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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektrokraftfahrzeug, insbesondere Elektro-Personen-Kraftfahrzeug und ein Hybridelektrokraftfahrzeug, insbesondere Hybridelektro-Personen-Kraftfahrzeug, und einen Straßenzug aus demselben.
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Es ist bekannt, Personenkraftwagen mit Elektromotoren und wiederaufladbaren Batterien auszustatten, um lokal emissionsfrei zu fahren und damit die Umweltbelastung sowie den Geräuschpegel zu reduzieren sowie den Stadtverkehr (so) zu entlasten.
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Ferner ist bei Konzeptautos bekannt, Faltmechanismen in Personenkraftwagen (Hiriko des Massachusetts Institute of Technology (MIT)) einzusetzen, um die Fahrzeuglänge zu reduzieren, oder eine Allradlenkung einzusetzen, um auf der Stelle zu wenden. Mit dem Konzeptauto Twizi von Renault sollen Kosten, Gewicht und CW-Wert verringert werden. Zudem gibt es unterschiedliche Konzepte, beispielsweise in Form des von Nissan gebauten Pivo 2 von seitwärts fahrenden und formveränderbaren Fahrzeugen, die zum Teil auch mit ihrer Umwelt vernetzt sein können.
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Schon in den 1990er Jahren gab es das Bestreben, eine bessere Straßenauslastung durch geringere Abstände zwischen den einzelnen Fahrzeugen und kontinuierlichen Verkehrsfluss, womit auch weniger Staus verbunden sind, sowie einen geringeren Treibstoff- bzw. Energieverbrauch durch Ausnutzung des Windschattens und damit eine geringere Umweltbelastung sowie eine Entlastung des Fahrers zu erreichen.
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Im EU-Projekt SARTRE (Safe Road Trains for The Invironment) wurde von der Firma Volvo Car Corporation ein System entwickelt, das einem Fahrer ermöglichen soll, sich in eine Kolonne einzuklinken und dem Führungs-Fahrzeug, das von einem speziell ausgebildeten Fahrer gesteuert wird, die Kontrolle über das eigene Fahrzeug zu geben. Ein entsprechendes Kontrollsystem ist in der europäischen Patentanmeldung
EP 2 390 744 A1 beschrieben.
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Die Firma Daimler Chrysler hat dazu damals ein Projekt gestartet, bei dem eine sogenannte „elektronische Deichsel” verwendet wird, die in der Lage ist, zwei Fahrzeuge elektronisch zu einer Einheit zu koppeln. Genauer gesagt versteht man unter einer elektronischen Deichsel eine nicht-taktile Kopplung von Fahrzeugen mithilfe von Elektronik und Computertechnik. Die hinteren Fahrzeuge folgen dabei dem Führungsfahrzeug automatisch, als ob sie mit einer realen Deichsel an das Führungsfahrzeug angekoppelt wären. Dies erfordert umfassende Sensorik (zum Beispiel für Abstandsmessung und Bild-/Mustererkennung) sowie spezielle Computersoftware. Das mit der elektronischen Deichsel angekoppelte, zweite Fahrzeug orientiert sich im Verbund genau am vorausfahrenden Fahrzeug, das am Heck ein bestimmtes Muster trägt. Videokamera und Computer im zweiten Fahrzeug ermitteln daraus Richtung, Entfernung und Relativgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs. Die elektronische Deichsel koppelt in erster Linie Lastwagen zu einer kompakten Einheit für eine Kolonnenfahrt.
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Die
US 2011/0108334 A1 offenbart ein motorisiertes Straßenfahrzeug zum Transportieren von Fahrgästen, das alleine fahren kann und an andere Fahrzeuge angelenkt ist, um einen Straßenzug zu bilden. Genauer gesagt geht es darin um Personenbeförderungsbusse mit Verbrennungsmotoren, die miteinander durch eine mechanische bzw. physikalische Kopplung verbunden sind, um einen Straßenzug aus mehreren Bussen zu bilden. Die einzelnen Bussen weisen Verbindungstüren auf, so dass die miteinander mechanisch gekoppelten Busse gemeinsam eine Art mehrgelenkigen Bus bilden, der von vorne bis hinten durchquert werden kann, ohne dass dazwischen ein Ausstieg und Einstieg erforderlich ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrokraftfahrzeug und ein Hybridelektrokraftfahrzeug mit erweiterter Funktionalität bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Elektrokraftfahrzeug, insbesondere Elektro-Personen-Kraftfahrzeug, oder Hybridelektrokraftfahrzeug, insbesondere Hybridelektro-Personen-Kraftfahrzeug, mit mindestens drei Rädern, das sowohl einzeln fahren und betrieben werden kann, als auch mit mindestens einem Erweiterungsmodul und/oder mindestens einem identischen Kraftfahrzeug oder einem Kraftfahrzeug vom selben Typ im Stand und während der Fahrt elektromechanisch koppelbar und auch wieder entkoppelbar ist.
