ES2868957T3

ES2868957T3 - Vehículo con módulos de conductor y de propulsión separables

Info

Publication number: ES2868957T3
Application number: ES17773425T
Authority: ES
Inventors: Daniel Mercier; Alain Massicotte; Guillaume Auger
Original assignee: Bombardier Recreational Products Inc
Current assignee: Bombardier Recreational Products Inc
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: EP3436331B1; EP3436331A4; US20200079459A1; CN109070957B; EP3436331A1; US10967721B2; WO2017168399A1; CN109070957A

Abstract

Un vehículo (10) que comprende: un módulo de conductor (100); y un módulo de propulsión (200, 300, 400) conectado de manera selectiva al módulo de conductor, siendo los módulos de conductor y de propulsión separables el uno del otro como unidades independientes, comprendiendo el módulo de conductor: un bastidor (102) del módulo de conductor que define un canal (122); al menos una rueda delantera (12) conectada operativamente al bastidor del módulo de conductor; al menos un conjunto de suspensión delantero (126) que conecta operativamente la al menos una rueda delantera al bastidor del módulo de conductor; y un asiento (16) conectado al bastidor del módulo de conductor; comprendiendo el módulo de propulsión: un bastidor del módulo de propulsión (202); al menos una rueda trasera (14) conectada operativamente al bastidor del módulo de propulsión; al menos un conjunto de suspensión trasera que conecta operativamente la al menos una rueda trasera al bastidor del módulo de propulsión; un motor (228, 428) conectado operativamente a la al menos una rueda trasera; y un dispositivo de almacenamiento de energía (230, 330, 432) conectado operativamente al motor, caracterizado por que la al menos una parte del módulo de propulsión, y el dispositivo de almacenamiento de energía completo, están alojados en el canal cuando el módulo de propulsión está conectado al módulo de conductor.

Description

DESCRIPCIÓN

Vehículo con módulos de conductor y de propulsión separables

Campo de la tecnología

La presente tecnología está relacionada con un vehículo que tiene módulos de conductor y de propulsión separables.

Antecedentes

Para reducir el número de piezas, simplificar la fabricación y, por lo tanto, los costes, algunos fabricantes de vehículos utilizan una plataforma común para múltiples modelos de vehículos. En la industria del automóvil, una plataforma de este tipo incluye típicamente el bastidor inferior que define las ubicaciones para el motor y otros componentes, suspensiones, mecanismo de dirección, elementos de transmisión (es decir, ejes motrices, árbol de transmisión, etc.). Los componentes específicos del modelo, como por ejemplo las ruedas, el motor, la transmisión, el bastidor superior, la carrocería del vehículo, el interior del vehículo y otros sistemas, como por ejemplo los sistemas de admisión de aire, de escape y de combustible, se conectan a continuación a la plataforma.

Como se apreciará, todavía quedan muchos componentes por fijar a la plataforma. Asimismo, las dimensiones generales de todos los modelos de automóviles que utilizan la plataforma común vienen dictadas por la distancia entre ejes y el ancho de vía, que son fijos para la plataforma.

Además, aunque este tipo de plataforma es adecuada para automóviles, es menos adecuada para vehículos de movilidad más pequeños, como vehículos de dos ruedas o de tres ruedas con asiento de tipo sillín. Estos vehículos de movilidad pequeños tienen un tipo de bastidor diferente al de los automóviles. Este tipo de bastidor no permite necesariamente la fácil separación entre los componentes inferiores y los componentes superiores como en los automóviles. Además, estos vehículos de movilidad pequeños, debido a sus pequeños tamaños, tienen una disposición más compacta de sus componentes, lo que dificulta la separación de ciertos componentes en una unidad común que se utilizará en todos los modelos.

