DE102020108254B3

DE102020108254B3 - System zum Betreiben eines Rollers

Info

Publication number: DE102020108254B3
Application number: DE102020108254.1A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Schrader
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-03-25
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2021-10-07
Anticipated expiration: 2040-03-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (4) zum Betreiben eines Rollers (2) mit mindestens einer Elektromaschine zum Antreiben des Rollers (2), wobei das System (4) mindestens einen Sensor (40, 42, 44, 46) und mindestens eine Bremse (36) aufweist, wobei der mindestens eine Sensor (40, 42, 44, 46) dazu ausgebildet ist, eine Anwesenheit eines Nutzers des Rollers (2) zu überwachen, wobei die mindestens eine Bremse (36) dazu ausgebildet ist, den Roller (2) automatisch freizugeben, wenn der mindestens eine Sensor (40, 42, 44, 46) die Anwesenheit des Nutzers erkennt, und die Bewegung des Rollers (2) automatisch zu bremsen, wenn der mindestens eine Sensor (40, 42, 44, 46) eine Abwesenheit des Nutzers erkennt.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Betreiben eines Rollers und ein Verfahren zum Betreiben eines Rollers.
Heute bekannte Fahrzeuge für die erste und letzte Meile eines zurückzulegenden Wegs sind der Produktkategorie „Mikro Mobilität“ zuzuordnen und damit Teil eines aktuell rasant wachsenden Markts. Seit der offiziellen Veröffentlichung der „Verordnung über die Teilnahme von Elektrokleinstfahrzeugen (EKF) am Straßenverkehr“ im Juni 2019 sind EKF bspw. als Tretroller, Kick-Scooter, Elektroroller, eScooter, Micro Scooter usw. auch in Deutschland unterwegs. Im Sharing und Verkauf erhältliche EKF sind derzeit nur als einspurige Fahrzeuge geläufig, geparkt werden sie mittels eines kleinen Seitenständers.
Dieser Seitenständer ist als Feststellbremse gesetzlich Pflicht. Dasselbe gilt für eine Bremseinrichtung, die dann greift und das EKF am Weiterrollen hindert, wenn eine Person das EKF verlässt. Bei den bekannten Scootern wird dies durch einfaches Umfallen gewährleistet. Falls jedoch die Person als Fahrer vom EKF abspringt oder es auf abschüssiger Fläche abstellt, kann das EKF unkontrolliert weiter- oder losrollen. Dadurch entsteht eine Gefahr für Dritte. Zusätzlich ist das Produkt so nicht gesetzeskonform.
Die Druckschrift DE 100 53 043 A1 beschreibt eine Ansteuerung eines elektrisch betriebenen Tretrollers.
Ein zur Gänze oder tretunterstützend von einem Elektromotor angetriebenes Fahrzeug ist aus der Druckschrift DE 10 2012 204 912 A1 bekannt.
Ein Fortbewegungsmittel und ein Verfahren zum Betreiben eines Fortbewegungsmittels sind aus der Druckschrift DE 10 2013 225 481 A1 bekannt.
Die Druckschrift DE 10 2016 116 329 B4 beschreibt ein Verfahren zur Geschwindigkeitsbegrenzung eines selbstbalancierenden Fahrzeugs und ein selbstbalancierendes Fahrzeug, wobei ein derartiges Fahrzeug als Hoverboard ausgebildet ist.
Ein elektromotorisch unterstützter und durch Muskelkraft antreibbarer Tretroller ist aus der Druckschrift DE 10 2011 084 754 A1 bekannt. Hierbei ist zum Bremsen ein Bremstaster vorgesehen.
Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, eine Betriebssicherheit eines Rollers zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein System und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen des Systems und des Verfahrens gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
Das erfindungsgemäße System ist zum Betreiben eines elektrischen Rollers mit mindestens einer Elektromaschine, bspw. mindestens einem Elektromotor, zum Antreiben des Rollers vorgesehen. Das System weist mindestens einen Sensor und mindestens eine Bremse auf, wobei der mindestens eine Sensor dazu ausgebildet ist, eine Anwesenheit eines Nutzers des Rollers zu überwachen, zu erfassen und/oder zu detektieren. Die mindestens eine Bremse ist dazu ausgebildet, den Roller automatisch freizugeben bzw. automatisch eine Bewegung des Rollers zu ermöglichen, wenn der mindestens eine Sensor die Anwesenheit des Nutzers erkennt, und die Bewegung des Rollers automatisch zu bremsen und/oder zu verhindern, wenn der mindestens eine Sensor eine Abwesenheit bzw. keine Anwesenheit des Nutzers erkennt.
