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Die Erfindung geht aus von einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei diesen Fahrzeugen handelt es sich um solche, welche mit einem Elektroantrieb versehen sind. Insbesondere handelt es sich dabei um motorunterstützte Fahrzeuge, die zusätzlich muskelkraftbetrieben werden, wie Pedelecs, E-Bikes, Elektroroller, LEV(Light Electric Vehicle)s oder dergleichen.
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Ein derartiges Fahrzeug besitzt einen Rahmen. Am Rahmen ist wenigstens ein Rad angeordnet, im Allgemeinen befinden sich zwei oder mehr Räder am Rahmen. Für den Antrieb wenigstens eines Rades besitzt das Fahrzeug einen Elektroantriebsmotor. Der Elektroantriebsmotor wird von einem mittels einer Haltevorrichtung am Rahmen entnehmbar angeordneten Akkumulator, nachfolgend kurz Akku genannt, mit elektrischer Energie zu dessen Betrieb versorgt.
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Zwecks Entnahme des Akkus ist die Haltevorrichtung derart ausgebildet, dass der Akku durch Einlegen in der Haltevorrichtung einrastbar ist. Des Weiteren umfasst die Haltevorrichtung einen federbelasteten Riegel zum Einrasten des Akkus in der Haltevorrichtung, derart dass der Akku durch Bewegung des Riegels gegen die Federkraft zur Entnahme ausrastbar ist. Es besteht jedoch die Gefahr, dass der Akku unberechtigterweise entnommen und/oder gegebenenfalls entwendet wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Haltevorrichtung für den Akku am Rahmen derart weiterzuentwickeln, dass die unberechtigte Entnahme des Akkus erschwert ist. Insbesondere soll der Komfort für den Nutzer zusätzlich zum Diebstahlschutz am Fahrzeug verbessert sowie gegebenenfalls die Funktion Diebstahlschutz mit weiteren sinnvollen Funktionen erweitert werden.
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Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Fahrzeug durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Beim erfindungsgemäßen Fahrzeug ist ein elektrisch betätigbares Verriegelungselement vorgesehen. Das Verriegelungselement wirkt mit dem Riegel zu dessen Verriegelung, insbesondere zur Blockierung der Bewegung des Riegels, und/oder direkt mit dem Akku zu dessen Verriegelung, insbesondere zur Blockierung der Entnahme des Akkus, zusammen. In vorteilhafter Weise ist dadurch ein sicherer Diebstahlschutz für den Akku geschaffen, wobei dennoch eine komfortable Entnahmemöglichkeit des Akkus für den berechtigten Nutzer gegeben ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In einfacher sowie funktionssicherer Art und Weise kann das Verriegelungselement einen bewegbaren Bolzen umfassen. Der Bolzen kann wiederum zum verriegelnden Eingriff in eine Ausnehmung am Riegel und/oder am Akku ausgebildet sein. In komfortabler Weise kann der Bolzen mittels eines Elektromotors, eines Elektromagneten o. dgl. zum verriegelnden Eingriff und/oder zum Entriegeln bewegbar sein. Zweckmäßigerweise kann der Elektromotor, der Elektromagnet o. dgl. mittels eines Codes zur Bewegung des Bolzens aktivierbar sein.
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Für die komfortable Eingabe des Codes durch den Nutzer zur Aktivierung des Elektromotors, des Elektromagneten o. dgl. kann eine Eingabeeinheit in der Art eines HMI(Human Machine Interface) am Fahrzeug vorgesehen sein. Die Eingabeeinheit kann zwecks guter Zugänglichkeit am Lenker angeordnet sein. Ebenso kann für die Eingabe des Codes zur Aktivierung des Elektromotors, des Elektromagneten o. dgl. ein Berechtigungsträger vorgesehen sein. Zweckmäßigerweise kann es sich bei dem Berechtigungsträger um ein im Besitz des berechtigten Nutzers befindliches Smartphone, um ein vom berechtigten Benutzer getragenes Wearable, beispielsweise eine Smartwatch, einen Tag in der Art eines Anhängers o. dgl. handeln. In bevorzugter Weise kann die Übertragung des Codes vom Berechtigungsträger mittels einer Funkverbindung zur Eingabeeinheit(HMI) und/oder direkt zur Steuerung für den Elektromotor, den Elektromagneten o. dgl. erfolgen. Für die Funkverbindung kann insbesondere BTLE(Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication) o. dgl. gewählt werden, welche weitgehend standardisiert sind.