El documento EP 2505422 proporciona un vehículo eléctrico de tres ruedas en el que una caja de baterías ubicada en una carrocería trasera puede ser pequeña y se puede reducir el número de componentes. Una carrocería trasera incluye bastidores de la carrocería trasera unidos de una manera verticalmente oscilante con respecto a un bastidor de la carrocería y un chasis unido a los bastidores de la carrocería trasera mediante un eje de pivote en un lado delantero del vehículo de una manera verticalmente oscilante. Al menos baterías delantera y trasera están ubicadas en los bastidores de la carrocería trasera y un motor y unas ruedas traseras están soportados en el chasis. Las baterías delantera y trasera están alojadas en una caja de baterías fijada en los bastidores de la carrocería trasera, y una PDU como dispositivo de control de las baterías está ubicada en un lado delantero del vehículo de la caja de baterías. Un contactor que tiene una función de abrir y cerrar la conexión entre las baterías delantera y trasera y la PDU está ubicado en una cara lateral de la caja de baterías.

Por tanto, existe una necesidad de un vehículo en el que el concepto de la industria del automóvil de una plataforma común se haya adaptado a las limitaciones de los vehículos de movilidad más pequeños.

Compendio

Es un objeto de la presente tecnología mejorar al menos algunos de los inconvenientes presentes en la técnica anterior.

Un aspecto de la presente tecnología proporciona un vehículo que tiene un módulo de conductor y un módulo de propulsión caracterizados de acuerdo con la reivindicación 1. El módulo de conductor y el módulo de propulsión se pueden separar el uno del otro como unidades independientes. Al tener dos módulos independientes de este tipo, los diversos componentes del vehículo se pueden ensamblar a lo largo de dos cadenas de montaje diferentes para ensamblar los dos módulos que luego se conectan entre sí una vez que se completan ambos módulos.

Tener módulos de conductor y de propulsión independientes también permite al fabricante flexibilidad para crear fácilmente un gran número de modelos de vehículos a partir de un pequeño número de módulos de conductor y de módulos de propulsión, cada uno de los cuales comparte rasgos de conexión comunes.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el módulo de conductor también tiene un conjunto de dirección soportado por el bastidor del módulo de conductor y conectado operativamente a la al menos una rueda.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el canal está abierto en una parte inferior del mismo. Al menos la parte del módulo de propulsión cierra la parte inferior del canal cuando el módulo de propulsión está conectado al módulo de conductor.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el canal está dispuesto debajo del asiento.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, la al menos una rueda delantera son dos ruedas delanteras.

Una anchura del canal es menor que una distancia lateral entre las dos ruedas delanteras.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el módulo de propulsión se fija a una parte inferior del módulo de conductor para conectar el módulo de propulsión al módulo de conductor.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, cuando el módulo de propulsión está conectado al módulo de conductor, al menos uno del motor, el dispositivo de almacenamiento de energía y la al menos una rueda trasera está dispuesto debajo del asiento.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el módulo de conductor también tiene al menos un primer conector. El módulo de propulsión también tiene al menos un segundo conector. El al menos un primer conector está conectado al al menos un segundo conector cuando el módulo de propulsión está conectado al módulo de conductor para transmitir al menos una de energía eléctrica y señales electrónicas entre el módulo de conductor y el módulo de propulsión.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el motor es un motor eléctrico, el dispositivo de almacenamiento de energía es al menos una celda de batería, y el al menos un primer conector y el al menos un segundo conector son conectores de baja tensión.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el motor es un motor eléctrico, y el dispositivo de almacenamiento de energía es al menos una celda de batería.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el al menos un conjunto de suspensión trasera incluye un brazo oscilante que conecta de manera pivotante la al menos una rueda trasera al bastidor. El motor eléctrico está conectado a y se puede mover con el brazo oscilante.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el módulo de propulsión también tiene una unidad de control de carga conectada eléctricamente a la al menos una celda de batería, y un enchufe de carga conectado eléctricamente a la unidad de control de carga, permitiendo el enchufe de carga la conexión a una fuente de alimentación eléctrica externa.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el módulo de conductor también tiene un accionador de control de velocidad para ser accionado por un conductor del vehículo. El módulo de propulsión también tiene una unidad de control del motor conectada eléctricamente al motor eléctrico. La unidad de control del motor está conectada electrónicamente al accionador de control de velocidad.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el módulo de propulsión también tiene un conector de diagnóstico para la conexión a una herramienta externa de diagnóstico del vehículo. El conector de diagnóstico está conectado eléctricamente a al menos uno del motor eléctrico y la al menos una celda de batería.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el motor eléctrico está dispuesto longitudinalmente entre la al menos una celda de batería y la al menos una rueda trasera.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el motor es un motor de combustión interna, y el dispositivo de almacenamiento de energía es un depósito de combustible.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el módulo de propulsión también tiene una cámara de sobrepresión conectada de manera fluida al motor, y una transmisión que conecta operativamente el motor a la al menos una rueda trasera.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el depósito de combustible tiene un tapón de llenado de combustible desmontable. El tapón de llenado de combustible es accesible a través de una abertura existente en el módulo de conductor cuando el módulo de conductor está conectado al módulo de propulsión.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el módulo de conductor también tiene un compartimento de almacenamiento.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, la al menos una rueda trasera es una única rueda trasera.