Dabei ist es möglich, dass der mindestens eine Sensor als elektrischer und/oder als mechanischer Sensor, bspw. als Dehnungsmessstreifen, als kapazitiver Sensor, als Drucksensor und/oder als Sensor zum Erfassen eines Moments der mindestens einen Elektromaschine zum Antreiben des Rollers ausgebildet ist.
Außerdem ist es möglich, dass der mindestens eine Sensor in und/oder an einem Trittbrett des Rollers, an einem Lenker bzw. Griff des Rollers, an einer Haltestange des Rollers, an einer Achse des Rollers, an einer Felge eines Rads des Rollers und/oder an der mindestens einen Elektromaschine angeordnet bzw. dem Trittbrett des Rollers, dem Lenker des Rollers, der Haltestange des Rollers, der Achse des Rollers, der Felge des Rollers und/oder der mindestens einen Elektromaschine zugeordnet ist.
Weiterhin ist es möglich, dass die mindestens eine Bremse als Motorbremse der mindestens einen Elektromaschine, als elektrische und/oder als hydraulische, bspw. elektro-hydraulische Bremse ausgebildet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Betreiben eines Rollers vorgesehen, der mit mindestens einer Elektromaschine, bspw. mit mindestens einem Elektromotor, angetrieben wird. Dabei weist der Roller mindestens einen Sensor und mindestens eine Bremse auf, wobei mit dem mindestens einen Sensor eine Anwesenheit eines Nutzers des Rollers überwacht, erfasst und/oder detektiert wird, wobei der Roller von der mindestens einen Bremse automatisch freigegeben und/oder eine Bewegung des Rollers ermöglicht wird, wenn die Anwesenheit des Nutzers von dem mindestens einen Sensor erkannt wird, und wobei die Bewegung des Rollers von der mindestens einen Bremse automatisch gebremst und/oder verhindert wird, wenn von dem mindestens eine Sensor eine Abwesenheit bzw. keine Anwesenheit des Nutzers erkannt wird.
In Ausgestaltung wird der Roller automatisch gebremst, bspw. blockiert, wenn sämtliche Sensoren unter dem mindestens einen Sensor erfassen bzw. wenn von sämtlichen Sensoren erfasst wird, dass der zunächst noch anwesende Nutzer plötzlich nicht mehr anwesend ist.
Mit dem System und dem Verfahren ist eine Automatisierung der Verzögerungseinrichtung eines bspw. mehrspurigen Rollers mit zwei Rädern pro Achse, der als Elektrokleinstfahrzeug ausgebildet bzw. bezeichnet werden kann, möglich.
Hierbei wird die Anwesenheit der Person und somit des Fahrers oder einer Fahrerin mit dem Verfahren detektiert und erlaubt nur dann ein Rollen oder Antreiben der angetriebenen Räder des bspw. mehrspurigen Elektrokleinstfahrzeugs, wenn die Person darauf steht oder es berührt.
Damit können die gesetzlichen Vorgaben für das Elektrokleinstfahrzeug erfüllt werden. Außerdem ergibt sich durch direktes Abbremsen des Elektrokleinstfahrzeugs, sofern die Abwesenheit des Nutzers detektiert ist, eine zusätzliche Sicherheit für Dritte. Außerdem ist mit der mindestens einen Bremse eine Prävention eines Wegrollens, bspw. aufgrund einer Fehlbedienung, gegeben.
Die Anwesenheit der Person wird durch Sensoren detektiert, wobei das Fahrzeug nur dann angetrieben werden kann, wenn die Person anwesend ist. Das Verfahren und/oder das Fahrzeug ist bzw. sind dazu ausgebildet, die angetriebenen Räder in Abwesenheit einer Person durch die als Maschinenbremse ausgebildete Bremse der mindestens einen Elektromaschine zu blockieren. Falls die mindestens eine Elektromaschine als Elektromotor ausgebildet ist und/oder betrieben wird, kann die Maschinenbremse als Motorbremse ausgebildet sein bzw. bezeichnet werden.
Die Anwesenheit der Person kann zum Beispiel durch Dehnungsmessstreifen im Trittbrett, durch mindestens einen kapazitiven Sensor am Lenker bzw. Griff und/oder an der Haltestange, durch mindestens einen Drucksensor an der Achse und/oder an der Felge und/oder durch Auslesen des Moments der mindestens einen Elektromaschine detektiert werden.
