreinrichtung (4, 5) aktiviert und/oder dazu ansteuert, das Antriebsdrehmoment zu erhöhen oder zu verringern.
Antriebsmodul (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerungseinrichtung (12) eine Abschaltung der mindestens einen Motoreinrichtung (4, 5) bei aktivierter Bremseinrichtung (6, 7) ansteuert.
Klein- oder Kleinstfahrzeug (20) mit dem Antriebsmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Klein- oder Kleinstfahrzeug (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass das Klein- oder Kleinstfahrzeug (20) mindestens eine Sensoreinrichtung (27) zur Erfassung eines Personen- und/oder Ladegewichts des Klein- oder Kleinstfahrzeugs (20) als sicherheitsrelevante Daten (30) umfasst und/oder dass das Klein- oder Kleinstfahrzeug (20) mit der mindestens einen Sensoreinrichtung (27) verbindbar ist.
Klein- oder Kleinstfahrzeug (20) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Klein- oder Kleinstfahrzeug (20) eine Positionsbestimmungseinrichtung (28) zur Positionsbestimmung des Klein- oder Kleinstfahrzeugs (20) als sicherheitsrelevante Daten (30) umfasst und/oder dass das Klein- oder Kleinstfahrzeug (20) mit der Positionsbestimmungseinrichtung (28) verbindbar ist.
Klein- oder Kleinstfahrzeug (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Klein- oder Kleinstfahrzeug (20) eine Personenidentifikationseinrichtung (29) zur Identifikation der Person mindestens eines Fahrers (25) des Klein- oder Kleinstfahrzeugs (20) als die sicherheitsrelevanten Daten (30) umfasst und/oder dass das Klein- oder Kleinstfahrzeug (20) mit der Personenidentifikationseinrichtung (29) verbindbar ist.
Klein- oder Kleinstfahrzeug (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Klein- oder Kleinstfahrzeug (20) eine Ausgabeeinrichtung (31) zur Ausgabe eines optischen und/oder akustischen Informations- und/oder Warnsignals umfasst.