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Des Weiteren kann es sich zwecks Erhöhung der Diebstahlsicherheit anbieten, dass zusätzlich zum elektrisch betätigbaren Verriegelungselement für den Akku weitere Diebstahlschutzmaßnahmen für das Fahrzeug vorgesehen sind. Bei diesen weiteren Diebstahlschutzmaßnahmen kann es sich um das elektronische Sperren von Komponenten des Fahrzeugs, beispielsweise der Eingabeeinheit (HMI), der Motorsteuerung für den Elektroantriebsmotor, des Batteriemanagementsystems (BMS) für den Akku o. dgl., handeln. Und/oder es können auch separate Diebstahlschutzeinrichtungen für das Fahrzeug, beispielsweise ein Lenkerschloss, eine Getriebesperrung, ein Bewegungssensor, o. dgl., vorgesehen sein.
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Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist nachfolgendes festzustellen.
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In gewünschter Weise sollen Akkus an Pedelecs, E-Bikes und LEVs (Light Electric Vehicles) abnehmbar ausgestaltet sein. Daher müssen diese auch gegen unbefugtes Entfernen, sprich Diebstahl gesichert werden. Bei heutigen Lösungen ist ein mechanisches Schloss vorgesehen, das nur an bestimmten Orten am Fahrzeug angebracht werden kann. Das Schloss ist groß sowie sperrig, und es muss ein mechanischer Schlüssel mitgeführt werden. Zusätzlich ist das Schloss oftmals an einer Stelle, die schlecht einsehbar ist, wobei man sich bücken muss, angebracht. Es ist bei Dunkelheit daher schwer, den mechanischen Schlüssel einzuführen. Es soll eine Lösung angegeben werden, die einen komfortableren und dennoch sicheren Diebstahlschutz gewährleistet.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist das mechanische Schloss durch eine elektrische Verriegelung ersetzt. Hierbei ist die Verriegelung so gestaltet, dass es einen federbelasteten Riegel gibt, der beim Einführen bzw. Aufsetzen des Akkus einrastet, und dadurch den Akku vor dem Herausfallen hindert. Diese mechanische Verriegelung ist so gestaltet, dass auch unter extremen Bedingungen, beispielsweise Geländefahrt, Sprüngen, Schlägen, Sturz, Fahren auf Kopfsteinpflaster o. dgl., ein unbewusstes Lösen des Akkus nicht auftritt. Wird das Fahrzeug gegen unberechtigte Nutzung gesichert, so verriegelt ein elektrisch betätigtes Verriegelungselement, welches auf den mechanischen Verriegelungsmechanismus oder direkt auf den Akku wirkt, den Akku.
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Die Aktivierung des elektrischen Verriegelungselements kann mittels einer Eingabe am HMI des Fahrzeugs oder auch mittels eines Smart Phones, eines Wearables, eines Tags o. dgl. über eine Funkverbindung zum HMI und/oder direkt zur Motorsteuerung erfolgen. Bei der Funkverbindung kann es sich um BTLE, NFC o. dgl. handeln. Dieses mittels der Funkverbindung übertragene Signal bewirkt die Aktivierung des elektrischen Verriegelungselementes auf den Akku. Für die Freigabe des elektrischen Verriegelungselementes am Akku erfolgt der Ablauf entsprechend umgekehrt.
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Das Verriegeln des Akkus kann zusätzlich mit weiteren Diebstahlschutzmaßnahmen am Fahrzeug kombiniert werden. Bei diesen weiteren Diebstahlschutzmaßnahmen kann es sich um das elektronische Sperren von Komponenten des Fahrzeugzeugs, beispielsweise um das HMI, die Motorsteuerung, das Akku-BMS(Batterie-Management-System) o. dgl., handeln. Es können jedoch auch separate Diebstahlschutzeinrichtungen, beispielsweise ein Lenkradschloss, eine Getriebesperrung, ein Bewegungssensor o. dgl., vorgesehen sein.
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Geschaffen ist mittels der Erfindung eine den Schutz vor Diebstahl verbessernde elektrische Verriegelung für einen Akku an einem Fahrzeug.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass anders als bisher kein anfälliges mechanisches Schloss für den Akku benötigt wird, welches verschmutzen, korrodieren und/oder klemmen kann. Des Weiteren ist kein mechanischer Schlüssel für ein mechanisches Schloss am Akku erforderlich. Somit besteht auch nicht die Gefahr, dass der mechanische Schlüssel verloren geht, verbogen wird und/oder abgebrochen werden kann. Da ein mechanisches Schloss ein erhebliches Gewicht aufweist, bietet die Erfindung in vorteilhafter Weise auch ein geringeres Gewicht beim Diebstahlschutz für den Akku. Des Weiteren ergeben sich bessere Gestaltungsmöglichkeiten für den Akku und/oder den Rahmen des Fahrzeugs, insbesondere ein verbessertes Design. Darüber hinaus bietet die Erfindung einen wesentlichen Komfortgewinn für den Nutzer, indem das Verriegeln des Akkus automatisch beim Abschließen des Fahrzeugs erfolgen kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- 1 ein Fahrzeug mit einem in einer Haltevorrichtung befindlichen Akku in schematischer Ansicht,
- 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Fahrzeugs aus 1, wobei die Haltevorrichtung detailliert dargestellt ist, und
- 3 einen vergrößerten Detailausschnitt aus 2.