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Desweiteren liefert die vorliegende Erfindung einen Straßenzug, auch „Roadtrain” genannt, umfassend mindestens zwei Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die beiden Kraftfahrzeuge mit Master-Slave-Fahrzeugsteuerung bei gleichzeitiger Verfügbarkeit der lokalen Intelligenzen in den Kraftfahrzeugen lösbar elektromechanisch miteinander gekoppelt sind, wobei die gemeinsame Master-Slave-Fahrzeugsteuerung vorzugsweise automatisiert erfolgt.
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Insbesondere kann die Master-Slave-Fahrzeugsteuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs bei erfolgter Kopplung zwei unterschiedliche Zustände einnehmen, dergestalt, dass sie im Zustand der Master-Fahrzeugsteuerung sowohl die einzelnen Fahrzeuge als auch das Führungsfahrzeug eines Straßenzuges steuert, während im Zustand der Slave-Fahrzeugsteuerung das Fahrzeug als nicht-führender Teil eines Straßenzuges angesprochen wird. Beide Zustände unterscheiden sich in der Art, über welche Schnittstellen Steuerimpulse angenommen werden, und wie diese interpretiert und ausgeführt werden.
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Günstigerweise ist das Erweiterungsmodul ein Range Extender-Modul, wie zum Beispiel ein Dieselaggregat und/oder ein Elektroaggregat und/oder eine Batterie, ein Personenkraftfahrzeugerweiterungsmodul oder ein Ladeflächenmodul. Das Personenkraftfahrzeugerweiterungsmodul kann im Prinzip ein Modul mit zusätzlichen Personen- bzw. Passagiersitzen sein.
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Vorteilhafterweise ist das Kraftfahrzeug mit Energie- und/oder Datenaustausch zur Bildung eines Straßenzuges elektromechanisch koppelbar.
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Desweiteren liefert die Erfindung ein Elektrokraftfahrzeug gemäß Anspruch 4. Das Elektrokraftfahrzeug ist dann gemeinsam mit dem Erweiterungsmodul und/oder dem Kraftfahrzeug mit Master-Slave-Fahrzeugsteuerung fahrbar.
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Zweckmäßigerweise weist/weisen das Kraftfahrzeug und/oder das Erweiterungsmodul ein hochbewegliches und/oder modulares Fahrwerk auf.
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Vorzugsweise weist/weisen das Kraftfahrzeug und/oder das Erweiterungsmodul verteilte Antriebe, insbesondere durch Radnabenmotoren, auf.
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Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich die Länge des Kraftfahrzeuges sowohl im Stand als auch während der Fahrt über einen Faltmechanismus innerhalb eines Bereiches zwischen einer minimalen Länge und einer maximalen Länge variieren lässt.
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Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass es eine Vorderachse und eine Hinterachse aufweist und durch den Faltmechanismus die Vorderachse und die Hinterachse relativ zueinander bewegt werden.
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Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung weist es eine Fahrzeugkabine auf, und ist der Faltmechanismus so gestaltet, dass sich die Fahrzeugkabine bei gleichzeitiger Anpassung der Sitz- und Lenkposition aufrichtet, wenn die Länge des Kraftfahrzeugs reduziert wird.
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Günstigerweise weist der Faltmechanismus eine Parallelkinematik zum Aufrichten der Fahrzeugkabine auf.
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Zweckmäßigerweise lässt sich jedes einzelne Rad mit vorzugsweise jeweils fünf Freiheitsgraden, vorzugsweise in Form von Linearaktuatoren, frei bewegen und/oder um 90° drehen.
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Vorzugsweise ist/sind die Fahrwerkshöhe und/oder der Lenkeinschlag und/oder die Spur und/oder der Sturz und/oder die Längsposition steuer- oder regelbar.
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Desweiteren liefert die vorliegende Erfindung ein Elektrokraftfahrzeug gemäß dem Anspruch 12.