En algunas implementaciones de la presente tecnología, el asiento es un asiento de tipo sillín.

Cada una de las implementaciones de la presente tecnología tiene al menos uno de los objetos y/o aspectos mencionados anteriormente, pero no tiene necesariamente todos ellos. Se debería entender que algunos aspectos de la presente tecnología que han resultado de intentar alcanzar el objeto mencionado anteriormente pueden no cumplir este objeto y/o pueden cumplir otros objetos no mencionados específicamente en esta memoria.

Rasgos, aspectos y ventajas adicionales y/o alternativos de las implementaciones de la presente tecnología resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción, de los dibujos que la acompañan y de las reivindicaciones adjuntas. Breve descripción de los dibujos

Para una mejor comprensión de la presente tecnología, así como de otros aspectos y rasgos adicionales de la misma, se hace referencia a la siguiente descripción que se debe utilizar en conjunto con los dibujos adjuntos, donde:

La Figura 1 es una vista en alzado del lado izquierdo de un vehículo de tres ruedas que tiene un asiento de tipo sillín; La Figura 2 es una vista en alzado del lado izquierdo del vehículo de la Figura 1 con algunos de los paneles de la carrocería y el asiento retirados;

La Figura 3 es una vista en perspectiva tomada desde un lado frontal, izquierdo, de los componentes del vehículo de la Figura 2;

La Figura 4 es una vista en planta desde abajo de los componentes del vehículo de la Figura 2;

La Figura 5 es una vista en perspectiva tomada desde un lado superior, posterior, derecho, de un módulo de conductor del vehículo de la Figura 1 con algunos de los paneles de la carrocería y el asiento retirados;

La Figura 6 es una vista en perspectiva tomada desde un lado inferior, posterior, derecho, de los componentes del módulo de conductor de la Figura 5;

La Figura 7 es una vista en perspectiva tomada desde un lado posterior, derecho, de un módulo de propulsión del vehículo de la Figura 1;

La Figura 8 es una vista en alzado del lado izquierdo del vehículo de la Figura 1 con los componentes del módulo de conductor de la Figura 5 y del módulo de propulsión de la Figura 7 separados los unos de los otros;

La Figura 9 es una vista en planta desde abajo del vehículo de la Figura 1 con los componentes del módulo de conductor de la Figura 5 y del módulo de propulsión de la Figura 7 separados los unos de los otros;

La Figura 10 es una vista en alzado del lado izquierdo de una implementación alternativa de un módulo de propulsión del vehículo de la Figura 1; y

La Figura 11 es una vista en alzado del lado izquierdo de otra implementación alternativa de un módulo de propulsión del vehículo de la Figura 1.

Descripción detallada

Con referencia a las Figuras 1 a 3, un vehículo 10 tiene dos ruedas delanteras 12, una única rueda trasera 14. El vehículo 10 está provisto de un asiento 16 de tipo sillín que tiene una parte 18 de conductor y una parte 20 de pasajero. Como se puede ver, la parte de pasajero 20 está provista de un respaldo 22 en una parte trasera de la misma. La mayor parte de la rueda trasera 14 está dispuesta debajo del asiento 16. Se proporcionan reposapiés 24 a cada lado del asiento 16 de tipo sillín para alojar a los pies de conductor del vehículo 10.