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In 1 ist ein Fahrzeug 1 mit einem Elektroantrieb zu sehen, bei dem es sich insbesondere um ein Fahrrad, ein Pedelec, ein E-Bike, einen Elektroroller o. dgl. handelt. Das Fahrzeug 1 besitzt einen Rahmen 2 und zwei am Rahmen 2 angeordnete Räder 3, 4. Und zwar besitzt das als Zweirad ausgestaltete Fahrzeug 1 ein Vorderrad 3 sowie ein Hinterrad 4. Am Fahrzeug 1 ist ein Tretkurbelantrieb 7 für den muskelkraftbetriebenen Antrieb des Hinterrades 4 durch den Benutzer vorgesehen. Des Weiteren weist das Fahrzeug 1 einen Elektromotor 5 zum Antrieb wenigstens eines Rades 4 auf. Vorliegend dient der Elektroantriebsmotor 5 zum Antrieb des Hinterrades 4. Selbstverständlich kann auch das Vorderrad 3 angetrieben sein, wie in 1 mit dem Elektromotor 6 dargestellt ist. Falls gewünscht kann ein Elektromotor (M1) 5 für das Hinterrad 4 sowie ein weiterer Elektromotor (M2) 6 für das Vorderrad 3 vorgesehen sein, so dass es sich dann um ein Allrad-Fahrzeug mit einem Allrad-Antrieb handelt. Alternativ oder auch ergänzend kann ein mit dem Tretkurbelantrieb 7 zusammenwirkender Elektromotor in der Art eines Mittelmotors vorgesehen sein, was jedoch nicht weiter gezeigt ist. Das Fahrzeug 1 ist somit muskelkraftbetrieben sowie motorunterstützt betreibbar.
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Bei dem Elektroantriebsmotor 5, 6 handelt es sich um einen von einem Akku 8 mit Energie versorgten Elektromotor in der Art eines Radnabenmotors. Der Akku 8 ist am Rahmen 2 angeordnet. Und zwar ist vorliegend der Akku 8 in einer Aufnahme 9 am Rahmen 2, genauer in einem Rahmenrohr des Rahmens 2, eingebaut. Der Akku 8 ist am Rahmen 2 und/oder in der Aufnahme 9 lösbar befestigt sowie vom Rahmen 2 und/oder aus der Aufnahme 9 entnehmbar. Zur Befestigung des Akkus 8 am Rahmen 2 und/oder in der Aufnahme 9 ist eine in 1 lediglich schematisch angedeutete Haltevorrichtung 10 am Rahmen 2 und/oder in der Aufnahme 9 vorgesehen.
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Die Haltevorrichtung 10 ist näher in 2 und 3 dargestellt. In 2 ist der in der Haltevorrichtung 10 befestigte Akku 8 zu sehen. Die Haltevorrichtung 10 ist derart ausgebildet, dass der Akku 8 durch Einlegen in der Haltevorrichtung 10 und Bewegung in Richtung des Pfeils 18 einrastbar ist. Hierzu umfasst die Haltevorrichtung 10 einen mittels einer Feder 12 belasteten Riegel 11 zum Einrasten des Akkus 8 in der Haltevorrichtung 10. Der Akku 8 ist durch Bewegung des Riegels 11 gegen die Kraft der Feder 12 zur Entnahme aus der Aufnahme 9 ausrastbar. Zur einfachen Ausrastung ist ein in 3 sichtbarer Druckknopf 19 zur Bewegung des Riegels 11 in Richtung des Doppelpfeils 20 vorgesehen, so dass der Akku 8 in Gegenrichtung zum Pfeil 18 entnehmbar ist.
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Zum Schutz vor Diebstahl des Akkus 8 ist ein elektrisch betätigbares Verriegelungselement 13 vorgesehen. Das Verriegelungselement 13 wirkt mit dem Riegel 11 zu dessen Verriegelung, und zwar zur Blockierung der Bewegung des Riegels 11 zusammen. Soweit gewünscht kann das Verriegelungselement 13 auch direkt mit dem Akku 8 zu dessen Verriegelung, und zwar zur Blockierung der Entnahme des Akkus 8 aus der Aufnahme 9, zusammenwirken, was jedoch nicht weiter gezeigt ist.