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Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug gestaltet ist, um elektromechanische Schnittstellen an dem Erweiterungsmodul und/oder dem Kraftfahrzeug und/oder der Ladestation automatisiert zu finden und vorzugsweise mittels visuellem Servoing automatisiert anzufahren und anzudocken.
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Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung ist/sind elektrische Energie und/oder Daten zwischen zwei elektromechanisch gekoppelten Kraftfahrzeugen oder einem Kraftfahrzeug und einem Erweiterungsmodul über einen direkten elektrischen Kontakt und/oder über Funk, insbesondere Ultrakurzstreckenfunk, übertragbar.
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Vorteilhafterweise sind bei dem Straßenzug die beiden Kraftfahrzeuge aktiv gekoppelt und entkoppelbar.
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Ferner kann eine gemeinsame Energienutzung der gekoppelten Kraftfahrzeuge vorgesehen sein.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann es mindestens ein Erweiterungsmodul umfassen, das mit mindestens einem der Kraftfahrzeuge lösbar elektromechanisch gekoppelt ist.
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Schließlich kann das mindestens eine Erweiterungsmodul unter der Kontrolle der Master-Slave-Fahrzeugsteuerung stehen.
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Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass Elektrokraftfahrzeuge und Hybridelektrokraftfahrzeuge durch Erweiterungsmodule über eine elektromechanische Kopplung in ihrer Funktionalität erweitert werden können. Über die elektromechanische Kopplung können auch mehrere identische Kraftfahrzeuge oder Kraftfahrzeuge vom selben Typ zu einem Straßenzug – zumindest temporär – zusammengeschlossen werden. Zudem weist die elektromechanische Kopplung erhebliche Vorteile für die grundsätzlich individuelle Pkw-basierte Mobilität auf. So ist eine gemeinsame Steuerung mit Hilfe der Master-Slave-Fahrzeugsteuerung sowie eine gemeinsame Energienutzung der verbundenen Kraftfahrzeuge und ein aktives An- und Abkoppeln möglich.
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Wenn zumindest gemäß einer besonderen Ausführungsform ein – vorzugsweise automatisiertes – An- und Abdocken während der Fahrt möglich ist, so können die Straßenzüge dynamisch gebildet und modifiziert werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der mehrere Ausführungsbeispiele anhand der schematischen Zeichnungen im Detail beschrieben werden, in denen:
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1 ein Elektrokraftfahrzeug gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung in einem auseinandergefalteten Zustand von der Seite zeigt;
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2 das Elektrokraftfahrzeug von 1 im zusammengefalteten Zustand schräg von vorne zeigt;
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3 das Elektrokraftfahrzeug von 2 mit angestellten Rädern zum Wenden auf der Stelle zeigt;
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4 das Fahrzeug von 2 in Querfahrt von vorne zeigt;
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5 das Fahrzeug von 2 in einem Straßenzug aus mehreren miteinander elektromechanisch gekoppelten identischen Elektrokraftfahrzeugen von der Seite zeigt;
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6 das Elektrokraftfahrzeug von 2 von der Seite zeigt, wie es mit einem Personenkraftfahrzeugerweiterungsmodul elektromechanisch gekoppelt ist; und
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7 das Elektrokraftfahrzeug von 1 mit in der Höhe und in der Neigung verstellbarem Fahrzeugchassis zeigt.
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Das in den 1 bis 4 und in der 7 einzeln gezeigte Elektrokraftfahrzeug 10 weist ein Fahrzeugchassis 12, auch Fahrgestell genannt, auf dem eine Fahrzeugkabine 14 für eine oder mehr Person(en) angebracht ist, sowie eine Master-Slave-Fahrzeugsteuerungseinrichtung (nicht gezeigt) auf. In dem in 1 dargestellten auseinandergefalteten Zustand, wobei sich die Vorderseite des Elektrokraftfahrzeuges 10 in 1 rechts befindet, weist das Elektrokraftfahrzeug 10 seine maximale Länge auf. In besagtem Zustand ist das Elektrokraftfahrzeug 10 aerodynamisch günstig auseinandergefahren und kann ein Benutzer (Fahrer) in einer für längere Fahrten besonders geeigneten Position sitzen. Das Elektrokraftfahrzeug kann vorne und hinten mit anderen Elektrokraftfahrzeugen (siehe 6) elektromechanisch gekoppelt werden.
