DE102020113387B4

DE102020113387B4 - Elektrisch angetriebenes Kleinstfahrzeug

Info

Publication number: DE102020113387B4
Application number: DE102020113387.1A
Authority: DE
Inventors: Lars Krämer; Marcel Straub; Daniel Schütz
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG; Volkswagen AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG; Volkswagen AG
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2021-12-30
Anticipated expiration: 2040-05-19
Also published as: DE102020113387A1; CN113680042B; CN113680042A

Abstract

Elektrisch angetriebenes Kleinstfahrzeug (10), insbesondere Einpersonen-Transportmittel, insbesondere Longboard, mit einem trittbrettartigen Grundkörper (11), der eine Standfläche (12) zur Aufnahme von Füßen (13a) eines Fahrers (13) bereitstellt, mit Rädern (14), mit mindestens einer elektrischen Maschine (15) zum Antreiben mindestens eines der Räder (14), mit einem Sensor (16), welcher eine Neigung des Kleinstfahrzeugs um eine sich senkrecht zu einer Fahrtrichtung erstreckende Querachse des Kleinstfahrzeugs in einer Steigung oder in einem Gefälle erfasst, und mit einem Steuergerät (17), welches abhängig von der erfassten Neigung des Kleinstfahrzeugs ein Stellsignal für die mindestens eine elektrische Maschine (15) und/oder ein Stellsignal für mindestens eine Bremse (18) des Kleinstfahrzeugs erzeugt, um den Betrieb der mindestens einen elektrischen Maschine (15) und/oder der mindestens einen Bremse (18) automatisch an die erfasste Neigung des Kleinstfahrzeugs (10) anzupassen.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch angetriebenes Kleinstfahrzeug.
Zur Fortbewegung von Personen werden zunehmend elektrisch angetriebene Kleinstfahrzeuge genutzt. Bei einem elektrisch angetriebenen Kleinstfahrzeug handelt es sich um ein elektrisch angetriebenes Einpersonen-Transportmittel. Aus der Praxis sind als elektrisch angetriebene Kleinstfahrzeug zum Beispiel elektrische Scooter, elektrische Hooverboards, elektrische Longboards oder auch elektrische Roller bekannt.
US 2017/0252638 A1 und US 2019/0083877 A1 offenbaren jeweils ein elektrisch angetriebenes Kleinstfahrzeug mit einem Grundkörper, mit Rädern, mit einer elektrischen Maschine zum Antreiben mindestens eines der Räder und mit einer Einrichtung zur Erfassung des auf der Standfläche stehenden Fahrers. Die Einrichtung zur Erfassung des auf der Standfläche stehenden Fahrers ist als Druckmesseinrichtung oder Kraftmesseinrichtung ausgebildet. Ein Steuergerät passt automatisch mindestens einen Betriebsparameter des Kleinstfahrzeugs abhängig von einem Signal, welches diese Erfassungseinrichtung bereitstellt, an.
DE 10 2011 082 088 A1 , DE 10 2016 116 329 B4 und DE 10 2018 111 583 A1 offenbaren weiteren Stand der Technik. So offenbart DE 10 2011 082 088 A1 ein elektrisch unterstütztes Fahrrad. DE 10 2016 116 329 A1 offenbart ein Hoverboard. DE 10 2018 111 583 A1 offenbart ein Longboard.
Dann, wenn ein elektrisch angetriebenes Kleinstfahrzeug in einer geneigten Fahrbahn, wie einer Steigung oder einem Gefälle, betrieben wird, besteht das Problem, dass sich das Fahrverhalten des elektrischen Kleinstfahrzeugs ungewollt verändern kann. Bei einer Bergauffahrt kann sich die Soll-Geschwindigkeit des Kleinstfahrzeugs ungewollt verringern, unter Umständen kann das Kleinstfahrzeug sogar vollständig zum Stillstand kommen oder ungewollt zurückrollen. Dies beeinträchtigt die Fahrsicherheit.
Es besteht Bedarf daran, die Fahrsicherheit eines elektrisch angetriebenen Kleinstfahrzeugs zu erhöhen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein neuartiges elektrisch angetriebenes Kleinstfahrzeug zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein elektrisch angetriebenes Kleinstfahrzeug gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Kleinstfahrzeug weist einen trittbrettartigen Grundkörper auf, der eine Standfläche zur Aufnahme von Füßen eines Fahrers bereitstellt.
