DE102022207700A1

DE102022207700A1 - Mit Muskelkraft betreibbares Mehrspurfahrzeug mit einem elektrischen Leistungsübertragungspfad

Info

Publication number: DE102022207700A1
Application number: DE102022207700.8A
Authority: DE
Inventors: Robert Zdych; Markus Strobel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-07-27
Filing date: 2022-07-27
Publication date: 2024-01-04

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Fahrzeug (1) mit mindestens drei Rädern (1, 2, 3; 4), von denen mindestens ein Rad als Antriebsrad zum Antreiben des Fahrzeugs ausgebildet ist und mindestens zwei Räder in Querrichtung des Fahrzeugs zur Bildung von mindestens einer Fahrzeugachse beabstandet angeordnet sind, mindestens einer elektrischen Maschine (EM2; EM3; EM3; EM5), die zur Kraftübertragung mit dem mindestens einen Antriebsrad gekoppelt ist, einem elektrischen Generator (EM1), der zur Erzeugung elektrischer Generatorleistung durch eine mit dem elektrischen Generator (EM1) gekoppelten Kurbeleinrichtung (P1, P2, S1) durch Muskelkraft betreibbar ist, sowie einer elektronischen Steuereinheit (ECU1), die zumindest zur Steuerung der mit der mindestens einen elektrischen Maschine (EM2; EM3; EM4; EM5) ausgetauschten elektrischen Leistung und der vom elektrischen Generator (EM1) erzeugten elektrischen Generatorleistung eingerichtet ist. Bei dem Fahrzeug (1) erfolgt die Übertragung von Leistung zum Antrieb des Fahrzeugs (1) über das mindestens eine Antriebsrad ausschließlich über einen elektrischen Leistungspfad.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein zumindest zeitweise mit Muskelkraft betreibbares Mehrspurfahrzeug mit einem elektrischen Leistungsübertragungspfad. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein zumindest zeitweise durch Muskelkraft betreibbares Fahrzeug, das als Mehrspurfahrzeug mit mindestens drei Rädern, insbesondere drei oder vier Rädern ausgestaltet sein kann.
Elektrisch betriebene Fahrzeuge, die zumindest zeitweise durch Muskelkraft des Fahrrads betreibbar sind, wie z. B. Pedelecs oder E-Bikes, sind bekannt. Bei den bekannten Fahrzeugen ist eine Kurbeleinrichtung vorgesehen, die mit einer mechanischen Übertragungseinrichtung zur Übertragung der in die Kurbeleinrichtung eingeleiteten Muskelkraft auf zumindest eines der Räder des Fahrzeugs vorgesehen ist. Ferner ist bei derartigen bekannten Fahrzeugen eine elektrische Antriebseinrichtung vorgesehen, die den Betrieb des Fahrzeugs zumindest zeitweise unterstützt. Zur mechanischen Übertragung der Muskelkraft von der Kurbeleinrichtung auf zumindest eines der Räder sind üblicherweise Kettenantriebe, Kardanantriebe oder Riemenantriebe vorgesehen. Zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Drehzahl der Kurbeleinrichtung und der Drehzahl des angetriebenen Rads sind ferner mechanisch zum Teil komplexe und wartungsintensive Kettenschaltungen oder Nabenschaltungen vorgesehen. Diese Einrichtungen zur mechanischen Übertragung der auf die Kurbeleinrichtung aufgebrachten Muskelkraft auf das angetriebene Rad des Fahrzeugs sind dabei insgesamt störanfällig und wartungsintensiv. Ferner bietet ein solcher Aufbau nur begrenzte Möglichkeiten zur Regelung oder Steuerung des Betriebszustands des Fahrzeugs.
Das Dokument US 2022/0066448 A1 offenbart ein als Zweirad ausgestaltetes Fahrzeug mit einer elektrischen Antriebsmaschine zum Antreiben von einem der Räder und mit einer weiteren elektrischen Maschine, die mit der Pedaleinrichtung des Fahrrads gekoppelt ist.
Das Dokument EP 3 408 168 B1 offenbart ein Pedalantriebssystem zur Erzeugung von elektrischer Leistung auf der Basis von Muskelkraft eines Nutzers, wobei eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Rückkopplungsdrehmoments vorgesehen ist, das auf die Kurbeleinrichtung aufgebracht wird.
Das Dokument EP 3 023 326 B1 offenbart ein Elektrofahrrad mit einem Generator, der mit Pedalen des Fahrrads gekoppelt ist.
Vorliegend wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, das mindestens drei Räder aufweist, von denen mindestens ein Rad als Antriebsrad zum Antreiben des Fahrzeugs ausgebildet ist, und bei dem mindestens zwei Räder in Querrichtung des Fahrzeugs zur Bildung von mindestens einer Fahrzeugachse beabstandet angeordnet sind. Ferner weist das Fahrzeug mindestens eine elektrische Maschine, die zur Kraftübertragung mit dem mindestens einen Antriebsrad gekoppelt ist, einen elektrischen Generator, der zur Erzeugung elektrischer Generatorleistung durch eine mit dem elektrischen Generator gekoppelten Kurbeleinrichtung betreibbar ist, sowie eine elektronische Steuereinheit auf, die zumindest zur Steuerung der mit der mindestens einen elektrischen Maschine ausgetauschten elektrischen Leistung und der vom elektrischen Generator erzeugten elektrischen Generatorleistung eingerichtet ist. Dabei erfolgt die Übertragung von Leistung zum Antrieb des Fahrzeugs über das mindestens eine Antriebsrad ausschließlich über einen elektrischen Leistungspfad.
Entsprechend kann die Kurbeleinrichtung mechanisch ausschließlich mit dem elektrischen Generator gekoppelt sein. Außerdem kann die Kurbeleinrichtung von jedem der Räder des Fahrzeugs dadurch mechanisch entkoppelt sein.
Bei dem als Mehrspurfahrzeug ausgebildeten Fahrzeug wird somit eine Antriebskraft zum Antreiben des Fahrzeugs erzeugt, deren Übertragung ohne Einsatz eines mechanischen Kopplungselements zwischen der Kurbeleinrichtung und dem Antriebsrad verwirklicht werden kann. Insbesondere kann die Muskelkraft über die Kurbeleinrichtung in den elektrischen Generator eingeleitet und durch den elektrischen Generator in elektrische Generatorleistung umgewandelt werden. Die erzeugte elektrische Generatorleistung kann über den vorstehend genannten elektrischen Leistungspfad von dem elektrischen Generator entnommen und mindestens einer elektrischen Maschine zugeführt werden, die zum Antreiben des zumindest einen Antriebsrads vorgesehen ist. Der elektrische Leitungspfad kann dabei als elektrische Leitung zur Übertragung elektrischer Leistung ausgeführt sein.
Wenn die Kurbeleinrichtung mechanisch ausschließlich mit dem elektrischen Generator gekoppelt ist, bedeutet dies, dass die in die Kurbeleinrichtung eingeleitete Muskelkraft unter Berücksichtigung von Reibungsverlusten vollständig auf den elektrischen Generator übertragen wird. Eine mechanische Übertragung der Muskelkraft auf ein Antriebsrad des Fahrzeugs erfolgt gemäß diesem Konzept nicht. Insofern ist die Kurbeleinrichtung von jedem der Räder des Fahrzeugs mechanisch entkoppelt, da die in die Kurbeleinrichtung eingeleitete Muskelkraft nicht über einen mechanischen Übertragungspfad übertragen wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen der Kurbeleinrichtung und dem elektrischen Generator ein Getriebe zur Bereitstellung eines Übersetzungsverhältnisses zwischen einer Drehzahl der Kurbeleinrichtung und der Drehzahl des elektrischen Generators vorgesehen. Dabei kann das Getriebe einen oder mehrere Planetengetriebesätze aufweisen. Ferner kann das Getriebe einen Kettenantrieb oder einen Riemenantrieb aufweisen, mit dem die Kurbeleinrichtung mit dem elektrischen Generator gekoppelt werden kann. Das Übersetzungsverhältnis kann so eingerichtet werden, dass im Betrieb der Kurbeleinrichtung der elektrische Generator mit einer zur Erzeugung der elektrischen Generatorleistung geeigneten Drehzahl betrieben werden kann. Dabei kann das Übersetzungsverhältnis so eingerichtet werden, dass die Drehzahl des elektrischen Generators höher ist als die Drehzahl der Kurbeleinrichtung. Das Übersetzungsverhältnis kann variabel ausgeführt sein. Hierzu kann das Getriebe mit variablen Übersetzungsverhältnissen ausgebildet sein. Zu diesem Zweck kann das Getriebe ein schaltbares Getriebe sein. Ferner kann das Getriebe ein stufenlos variables Getriebe sein, mit dem das Übersetzungsverhältnis stufenlos variabel einstellbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform kann ein elektrischer Energiespeicher vorgesehen sein, der elektrisch über die elektronische Steuereinheit mit dem elektrischen Generator und der mindestens einen elektrischen Maschine koppelbar ist. Der elektrische Energiespeicher kann dabei ein aufladbarer Akkumulator sein. Der elektrische Energiespeicher kann eine aufladbare Lithium-Ionen-Batterie sein oder eine andere geeignete Ausgestaltung annehmen, die ein effizientes Laden und Entladen ermöglicht. Der elektrische Energiespeicher kann an dem Fahrzeug abnehmbar montierbar sein. Die Kapazität des elektrischen Energiespeichers kann geeignet für den Betrieb des Fahrzeugs eingerichtet sein, so dass für eine vorbestimmte Betriebsweise ausreichend Energie zum Betrieb des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden kann. Der elektrische Energiespeicher kann als Traktionsbatterie für den Antrieb des Fahrzeugs vorgesehen sein.
Die elektronische Steuereinheit kann einen digitalen Prozessor, Datenspeichereinrichtungen in der Form von RAM-Speichereinrichtungen und ROM-Speichereinrichtungen sowie eine Leistungselektronikeinheit aufweisen. Ferner kann die elektronische Steuereinheit Eingangs- und Ausgangsschnittstellen zum Austausch von Signalen sowie einen elektrischen Energiespeicher, der zur Energieversorgung der elektronischen Steuereinheit vorgesehen ist, aufweisen. Der elektrische Energiespeicher der elektronischen Steuereinheit kann dabei separat von dem als Traktionsbatterie vorgesehenen elektrischen Energiespeicher vorgesehen sein. In der Datenspeichereinrichtung können Daten einschließlich ausführbaren Programmen abgelegt werden. Der digitale Prozessor kann die gespeicherten Programme unter Berücksichtigung von Eingangssignalen und gegebenenfalls der gespeicherten Daten ausführen. Ferner können mit dem digitalen Prozessor Signale erzeugt werden, die von der elektronischen Steuereinheit als Steuersignale abgegeben werden. Die Leistungselektronikeinheit kann dafür vorgesehen sein, die zwischen der elektrischen Maschine, dem elektrischen Generator und dem gegebenenfalls vorgesehenen elektrischen Energiespeicher ausgetauschte Leistung zu regulieren.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Fahrzeug ein Mehrspurfahrzeug sein, das eine erste Achse, an der zwei Räder in Querrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet angeordnet sind, und eine zweite Achse, an dem ein einzelnes Rad angeordnet ist, aufweist, wobei die erste Achse und die zweite Achse in Fahrtrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet sind. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Fahrzeug als Dreirad ausgeführt. Dabei kann das einzelne Rad, das an der zweiten Achse angeordnet ist, das Vorderrad sein, während die zwei in Querrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandeten Räder der ersten Achse die Hinterräder sind. Alternativ können die zwei in Querrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandeten Räder der ersten Achse die Vorderräder des Fahrzeugs sein, während das einzelne Rad der zweiten Achse das Hinterrad ist. Ferner kann die prinzipielle Fahrtrichtung des Fahrzeugs nicht festgelegt sein, so dass das Fahrzeug in beiden Richtungen betreibbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine der elektrischen Maschinen mit dem Rad der zweiten Achse gekoppelt sein. Bei dieser Ausführungsform wird das einzelne Rad der zweiten Achse durch eine der elektrischen Maschinen angetrieben.
Gemäß einer Ausführungsform kann an jedem Rad der ersten Achse jeweils eine elektrische Maschine gekoppelt sein. Bei dieser Ausführungsform werden die voneinander in Querrichtung des Fahrzeugs beabstandeten Räder der ersten Achse von jeweils einer elektrischen Maschine angetrieben.
Gemäß einer Ausführungsform kann mindestens eine der elektrischen Maschinen als Radnabenmotor ausgeführt sein. In einer Ausführungsform kann jede der elektrischen Maschinen als Radnabenmotor ausgeführt sein. In beiden Ausführungsformen ist die elektrische Maschine in einer Radnabe des betreffenden Rads integriert.
Gemäß einer Ausführungsform kann mindestens eine der elektrischen Maschinen über eine Gelenkwelle mit dem entsprechenden Rad gekoppelt sein. In einer Ausführungsform kann jedes der angetriebenen Räder des Fahrzeugs über jeweils eine Gelenkwelle mit der zugeordneten elektrischen Maschine gekoppelt sein. Dabei kann in dieser Ausführungsform die eingesetzte Gelenkwelle mit einem Gelenk ausgestattet sein. Ferner kann in einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Gelenkwelle zwei Gelenke aufweist, so dass ein Parallelversatz der entgegengesetzten Endbereiche der Gelenkwelle ermöglicht wird. Die in der vorstehenden Ausführungsform verwendeten Gelenke können als Gleichlaufgelenke, Kardangelenke oder flexible sonstige Gelenke ausgeführt sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann für die erste Achse eine elektrische Maschine vorgesehen sein, die über ein Differenzialgetriebe mit den Rädern der ersten Achse gekoppelt ist. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass zum Antrieb der in Querrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandeten Räder eine elektrische Maschine für den gemeinsamen Antrieb der Räder der ersten Achse verwendet wird. In dieser Ausführungsform kann die elektrische Maschine eingangsseitig mit dem Differenzialgetriebe gekoppelt sein. Ferner kann gemäß dieser Ausführungsform jedes der Räder ausgangsseitig mit dem Differenzialgetriebe gekoppelt sein. Das Differenzialgetriebe kann eine Funktion zum Ausgleichen von Drehzahldifferenzen der in Querrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandeten Räder beispielsweise bei einer Kurvenfahrt aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform können die Räder der ersten Achse lenkbar sein. Insbesondere können gemäß dieser Ausführungsform die in Querrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandeten Räder der ersten Achse so schwenkbar vorgesehen sein, dass eine Lenkfunktion des Fahrzeugs herbeigeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Rad der zweiten Achse lenkbar sein. In dieser Ausführungsform ist das einzelne Rad der zweiten Achse schwenkbar angeordnet, um eine Lenkfunktion des Fahrzeugs herbeizuführen.