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2 zeigt dasselbe Elektrokraftfahrzeug 10 in einem mittels eines Faltmechanismus (nicht gezeigt) zusammengefalteten Zustand, in dem das Elektrokraftfahrzeug 10 seine minimale Länge aufweist. Mittels des Faltmechanismus wird die Hinterachse 16 an die Vorderachse 18 heranbewegt. Gleichzeitig wird die Fahrzeugkabine 14 bei gleichzeitiger Anpassung der Sitz- und Lenkposition des Sitzes bzw. der Sitze (nicht gezeigt) aufgerichtet, d. h. nach vorne geschwenkt. In diesem Zustand kann das Elektrokraftfahrzeug 10 äußerst platzsparend geparkt werden sowie neben den üblichen Fahrmodi auch seitwärts fahren (siehe 4) und auf der Stelle wenden (siehe 3).
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Bei dem in 5 gezeigten Straßenzug 20 aus mehreren miteinander zu einer Kette hintereinander mechanisch gekoppelten Elektrokraftzeugen 10 gemäß 1 werden sowohl Daten als auch Energie, insbesondere elektrische Energie, als auch mechanische Kraft übertragen. Der Straßenzug 20 kann neben den Elektrokraftfahrzeugen 10 auch Personenkraftwagenerweiterungsmodule umfassen, wie es in der 6 mit 22 gezeigt ist. In der 6 ist das Elektrokraftfahrzeug 10 mit dem Personenkraftwagenerweiterungsmodul 22 elektromechanisch gekoppelt. Dadurch weist es zusätzliche Passagiersitze 24 und eine zuschaltbare Energieversorgung (nicht gezeigt), wie zum Beispiel eine Batterie, aber auch Wasserstoff, Dieselelektrisch, etc., zur Erhöhung der Reichweite des Elektrokraftfahrzeugs 10 auf.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine skalierbare Master-Slave-Fahrzeugsteuerung für die koppelbaren Elektrokraftfahrzeuge 10 vorgesehen. Im Master-Modus kann die Master-Slave-Fahrzeugsteuerungseinrichtung eines Elektrofahrzeugs nur das zugehörige Elektrofahrzeug steuern, wobei sowohl niedrigste Kontrollebenen wie Aktuator und Sensorsteuerung, als auch sehr hohe Ebenen, wie die Kontrolle des gesamten Elektrofahrzeugs integriert sind, sondern gleichzeitig auch die Kontrolle der Erweiterungsmodule des Elektrofahrzeugs bzw. der an das Elektrofahrzeug im Rahmen des Straßenzuges gekoppelten Elektrofahrzeuge integraler Bestandteil der Master-Slave-Fahrzeugsteuerung sind.
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Bei erfolgter Kopplung des Führungsfahrzeugs mit einem beliebigen Erweiterungsmodul und/oder Elektrofahrzeug wird die Gesamtkontrolle von der Master-Slave-Fahrzeugsteuerung des Führungsfahrzeugs, die sich im Master-Modus befindet, übernommen. Die dafür notwendigen Steuerbefehle werden vom Führungsfahrzeug berechnet und an die einzelnen Erweiterungsmodule bzw. Elektrofahrzeuge weitergeleitet. Zur Übertragung der Steuerbefehle wird die von der elektromechanischen Schnittstelle bereitgestellte Datenübertragung genutzt. Steuerbefehle auf niedrigen Kontrollebenen werden durch die Master-Slave-Fahrzeugsteuerungseinrichtungen der Erweiterungsmodule bzw. Elektrofahrzeuge, die sich im Slave-Modus befinden, berechnet. So bleiben die dynamischen Eigenschaften des einzelnen Elektrofahrzeugs bezüglich Docking, Spurwechsel, Lenk-, Beschleunigungs- und Bremsmanöver auch in einem Straßenzug erhalten.
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Vorteilhaft ist die beschriebene Master-Slave-Fahrzeugsteuerung insofern, als dass sie in der Lage ist, alle Kontrollfunktionen des Führungsfahrzeugs zu übernehmen, sondern dass diese Funktionalität auch auf alle mit dem Führungsfahrzeug gekoppelten Erweiterungsmodule und Elektrofahrzeuge übertragen wird. Damit bildet ein Straßenzug aus gekoppelten Einzelfahrzeugen eine Einheit, die sich durch Fahrassistenzsysteme geführt ideal auf der Straße bewegt. Innerhalb eines Straßenzuges wird die Gesamtkontrolle vom Führungsfahrzeug übernommen, welches über sämtliche angekoppelten Erweiterungsmodule und Elektrofahrzeuge Informationen über die elektromechanische Schnittstelle erhält. Auf diese Weise lassen sich mehrere verkettete Elektrofahrzeuge sicher auf einer Route navigieren, da sich alle Bewegungen, die einen geänderten Fahrzustand erzeugen, also bremsen, beschleunigen, lenken usw. auf den gesamten Straßenzug auswirken und damit eine ruhige und sichere Fahrt des Straßenzuges ermöglichen.