Die automatisierte Bremsfunktion kann zum Beispiel durch eine Motorbremse der mindestens einen Elektromaschine realisiert werden, wenn die mindestens eine Elektromaschine bspw. als Generator betrieben wird und/oder eine Rekuperation durchführt. Die automatisierte Bremsfunktion kann alternativ oder ergänzend durch Auslösen der elektro-hydraulischen Bremsanlage gewährleistet werden.
Mit dem System und dem Verfahren kann ein mehrspuriges Fahrzeug, das als Elektrokleinstfahrzeug ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist, bereitgestellt werden. Dabei kann auf einen sonst üblichen Seitenständer zum Bereitstellen einer Feststellbremse verzichtet werden.
Es versteht sich, dass die voranstehend 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.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems für einen Roller zur Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der Roller 2, für den die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 4 vorgesehen ist, ist in 1a aus einer ersten Perspektive und in 1b aus einer zweiten Perspektive schematisch dargestellt. Dieser Roller 2 umfasst ein Trittbrett 6 für einen Nutzer des Rollers 2, wobei sich der Nutzer auf das Trittbrett 6 stellen kann. Dabei ist an einem vorderen Ende des Trittbretts eine vordere Achse 8 mit zwei vorderen Rädern 10a, 10b und an einem hinteren Ende des Trittbretts 6 eine hintere Achse 12 mit zwei hinteren Rädern 14a, 14b angeordnet. Außerdem ist an dem vorderen Ende eine Lenksäule 16 angeordnet, an deren Ende ein Griff 18 als Lenker angeordnet ist.
Dabei ist hier vorgesehen, dass der Griff 18 dazu ausgebildet ist, ein Beschleunigen des Rollers 2 und eine Durchführung einer Rekuperation durch mindestens eine Elektromaschine des Rollers 2 zu veranlassen, wenn der Griff 18 entsprechend bedient wird. An der Lenksäule 16 sind auch ein Gehäuse 20 zur Aufnahme einer Batterie und eine Höhenverstellung 22 angeordnet. Dabei sind an dem Gehäuse 20 zusätzlich eine Benutzerschnittstelle 24 bzw. ein User-Interface und eine Frontbeleuchtung 26 angeordnet. Die Lenksäule 20 und das Trittbrett 6 sind über einen Faltmechanismus 28 miteinander bzw. relativ zueinander verschwenkbar verbunden. Außerdem sind der vorderen Achse 8 zwei als Frontantriebsmotoren ausgebildete Elektromaschinen zugeordnet, wobei jedem vorderen Rad 10a, 10b eine derartige Elektromaschine zugeordnet ist. Weiterhin sind die beiden Elektromaschinen über ein Ladekabel mit den Batterien in dem Gehäuse 20 verbunden. Es ist auch vorgesehen, dass jedem hier luftlosen Rad 10a, 10b, 14a, 14b ein Spritzblech 30 zugeordnet ist. Das Trittbrett 6 ist hier durch kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) verstärkt, wobei an dem hinteren Ende des Trittbretts 6 hier ein Bremspedal 32 und ein Rücklicht 34 angeordnet sind. Außerdem ist jedem hinteren Rad 14a, 14b eine Bremse 36 zugeordnet. Der Roller 2 weist ein Gewicht von ca. 12 kg, eine Reichweite von ca. 15 km und eine maximale Geschwindigkeit von ca. 25 km/h auf.
Außerdem weist der Roller 2 weitere Komponenten auf, die zugleich auch als Komponenten des vorgestellten Systems 4 ausgebildet sind.
Dies betrifft einen ersten Sensor 40, der hier als Dehnungsmessstreifen ausgebildet und in dem Trittbrett 6 angeordnet ist. Dabei ist dieser erste Sensor 40 dazu ausgebildet, eine auf das Trittbrett 6 wirkende Kraft zu erfassen und somit eine Anwesenheit eines Nutzers zu detektieren, der mit zumindest einem Fuß auf dem Trittbrett 6 steht.
Mindestens ein zweiter Sensor 42 ist an dem Griff 18 und somit an dem Lenker bzw. einer Haltestange des Rollers 2 angeordnet und dazu ausgebildet, eine bspw. manuelle Berührung und/oder Betätigung des Griffs 18 durch den Nutzer zu erfassen.
Mindestens ein dritter Sensor 44 ist hier als Drucksensor ausgebildet und mindestens einer Achse 8, 12, hier der hinteren Achse 12, zugeordnet und dazu ausgebildet, eine Kraft zu erfassen, die auf eine jeweilige Achse 8, 12 wirkt, wenn der Nutzer auf dem Trittbrett 6 steht.