In einer Ausführungsform können die in Querrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet angeordneten Räder der ersten Achse lenkbar sein und kann das einzelne Rad der zweiten Achse ebenfalls lenkbar sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Fahrzeug ein Mehrspurfahrzeug sein, das eine erste Achse, an der zwei Räder in Querrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet angeordnet sind, und eine zweite Achse, an der zwei Räder in Querrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet angeordnet sind, aufweisen, wobei die erste Achse und die zweite Achse in Fahrtrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet sind. In dieser Ausführungsform weist das als Mehrspurfahrzeug ausgeführte Fahrzeug vier Räder auf. In dieser Ausführungsform können die Räder der ersten Achse als Vorderräder ausgebildet sein, während die Räder der zweiten Achse als Hinterräder ausgebildet sein können. Alternativ können die Räder der zweiten Achse als Vorderräder ausgestaltet sein, während die Räder der ersten Achse als Hinterräder ausgestaltet sein können. Ferner kann die prinzipielle Fahrtrichtung des Fahrzeugs nicht festgelegt sein, so dass das Fahrzeug in beiden Richtungen betreibbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform kann mit jedem Rad von mindestens einer der ersten Achse und der zweiten Achse jeweils eine elektrische Maschine gekoppelt sein. Gemäß dieser Ausführungsform können die Räder der ersten Achse mit jeweils einer elektrischen Maschine gekoppelt sein, während die Ausgestaltung der zweiten Achse von dieser Ausgestaltung abweichen kann.
Gemäß einer Ausführungsform können die elektrischen Maschinen an mindestens einer der ersten Achse und der zweiten Achse als Radnabenmotor ausgeführt sein. In dieser Ausführungsform kann die elektrische Maschine in einer Radnabe eines betreffenden Rads integriert sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann für mindestens einer der ersten Achse und der zweiten Achse jeweils eine elektrische Maschine vorgesehen sein, die über ein Differenzialgetriebe mit den entsprechenden Rädern gekoppelt ist. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass zum Antrieb der in Querrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandeten Räder eine elektrische Maschine für den gemeinsamen Antrieb der Räder der ersten Achse verwendet wird. In dieser Ausführungsform kann die elektrische Maschine eingangsseitig mit dem Differenzialgetriebe gekoppelt sein. Ferner kann gemäß dieser Ausführungsform jedes der Räder ausgangsseitig mit dem Differenzialgetriebe gekoppelt sein. Das Differenzialgetriebe kann eine Funktion zum Ausgleichen von Drehzahldifferenzen der in Querrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandeten Räder beispielsweise bei einer Kurvenfahrt aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform können die Räder an mindestens einer der ersten Achse und der zweiten Achse lenkbar sein. In einer Ausführungsform können die Räder an der ersten Achse lenkbar sein, während die Räder an der zweiten Achse nicht lenkbar ausgestaltet sind. Ferner können in einer Ausführungsform die Räder der ersten Achse lenkbar sein, während die Räder der zweiten Achse ebenfalls lenkbar sind.
In einer Ausführungsform kann zumindest eine der elektrischen Maschinen über eine Gelenkwelle mit dem entsprechenden Rad gekoppelt sein. Dabei kann in dieser Ausführungsform die eingesetzte Gelenkwelle mit einem Gelenk ausgestattet sein. Ferner kann in einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Gelenkwelle zwei Gelenke aufweist, so dass ein Parallelversatz der entgegengesetzten Endbereiche der Gelenkwelle ermöglicht wird. Die in der vorstehenden Ausführungsform verwendeten Gelenke können als Gleichlaufgelenke, Kardangelenke oder flexible sonstige Gelenke ausgeführt sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann die mindestens eine elektrische Maschine selektiv motorisch oder rekuperativ betreibbar sein. Dabei kann die mindestens eine elektrische Maschine aufgrund der Zufuhr von elektrischer Leistung eine motorische Antriebskraft bereitstellen, die auf das damit gekoppelte Antriebsrad zum Antrieb des Fahrzeugs übertragbar ist. Ferner ist dabei die mindestens eine elektrische Maschine rekuperativ in einer Generatorbetriebsart betreibbar, in der eine von dem Antriebsrad auf die elektrische Maschine übertragene mechanische Leistung von der elektrischen Maschine in elektrische Leistung umgewandelt werden kann. Der motorische Betrieb oder der rekuperative Betrieb der mindestens einen elektrischen Maschine kann durch die elektronische Steuereinheit und insbesondere die Leistungselektronikeinheit vorgegeben werden.
Gemäß einer Ausführungsform können Erfassungseinrichtungen zur Erfassung einer Drehzahl von mindestens einem der mindestens drei Räder des Fahrzeugs und zur Bereitstellung von Drehzahlsignalen vorgesehen sein, wobei die Drehzahlsignale der Steuereinrichtung zur Steuerung des Antriebs des Fahrzeugs zugeführt werden können. Die Erfassungseinrichtungen zur Erfassung der Drehzahl können dabei als Raddrehzahlsensoren ausgebildet sein. Die Raddrehzahlsensoren können jede Ausgestaltung annehmen, solange die Drehzahl mit einer ausreichenden Auflösung erfasst werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform ist es zweckdienlich, einen Drehzahlsensor einzusetzen, der mit einer Auflösung von mehr als einer Radumdrehung ausgestaltet ist. Die Auflösung des Drehzahlsensors wird zweckdienlich an die vorgesehene Steuerung und Regelung angepasst, die von der elektronischen Steuereinheit vorgenommen werden soll. Die Erfassungseinrichtungen zur Erfassung einer Drehzahl können dabei in der mindestens einen elektrischen Maschine integriert sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann die elektronische Steuereinheit eingerichtet sein, um von dem elektrischen Generator erzeugte Generatorleistung in einem vorbestimmten Betriebszustand zumindest teilweise zur Speicherung in dem elektrischen Energiespeicher zuzuführen. Dabei kann der elektrische Generator durch Muskelkraft über die Kurbeleinrichtung betrieben werden, so dass der elektrische Generator Generatorleistung erzeugt. In Abhängigkeit von der durch den elektrischen Generator erzeugten elektrischen Generatorleistung kann die elektronische Steuereinheit den Anteil der elektrischen Leistung, die dem elektrischen Energiespeicher zugeführt wird, steuern, während der verbleibende Anteil der erzeugten Generatorleistung zum Antrieb des Fahrzeugs eingesetzt werden kann. Dabei kann die elektronische Steuereinrichtung einen Ladezustand des elektrischen Energiespeichers berücksichtigen. In einem vorbestimmten Betriebszustand kann die gesamte von dem elektrischen Generator erzeugte Generatorleistung dem elektrischen Energiespeicher zugeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die elektronische Steuereinheit eingerichtet sein, um von dem elektrischen Generator erzeugte Generatorleistung in einem vorbestimmten Betriebszustand zumindest teilweise der mindestens einen elektrischen Maschine als Antriebsleistung zuzuführen. Dabei wird die von dem elektrischen Generator erzeugte Generatorleistung über einen elektrischen Leistungspfad der mindestens einen elektrischen Maschine zugeführt. Für den Fall, dass das Fahrzeug keinen elektrischen Energiespeicher als Traktionsbatterie aufweist, kann die gesamte von dem elektrischen Generator erzeugte elektrische Leistung der mindestens einen elektrischen Maschine als Antriebsleistung zugeführt werden. Für den Fall, dass das Fahrzeug einen elektrischen Energiespeicher als Traktionsbatterie aufweist, kann ein Teil der von dem elektrischen Generator erzeugten elektrischen Leistung dem elektrischen Energiespeicher zugeführt werden, während der verbleibende Teil der erzeugten elektrischen Leistung der mindestens einen elektrischen Maschine als Antriebsleistung zugeführt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann die elektronische Steuereinheit eingerichtet sein, um die mindestens eine elektrische Maschine in einen Rekuperationsbetriebszustand zu versetzen und die in dem Rekuperationsbetriebszustand erzeugte elektrische Leistung zumindest teilweise dem elektrischen Energiespeicher zuzuführen. In dem Rekuperationsbetriebszustand arbeitet die mindestens eine elektrische Maschine als elektrischer Generator und wandelt auf die mindestens eine elektrische Maschine aufgebrachte Antriebskraft von dem mit dieser gekoppelten Antriebsrad in elektrische Leistung um. In diesem Zustand kann beim Verzögern des Fahrzeugs oder beim Bergabfahren ein Rekuperationsbetrieb zur Energierückgewinnung erzielt werden. Die elektronische Steuereinheit kann in dieser Ausführungsform die mindestens eine elektrische Maschine in den Rekuperationsbetriebszustand versetzen, wenn von dem Fahrer des Fahrzeugs ein Signal zum Verzögern des Fahrzeugs beispielsweise über ein entsprechend ausgestaltetes Bedienelement, wie z. B. einen Bremsgriff oder einen Bremshebel, oder eine separate Eingabeeinrichtung erzeugt wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann die elektronische Steuereinheit eingerichtet sein, um der mindestens einen elektrischen Maschine in einem vorbestimmten Betriebszustand elektrische Leistung zum Antrieb der zumindest einen elektrischen Maschine zumindest teilweise von dem elektrischen Energiespeicher zuzuführen. Dabei kann ein Betriebszustand erzielt werden, in welchem der Antrieb des Fahrzeugs vollständig durch die von dem elektrischen Energiespeicher zugeführte elektrische Leistung erfolgt. In diesem Betriebszustand wird keine elektrische Leistung von dem elektrischen Generator eingesetzt, um das Fahrzeug anzutreiben. Dabei kann der elektrische Generator stillstehen. Alternativ kann in diesem Betriebszustand der elektrische Generator über die Kurbeleinrichtung betrieben werden und die von dem elektrischen Generator erzeugte elektrische Leistung dem elektrischen Energiespeicher zugeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die elektronische Steuereinheit eingerichtet sein, um der mindestens einen elektrischen Maschine in einem vorbestimmten Betriebszustand elektrische Leistung zumindest teilweise von dem elektrischen Energiespeicher zum Erzeugen einer Bremskraft entgegen der Antriebsrichtung der zumindest einen elektrischen Maschine zuzuführen. In dieser Ausführungsform kann ein Betriebszustand erzielt werden, in welchem die elektronische Steuereinheit der mindestens einen elektrischen Maschine elektrische Energie derart zuführt, dass eine Antriebskraft entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs erzeugt wird. Mit dieser Ausführungsform kann eine von der elektronischen Steuereinheit steuerbare Abbremsung des Fahrzeugs erzielt werden. Die elektronische Steuereinheit kann in dieser Ausführungsform die mindestens eine elektrische Maschine in den Betriebszustand zum Erzeugen einer Bremskraft versetzen, wenn von dem Fahrer des Fahrzeugs ein Signal zum Abbremsen des Fahrzeugs beispielsweise über ein entsprechend ausgestaltetes Bedienelement, wie z. B. einen Bremshebel oder einen Bremsgriff oder eine separate Eingabeeinrichtung erzeugt wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann die elektronische Steuereinheit eingerichtet sein, um der mindestens einen elektrischen Maschine in einem vorbestimmten Betriebszustand elektrische Leistung zumindest teilweise von dem elektrischen Generator zum Erzeugen einer Bremskraft entgegen der Antriebsrichtung der mindestens einen elektrischen Maschine zuzuführen. Mit dieser Ausführungsform ist ein Betriebszustand erzielbar, mit dem durch die Muskelkraft des Fahrers und somit von dem elektrischen Generator erzeugte elektrische Leistung über die elektronische Steuereinheit eine Abbremsung des Fahrzeugs ermöglicht wird. Die elektronische Steuereinheit kann in dieser Ausführungsform die mindestens eine elektrische Maschine in den Betriebszustand zum Erzeugen einer Bremskraft versetzen, wenn von dem Fahrer des Fahrzeugs ein Signal zum Abbremsen des Fahrzeugs beispielsweise über ein entsprechend ausgestaltetes Bedienelement, wie z. B. einen Bremshebel oder einen Bremsgriff, oder eine separate Eingabeeinrichtung erzeugt wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann die elektronische Steuereinheit eingerichtet sein, um das Fahrzeug in einen stationären Zustand zu versetzen und in diesem Zustand elektrische Energie, die von dem elektrischen Generator durch Betrieb der Kurbeleinrichtung erzeugt wird, zumindest teilweise zur Speicherung oder zumindest teilweise einem externen Verbraucher zuzuführen. Dabei kann die in diesem stationären Zustand erzeugte elektrische Leistung vollständig in dem elektrischen Energiespeicher gespeichert werden. Ferner kann die von dem elektrischen Generator erzeugte elektrische Leistung vollständig oder teilweise einem externen Verbraucher, wie z. B. einer Telekommunikationsanlage, einer Unterhaltungselektronik oder ähnlichem zugeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die elektronische Steuereinheit eingerichtet sein, um eine automatische Antriebsregelung durch Ansteuern der mindestens einen elektrischen Maschine zumindest auf der Grundlage einer erfassten Drehzahl von einem der Räder durchzuführen. Dabei kann die automatische Antriebsregelung zumindest eine von den folgenden Antriebsregelungen aufweisen:

- eine Schlupfregelung zur Regelung eines Schlupfs von mindestens einem der Räder;
- eine Bremskraftregelung zur Regelung einer auf zumindest eines der Räder aufgebrachten Bremskraft;
- eine Rekuperationsregelung zur Regelung einer Rekuperation in Bezug auf zumindest eines der Räder.

Gemäß einer Ausführungsform kann die elektronische Steuereinheit eingerichtet sein, um eine automatische Antriebsregelung durch Ansteuern der mindestens einen elektrischen Maschine zumindest auf der Grundlage einer erfassten Drehzahl von mindestens zwei der Räder zuzuführen, wobei die Antriebsregelung eine selektive Drehmomentregelung für jedes der Räder umfasst. Bei dieser Ausführungsform kann ein Gierratensensor an dem Fahrzeug vorgesehen sein, dessen Signal der elektronischen Steuereinheit zur Verfügung gestellt wird. In dieser Ausführungsform kann somit eine Antriebsregelung vorgesehen werden, mit der ein Torque-Vectoring für das Fahrzeug durchgeführt werden kann. In dieser Ausführungsform werden auf mindestens zwei Räder selektiv Bremsmomente bzw. Antriebsmomente aufgebracht, die das Fahrzeug in einem vorbestimmten Gierzustand halten. Die vorstehend genannte Ausführungsform kann auf zwei in Querrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandete Räder angewendet werden. Ferner kann die vorstehend genannte Ausführungsform auf ein Fahrzeug mit vier Rädern angewendet werden, von dem jeweils zwei an einer Achse in Querrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet angeordnet sind.
In einer Ausführungsform weist das Fahrzeug eine Bedieneinheit auf, mit der der Fahrer des Fahrzeugs Eingaben vornehmen kann und über eine Anzeigevorrichtung Informationen über den Zustand des Fahrzeugs erhalten kann. Die Bedieneinheit kann mit der elektronischen Steuereinrichtung zum Signalaustausch verbunden sein. Die Bedieneinheit kann eine Funktion zur Eingabe eines Passworts zur Freigabe von Funktionen des Fahrzeugs aufweisen.
In einer Ausführungsform kann das Fahrzeug eine Photovoltaikeinheit aufweisen, die zum Aufnehmen von Sonnenenergie und Abgeben von elektrischer Leistung ausgestaltet und an einer entsprechenden Position am Fahrzeug angebracht ist. Die elektrische Leistung, die von der Photovoltaikeinheit abgegeben wird, wird von der elektronischen Steuereinheit aufgenommen und entsprechend insbesondere zum Laden des elektrischen Energiespeichers, zum Antreiben der elektrischen Maschinen oder für andere Zwecke weitergegeben.

1 veranschaulicht schematisch eine Ausführungsform des Fahrzeugs in einer Ausbaustufe als Dreirad;
2 veranschaulicht schematisch eine Abwandlung der Ausführungsform von 1 ;
3 veranschaulicht schematisch eine Abwandlung der Ausführungsform von 1 ;
4 veranschaulicht schematisch eine weitere Ausführungsform des Fahrzeugs in einer Ausbaustufe als Dreirad;
5 veranschaulicht schematisch eine weitere Ausführungsform des Fahrzeugs in einer Ausbaustufe als Dreirad;
6 veranschaulicht schematisch eine weitere Ausführungsform des Fahrzeugs in einer Ausbaustufe als Dreirad;
7 veranschaulicht schematisch eine weitere Ausführungsform des Fahrzeugs in einer Ausbaustufe als Dreirad;
8 veranschaulicht schematisch eine weitere Ausführungsform des Fahrzeugs in einer Ausbaustufe als Dreirad;
9 veranschaulicht schematisch eine weitere Ausführungsform des Fahrzeugs in einer Ausbaustufe als Dreirad;
10 veranschaulicht schematisch eine weitere Ausführungsform des Fahrzeugs in einer Ausbaustufe als Fahrzeug mit vier Rädern;
11 veranschaulicht schematisch eine weitere Ausführungsform des Fahrzeugs in einer Ausbaustufe als Fahrzeug mit vier Rädern;
12 veranschaulicht schematisch einen mechanischen Leistungspfad, der allen Ausführungsformen gemeinsam ist;
13 veranschaulicht schematisch mechanische und elektrische Leistungspfade einer Ausführungsform des Fahrzeugs;
14 veranschaulicht schematisch mechanische und elektrische Leistungspfade einer Ausführungsform des Fahrzeugs;
15 veranschaulicht schematisch mechanische und elektrische Leistungspfade einer Ausführungsform des Fahrzeugs;
16 veranschaulicht schematisch mechanische und elektrische Leistungspfade einer Ausführungsform des Fahrzeugs;
17 veranschaulicht schematisch mechanische und elektrische Leistungspfade einer Ausführungsform des Fahrzeugs;
18 veranschaulicht schematisch den Aufbau der elektronischen Steuereinheit, die bei den Ausführungsformen zum Einsatz kommen kann;
19 veranschaulicht schematisch eine vereinfachte Ausführungsform des Fahrzeugs in einer Ausbaustufe als Dreirad;
20 veranschaulicht schematisch mechanische und elektrische Leistungspfade der Ausführungsform von 19;
21 veranschaulicht schematisch eine vereinfachte Ausführungsform des Fahrzeugs in einer Ausbaustufe als Dreirad;
22 veranschaulicht schematisch eine vereinfachte Ausführungsform des Fahrzeugs in einer Ausbaustufe als Dreirad;
23 veranschaulicht schematisch eine vereinfachte Ausführungsform des Fahrzeugs in einer Ausbaustufe als Fahrzeug mit vier Rädern; und
24 veranschaulicht schematisch eine vereinfachte Ausführungsform des Fahrzeugs in einer Ausbaustufe als Fahrzeug mit vier Rädern.

Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Zunächst wird eine Ausführungsform des als Mehrspurfahrzeug ausgestalteten Fahrzeugs F in einer Ausbaustufe als Dreirad erläutert, die in 1 gezeigt ist.
1 zeigt die für die Erläuterung der Erfindung relevanten Elemente, während solche Elemente, die für die Erfindung nicht wesentlich sind, nicht dargestellt sind. Insbesondere zeigt 1 den Aufbau des Fahrzeugs F als Dreirad mit einer ersten Achse, die links in 1 gezeigt ist, und einer zweiten Achse, die rechts in 1 gezeigt ist. Die erste Achse und die zweite Achse sind in Längsrichtung bzw. in Fahrtrichtung des Fahrzeugs F voneinander beabstandet. An der ersten Achse des Fahrzeugs sind zwei Räder 2, 3 vorgesehen. Die Räder 2, 3 der ersten Achse sind in Querrichtung des Fahrzeugs F voneinander beabstandet. Das an der zweiten Achse vorgesehene Rad 1 ist ein einzelnes Rad. Insofern weist das in 1 gezeigte Fahrzeug drei Räder auf, von denen in der vorliegenden Ausführungsform die Räder 2, 3 der ersten Achse als Vorderräder vorgesehen sind, während das einzelne Rad 1 der zweiten Achse als Hinterrad vorgesehen ist.
Die in 1 gezeigten Räder sind in bekannter Weise an einem nicht gezeigten Chassis des Fahrzeugs F montiert. In der Ausführungsform von 1 sind die Räder 2, 3 der ersten Achse als lenkbare Räder ausgestaltet. Das einzelne Rad 1 der zweiten Achse ist als nicht lenkbares Rad ausgestaltet. Die Räder 1, 2, 3 sind in üblicher Weise an dem Chassis des Fahrzeugs F über ein nicht gezeigtes Fahrwerk montiert.
Wie in 1 gezeigt ist, weist das Fahrzeug F einen elektrischen Generator EM1 auf. Der elektrische Generator EM1 weist einen nicht gezeigten Rotor auf, durch dessen Drehung relativ zu einem nicht gezeigten Stator elektrische Leistung erzeugt wird. In Querrichtung des Chassis des Fahrzeugs F ist eine Pedalwelle S1 drehbar gelagert. Die Pedalwelle S1 ist eingangsseitig mit einem nicht gezeigten Planetengetriebe gekoppelt. Ausgangsseitig ist das Planetengetriebe mit dem Rotor des elektrischen Generators EM1 gekoppelt. An der Pedalwelle S1 sind am linken und rechten Abschnitt Kurbeln angebracht, die mit einem Winkelversatz von 180° zueinander von der Pedalwelle S1 abstehen. An den Enden der Kurbeln sind Pedale P1, P2 vorgesehen. Die an den Kurbeln angebrachten Pedale P1, P2 und die Pedalwelle S1 bilden gemeinsam eine Kurbeleinrichtung.
Die Kurbeleinrichtung ist an dem Fahrzeug F an einer Position angebracht, an der ein Fahrer des Fahrzeugs F die Kurbeleinrichtung mit Muskelkraft betreiben kann. Hierzu weist das Fahrzeug F einen nicht gezeigten Sattel bzw. Sitz auf, auf dem der Fahrer Platz nehmen kann. Die Kurbeleinrichtung, die mit dem Generator EM1 gekoppelt ist, ist an dem Chassis des Fahrzeugs F fest montiert.
Wenn der Fahrer des Fahrzeugs F auf dem Sattel bzw. Sitz sitzt, kann der Fahrer über die Pedale P1, P2 die Pedalwelle S1 in Rotation versetzen. Durch die Rotation der Pedalwelle S1 wird über das Planetengetriebe der Rotor des elektrischen Generators EM1 in Rotation versetzt. Aufgrund der Rotation des Rotors relativ zu dem Stator des elektrischen Generators EM1 wird elektrische Generatorleistung erzeugt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Planetengetriebe so ausgestaltet, dass die Drehzahl des Rotors des elektrischen Generators EM1 relativ zu der Drehzahl der Pedalwelle S1 erhöht ist. Auf diese Weise wird eine für den effizienten Betrieb des elektrischen Generators EM1 erforderliche Drehzahl des Rotors ermöglicht.
Das Fahrzeug F weist eine nicht gezeigte Lenkeinrichtung auf, die von dem Fahrer des Fahrzeugs F bedient werden kann, so dass die lenkbaren Räder 2, 3 der ersten Achse gelenkt werden können. Ferner weist das Fahrzeug F ein als Bremsgriff ausgestaltetes Bedienelement auf, mit dem durch Betätigung von dem Fahrer eine Abbremsung des Fahrzeugs F bewirkt werden kann. Das als Bremsgriff ausgestaltete Bedienelement, das in 1 nicht gezeigt ist, ist in der Ausführungsform von 1 mit einer mechanischen Bremseinrichtung gekoppelt. Somit kann durch Betätigen des als Bremsgriff ausgestalteten Bedienelements die Bremseinrichtung des Fahrzeugs F betätigt werden, um das Fahrzeug F abzubremsen. Ferner weist in der vorliegenden Ausführungsform das als Bremsgriff ausgestaltete Bedienelement eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Auslenkung des Bedienelements auf. Dieses Erfassungselement kann ein Signal abgeben, das dem Ausmaß der Auslenkung des Bedienelements entspricht und das für die Steuerung des Fahrzeugbetriebs verwendet werden kann, wie im weiter unten beschrieben wird.
Das in 1 gezeigte Fahrzeug F weist ferner eine elektronische Steuereinheit ECU1 auf. Die elektronische Steuereinheit ECU1 ist als Modul in einem Gehäuse ausgestaltet. Ferner weist das Fahrzeug F einen elektrischen Energiespeicher A1 auf, der an dem Chassis des Fahrzeugs F abnehmbar angebracht ist. Der elektrische Energiespeicher A1 ist in der vorliegenden Ausführungsform als Lithium-Ionen-Akkumulator ausgebildet, der mit elektrischer Energie geladen werden kann und der die gespeicherte Energie nach Bedarf abgeben kann.
Ferner weist das Fahrzeug F in der Ausführungsform von 1 eine Photovoltaikeinheit PV1 auf, die zum Aufnehmen von Sonnenenergie und Abgeben von elektrischer Leistung ausgestaltet und an einer entsprechenden Position am Fahrzeug F angebracht ist.
In der in 1 gezeigten Ausbaustufe weist das einzelne Rad 1 der zweiten Achse eine elektrische Maschine EM4 auf. Die elektrische Maschine EM4 ist dabei als Radnabenmotor ausgestaltet. Hierbei ist die elektrische Maschine EM4 in einer Nabe des Rads 1 integriert. Ferner weist jedes der Räder 2, 3 der ersten Achse ebenfalls jeweils eine elektrische Maschine EM2, EM3 auf. Die elektrischen Maschinen EM2, EM3, die mit den Rädern 2, 3 der ersten Achse gekoppelt sind, sind ebenfalls als Radnabenmotoren ausgebildet.
Das Fahrzeug F weist ferner eine elektronische Steuereinheit ECU auf. Der Aufbau der elektronischen Steuereinheit wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 18 kurz erläutert. Die in 18 gezeigte elektronische Steuereinheit ECU1 weist einen elektrischen Energiespeicher E1 auf, der separat von dem elektrischen Energiespeicher A1 zum Antrieb des Fahrzeugs F vorgesehen ist. Der elektrische Energiespeicher E1 versorgt die Elemente der elektronischen Steuereinheit ECU1 mit elektrischer Energie. Die elektronische Steuereinheit ECU1 weist ferner einen digitalen Prozessor CPU auf, der eingerichtet ist, um vorbestimmte Programme auszuführen und Berechnungen vorzunehmen. Außerdem weist die elektronische Steuereinheit ECU1 Datenspeichereinrichtungen auf, die als RAM-Speicher und als ROM-Speicher ausgestaltet sind. In den Datenspeichereinrichtungen werden Daten und Programme gespeichert, die von dem digitalen Prozessor CPU ausgeführt und verarbeitet werden können, um zu ermöglichen, dass die elektronische Steuereinheit ECU1 vorbestimmte Steuerungs- und Regelungsaufgaben erfüllen kann. Außerdem weist die elektronische Steuereinheit ECU1 eine Leistungselektronikeinheit W1 auf, mit der elektrische Spannungen und elektrische Ströme entsprechend den Vorgaben von der elektronischen Steuereinheit ECU1 gesteuert und geregelt werden können.
Die elektronische Steuereinheit ECU1 weist ferner Eingangsschnittstellen und Ausgangsschnittstellen auf. Über die Eingangsschnittstellen werden Signale zur Verarbeitung der elektronischen Steuereinheit ECU1 zur Verfügung gestellt, die für die Steuerung bzw. Regelung durch die elektronische Steuereinheit ECU1 benötigt werden. Ferner werden von den Ausgangsschnittstellen Signale abgegeben, die zur Steuerung der Leistungselektronikeinheit W1 und andere Elemente benötigt werden.
Ferner weist das in 1 gezeigte Fahrzeug eine Bedieneinheit ABE1 auf, mit der der Fahrer des Fahrzeugs F Eingaben vornehmen kann und über eine Anzeigevorrichtung Informationen über den Zustand des Fahrzeugs F erhalten kann. Die
Bedieneinheit ABE1 ist mit der elektronischen Steuereinrichtung ECU1 zum, Signalaustausch verbunden.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform sind in den als Radnabenmotoren ausgestalteten elektrischen Maschinen EM2, EM3 und EM4 jeweils Drehzahlsensoren integriert. Die Drehzahlsensoren geben Signale ab, mit denen die jeweiligen Raddrehzahlen der Räder 1, 2, 3 des Fahrzeugs F separat bestimmt werden können.
Die Besonderheit des Fahrzeugs F in der in 1 gezeigten Ausbaustufe als Mehrspurfahrzeug mit drei Rädern liegt darin, dass zwischen der Kurbeleinrichtung, die die Pedale P1, P2 und die Pedalwelle S1 aufweist, für den Antrieb des Fahrzeugs F keine mechanische Kopplung zu einem der Räder, insbesondere dem Hinterrad besteht. Anders als bei Fahrzeugen mit Kurbelantrieb sowie gegebenenfalls mit elektrischer Unterstützung, wie z. B. bei bekannten als dreirädrige Fahrzeuge ausgebildeten Lastenfahrzeugen, ist zwischen der Kurbeleinrichtung und den Rädern gemäß dem hier vorgeschlagenen Konzept keine Kette oder ähnliches vorgesehen. Dies wird unter Bezugnahme auf 12 erläutert.
12 zeigt einen Leistungsübertragungspfad der mechanischen Leistung im Zusammenhang mit der Ausführungsform von 1 und den weiter unten beschriebenen weiteren Ausführungsformen. Die mechanische Leistung wird in der Ausführungsform von 1 ausschließlich über die Pedaleinrichtung, insbesondere über die Pedale P1, P2, durch den Fahrer des als Mehrspurfahrzeug ausgebildeten Fahrzeugs F aufgebracht. Die mechanische Leistung wird sodann über die Pedalwelle S1 in das Getriebe R1 und daraufhin in den elektrischen Generator EM1 übertragen. In dem elektrischen Generator EM1 wird die von dem Fahrer aufgebrachte mechanische Leistung in elektrische Generatorleistung umgewandelt. Eine weitergehende mechanische Kopplung zwischen den Pedalen P1, P2 und den für den Antrieb relevanten Elementen des Fahrzeugs F besteht nicht.
Der in 1 gezeigte elektrische Energiespeicher A1 ist mit der elektronischen Steuereinheit ECU1 gekoppelt. Mit dieser Kopplung kann die elektronische Steuereinheit ECU1 aus dem elektrischen Energiespeicher A1 elektrische Leistung entnehmen oder diesem elektrische Leistung zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers A1 zuführen. Ferner ist die Photovoltaikeinheit PV1 mit der elektronischen Steuereinheit ECU1 gekoppelt und wird die von der Photovoltaikeinheit PV1 erzeugte elektrische Leistung von der elektronischen Steuereinheit ECU1 entsprechend gesteuert weitergeleitet. Die Bedieneinheit ABE1 ist mit der elektronischen Steuereinheit ECU1 ebenfalls gekoppelt, so dass zwischen der Bedieneinheit ABE1 und der elektronischen Steuereinheit ECU1 eine bidirektionale Kommunikation stattfinden kann. Die von dem elektrischen Generator EM1 erzeugte elektrische Leistung wird ebenfalls der elektronischen Steuereinheit ECU1 zugeführt, die diese elektrische Leistung entsprechend gesteuert weiterleitet. Die in 1 gezeigten elektrischen Maschinen EM2, EM3 und EM4 sind ebenfalls mit der elektronischen Steuereinheit ECU1 verbunden, so dass die elektronische Steuereinheit ECU1 jeder der elektrischen Maschinen EM1, EM2 und EM4 elektrische Leistung zuführen oder von dieser aufnehmen kann.
Zunächst werden weitere Ausführungsformen des Fahrzeugs F ausgehend von der in 1 gezeigten Ausbaustufe erläutert.
2 zeigt abweichend von der Ausführungsform von 1 das Fahrzeug F mit zwei in Längsrichtung des Fahrzeugs F hintereinander angeordneten Pedaleinrichtungen. Jede der Pedaleinrichtung weist dabei Pedale P1b, P2b; P1 a; P2a auf. Ferner weist jede der Pedaleinrichtungen eine Pedalwelle S1b bzw. S1a auf. Die jeweiligen Pedalwellen S1b, S1a sind über entsprechende Getriebe R1 b, R1a mit den entsprechenden elektrischen Generatoren EM 1b, EM 1a gekoppelt. Ferner sind, wie in 2 gezeigt ist, zwei getrennte Bedieneinheiten ABE1 b, ABE1 a vorgesehen. Insofern ist die in 2 gezeigte Ausführungsform für den Betrieb mit zwei Fahrern geeignet, die hintereinander sitzen.
In der in 3 gezeigten Ausführungsform sind zwei Pedaleinrichtungen vorgesehen, die axial zueinander ausgerichtet sind und in Querrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet sind. In ähnlicher Weise wie in der Ausführungsform von 2 ist das Fahrzeug F in der Ausführungsform von 3 für den Betrieb durch zwei Fahrer eingerichtet, die nebeneinander sitzen.
In der Ausführungsform von 4 ist das Antriebskonzept der ersten Achse bezüglich des Antriebskonzepts der Ausführungsform von 1 abgewandelt. Während die Räder 2, 3 der ersten Achse in der Ausführungsform von 1 jeweils durch als Radnabenmotoren ausgestaltete elektrische Maschinen EM2 und EM3 angetrieben werden, sind in der Ausführungsform von 4 elektrische Maschinen EM2 und EM3 außerhalb der Radnaben der Räder 2, 3 vorgesehen. Dabei sind die elektrischen Maschinen EM2, EM3 bezüglich der entsprechenden Räder 2, 3 jeweils axial versetzt und sind als Direktantrieb ausgestaltet.
In der Ausführungsform von 5 werden in ähnlicher Weise wie in der Ausführungsform von 4 zum Antrieb der Räder 2, 3 der ersten Achse außerhalb der Radnaben der Räder 2, 3 liegende elektrische Maschinen EM2, EM3 eingesetzt. Zusätzlich sind zur Kopplung der elektrischen Maschinen EM2, EM3 mit den Rädern 2, 3 entsprechende Gelenkwellen SW vorgesehen, die für die Kraftübertragung zwischen den elektrischen Maschinen EM2, EM3 und den Rädern 2, 3 vorgesehen sind. Ferner sind bei der Ausführungsform von 5 in den Gelenkwellen SW jeweils zwei als Kardangelenke ausgebildete Gelenke KG vorgesehen. Mit dieser Ausführungsform können die Räder 2, 3 relativ zu den elektrischen Maschinen EM2, EM3 verschwenkt werden, um eine Lenkfunktion zu erzielen. Ferner können die Räder 2, 3 relativ zu den elektrischen Maschinen EM2, EM3 achsparallel versetzt werden, wodurch eine Radaufhängung mit einem zweckdienlichen Federweg ermöglicht werden kann. In dieser Ausführungsform sind die elektrischen Maschinen EM2, EM3 der ersten Achse am Chassis montiert.
In der Ausführungsform von 6 ist abweichend von der Ausführungsform von 5 in den Gelenkwellen SW zur Kopplung der elektrischen Maschinen EM2, EM3 mit den entsprechenden Rädern 2, 3 der ersten Achse jeweils nur ein Kardangelenk KG vorgesehen.