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Neben der Steuerung von einzelnen Fahrzeugen, Erweiterungsmodulen und Straßenzügen ist die Automatisierung verschiedener Funktionalitäten zentraler Bestandteil der Master-Slave-Fahrzeugsteuerung. Dazu zählen unter anderem das automatisierte Einparken des Fahrzeugs, das Docken des Fahrzeugs mit einer Ladesäule, die exakte Positionierung des Fahrzeugs über Induktionsladeflächen sowie die Ausführung komplexer Bewegungsabläufe sowie das Anfahren einer vorgegebenen Position auf einem Parkplatz.
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Um das Manöver durchzuführen, ist eine automatische Wegeberechnung durch die im Fahrzeug integrierten Bordcomputers und das Erkennen von statischen und sich bewegenden Hindernissen (zum Beispiel anderen Fahrzeugen, Fußgängern) durch die im Fahrzeug integrierte Sensorik notwendig. Auch das automatische Koppeln des Fahrzeugs während der Fahrt mit einem anderen Fahrzeug bzw. einem Straßenzug und die Energieübertragung zwischen verschiedenen Fahrzeugen wird durch die Master-Slave-Fahrzeugsteuerung geregelt.
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Wie sich anhand der 7 ergibt, ist die Fahrwerkshöhe des Elektrokraftfahrzeugs 10 über das in der Höhe verstellbare Fahrzeugchassis 12 verstellbar, wobei der Verstellbereich 155 mm beträgt. Durch das höhenverstellbare Fahrzeugchassis 12 lässt sich das Elektrokraftfahrzeug 10 auch auf unebenem Terrain fahren und/oder kann es Hindernissen auf dem Boden ausweichen. Zudem kann es für Kurvenfahrten um –/+10° geneigt werden.
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Das Elektrokraftfahrzeug kann zumindest in einer besonderen Ausführungsform seine Form und Fahrweise insofern ändern, dass sich die Länge des Elektrokraftfahrzeuges über einen Faltmechanismus während der Fahrt als auch im Stand reduzieren lässt, so dass sich die Fahrzeugkabine bzw. Fahrerkabine bei gleichzeitiger Anpassung der Sitz- und Lenkposition über beispielsweise eine Parallelkinematik aufrichtet und die Länge des Elektrokraftfahrzeugs auf einen Bruchteil reduziert, indem die Hinterachse an die Vorderachse heranbewegt wird, wobei auch unabhängig davon sich jedes einzelne Rad 26 mit jeweils fünf Freiheitsgraden in Form von Linearaktuatoren und einem jeweiligen Radnabenmotor (nicht gezeigt) so frei bewegen lässt, dass sich die Fahrwerkshöhe, der Lenkeinschlag, die Spur, der Sturz und die Längsposition so regeln lassen, dass neben den bekannten Fahrmöglichkeiten eines gewöhnlichen Elektro-Personen-Kraftfahrzeugs unterschiedliche Fahrmodi insofern ermöglicht werden, als dass das Elektrokraftfahrzeug auf der Stelle wenden, vorne und hinten simultan lenken, seitwärts und diagonal fahren kann und dies alles mit auseinander- oder zusammengefalteter Karosserie, so dass umfangreiche Fahrmanöver einzeln oder auch als Kette von vielen Elektrokraftfahrzeugen (Straßenzug) ausgeführt werden können, aber auch Ketten gekoppelter Elektrokraftfahrzeuge mittels automatisierter Master-Slave-Fahrzeugsteuerung bewegt und gelenkt werden können. Die miteinander gekoppelten Elektrokraftfahrzeuge verhalten sich darin wie ein einziges Fahrzeug, sind aber jederzeit wieder trennbar. Die Elektrokraftfahrzeuge 10 bieten eine integrierte Master-Slave-Fahrzeugsteuerung des Straßenzugs 20 durch beispielsweise ein Führungsfahrzeug unter Nutzung der lokalen Intelligenz in den einzelnen Elektrokraftfahrzeugen 10. Die Elektrokraftfahrzeuge 10 sind über eine elektromechanische Kopplung gekoppelt, über die die einzelnen Elektrokraftfahrzeuge 10 miteinander kommunizieren können und über die ein Elektrokraftfahrzeug die Kontrolle über die anderen Elektrokraftfahrzeuge 10 bekommt. Das heißt, dass der Elektromotor eines der Elektrokraftfahrzeuge 10 im Verbund aktiv ist, aber vom führenden Fahrzeug kontrolliert wird.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform sind die Räder 26 – vergleichbar einem Fuß – einzeln anhebbar. Dadurch ist das Elektrokraftfahrzeug tatsächlich technisch in der Lage, zu „gehen”. Dies kann zum Beispiel beim Übersteigen von Bordsteinen bedeutsam sein.