Das erfindungsgemäße Kleinstfahrzeug weist ferner Räder und mindestens eine elektrische Maschine zum Antreiben mindestens eines der Räder auf.
Das erfindungsgemäße Kleinstfahrzeug weist ferner einen Sensor auf, der eine Neigung des Kleinstfahrzeugs um eine sich senkrecht zu einer Fahrtrichtung des Kleinstfahrzeugs erstreckende Querachse des Kleinstfahrzeugs in einer Steigung oder in einem Gefälle erfasst.
Das erfindungsgemäße Kleinstfahrzeug weist ferner ein Steuergerät auf, welches abhängig von der erfassten Neigung des Kleinstfahrzeugs ein Stellsignal für die mindestens eine elektrische Maschine und/oder ein Stellsignal für mindestens eine Bremse des Kleinstfahrzeugs erzeugt, um den Betrieb der mindestens einen elektrischen Maschine und/oder der mindestens einen Bremse automatisch an die erfasste Neigung des Kleinstfahrzeugs anzupassen.
Mit der hier vorliegenden Erfindung wird ein Kleinstfahrzeug vorgeschlagen, welches über einen Sensor eine Neigung des Kleinstfahrzeugs um eine Querachse desselben erfasst. Das Steuergerät des erfindungsgemäßen Kleinstfahrzeugs ermittelt abhängig von der erfassten Neigung mindestens eine Stellgröße, um die mindestens eine elektrische Maschine und/oder die mindestens eine Bremse des Kleinstfahrzeugs anzusteuern und zu betreiben, und zwar derart, dass der Betrieb automatisch an die erfasste Neigung des Kleinstfahrzeugs angepasst ist. Hierdurch kann die Fahrsicherheit erhöht werden.
Vorzugsweise erzeugt das Steuergerät abhängig von der erfassten Neigung des Kleinstfahrzeugs ein Stellsignal für die mindestens eine elektrische Maschine und/oder ein Stellsignal für die mindestens eine Bremse, um das Kleinstfahrzeug in der Steigung oder in dem Gefälle vor einen unbeabsichtigten Rollen zu hindern, vorzugsweise um das Kleinstfahrzeug in der Steigung oder in dem Gefälle im Stillstand zu halten oder mit einer Soll-Geschwindigkeit zu betreiben. Dies dient der Erhöhung der Fahrsicherheit des Kleinstfahrzeugs.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist das erfindungsgemäße Kleinstfahrzeug einen Sensor auf, welcher ein Gewicht des auf der Standfläche stehenden Fahrers erfasst. Das Steuergerät ermittelt das Stellsignal für die mindestens eine elektrische Maschine und/oder das Stellsignal für die mindestens eine Bremse abhängig von der erfassten Neigung des Kleinstfahrzeugs und abhängig vom erfassten Gewicht des auf der Standfläche stehenden Fahrers. Dann, wenn das Stellsignal nicht nur abhängig von der erfassten Neigung sondern auch abhängig vom Gewicht des auf der Standfläche stehenden Fahrers ermittelt wird, kann die Fahrsicherheit weiter erhöht werden.
Vorzugsweise ermittelt das Steuergerät abhängig von der erfassten Neigung des Kleinstfahrzeugs und vorzugsweise abhängig vom erfassten Gewicht des auf der Standfläche stehenden Fahrers eine Mindest-Antriebsleistung für die mindestens eine elektrische Maschine und/oder eine Mindest-Bremsleistung für die mindestens eine Bremse, die erforderlich ist, um das Kleinstfahrzeug in der Steigung oder in dem Gefälle im Stillstand zu halten oder mit einer Soll-Geschwindigkeit zu betreiben. Das Steuergerät erzeugt abhängig von dieser Mindest-Antriebsleistung die Stellgröße für die mindestens eine elektrische Maschine und/oder abhängig von dieser Mindest-Bremsleistung die Stellgröße für die mindestens eine Bremse. Diese Ausprägung der Erfindung ist zur Steigerung der Fahrsicherheit besonders bevorzugt.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines elektrisch angetriebenen Kleinstfahrzeugs zusammen mit einem auf dem Kleinstfahrzeug stehenden Fahrer.

Die Erfindung betrifft ein elektrisch angetriebenes Kleinstfahrzeug, also ein Einpersonen-Transportmittel, vorzugsweise ein Longboard.