In der Ausführungsform von 7 wird an der ersten Achse zum Antrieb der Räder 2, 3 eine elektrische Maschine EM2 eingesetzt. Wie in 7 gezeigt ist, ist die elektrische Maschine EM2 mit einem Differenzialgetriebe DG1 gekoppelt. Von dem Differenzialgetriebe DG1 erstrecken sich jeweils Gelenkwellen SW zu den Rädern 2, 3. In den Gelenkwellen SW sind jeweils zwei als Kardangelenke ausgestaltete Gelenke KG vorgesehen. Das Differenzialgetriebe DG1 verteilt den Antrieb auf die Räder 2, 3, so dass ein Drehzahlunterschied zwischen den Rädern 2, 3 beispielsweise bei einer Kurvenfahrt ausgeglichen werden kann.
In der Ausführungsform von 8 sind abweichend zu der Ausführungsform von 7 in den Gelenkwellen SW jeweils nur ein als Kardangelenk ausgestaltetes Gelenk KG vorgesehen.
In der Ausführungsform von 9 sind abweichend von der Ausführungsform von 7 oder 8 die Antriebswellen, die sich von dem Differenzialgetriebe DG1 erstrecken, starr ausgebildet und nicht schwenkbar mit den Rädern 2, 3 verbunden. In dieser Ausführungsform können die Räder 2, 3 nicht getrennt voneinander geschwenkt werden, um eine Lenkfunktion herbeizuführen. Jedoch kann bei dem Fahrzeug F der Ausführungsform von 9 beispielsweise eine Knicklenkung vorgesehen werden, um die Lenkfunktion zu ermöglichen.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform des als Mehrspurfahrzeug ausgestalteten Fahrzeugs F in einer Ausbaustufe als Fahrzeug mit vier Rädern erläutert, die in 10 gezeigt ist.
In der Ausführungsform von 10 weist das Fahrzeug auf der linken Seite der Figur zwei Räder 2, 3 auf, die eine erste Achse des Fahrzeugs F bilden. Ferner weist die Ausführungsform von 10 auf der rechten Seite zwei Räder 1, 4 auf, die die Räder einer zweiten Achse bilden. Die Räder 2, 3 der ersten Achse und die Räder 1, 4 der zweiten Achse sind jeweils in Querrichtung bezüglich des Fahrzeugs F beabstandet. Ferner sind die erste Achse und die zweite Achse in Längsrichtung bzw. in Fahrtrichtung des Fahrzeugs F voneinander beabstandet. Insofern weist das Fahrzeug F vier Räder auf, die in der in 10 gezeigten Ausbaustufe jeweils mit einer als Radnabenmotor ausgestalteten elektrischen Maschine angetrieben werden.
In einer Ausführungsform sind die Räder 2, 3 der ersten Achse des Fahrzeugs F von 10 als lenkbare Räder ausgestaltet. In einer weiteren Ausführungsform sind die Räder 1, 4 der zweiten Achse des Fahrzeugs F als lenkbare Räder ausgestaltet. In einer zusätzlichen Ausführungsform sind sowohl die Räder 2, 3 der ersten Achse als auch die Räder 1, 4 der zweiten Achse als lenkbare Räder ausgestaltet, wodurch eine verbesserte Lenkfunktion verwirklicht werden kann. Insbesondere können mit dieser Ausführungsform die vier Räder 2, 3, 1, 4 in derselben Richtung verschwenkt werden, so dass sich ein Betrieb in einem sogenannten „Hundegang“ ergibt.
In der in 11 gezeigten Ausführungsform ist das Fahrzeug F ebenfalls in einer Ausbaustufe mit vier Rädern gezeigt. Abweichend von der Ausführungsform von 10 weist das Fahrzeug F sowohl an der ersten Achse als auch an der zweiten Achse ein abweichendes Antriebskonzept auf. Dabei sind zur Kopplung der elektrischen Maschinen EM2, EM3 mit den Rädern 2, 3 entsprechende Gelenkwellen SW vorgesehen, die für die Kraftübertragung zwischen den elektrischen Maschinen EM2, EM3 und den Rädern 2, 3 vorgesehen sind. Ferner sind bei der Ausführungsform von 11 in den Gelenkwellen SW jeweils zwei als Kardangelenke ausgebildete Gelenke KG vorgesehen. Mit dieser Ausführungsform können die Räder 2, 3 relativ zu den elektrischen Maschinen EM2, EM3 verschwenkt werden, um eine Lenkfunktion zu erzielen. Ferner können die Räder 2, 3 relativ zu den elektrischen Maschinen EM2, EM3 achsparallel versetzt werden, wodurch eine Radaufhängung mit einem zweckdienlichen Federweg ermöglicht werden kann. In dieser Ausführungsform sind die elektrischen Maschinen EM2, EM3 der ersten Achse am Chassis montiert.
Zusätzlich ist an der zweiten Achse des in 11 gezeigten Fahrzeugs F ebenfalls das Antriebskonzept der ersten Achse implementiert, das vorstehend erläutert wurde.
Vorstehend wurden verschiedene Antriebskonzepte für die Achsen des Fahrzeugs F beschrieben, an denen jeweils zwei Räder in Querrichtung des Fahrzeugs F beabstandet angeordnet sind. In weiteren Ausführungsformen können sowohl für die Ausbaustufe als Dreirad als auch für die Ausbaustufe als Fahrzeug mit vier Rädern die verschiedenen Achs- und Antriebskonzepte miteinander nach Bedarf kombiniert werden.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf 13 die Leistungsflüsse der mechanischen Leistung und der elektrischen Leistung anhand des Beispiels der Ausführungsform des Fahrzeugs F von 1 erläutert. In dem in 13 dargestellten schematischen Diagramm sind die Elemente der Ausführungsform von 1 dargestellt und jeweils mit Pfeilen verbunden, die Leistungsflüsse darstellen. Dabei sind diejenigen Elemente, die innerhalb der Strichpunktlinie angeordnet sind, solche Elemente, zwischen denen elektrische Leistung ausgetauscht wird. Die Elemente, die außerhalb der Strichpunktlinie liegen, tauschen ausschließlich mechanische Leistung aus. Insbesondere leitet, wie in 13 gezeigt ist, der Fahrer mechanische Leistung in den elektrischen Generator EM1 ein. Die elektrischen Maschinen EM2, EM3, EM4, die jeweils mit den Rädern 1, 2, 3 der dreirädrigen Ausführungsform gekoppelt sind, tauschen ebenfalls ausschließlich mechanische Leistung mit den Rädern 1, 2, 3 aus. Wie in 13 verdeutlicht ist, wird die von dem Fahrer abgegebene mechanische Leistung über den elektrischen Generator EM1, die elektronische Steuereinheit ECU1, die elektrischen Maschinen EM2, EM3, EM4 sowie unter Einbindung des elektrischen Energiespeichers A1 sowie der Photovoltaikeinheit PV1 über elektrische Leistungspfade zu- und abgeführt. Somit wird eine mechanische Entkopplung zwischen dem Fahrer und den Rädern 1, 2, 3 des Fahrzeugs F durch die innerhalb der Strichpunktlinie vorgesehenen Elemente bewirkt.
Die in 14 gezeigte Darstellung entspricht der Darstellung von 13 mit der Abweichung, dass die Leistungsflüsse für das Fahrzeug F dargestellt sind, das für zwei Fahrer a, b ausgestaltet ist, wie beispielsweise in den 2 und 3 gezeigt ist.
In der Darstellung von 15 sind abweichend von der Darstellung von 13 zwei elektrische Maschinen zum Antrieb der drei Räder 1, 2, 3 vorgesehen. Dabei ist eine elektrische Maschine EM4 zum Antrieb des einzelnen Rads 1 der zweiten Achse vorgesehen, während eine weitere elektrische Maschine EM2 zum Antrieb der Räder 2 3 der ersten Achse über das Differenzialgetriebe vorgesehen ist. Insofern stellt die Darstellung von 15 die Leistungsflüsse eines Fahrzeugs F dar, das beispielsweise in den Ausführungsformen der 7 bis 9 gezeigt ist.
In der Darstellung von 16 sind die Leistungsflüsse für ein Fahrzeug F dargestellt, das zwei Räder 2, 3 an der ersten Achse aufweist und das zwei Räder 1, 4 an der zweiten Achse aufweist. Insofern bezieht sich das in 16 gezeigte Diagramm auf ein Fahrzeug F in einer Ausbaustufe mit vier Rädern. Wie in 16 ersichtlich ist, sind Leistungsflüsse unter Berücksichtigung von vier elektrischen
Maschinen EM2, EM3, EM4 und EM5 dargestellt. Insofern bezieht sich die Darstellung der Leistungsflüsse von 16 auf Ausführungsformen von Fahrzeugen F mit vier jeweils durch separate elektrische Maschinen angetriebene Räder, wie beispielsweise in den Ausführungsformen der 10 und 11 gezeigt ist.
In der Darstellung von 17 sind Leistungsflüsse für ein Fahrzeug F dargestellt, bei dem zwei Räder 2, 3 an der ersten Achse vorgesehen sind und zwei Räder 1, 4 an der zweiten Achse vorgesehen sind. In der Darstellung von 17 ist ersichtlich, dass die Räder 2, 3 der ersten Achse über ein Differenzialgetriebe DG1 von einer elektrischen Maschine EM2 angetrieben werden, während die Räder 1, 4 der zweiten Achse über ein Differenzialgetriebe DG2 von einer elektrischen Maschine EM4 angetrieben werden. Insofern bezieht sich die Darstellung der Leistungsflüsse von 17 auf ein Fahrzeug F mit vier Rädern, bei dem sowohl die erste Achse als auch die zweite Achse so aufgebaut ist, wie in den Ausführungsformen der 7 bis 9 bezüglich der ersten Achse dargestellt ist.
Gemäß dem Grundkonzept der vorliegenden Erfindung kann das Fahrzeug F in verschiedenen Ausbaustufen dargestellt werden. Während in 1 eine Ausführungsform in einer Ausbaustufe mit drei Rädern, eine Photovolatikeinheit und einem elektrischen Energiespeicher A1 dargestellt ist, sind abgewandelte Ausführungsformen möglich.
In 19 ist eine vereinfachte Ausführungsform gezeigt, in der die Photovolatikeinheit PV1 sowie der elektrische Energiespeicher A1 nicht vorgesehen sind. In dieser Ausführungsform wird die Generatorleistung, die von den elektrischen Generator EM1, die beim Betrieb der Pedaleinrichtung erzeugt wird, über die elektronische Steuereinheit ECU1 ohne Zwischenschaltung des elektrischen Energiespeichers A1 auf die elektrischen Maschinen EM2, EM3, EM4 zum Antreiben der Räder 1, 2, 3 übertragen. Da ein elektrischer Energiespeicher A1 zum Speichern der von der Photovolatikeinheit PV1 erzeugten Energie erforderlich wäre, ist diese Photovolatikeinheit PV1 ausgehend von der in 1 gezeigten Ausbaustufe ebenfalls weggelassen.
20 ist eine Darstellung, die die elektrischen und mechanischen Leistungspfade der Ausführungsform von 19 darstellt.
21 stellt eine weitere vereinfachte Ausführungsform dar, die ein Fahrzeug F mit drei Rädern 2, 3, 1 zeigt. Abweichend von der Ausführungsform von 1 ist das einzelne Rad 1 der zweiten Achse als antriebsloses Rad ausgestaltet.
22 zeigt eine weitere vereinfachte Ausführungsform des Fahrzeugs F, das als Fahrzeug mit drei Rädern 2, 3, 1 ausgeführt ist. Abweichend von der Ausführungsform von 1 sind die in Querrichtung des Fahrzeugs beabstandet angeordneten Räder 2, 3 der ersten Achse als antriebslose Räder ausgeführt. In dieser Ausführungsform wird der Antrieb des Fahrzeugs F ausschließlich über die elektrische Maschine EM4 herbeigeführt, die mit dem einzelnen Rad 1 der zweiten Achse gekoppelt ist.
23 ist eine weitere vereinfachte Ausführungsform des Fahrzeugs F, das als Fahrzeug mit vier Rädern ausgestaltet ist. Abweichend von der Ausführungsform von 10, in der das Photovoltaikmodul PV1 sowie der elektrische Energiespeicher A1 vorgesehen ist, sind in der Ausführungsform von 23 das Photovoltaikmodul PV1 sowie der elektrische Energiespeicher A1 weggelassen.
In der in 24 gezeigten weiteren vereinfachten Ausführungsform ist ein Fahrzeug F in einer Ausbaustufe mit vier Rädern gezeigt. Abweichend von der in 10 gezeigten Ausführungsform sind die Räder 1, 4 der zweiten Achse als antriebslose Räder ausgestaltet. Somit erfolgt der Antrieb des Fahrzeugs F ausschließlich über die Räder 2, 3 der ersten Achse.
In einer weiteren Ausführungsform ist die elektronische Steuereinheit ECU1 eingerichtet, um ein Signal eines nicht gezeigten Gierratensensors aufzunehmen, der an dem Fahrzeug F vorgesehen ist. Der Gierratensensor ist so eingerichtet, dass eine Rotation des Fahrzeugs F um seine Hochachse erfasst werden kann. Der Gierratensensor gibt somit ein Signal ab, das auf die Rotation des Fahrzeugs F um die Hochachse bzw. Gierachse zurückschließen lässt. In dieser Ausführungsform führt die elektronische Steuereinheit ECU1 eine als Torque-Vectoring bezeichnete Steuerung der Antriebsleistung der elektrischen Maschinen durch. Es ist anzumerken, dass das Steuerungskonzept der vorliegenden Ausführungsform auf jede Ausführungsform anwendbar ist, bei der mindestens eine der Achsen des Fahrzeugs F zwei in Querrichtung des Fahrzeugs beabstandete Räder aufweist und jedes der Räder der Achse über eine separate elektrische Maschine antreibbar ist.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der vorstehenden Ausführungsform erläutert. Im Betrieb des Fahrzeugs F bewegt sich das Fahrzeug F entlang einer gewünschten Trajektorie. Hierbei vollführt das Fahrzeug F Kurvenfahrten. Die Räder des Fahrzeugs F führen das Fahrzeug F durch entsprechende Reibung auf der Fahrbahn. Für den Fall, dass die elektronische Steuereinheit ECU1 unter Berücksichtigung des Ausgangssignals des Gierratensensors und der Ausgangssignale der an den Rädern vorgesehenen Drehzahlsensoren eine Abweichung erkennt, die auf einen übermäßigen Schlupf, ein Übersteuern oder ein Untersteuern des Fahrzeugs F rückschließen lässt, steuert die elektronische Steuereinheit ECU die separaten elektrischen Maschinen für die in Querrichtung des Fahrzeugs F beabstandeten Räder so, dass der Fahrzustand des Fahrzeugs F sich an einen stabilen Fahrzustand annähert. Dabei kann die elektronische Steuereinheit ECU sowohl ein erhöhtes Drehmoment auf eines der Räder aufbringen als auch ein aktives Bremsmoment durch Energiebeaufschlagen der entsprechenden elektrischen Maschine bewirken. Mit dieser Ausführungsform kann die Fahrstabilität des Fahrzeugs verbessert werden.
In den vorstehend genannten Ausführungsformen wurde das Fahrzeug F schematisch dargestellt und anhand von relevanten Merkmalen erläutert. Das Fahrzeug F kann in einer Ausführungsform als Lastenfahrrad ausgestaltet sein, wobei zusätzlich zu dem Fahrer auf einer entsprechend vorgesehenen Ladefläche Transportgut transportiert werden kann. In einer weiteren Ausführungsform kann das Fahrzeug F zum Transport von Fahrgästen konzipiert werden, wobei zusätzlich zu dem Sattel oder dem Sitz, auf dem der Fahrer des Fahrzeugs F sitzt, Sitzmöglichkeiten für weitere Fahrgäste vorgesehen sind.
In der vorstehend genannten Ausführungsform sind alle elektrischen Maschinen EM2, EM3, EM4, EM5 zum Antrieb der Räder unabhängig voneinander ansteuerbar bzw. betreibbar. Insbesondere kann mit allen Achsenkonzepten, die zwei Räder, die in der Richtung des Fahrzeugs F beabstandet sind, ausgestattet sind und bei denen jedem Rad eine elektrische Maschine zugeordnet ist, ein Differenzmoment zwischen dem linken und dem rechten Rad zur Darstellung der Torque-Vectoring-Funktion erzeugt werden. Dieses Differenzmoment wird üblicherweise auch als „Torque-Vectoring-Moment“ bezeichnet.
Das Torque-Vectoring-Moment kann bei den obengenannten Achsenkonzepten in einer Ausführungsform jeweils permanent erzeugt werden durch eines oder mehrere der folgenden Antriebskonzepte:

Bewirken eines Antriebsmoments an nur einer der elektrischen Maschinen und gleichzeitiges Deaktivieren bzw. Stromlosschalten der gegenüberliegenden elektrischen Maschine derselben Achse;
Bewirken eines ungleichen Antriebsmoments in derselben Richtung an den beiden gegenüberliegenden elektrischen Maschinen einer Achse;
Bewirken eines Antriebsmoments an der einen elektrischen Maschine und motorisches Verzögern durch Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung an der gegenüberliegenden elektrischen Maschine derselben Achse;
Bewirken eines Antriebsmoments an einer der elektrischen Maschinen und generatorisches Verzögern durch Rekuperieren der Bremsenergie an der gegenüberliegenden elektrischen Maschine derselben Achse.

In einer Ausführungsform kann das Torque-Vectoring-Moment bei derartigen Achsenkonzepten jeweils temporär bis zum Stillstand des Fahrzeugs F erzeugt werden durch eine oder mehrere der folgenden Optionen:

Bewirken von ungleichem motorischen Verzögern durch Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung an den gegenüberliegenden elektrischen Maschinen derselben Achse;
Bewirken von ungleichem generatorischen Verzögern durch Rekuperieren der Bremsenergie an den gegenüberliegenden elektrischen Maschinen derselben Achse;
Motorisches Verzögern nur an dem Rad bzw. an den Rädern an einer Seite, wobei der Antrieb an dem Rad bzw. an den Rädern an der anderen Seite deaktiviert bzw. stromlos ist;
Generatorisches Verzögern nur an dem Rad bzw. an den Rädern an einer Seite, wobei der Antrieb an dem Rad bzw. an den Rädern an der anderen Seite deaktiviert bzw. strom los ist;

In Ausführungsformen, in denen zwei Achsen vorgesehen sind, an denen jeweils zwei in Querrichtung des Fahrzeugs F beabstandete Räder vorgesehen sind, kann das Torque-Vectoring-Moment an jeder der beiden Achsen erzeugt werden.
Folgende Antriebskonzepte sind mit der elektronischen Steuereinheit ECU für die verschiedenen Ausführungsformen des Fahrzeugs F durchführbar:

Der Fahrer treibt nur das Hinterrad bzw. die Hinterräder an: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F.