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Zumindest in besonderen Ausführungsformen können folgende Merkmale bzw. Einrichtungen einzeln oder in beliebiger Kombination vorgesehen sein:
- – Elektromechanische Fahrzeugkoppelschnittstellen vorne und hinten zur Bildung von Straßenzügen,
- – Datenübertragungsschnittstelle über direkten elektrischen Kontakt und/oder Funk, insbesondere Ultrakurzstreckenfunk, mechanisch stabile, aber über beweglichen Klauenverbindungsmechanismus flexible Verbindung zwischen Kraftfahrzeugen oder Erweiterungsmodulen und identischen Kraftfahrzeugen bzw. Kraftfahrzeugen vom selben Typ,
- – diverse Marker zur optischen Identifikation und Positionsbestimmung einer Dockingschnittstelle zur Unterstützung eines automatisierten Koppelns und
- – ein Kamerasystem zur visuellen Positionsbestimmung der zu koppelnden elektromechanischen Schnittstellen.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine adaptive elektromechanische Radaufhängung mit Radnabenantrieb vorgesehen sein, die die folgenden Merkmale bzw. Einrichtungen einzeln oder in beliebiger Kombination aufweist:
- – Elektromechanischer Schwenk der Radlage für Querfahrt,
- – elektromechanische Neigung der Radlage,
- – elektromechanische Lenkung des Rades,
- – elektromechanische Höhenverstellung des Fahrwerks,
- – elektromechanischer Radnabenantrieb und
- – Federdämpfung.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Elektrokraftfahrzeug die folgenden Gestaltungsmerkmale einzeln oder in beliebiger Kombination aufweisen:
- – Änderung der Morphologie im Stand und während der Fahrt,
- – dreiteilige Grundstruktur mit verteiltem Energiespeicher in separaten Fahrwerksträgern,
- – vordere und hintere Fahrwerksträger mit identischer Grundfunktionalität,
- – gabelförmige Lagerung der Drehachsen von Fahrwerksmodulen und Zentralrahmen,
- – platzsparende Unterbringung der elektromechanischen Hubzylinder hinter den Sitzen,
- – Batterieboxen integriert als Schnellwechselsystem,
- – elektromechanischer Hubmechanismus zur variablen Verstellung des Radstandes,
- – elektromechanische Neigung der Fahrwerksachsen und
- – Konsolen- und Sitzmodul als Schwingung gelagert.
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Zumindest in einer besonderen Ausführungsform lässt sich ein Kraftfahrzeug mit erweiterten Funktionalitäten realisieren, und zwar zur jeweiligen Situation passend. Beispielsweise können die Elektrokraftfahrzeuge in Ketten von Elektrokraftfahrzeugen mit gemeinsamer Route unterwegs sein. Dadurch können Emissionen, Verkehrsaufkommen, Produktionskosten und die Belastung der reisenden Personen gesenkt werden.