Un conjunto de dirección 26 está conectado operativamente a las ruedas delanteras 12 para dirigir el vehículo 10. El conjunto de dirección 26 incluye un manillar 28 dispuesto por delante del asiento 16 de tipo sillín. El manillar 28 tiene una palanca 30 de control de velocidad utilizada por el conductor para controlar una velocidad del vehículo 10 y una palanca 32 de freno utilizada por el conductor para frenar el vehículo 10. Se contempla que la palanca 30 de control de velocidad podría ser sustituida por otro tipo de accionador de control de velocidad como por ejemplo un puño giratorio o un pedal de control de velocidad. De manera similar, se contempla que la palanca 32 de freno podría ser sustituida por otro tipo de accionador de freno tal como un pedal de freno. También se contempla que el manillar 28 podría ser sustituido por un volante u otro tipo de dispositivo de control de la dirección.

El vehículo 10 tiene varios paneles de carrocería 34 que definen una carcasa exterior del vehículo 10. Espejos retrovisores 36 se extienden lateralmente desde los paneles de carrocería 34 a cada lado del manillar 28. Un parabrisas 38 está dispuesto encima de un panel de carrocería delantero 34 por delante del manillar 28 para desviar el viento cuando el vehículo 10 se mueve hacia delante. Entre el parabrisas 38 y el manillar 28 se proporciona longitudinalmente un grupo de pantallas 40. El grupo de pantallas 40 tiene diferentes pantallas para mostrar información al conductor, como la velocidad del vehículo, el nivel de carga de la batería y similares. El vehículo 10 también tiene un capó 42 que se puede hacer bascular para abrirlo para acceder a un compartimento de almacenamiento 43 (mostrado con líneas de puntos en la Figura 1). También se proporcionan faros 44 a ambos lados del vehículo 10.

El vehículo 10 tiene muchas otros rasgos y componentes, algunos de los cuales se describirán con mayor detalle más adelante.

Como se muestra en las Figuras 8 y 9, el vehículo 10 se puede separar en dos módulos independientes 100, 200.

Todos los componentes del vehículo 10 se proporcionan en los módulos 100, 200. Al módulo 100 se le denomina en esta memoria módulo de conductor 100. Al módulo 200 se le denomina en esta memoria módulo de propulsión 200. El módulo de conductor 100 incluye las ruedas delanteras 12, los paneles de carrocería 34, el capó 42, los faros 44 y los componentes del vehículo 10 proporcionados para el conductor tales como el asiento 16, los reposapiés 24, el conjunto de dirección 26, las palancas 30, 32, los espejos retrovisores 36, el parabrisas 38 y el grupo de pantallas 40, de ahí el nombre de módulo de conductor 100. El módulo de propulsión 200 incluye la rueda trasera 14 y los componentes del vehículo 10 utilizados para impulsar la rueda trasera 14 y propulsar el vehículo 10, de ahí el nombre de módulo de propulsión 200. Se contempla que un pequeño número de componentes del vehículo 10 se podrían proporcionar independientemente de los dos módulos 100, 200. Se contempla que los módulos 100, 200 podrían no tener todos los componentes enumerados anteriormente. Los módulos 100, 200 se describirán con mayor detalle más adelante.

Al tener dos módulos independientes 100, 200 de este tipo, los diversos componentes del vehículo 10 se pueden ensamblar a lo largo de dos cadenas de montaje diferentes para ensamblar los dos módulos 100, 200 que luego se conectan entre sí una vez que se completan ambos módulos 100, 200.

Tener módulos de conductor y de propulsión independientes 100, 200 también permite al fabricante flexibilidad para crear fácilmente un gran número de modelos de vehículos a partir de un pequeño número de módulos de conductor y de módulos de propulsión, cada uno de los cuales comparte rasgos de conexión comunes. Por ejemplo, el fabricante podría tener un módulo de conductor "touring" que hace hincapié en la comodidad y el almacenamiento, como el que se ilustra en la Figura 1, y un módulo de conductor “sport” que hace hincapié en la aerodinámica y el bajo peso. En este mismo ejemplo, el fabricante podría proporcionar un módulo de propulsión eléctrica como el ilustrado en la Figura 7 y un módulo de propulsión de combustión interna como el ilustrado en la Figura 11. A partir de estos dos módulos de conductor y dos módulos de propulsión, el fabricante puede producir cuatro modelos diferentes de vehículo.