Der Fahrer treibt nur das Vorderrad bzw. die Vorderräder an: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F.
Der Fahrer treibt das Hinterrad bzw. die Hinterräder und das Vorderrad bzw. die Vorderräder an (Allradbetrieb): der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse und an der Hinterachse des Fahrzeugs F.
Der Fahrer lädt nur den elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zum elektrischen Energiespeicher A1.
Der Fahrer treibt das Hinterrad bzw. die Hinterräder an und lädt den elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F und zu dem elektrischen Energiespeicher A1.
Der Fahrer treibt das Vorderrad bzw. die Vorderräder an und lädt den elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F und zu dem elektrischen Energiespeicher A1.
Der Fahrer treibt das Hinterrad bzw. die Hinterräder und das Vorderrad bzw. die Vorderräder an (Allradbetrieb) und lädt zusätzlich den elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse und an der Vorderachse des Fahrzeugs F und zu dem elektrischen Energiespeicher A1.
Der elektrische Energiespeicher A1 treibt das Hinterrad bzw. die Hinterräder an: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F.
Der elektrische Energiespeicher A1 treibt das Vorderrad bzw. die Vorderräder an: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F.
Der elektrische Energiespeicher treibt das Hinterrad bzw. die Hinterräder und das Vorderrad bzw. die Vorderräder an (Allradbetrieb): der Leistungsfluss erfolgt vom elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F und zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F.
Der Fahrer und der elektrische Energiespeicher treiben das Hinterrad bzw. die Hinterräder an: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F und zusätzlich von dem elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F.
Der Fahrer und der elektrische Energiespeicher A1 treiben das Vorderrad bzw. die Vorderräder an: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F und zusätzlich von dem elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F.
Der Fahrer und der elektrische Energiespeicher A1 treiben das Hinterrad bzw. die Hinterräder und das Vorderrad bzw. die Vorderräder an (Allradbetrieb): der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F und zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F und zusätzlich vom elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F und zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F.
Generatorisches Verzögern (Rekuperieren der Bremsenergie) über das Hinterrad bzw. über die Hinterräder: der Leistungsfluss erfolgt von der elektrischen Maschine bzw. von den elektrischen Maschinen im Generatorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu dem elektrischen Energiespeicher A1.
Generatorisches Verzögern (Rekuperieren der Bremsenergie) über das Vorderrad bzw. über die Vorderräder: der Leistungsfluss erfolgt von der elektrischen Maschine bzw. den elektrischen Maschinen im Generatorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F über die elektronische Steuereinheit ECU1 zum elektrischen Energiespeicher A1.
Generatorisches Verzögern (Rekuperieren der Bremsenergie) über das Hinterrad bzw. über die Hinterräder und über das Vorderrad bzw. über die Vorderräder: der Leistungsfluss erfolgt von der elektrischen Maschine bzw. von den elektrischen Maschinen im Generatorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F über die elektronische Steuereinheit ECU1 zum elektrischen Energiespeicher A1 und zusätzlich von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zum elektrischen Energiespeicher A1.
Generatorisches Verzögern (Rekuperieren der Bremsenergie) über das Hinterrad bzw. über die Hinterräder und der Fahrer lädt zusätzlich den elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt von der elektrischen Maschine bzw. von den elektrischen Maschinen im Generatorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F über die elektronische Steuereinheit ECU1 zum elektrischen Energiespeicher A1 und zusätzlich von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zum elektrischen Energiespeicher A1.
Generatorisches Verzögern (Rekuperieren der Bremsenergie) über das Vorderrad bzw. über die Vorderräder und der Fahrer lädt zusätzlich den elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt von der elektrischen Maschine bzw. von den elektrischen Maschinen im Generatorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F über die elektronische Steuereinheit ECU1 zum elektrischen Energiespeicher A1 und zusätzlich von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zum elektrischen Energiespeicher A1.
Generatorisches Verzögern (Rekuperieren der Bremsenergie) über das Hinterrad bzw. über die Hinterräder und über das Vorderrad bzw. über die Vorderräder und der Fahrer lädt zusätzlich den elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt von der elektrischen Maschine bzw. von den elektrischen Maschinen im Generatorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F über die elektronische Steuereinheit ECU1 zum elektrischen Energiespeicher A1 und von der elektrischen Maschine bzw. von den elektrischen Maschinen im Generatorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F über die elektronische Steuereinheit ECU1 zum elektrischen Energiespeicher A1 und zusätzlich von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zum elektrischen Energiespeicher A1.
Motorisches Verzögern (Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung) über das Hinterrad bzw. über die Hinterräder mit elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F.
Motorisches Verzögern (Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung über das Vorderrad bzw. über die Vorderräder mit elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F.
Motorisches Verzögern (Motorbetrieb jeweils gegen die Bewegungsrichtung) über das Hinterrad bzw. über die Hinterräder und über das Vorderrad bzw. über die Vorderräder mit elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt vom elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F und zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F.
Motorisches Verzögern (Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung) über das Hinterrad bzw. über die Hinterräder mit elektrischer Energie, die vom Fahrer erzeugt wird: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F.
Motorisches Verzögern (Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung) über das Vorderrad bzw. über die Vorderräder mit elektrischer Energie, die vom Fahrer erzeugt wird: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F.
Motorisches Verzögern (Motorbetrieb jeweils gegen die Bewegungsrichtung) über das Hinterrad bzw. über die Hinterräder und über das Vorderrad bzw. über die Vorderräder mit elektrischer Energie, die vom Fahrer erzeugt wird: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse und an der Hinterachse des Fahrzeugs F.
Motorisches Verzögern (Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung) über das Hinterrad bzw. über die Hinterräder mit elektrischer Energie, die vom Fahrer erzeugt wird, und von dem elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F und zusätzlich von dem elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F.
Motorisches Verzögern (Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung) über das Vorderrad bzw. über die Vorderräder mit elektrischer Energie, die vom Fahrer erzeugt wird, und vom elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F und zusätzlich von dem elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F.
Motorisches Verzögern (Motorbetrieb jeweils gegen die Bewegungsrichtung) über das Hinterrad bzw. über die Hinterräder und über das Vorderrad bzw. über die Vorderräder mit elektrischer Energie, die vom Fahrer erzeugt wird, und vom elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F und zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F und zusätzlich vom elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F und zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F.
Mischung der generatorischen und motorischen Verzögerung mit Generator am Hinterrad bzw. an den Hinterrädern (Rekuperieren der Bremsenergie) und Motor am Vorderrad bzw. an den Vorderrädern (Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung): der Leistungsfluss erfolgt von der elektrischen Maschine bzw. von den elektrischen Maschinen im Generatorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F.
Mischung der generatorischen und motorischen Verzögerung mit Generator am Vorderrad (Rekuperieren der Bremsenergie) und Motor am Hinterrad (Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung): der Leistungsfluss erfolgt von der elektrischen Maschine bzw. von den elektrischen Maschinen im Generatorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzugs F über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F.
Mischung der generatorischen und motorischen Verzögerung mit Generator am Hinterrad (Rekuperieren der Bremsenergie) und Motor am Vorderrad (Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung) mit zusätzlicher elektrischer Energie, die vom Fahrer erzeugt wird: der Leistungsfluss erfolgt von der elektrischen Maschine bzw. von den elektrischen Maschinen im Generatorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F und mit vom Fahrer über den elektrischen Generator EM1 erzeugter elektrischer Leistung zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F.
Mischung der generatorischen und motorischen Verzögerung mit Generator am Vorderrad (Rekuperieren der Bremsenergie) und Motor am Hinterrad (Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung) mit zusätzlicher elektrischer Energie, die vom Fahrer erzeugt wird: der Leistungsfluss erfolgt von der elektrischen Maschine bzw. von den elektrischen Maschinen im Generatorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F und vom Fahrer über den elektrischen Generator EM1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F.
Mischung der generatorischen und motorischen Verzögerung mit Generator am Hinterrad (Rekuperieren der Bremsenergie) und Motor am Vorderrad (Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung) mit zusätzlicher Energie von dem elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt von der elektrischen Maschine bzw. von den elektrischen Maschinen im Generatorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F und vom elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F.
Mischung der generatorischen und motorischen Verzögerung mit Generator am Vorderrad (Rekuperieren der Bremsenergie) und Motor am Hinterrad (Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung) mit zusätzlicher Energie von dem elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt von der elektrischen Maschine bzw. von den elektrischen Maschinen im Generatorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F und vom elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F.
Mischung der generatorischen und motorischen Verzögerung mit Generator am Hinterrad (Rekuperieren der Bremsenergie) und Motor am Vorderrad (Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung) mit zusätzlicher elektrischer Energie, die vom Fahrer erzeugt wird, und vom elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt der elektrischen Maschine bzw. von den elektrischen Maschinen im Generatorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F und vom Fahrer über den elektrischen Generator EM1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen an der Vorderachse des Fahrzeugs F und vom elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F.
Mischung der generatorischen und motorischen Verzögerung mit Generator am Vorderrad (Rekuperieren der Bremsenergie) und Motor am Hinterrad (Motorbetrieb gegen die Bewegungsrichtung) mit zusätzlicher Energie, die vom Fahrer erzeugt wird, und vom elektrischen Energiespeicher A1: der Leistungsfluss erfolgt von der elektrischen Maschine bzw. von den elektrischen Maschinen im Generatorbetrieb an der Vorderachse des Fahrzeugs F über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F und vom Fahrer über elektrischen Generator EM1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F und vom elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu der elektrischen Maschine bzw. zu den elektrischen Maschinen im Motorbetrieb an der Hinterachse des Fahrzeugs F.
Der elektrische Energiespeicher A1 stellt elektrische Energie für angeschlossene externe Verbraucher direkt zur Verfügung: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Energiespeicher A1 im Antriebsstrang des Fahrzeugs F oder aus dem vom Fahrzeug F entnommenen elektrischen Energiespeicher A1 zu den am elektrischen Energiespeicher A1 angeschlossenen externen Verbrauchern.
Der elektrische Energiespeicher A1 stellt elektrische Energie für angeschlossene externe Verbraucher über die elektronische Steuereinheit ECU1 zur Verfügung: der Leistungsfluss erfolgt vom elektrischen Energiespeicher A1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu den an der elektronischen Steuereinheit ECU1 angeschlossenen externen Verbrauchern.
Der Fahrer stellt elektrische Energie für angeschlossene externe Verbraucher zur Verfügung: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zu den an der elektronischen Steuereinheit ECU1 angeschlossenen externen Verbrauchern.
Der Fahrer lädt den elektrischen Energiespeicher A1 und stellt elektrische Energie für angeschlossene externe Verbraucher zur Verfügung: der Leistungsfluss erfolgt von dem elektrischen Generator EM1 über die elektronische Steuereinheit ECU1 zum elektrischen Energiespeicher A1 und zu den an der elektronischen Steuereinheit ECU1 angeschlossenen externen Verbrauchern.
In einer weiteren Ausführungsform kann die vorstehend beschriebene Photovoltaikeinheit PV1 als Energiequelle zusätzlich eingesetzt werden. Insbesondere ist für diese Ausführungsform die Photovoltaikeinheit PV1 mit der elektronischen Steuereinheit ECU1 verbunden und führt die durch Aufnahme von Sonnenenergie erzeugte elektrische Leistung dem entsprechenden Verbraucher zu. Dieser Verbraucher kann einerseits der elektrische Energiespeicher A1 sein, so dass der elektrische Energiespeicher A1 durch die elektrische Leistung von der Photovoltaikeinheit PV1 geladen werden kann. Die von der Photovoltaikeinheit PV1 erzeugte elektrische Leistung kann in dieser Ausführungsform auch direkt zum Antrieb von einer der elektrischen Maschinen verwendet werden. Insbesondere wird die von der Photovoltaikeinheit PV1 erzeugte elektrische Leistung zum Aufrechterhalten eines Ladezustands des elektrischen Energiespeichers E1 verwendet, der für den Betrieb der elektronischen Steuereinheit ECU1 eingesetzt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der elektrische Generator EM1 ausschließlich im Generatormodus betrieben. Insbesondere muss aus Sicherheitsgründen vermieden werden, dass der elektrische Generator EM1 in einen Motorbetrieb versetzt wird, so dass die Pedaleinrichtung unbeabsichtigt angetrieben wird. Zu diesem Zweck wird in dem Leistungselektronikanteil der elektronischen Steuereinheit ECU1 und/oder durch entsprechende Programmierung der elektronischen Steuereinheit ECU1 ausgeschlossen, dass der elektrische Generator EM1 in einen Motorbetrieb versetzt wird.
Bezugszeichen