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Genauer gesagt können durch das insbesondere automatische Koppeln von Kraftfahrzeugen untereinander sowie dem Koppeln von Kraftfahrzeugen mit einem oder mehreren Erweiterungsmodul(en) die Reichweite, der Energieverbrauch und auch die Funktionalität eines Kraftfahrzeugs sowie die Belastung von Umwelt und Fahrer deutlich reduziert und die Nutzbarkeit eines Elektrokraftfahrzeugs bzw. Hybridelektrokraftfahrzeugs variabel erweitert werden. Außerdem stellen die einstellbaren Kraftfahrzeugeigenschaften dem Nutzer vollkommene Freiheit über die dynamischen und energetischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs insofern zur Verfügung, als dass er sich das Kraftfahrzeug je nach den Erfordernissen von unterschiedlichen Situationen anpassen kann oder Fahrmodi wählt, die ihm eine höchstmögliche Mobilität ermöglichen. Auf diese Weise kann der Fahrer beispielsweise Hindernisse überwinden, indem er die Fahrwerkshöhe durch die hochbeweglichen Achsen ändert oder in einer unausweichlich erscheinenden Situation das Kraftfahrzeug auf der Stelle wendet und das Fahrzeug umfährt. Auch erlaubt ihm der Seitwärtsfahrmodus das Ein- und Ausparken in zugeparkten Siuationen, beispielsweise das Zusammenfalten der Karosserie zum äußerst platzsparenden und schnellen Parken und Manövrieren im engen Großstadtverkehr.
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Alternativ zum Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder in Ergänzung kann es gestaltet sein, um an ein Erweiterungsmodul oder ein identisches Kraftfahrzeug oder ein Kraftfahrzeug vom selben Typ oder eine Ladestation sowohl im Stand als auch während der Fahrt automatisch angedockt werden. Dies ermöglicht dem Kraftfahrzeugführer, zum Zwecke der Kraftfahrzeugladung automatisiert an eine Ladestation (nicht gezeigt) heranzufahren, ohne stets gezwungen zu sein, bei Wind und Wetter ein mitunter verschmutztes Kabel stecken zu müssen. Dazu wird dem Elektrokraftfahrzeug ein entsprechendes Kommando gegeben, welches anschließend die Fahrt zu einer erkannten oder bekannten Ladesäule (nicht gezeigt) in unmittelbarer Umgebung des Elektrokraftfahrzeugs berechnet und durch Ausführung dieses Manövers an die optisch positionsbestimmte Ladesäule automatisch dockt. Während des Docken werden Hindernisse, wie andere Fahrzeuge oder Fußgänger, erkannt und mit in die Wegplanung einbezogen bzw. wird darauf dynamisch reagiert. Zusätzlich und insbesondere wird dadurch aber auch das elektromechanische Koppeln mehrerer identischer Elektrokraftfahrzeuge oder Kraftfahrzeuge vom selben Typ ermöglicht, wobei die Master-Slave-Fahrzeugsteuerungseinrichtung des Führungsfahrzeuges im Master-Zustand (Master-Modus) die Fahrzeugsteuerung der nachfolgenden Fahrzeuge im Slave-Zustand übernimmt, um sowohl Geradeausfahrten, aber auch Kurvenfahrten oder Spurwechsel zu ermöglichen, mit der zusätzlichen Funktionalität der Auskopplung einzelner Elektrokraftfahrzeuge aus der Kette bzw. dem Straßenzug während der Fahrt im Falle von abweichenden Zielrouten je Fahrer.
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Darüberhinaus können nicht nur gleichartige Kraftfahrzeuge, sondern auch das Kraftfahrzeug erweiternde Erweiterungsmodul, wie zum Beispiel das Personenkraftwagenerweiterungsmodul 22 oder ein Modul mit Laderaum, jeweils auch mit zuschaltbarer Energieversorgung (nicht nur Batterie, sondern auch Wasserstoff, dieselelektrisch, etc.) Zur Erhöhung der Reichweite des Elektrokraftfahrzeugs 10 gekoppelt werden, wobei jedes weitere Erweiterungsmodul über eine eigene, zusätzliche Energieversorgung verfügt oder mit optionalen, zusätzlichen Antrieben ausgestattet ist.
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Da aufgrund von Fahrbahnunebenheiten oder sich verändernden Bedingungen eine immer konstant bleibende Höhe und Ausrichtung einer elektromechanischen Schnittstelle (Dockingschnittstelle) nicht garantiert werden können, sind hochbewegliche Achsen, die das Elektrokraftfahrzeug 10 selbst in allen Achsen bewegen können, für ein automatisches Docken sehr von Vorteil.
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Auch wenn besondere Ausführungsformen der Erfindung bezüglich eines Elektrofahrzeugs beschrieben worden sind, sollte für den Fachmann ersichtlich sein, dass es sich genauso gut um ein Hybridelektrokraftfahrzeug handeln könnte.
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Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2390744 A1 [0005]
- US 2011/0108334 A1 [0007]