Se contempla que los módulos de conductor y de propulsión también se puedan proporcionar en diferentes colores y paquetes de opciones, ofreciendo de este modo aún más combinaciones diferentes. También se contempla que se podrían proporcionar módulos de conductor que tuvieran una única rueda delantera 12. También se contemplan módulos de conductor que tengan un asiento para alojar a un único conductor o a más de dos ocupantes y/o que tengan un tipo de asiento(s) diferente. También se contemplan módulos de conductor que tengan diferentes longitudes y anchuras. También se contemplan módulos de propulsión que tengan paquetes de potencia de diferentes tamaños que ofrezcan diferentes autonomías, como los que se muestran en las Figuras 5 y 10, y/o motores eléctricos/motores de combustión más o menos potentes. También se contempla que se podrían proporcionar módulos de propulsión que tuvieran dos ruedas traseras 14. También se contemplan módulos de propulsión que tengan diferentes longitudes y anchuras.

A continuación se describirán ahora con mayor detalle el módulo de conductor 100 y el módulo de propulsión 200. Módulos de propulsión 300 y 400 que son implementaciones alternativas del módulo de propulsión 200 y que se pueden conectar al módulo de conductor 100 se describirán con mayor detalle más adelante con respecto a las Figuras 10 y 11.

Con referencia a las Figuras 5 y 6, el módulo de conductor 100 tiene un bastidor 102 del módulo de conductor. El bastidor 102 del módulo de conductor tiene paredes laterales 104 izquierda y derecha. Una pared delantera 106 se extiende entre y está conectada a las paredes laterales 104 izquierda y derecha en una parte frontal de las mismas. Un conjunto de bastidor 108 del asiento está conectado a una parte superior de las paredes laterales 104 izquierda y derecha en una parte trasera de las mismas. El conjunto de bastidor 108 del asiento se extiende hacia arriba y hacia atrás desde las paredes laterales 104 izquierda y derecha. El conjunto de bastidor 108 del asiento proporciona la estructura para la fijación del asiento 18 al vehículo 10. Los reposapiés izquierdo y derecho 24 se extienden lateralmente hacia afuera desde los bordes inferiores de las paredes laterales 104 izquierda y derecha, respectivamente. Como se ve mejor en la Figura 2 para el reposapiés 24 izquierdo, cada reposapiés 24 tiene una parte central 110 que se extiende ligeramente hacia arriba desde una parte trasera hasta una parte delantera de la misma, una parte delantera 112 que se extiende hacia adelante y hacia arriba desde la parte central 110, y una parte trasera 114 que se extiende hacia atrás y hacia arriba desde la parte central 110. El bastidor 102 del módulo de conductor también tiene un soporte 116 generalmente piramidal conectado a la parte superior de las paredes laterales 104 izquierda y derecha en la parte delantera de las mismas. Un mástil de dirección 118 está conectado a una parte delantera del soporte 116 y se extiende hacia arriba y hacia atrás. El mástil de dirección 118 soporta una parte del conjunto de dirección 26 como se explicará con mayor detalle más adelante. Una escuadra 120 está conectada a y se extiende lateralmente entre la parte superior de las paredes laterales 104 izquierda y derecha en una posición longitudinalmente entre el conjunto de bastidor 108 del asiento y el soporte 116. Las paredes laterales 104, el conjunto de bastidor 108 del asiento, la escuadra 120 y el soporte 116 definen un canal 122, que se ve mejor en la Figura 6, que aloja en su interior a una parte del módulo de propulsión 200 cuando el módulo de conductor 100 y el módulo de propulsión 200 están conectados entre sí. El canal 122 está dispuesto debajo del asiento 16, está abierto en una parte trasera del mismo y está parcialmente cerrado en una parte delantera del mismo por la pared delantera 106. Como se puede ver en la Figura 6, la anchura del canal 122 es menor que una distancia lateral entre las ruedas delanteras 12. El bastidor 102 del módulo de conductor también incluye un conjunto de bastidor de suspensión 124 conectado a la parte delantera de las paredes laterales 104 izquierda y derecha lateralmente por fuera del canal 122. Conjuntos de suspensión delanteros izquierdo y derecho 126 conectan las ruedas delanteras 12 izquierda y derecha al conjunto de bastidor de suspensión 124 como se describirá con mayor detalle más adelante. La pared delantera 106, y por tanto el extremo delantero del canal 122, está entre los conjuntos de suspensión delanteros izquierdo y derecho 126. Los paneles 34 de la carrocería están conectados al bastidor 102 del módulo de conductor.