1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung eines elektrisch angetriebenen und als Longboard ausgebildeten Kleinstfahrzeugs 10, wobei das Kleinstfahrzeug 10 einen trittbrettartigen Grundkörper 11 aufweist, der eine Standfläche 12 für einen Fahrer 13 bereitstellt, der mit seinen Füßen 13a auf der Standfläche 12 des trittbrettartigen Grundkörpers 11 steht. Vom Fahrer sind zusätzlich zu den Füßen 13a Beine 13b, eine Hüfte 13c, Arme 13d, Schultern 13e und ein Kopf 13f gezeigt.
Der trittbrettartige Grundkörper 11 ist bei einem Longboard lenkstangenlos und haltestangenlos.
Das elektrisch angetriebene Kleinstfahrzeug 10 verfügt über Räder 14, im Falle eines Longboards vorzugsweise über drei oder vier Räder 14. Die Räder 14 sind dabei am Grundkörper 11 drehbar und lenkbar gelagert, insbesondere an einer der Standfläche 12 gegenüberliegenden Unterseite des Grundkörpers 11 an einer jeweiligen nicht gezeigten Achse.
Das elektrisch angetriebene Kleinstfahrzeug 10 verfügt über mindestens eine elektrische Maschine 15 zum Antreiben der Räder 14. Die mindestens eine elektrische Maschine 15, die vorzugsweise mit mindestens einem Hinterrad zusammenwirkt, dient zumindest dem Beschleunigen und gegebenenfalls auch dem Bremsen des Kleinstfahrzeugs 10. Es kann auch eine separate Bremse 18 vorhanden sein, die als mechanische Bremse ausgebildet sein kann.
Das elektrisch angetriebene Kleinstfahrzeug verfügt über einen Sensor 16, welcher eine Neigung des Kleinstfahrzeugs 10 um eine sich senkrecht zur Fortbewegungsrichtung des Kleinstfahrzeugs 10 erstreckende Querachse des Kleinstfahrzeugs 10 erfasst, und zwar insbesondere dann, wenn das Kleinstfahrzeug 10 in einer Steigung oder in einem Gefälle betrieben wird. In 1 ist dieser Sensor 16 zur Erfassung der Neigung des Kleinstfahrzeugs 10 um die Querachse des Kleinstfahrzeugs den Vorderrädern 14 bzw. einer die Vorderräder 14 aufnehmenden Achse des Kleinstfahrzeugs zugeordnet.
Das elektrisch angetriebene Kleinstfahrzeug 10 verfügt weiterhin über ein Steuergerät 17. Das Steuergerät 17 empfängt als Eingangsgröße vom Sensor 16 die vom Sensor 16 messtechnisch erfasste Neigung des Kleinstfahrzeugs.
Das Steuergerät 17 erzeugt abhängig von der erfassten Neigung des Kraftfahrzeugs 10 ein Stellsignal für die mindestens eine elektrische Maschine 15 und/oder ein Stellsignal für die mindestens eine Bremse 18 des Kleinstfahrzeugs 10, um den Betrieb des Kleinstfahrzeugs 10, nämlich den Betrieb der mindestens einen elektrischen Maschine 15 und/oder der mindestens einen Bremse 18, automatisch an die erfasste Neigung des Kraftfahrzeugs 10 anzupassen.
Vorzugsweise erzeugt das Steuergerät 17 abhängig von der erfassten Neigung des Kleinstfahrzeugs 10 ein Stellsignal für die mindestens eine elektrische Maschine 15 und/oder die mindestens eine Bremse 18, um das Kleinstfahrzeug in der Steigung oder in dem Gefälle vor einem unbeabsichtigten Rollen zu hindern, insbesondere, um das Kleinstfahrzeug 10 in der Steigung oder in dem Gefälle im Stillstand zu halten oder alternativ mit einer definierten Soll-Geschwindigkeit zu betreiben. Das Steuergerät 17 passt also den Betrieb der mindestens einen elektrischen Maschine 15 und/oder der mindestens einen Bremse 18 anhängig von der vom Sensor 16 erfassten Neigung, welche eine auf das Kleinstfahrzeugs 10 einwirkende Hangantriebskraft beeinflusst, automatisch an.