F: Fahrzeug
1: Rad
2: Rad
3: Rad
4: Rad
EM1: elektrischer Generator
EM2: elektrische Maschine
EM3: elektrische Maschine
EM4: elektrische Maschine
EM5: elektrische Maschine
R1: Getriebe
P1, P2: Pedale (Kurbeleinrichtung)
S1: Pedalwelle (Kurbeleinrichtung)
ECU1: elektronische Steuereinheit
A1: elektrischer Energiespeicher (Traktion)
E1: elektrischer Energiespeicher (Steuereinrichtung)
CPU: digitaler Prozessor
RAM: Datenspeichereinrichtung
ROM: Datenspeichereinrichtung
W1: Leistungselektronikeinheit
PV1: Photovoltaikeinheit

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

US 2022/0066448 A1 [0003]
EP 3408168 B1 [0004]
EP 3023326 B1 [0005]

Claims

Fahrzeug (F) mit mindestens drei Rädern (1, 2, 3; 4), von denen mindestens ein Rad als Antriebsrad zum Antreiben des Fahrzeugs (F) ausgebildet ist und mindestens zwei Räder in Querrichtung des Fahrzeugs (F) zur Bildung von mindestens einer Fahrzeugachse beabstandet angeordnet sind, mindestens einer elektrischen Maschine (EM2; EM3; EM4; EM5), die zur Kraftübertragung mit dem mindestens einen Antriebsrad gekoppelt ist, einem elektrischen Generator (EM1), der zur Erzeugung elektrischer Generatorleistung durch eine mit dem elektrischen Generator (EM1) gekoppelten Kurbeleinrichtung (P1, P2, S1) durch Muskelkraft betreibbar ist, sowie einer elektronischen Steuereinheit (ECU1), die zumindest zur Steuerung der mit der mindestens einen elektrischen Maschine (EM2; EM3; EM4; EM5) ausgetauschten elektrischen Leistung und der vom elektrischen Generator (EM1) erzeugten elektrischen Generatorleistung eingerichtet ist, wobei die Übertragung von Leistung zum Antrieb des Fahrzeugs (F) über das mindestens eine Antriebsrad ausschließlich über einen elektrischen Leistungspfad erfolgt.
Fahrzeug (F) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbeleinrichtung (P1, P2, S1) mechanisch ausschließlich mit dem elektrischen Generator (EM1) gekoppelt ist.
Fahrzeug (F) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbeleinrichtung (P1, P2, S1) von jedem der Räder (1, 2, 3; 4) des Fahrzeugs mechanisch entkoppelt ist.
Fahrzeug (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kurbeleinrichtung (P1, P2, S1) und dem elektrischen Generator (EM1) ein Getriebe (R1) zur Bereitstellung eines Übersetzungsverhältnisses zwischen einer Drehzahl der Kurbeleinrichtung (P1, P2, S1) und der Drehzahl des elektrischen Generators (EM1) vorgesehen ist.
Fahrzeug (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Energiespeicher (A1) vorgesehen ist, der elektrisch über die elektronische Steuereinheit (ECU1) mit dem elektrischen Generator (EM1) und der mindestens einen elektrischen Maschine (EM2; EM3; EM4; EM5) koppelbar ist.
Fahrzeug (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (F) ein Mehrspurfahrzeug ist, das eine erste Achse, an der zwei der Räder (2, 3) in Querrichtung des Fahrzeugs (F) voneinander beabstandet angeordnet sind, und eine zweiten Achse, an dem ein einzelnes Rad (1) angeordnet ist, aufweist, wobei die erste Achse und die zweite Achse in Fahrtrichtung des Fahrzeugs (F) voneinander beabstandet sind.
Fahrzeug (F) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der elektrischen Maschinen (EM4) mit dem Rad (1) der zweiten Achse gekoppelt ist.
Fahrzeug (F) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Rad (2, 3) der ersten Achse jeweils eine elektrische Maschine (EM2, EM3) gekoppelt ist.
Fahrzeug (F) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Maschinen (EM2, EM3) als Radnabenmotor ausgeführt ist.
Fahrzeug (F) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der elektrischen Maschinen (EM2, EM3) über eine Gelenkwelle mit dem entsprechenden Rad (2, 3) gekoppelt ist.
Fahrzeug (F) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die erste Achse eine elektrische Maschine (EM2) vorgesehen ist, die über ein Differenzialgetriebe mit den Rädern (2, 3) der ersten Achse gekoppelt ist.
Fahrzeug (F) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (2, 3) der ersten Achse lenkbar sind.
Fahrzeug (F) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rad (1) der zweiten Achse lenkbar ist.
Fahrzeug (F) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (F) ein Mehrspurfahrzeug ist, das eine erste Achse, an der zwei der Räder (2, 3) in Querrichtung des Fahrzeugs (F) voneinander beabstandet angeordnet sind, und eine zweiten Achse, an der zwei Räder (1,4) in Querrichtung des Fahrzeugs (F) voneinander beabstandet angeordnet sind, aufweist, wobei die erste Achse und die zweite Achse in Fahrtrichtung des Fahrzeugs (F) voneinander beabstandet sind.
Fahrzeug (F) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Rad (2, 3) von mindestens einer der ersten Achse und der zweiten Achse jeweils eine elektrische Maschine (EM2, EM3; EM4, EM5) gekoppelt ist.
Fahrzeug (F) nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Maschinen (EM2, EM3; EM4, EM5) an mindestens einer der ersten Achse und der zweiten Achse als Radnabenmotor ausgeführt sind.
Fahrzeug (F) nach Anspruch 14 oder 15 dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer der ersten Achse und der zweiten Achse jeweils eine elektrische Maschine (EM2, EM3) vorgesehen ist, die über ein Differenzialgetriebe mit den entsprechenden Rädern (2, 3) gekoppelt ist.
Fahrzeug (F) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (2, 3; 1, 4) an mindestens einer der ersten Achse und der zweiten Achse lenkbar sind.
Fahrzeug (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine elektrische Maschine (EM2; EM3; EM4; EM5) selektiv motorisch oder rekuperativ betreibbar ist.
Fahrzeug (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Erfassungseinrichtungen zur Erfassung einer Drehzahl von mindestens einem der mindestens drei Räder (1, 2, 3; 4) des Fahrzeugs (1) und zur Bereitstellung von Drehzahlsignalen vorgesehen sind, wobei die Drehzahlsignale der Steuereinrichtung (ECU1) zur Steuerung des Antriebs des Fahrzeugs (F) zugeführt werden.
Fahrzeug (F) nach einem der Ansprüche 5 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (ECU1) eingerichtet ist, um von dem elektrischen Generator (EM1) erzeugte Generatorleistung in einem vorbestimmten Betriebszustand zumindest teilweise zur Speicherung in dem elektrischen Energiespeicher (A1) zuzuführen.
Fahrzeug (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (ECU1) eingerichtet ist, um von dem elektrischen Generator (EM1) erzeugte Generatorleistung in einem vorbestimmten Betriebszustand zumindest teilweise der mindestens einen elektrischen Maschine (EM2; EM3; EM4; EM5) als Antriebsleistung zuzuführen.
Fahrzeug (F) nach einem der Ansprüche 5 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (ECU1) eingerichtet ist, um die mindestens eine elektrische Maschine (EM2; EM3; EM4; EM5) in einen Rekuperationsbetriebszustand zu versetzen und die in dem Rekuperationsbetriebszustand erzeugte elektrische Leistung zumindest teilweise dem elektrischen Energiespeicher (A1) zuzuführen.
Fahrzeug (F) nach einem der Ansprüche 5 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (ECU1) eingerichtet ist, um der mindestens einen elektrischen Maschine (EM2; EM3; EM4; EM5) in einem vorbestimmten Betriebszustand elektrische Leistung zum Antrieb der zumindest einen elektrischen Maschine (EM2; EM3; EM4; EM5) zumindest teilweise von dem elektrischen Energiespeicher (A1) zuzuführen.
Fahrzeug (F) nach einem der Ansprüche 5 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (ECU1) eingerichtet ist, um der mindestens einen elektrischen Maschine (EM2; EM3; EM4; EM5) in einem vorbestimmten Betriebszustand elektrische Leistung zumindest teilweise von dem elektrischen Energiespeicher (A1) zum Erzeugen einer Bremskraft entgegen der Antriebsrichtung der zumindest einen elektrischen Maschine (EM2; EM3; EM4; EM5) zuzuführen.
Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (ECU1) eingerichtet ist, um der mindestens einen elektrischen Maschine (EM2; EM3; EM4; EM5) in einem vorbestimmten Betriebszustand elektrische Leistung zumindest teilweise von dem elektrischen Generator (EM1) zum Erzeugen einer Bremskraft entgegen der Antriebsrichtung der mindestens einen elektrischen Maschine (EM2; EM3; EM4; EM5) zuzuführen.
Fahrzeug (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (ECU1) eingerichtet ist, um das Fahrzeug in einen stationären Zustand zu versetzen und in diesem Zustand elektrische Energie, die von dem elektrischen Generator (EM1) durch Betrieb der Kurbeleinrichtung (P1, P2, S1) erzeugt wird, zumindest teilweise zur Speicherung oder zumindest teilweise einem externen Verbraucher zuzuführen.
Fahrzeug (F) nach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, die elektronische Steuereinheit (ECU) eingerichtet ist, um eine automatische Antriebsregelung durch Ansteuern der mindestens einen elektrischen Maschine (EM2; EM3; EM4, EM5) zumindest auf der Grundlage einer erfassten Drehzahl von einem der Räder (2, 3, 1; 4) durchzuführen, wobei die Antriebsregelung zumindest eine von folgenden Antriebsregelungen aufweist: - eine Schlupfregelung zur Regelung eines Schlupfs von zumindest einem der Räder (2, 3, 1; 4); - eine Bremskraftregelung zur Regelung einer auf zumindest eines der Räder (2, 3, 1; 4) aufgebrachten Bremskraft; und - einer Rekuperationsregelung zur Regelung einer Rekuperation in Bezug auf zumindest eines der Räder (2, 3, 1; 4).
Fahrzeug (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug eine Bedieneinheit (ABE1) aufweist, mit der der Fahrer des Fahrzeugs (F) Eingaben vornehmen kann und über eine Anzeigevorrichtung Informationen über den Zustand des Fahrzeugs (F) erhalten kann, wobei die Bedieneinheit (ABE1) mit der elektronischen Steuereinrichtung (ECU1) zum Signalaustausch verbunden ist.
Fahrzeug (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (F) eine Photovoltaikeinheit (PV1) aufweist, die zum Aufnehmen von Sonnenenergie und Abgeben von elektrischer Leistung ausgestaltet und an einer entsprechenden Position am Fahrzeug (F) angebracht ist, wobei die elektrische Leistung, die von der Photovoltaikeinheit (PV1) abgegeben wird, wird von der elektronischen Steuereinheit (ECU1) aufgenommen und für den Betrieb des Fahrzeugs (F) eingesetzt wird.
Fahrzeug (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Gierratensensor am Fahrzeug (F) vorgesehen ist, wobei die elektronische Steuereinheit (ECU1) auf der Grundlage eines Signals von dem Gierratensensor die in Querrichtung des Fahrzeugs (F) beabstandeten Räder (2, 3; 1, 4) mittels Torque-Vectorings selektiv steuert, um einen vorbestimmten Gierzustand des Fahrzeugs (F) herbeizuführen.