Mindestens ein vierter Sensor 46 ist zum Auslesen eines Moments mindestens einer Elektromaschine, hier einer Elektromaschine an der vorderen Achse 8, ausgebildet und dieser Elektromaschine zugeordnet, wobei das Moment von einer Masse des Nutzers, der auf dem Trittbrett 6 steht, abhängig ist.
Die Ausführungsform des Verfahrens ist zum Betreiben des Rollers 2 vorgesehen, wobei mit mindestens einem Sensor 40, 42, 44, 46 eine Anwesenheit des Nutzers des Rollers 2 überwacht, d. h. erfasst und/oder detektiert wird, wobei der Roller 2 von mindestens einer Bremse 36 automatisch freigegeben und/oder eine Bewegung des Rollers 2 durch mindestens eine Elektromaschine ermöglicht wird, wenn die Anwesenheit des Nutzers von dem mindestens einen Sensor 40, 42, 44, 46 erkannt wird, und wobei die Bewegung des Rollers 2 von der mindestens einen Bremse 36, bspw. einer elektrischen Bremse der mindestens einen Elektromaschine, automatisch gebremst bzw. verhindert wird, wenn von dem mindestens einen Sensor 40, 42, 44, 46 eine Abwesenheit bzw. keine Anwesenheit des Nutzers erkannt wird.
Bezugszeichenliste

2: Roller
4: System
6: Trittbrett
8: vordere Achse
10a, 10b: vorderes Rad
12: hintere Achse
14a, 14b: hinteres Rad
16: Lenksäule
18: Griff
20: Gehäuse
22: Höhenverstellung
24: Benutzerschnittstelle
26: Frontbeleuchtung
28: Faltmechanismus
30: Spritzblech
32: Bremspedal
34: Rücklicht
36: Bremse
40, 42, 44: Sensor
46

Claims

System zum Betreiben eines Rollers (2) mit mindestens einer Elektromaschine zum Antreiben des Rollers (2), wobei das System (4) mindestens einen Sensor (40, 42, 44, 46) und mindestens eine Bremse (36) aufweist, wobei der mindestens eine Sensor (40, 42, 44, 46) dazu ausgebildet ist, eine Anwesenheit eines Nutzers des Rollers (2) zu überwachen, wobei die mindestens eine Bremse (36) dazu ausgebildet ist, den Roller (2) automatisch freizugeben, wenn der mindestens eine Sensor (40, 42, 44, 46) die Anwesenheit des Nutzers erkennt, und die Bewegung des Rollers (2) automatisch zu bremsen, wenn der mindestens eine Sensor (40, 42, 44, 46) eine Abwesenheit des Nutzers erkennt.
System nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Sensor (40, 42, 44, 46) als elektrischer und/oder als mechanischer Sensor, bspw. als Dehnungsmessstreifen, als kapazitiver Sensor, als Drucksensor und/oder als Sensor zum Erfassen eines Moments der mindestens einen Elektromaschine des Rollers (2) ausgebildet ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der mindestens eine Sensor (40, 42, 44, 46) in einem Trittbrett (6) des Rollers (2), an einem Lenker des Rollers (2), an einer Haltestange des Rollers, an einer Achse (8, 12) des Rollers (2), an einer Felge des Rollers (2) und/oder an der mindestens einen Elektromaschine angeordnet ist.
System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem die mindestens eine Bremse (36) als Motorbremse der mindestens einen Elektromaschine, als elektrische Bremse und/oder als hydraulische Bremse ausgebildet ist.
Verfahren zum Betreiben eines Rollers (2), der mit mindestens einer Elektromaschine angetrieben wird, wobei der Roller (2) mindestens einen Sensor (40, 42, 44, 46) und mindestens eine Bremse (36) aufweist, wobei mit dem mindestens einen Sensor (40, 42, 44, 46) eine Anwesenheit eines Nutzers des Rollers (2) überwacht wird, wobei der Roller (2) von der mindestens einen Bremse (36) automatisch freigegeben wird, wenn die Anwesenheit des Nutzers von dem mindestens einen Sensor (40, 42, 44, 46) erkannt wird, und wobei die Bewegung des Rollers (2) von der mindestens einen Bremse (36) automatisch gebremst wird, wenn von dem mindestens einen Sensor (40, 42, 44, 46) eine Abwesenheit des Nutzers erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Roller (2) automatisch gebremst wird, wenn sämtliche Sensoren (40, 42, 44, 46) unter dem mindestens einen Sensor (40, 42, 44, 46) erfassen, dass der zunächst noch anwesende Nutzer nicht mehr anwesend ist.