In der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kleinstfahrzeugs verfügt das Kleinstfahrzeug 10 weiterhin über einen Sensor 19, welcher ein Gewicht des auf der Standfläche 12 stehenden Fahrers 13 erfasst, wobei dieser Sensor 19 im gezeigten Ausführungsbeispiel an der Standfläche 12 montiert ist. Das Signal dieses Gewichtssensors 19 wird ebenso wie das Signal des Neigungssensors 16 dem Steuergerät 17 als Eingangsgröße bereitgestellt.
Das Steuergerät 17 ermittelt das Stellsignal für die mindestens eine elektrische Maschine 15 und/oder das Stellsignal für die mindestens eine Bremse 18 abhängig von der vom Sensor 16 erfassten Neigung des Kleinstfahrzeugs 10 und abhängig vom mithilfe des Sensors 19 erfassten Gewicht des auf der Standfläche 12 stehenden Fahrers 13, und zwar derart, dass ein in einer Steigung oder einem Gefälle betriebenes Kleinstfahrzeug 10 im Stillstand gehalten oder mit einer definierten Soll-Geschwindigkeit betrieben wird.
Hierzu ermittelt das Steuergerät 17, abhängig von der messtechnisch erfassten Neigung des Kleinstfahrzeugs 10 sowie abhängig vom messtechnisch erfassten Gewicht des Fahrers 13 eine Mindest-Antriebsleistung der mindestens einen elektrische Maschine 15 und/oder eine Mindest-Bremsleistung der mindestens einen Bremse 18, die erforderlich ist, um das Kleinstfahrzeug 10 in der Steigung oder im Gefälle im Stillstand zu halten oder mit der Soll-Geschwindigkeit zu betreiben.
Sollte zum Beispiel das Halten des Kleinstfahrzeugs 10 im Stillstand oder die Einhaltung der Soll-Geschwindigkeit nicht alleine über die mindestens eine elektrische Maschine 15 möglich sein, so kann zusätzlich über die mindestens eine Bremse 18 auf das Kleinstfahrzeug eingewirkt werden, wozu dann das Steuergerät ebenfalls eine Stellgröße für die mindestens eine Bremse 18 generiert, wobei das Steuergerät 17 diese Stellgröße für die mindestens eine Bremse 18 wiederum abhängig von der Neigung des Kleinstfahrzeugs 10 und dem Gewicht des Fahrers des Kleinstfahrzeugs 10 ermittelt.
Sollte zum Beispiel das Halten des Kleinstfahrzeugs 10 im Stillstand oder die Einhaltung der Soll-Geschwindigkeit nicht alleine über die mindestens eine Bremse 18 möglich sein, so kann zusätzlich über die mindestens eine elektrische Maschine 15 auf das Kleinstfahrzeug 10 eingewirkt werden.
Die Erfindung schlägt also ein elektrisch angetriebenes Kleinstfahrzeug 10 vor, insbesondere ein Longboard, wobei ein Fahrer 13, der auf der Standfläche 12 des Kleinstfahrzeugs 10 steht, eine definierte Geschwindigkeit und/oder definierte Beschleunigung des Kleinstfahrzeugs 10 in Längsrichtung des Kleinstfahrzeugs 10 und damit in Fahrtrichtung anfordert. Dies kann auf konventionelle Art und Weise erfolgen. Erfindungsgemäß ist ein Sensor 16 vorhanden, der eine Neigung des Kleinstfahrzeugs 10 um eine Querachse desselben erfasst, wobei diese Neigung auch als Nicklage bezeichnet werden kann. So kann eine Neigung einer Steigung oder eines Gefälles ermittelt werden, in welcher das Kleinstfahrzeug 10 betrieben wird. Abhängig von der so erfassten Neigung des Kleinstfahrzeugs 10 sowie vorzugsweise abhängig von einem gemessenen Gewicht des Fahrers 13 des Kleinstfahrzeugs, wird mindestens eine Stellgröße ermittelt, insbesondere eine Stellgröße für mindestens eine elektrische Maschine 15 und/oder eine Stellgröße für mindestens eine Bremse 18 des Kleinstfahrzeugs 10. Die jeweilige Stellgröße wird so ermittelt, dass das Kleinstfahrzeug 10 mit der vom Fahrer angeforderten Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung betrieben wird.
Vorzugsweise findet die Erfindung Anwendung, um ein unkontrolliertes Zurückrollen des Kleinstfahrzeugs 10 in einer Steigung beim Aufsteigen des Fahrers 10 auf die Standfläche 12 desselben aus dem Stillstand des Kleinstfahrzeugs 10 heraus zu verhindern.