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Wie näher in 3 zu sehen ist, umfasst das Verriegelungselement 13 einen bewegbaren Bolzen 14. Der Bolzen 14 ist zum verriegelnden Eingriff in eine Ausnehmung 15 am Riegel 11 und/oder am Akku 8 ausgebildet. Der Bolzen 14 ist mittels eines Elektromotors 16 zum verriegelnden Eingriff und/oder zum Entriegeln in Richtung des Doppelpfeils 17 bewegbar. Anstelle des Elektromotors 16 kann auch ein Elektromagnet o. dgl. Verwendung finden, was jedoch nicht weiter gezeigt ist.
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Der Elektromotor 16 ist mittels eines Codes zur Bewegung des Verriegelungselements 13 in Richtung des Doppelpfeils 17 aktivierbar. Für die Eingabe des Codes zur Aktivierung des Elektromotors 16 ist eine Eingabeeinheit 21 in der Art eines HMI(Human Machine Interface) am Fahrzeug 1 vorgesehen, wie in 2 zu sehen ist. Die Eingabeeinheit 21 ist am Lenker 22 des Fahrzeugs 1 angeordnet. Der Code kann dann vom Nutzer direkt an einer Tastatur der Eingabeeinheit 21 eingegeben werden. Für die komfortablere Eingabe des Codes zur Aktivierung des Elektromotors 16 kann auch ein Berechtigungsträger 23 vorgesehen sein, wobei als Berechtigungsträger 23 ein Smartphone, ein Wearable, ein Tag o. dgl. Verwendung finden kann. Die Übertragung des Codes vom Berechtigungsträger 23 kann in einfacher Weise mittels einer Funkverbindung 24 zur Eingabeeinheit 21 erfolgen. Von der Eingabeeinheit 21 wird der Code, gegebenenfalls bereits im Hinblick auf die Berechtigung des Nutzers ausgewertet, dann zur Steuerung 25 für den Elektromotor 16 übertragen, so dass die Steuerung 25 den Elektromotor 16 zur Bewegung des Verriegelungselements 13 dann dementsprechend ansteuert. Selbstverständlich kann falls gewünscht die Funkübertragung 24 des Codes auch vom Berechtigungsträger 23 direkt zur Steuerung 25 für den Elektromotor 16 erfolgen. Bei der Funkverbindung 24 kann es sich um eine BTLE(Bluetooth Low Energy), eine NFC(Near Field Communication) o. dgl. Verbindung handeln.
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Zusätzlich zum elektrisch betätigbaren Verriegelungselement 13 für den Akku 8 können weitere Diebstahlschutzmaßnahmen, wie das elektronische Sperren von Komponenten des Fahrzeugs 1, vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine elektronische Sperre der Eingabeeinheit 21, der Motorsteuerung für den Elektroantriebsmotor 5, 6, des Batteriemanagementsystems (BMS) für den Akku 8 o. dgl. vorgesehen sein. Des Weiteren können auch separate Diebstahlschutzeinrichtungen für das Fahrzeug 1, beispielsweise ein Lenkerschloss, eine Getriebesperrung, ein Bewegungssensor 26 o. dgl., vorgesehen sein.
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Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Ansprüche definierten Erfindung. So kann das erfindungsgemäße Verriegelungselement 13 für den Akku 8 nicht nur in Fahrzeugen 1, wie Pedelecs oder E-Bikes oder Elektroroller, eingesetzt werden sondern kann auch in sonstigen LEV(Light Electric Vehicles)s, beispielsweise bei Dreirädern, Lastenfahrrädern, Quads o. dgl., Verwendung finden.
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Bezugszeichenliste
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- 1:
- Fahrzeug
- 2:
- Rahmen
- 3:
- Rad / Vorderrad
- 4:
- Rad / Hinterrad
- 5:
- Elektromotor / Elektroantriebsmotor
- 6:
- Elektromotor / Elektroantriebsmotor
- 7:
- Tretkurbelantrieb
- 8:
- Akku
- 9:
- Aufnahme (für Akku)
- 10:
- Haltevorrichtung
- 11:
- Riegel
- 12:
- Feder
- 13:
- Verriegelungselement
- 14:
- Bolzen
- 15:
- Ausnehmung (an Riegel)
- 16:
- Elektromotor
- 17:
- Doppelpfeil (für die Bewegung des Verriegelungselements)
- 18:
- Pfeil (für die Einrastung des Akkus)
- 19:
- Druckknopf
- 20:
- Doppelpfeil (für die Bewegung des Riegels)
- 21:
- Eingabeeinheit
- 22:
- Lenker (von Fahrzeug)
- 23:
- Berechtigungsträger
- 24:
- Funkverbindung / Funkübertragung
- 25:
- Steuerung (für Elektromotor)
- 26:
- Bewegungssensor