Die Erfindung kann auch dann genutzt werden, um dann, wenn das Kleinstfahrzeugs 10 aus einer Ebne in eine Steigung oder in ein Gefälle einfährt, eine Ist-Geschwindigkeit auf einer Soll-Geschwindigkeit zu halten.

Claims

Elektrisch angetriebenes Kleinstfahrzeug (10), insbesondere Einpersonen-Transportmittel, insbesondere Longboard, mit einem trittbrettartigen Grundkörper (11), der eine Standfläche (12) zur Aufnahme von Füßen (13a) eines Fahrers (13) bereitstellt, mit Rädern (14), mit mindestens einer elektrischen Maschine (15) zum Antreiben mindestens eines der Räder (14), mit einem Sensor (16), welcher eine Neigung des Kleinstfahrzeugs um eine sich senkrecht zu einer Fahrtrichtung erstreckende Querachse des Kleinstfahrzeugs in einer Steigung oder in einem Gefälle erfasst, mit einem Steuergerät (17), welches abhängig von der erfassten Neigung des Kleinstfahrzeugs ein Stellsignal für die mindestens eine elektrische Maschine (15) und/oder ein Stellsignal für mindestens eine Bremse (18) des Kleinstfahrzeugs erzeugt, um den Betrieb der mindestens einen elektrischen Maschine (15) und/oder der mindestens einen Bremse (18) automatisch an die erfasste Neigung des Kleinstfahrzeugs anzupassen.
Kleinstfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (17) abhängig von der erfassten Neigung das Stellsignal für die mindestens eine elektrische Maschine (15) und/oder die mindestens eine Bremse (18) erzeugt, um das Kleinstfahrzeug in der Steigung oder in dem Gefälle vor einen unbeabsichtigten Rollen zu hindern.
Kleinstfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (17) abhängig von der erfassten Neigung das Stellsignal für die mindestens eine elektrische Maschine (15) und/oder die mindestens eine Bremse (18) erzeugt, um das Kleinstfahrzeug in der Steigung oder in dem Gefälle im Stillstand zu halten oder mit einer Soll-Geschwindigkeit zu betreiben.
Kleinstfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (17) abhängig von der erfassten Neigung das Stellsignal für die mindestens eine elektrische Maschine (15) und/oder die mindestens eine Bremse (18) erzeugt, um das Kleinstfahrzeug (10) aus einem Stillstand desselben heraus beim Aufsteigen des Fahrers (13) auf die Standfläche (12) vor einem Zurückrollen in einer Steigung zu hindern.
Kleinstfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Sensor (19), welcher ein Gewicht des auf der Standfläche (12) stehenden Fahrers (13) erfasst.
Kleinstfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (17) das Stellsignal für die mindestens eine elektrische Maschine (15) des Kleinstfahrzeugs und/oder das Stellsignal für die mindestens eine Bremse (18) des Kleinstfahrzeugs abhängig von der erfassten Neigung des Kleinstfahrzeugs und abhängig vom erfassten Gewicht des auf der Standfläche (12) stehenden Fahrers (13) erzeugt.
7. Kleinstfahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (17) abhängig von der erfassten Neigung des Kleinstfahrzeugs und vorzugsweise abhängig vom erfassten Gewicht des auf der Standfläche (12) stehenden Fahrers (13) eine Mindest-Antriebsleistung für die mindestens eine elektrische Maschine (15) und/oder eine Mindest-Bremsleistung für die mindestens eine Bremse (18) ermittelt, die erforderlich ist, um das Kleinstfahrzeug in der Steigung oder in dem Gefälle im Stillstand zu halten oder mit einer Soll-Geschwindigkeit zu betreiben, das Steuergerät (17) abhängig von dieser Mindest-Antriebsleistung die Stellgröße für die mindestens eine elektrische Maschine (15) und/oder abhängig von dieser Mindest-Bremsleistung die Stellgröße für die mindestens eine Bremse (18) erzeugt.
Kleinstfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16), welcher die Neigung des Kleinstfahrzeugs erfasst, an einer Räder (14) aufnehmenden Achse des Kleinstfahrzeugs montiert ist.
9. Kleinstfahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (19), welcher das Gewicht des auf der Standfläche (12) stehenden Fahrers (13) erfasst, an der Standfläche (12) montiert ist.