Cada rueda delantera 12 está conectada a un cubo (no mostrado) que está conectado con el giro permitido a un pivote de dirección 128 (véanse las Figuras 3 y 6). Cada rueda delantera 12 está provista de un conjunto de freno de disco 130 que se acciona por medio de la palanca 32 de freno proporcionada en el manillar 28. Como se describió anteriormente, cada rueda delantera 12 está conectada operativamente al conjunto de bastidor de suspensión 124 por medio de un conjunto de suspensión delantero 126. Cada conjunto de suspensión delantero 126 tiene un triángulo de suspensión superior 132, un triángulo de suspensión inferior 134 y un amortiguador 136. Cada pivote de dirección 128 está conectado de manera pivotante entre los extremos lateralmente exteriores de sus correspondientes triángulos de suspensión superior e inferior 132, 134 de tal manera que la correspondiente rueda delantera 12 se puede dirigir. Los extremos lateralmente interiores de los triángulos de suspensión superior e inferior 132, 134 están conectados de manera pivotante al conjunto de bastidor de suspensión 124. Cada amortiguador 136 está conectado de manera pivotante entre su triángulo de suspensión inferior 132 correspondiente y el conjunto 124 de bastidor de suspensión. Una barra de torsión 138 tiene una parte central conectada de manera pivotante a la parte delantera del conjunto 124 de bastidor de suspensión. Los extremos de la barra de torsión 138 están conectados de manera pivotante a los dos triángulos de suspensión inferiores 134.

Como se describió anteriormente, el conjunto de dirección 26 incluye el manillar 28. El manillar 28 está conectado de manera pivotante a la parte superior del mástil 118. Un eje (no mostrado) está conectado al manillar 28 y se extiende a través del mástil 118. Este eje está conectado a una junta universal 140 que está conectada a una columna de dirección 142. La columna de dirección 142 se extiende delante del mástil 118. El extremo inferior de la columna de dirección 142 está alojado dentro del conjunto de bastidor de suspensión 124 entre los conjuntos de triángulos de suspensión superiores e inferiores 132, 134 izquierdo y derecho y delante de la pared delantera 106. El extremo inferior de la columna de dirección 142 está conectado a un brazo Pitman (no mostrado) que está conectado operativamente a una barra de acoplamiento izquierda 144 y a una barra de acoplamiento derecha 144. Los extremos lateralmente exteriores de las barras de acoplamiento 144 están conectados de manera pivotante a su correspondiente pivote de dirección 128. Como resultado, cuando el conductor hace girar el manillar 28, las ruedas delanteras 12 se dirigen en una dirección correspondiente.

El módulo de conductor 100 también tiene un par de conectores 146 de baja tensión (Figura 6). En una implementación, los conectores 146 son conectores de 12 voltios. Los conectores 146 sirven para conectar los componentes eléctricos y electrónicos del módulo de conductor 100, tales como la pantalla indicadora 40, los faros 44, una unidad de asistencia a la dirección (no mostrada), un sistema de estabilidad del vehículo (no mostrado), las palancas 30, 32, y cualquier sensor proporcionado en el módulo de conductor 100, como por ejemplo un sensor de posición de la dirección, al módulo de propulsión 200, como se describirá con mayor detalle a continuación. Se contempla que se podrían proporcionar más o menos de dos conectores 146.

Con referencia a la Figura 7, el módulo de propulsión 200 tiene un bastidor 202 del módulo de propulsión. El bastidor 202 del módulo de propulsión tiene una placa de base 204. Una pared lateral derecha 206 y una pared delantera 208 están conectadas a la parte derecha y a la parte delantera de la placa de base 204, respectivamente. Una escuadra lateral izquierda 210 está conectada al lado izquierdo de la placa de base 204 en alineación longitudinal con la parte posterior de la pared lateral derecha 206. Escuadras traseras izquierda y derecha 212 están conectadas a la izquierda y a la derecha de la placa de base 204, respectivamente, detrás de la escuadra lateral izquierda 210 y de la pared lateral derecha 206, respectivamente. Un brazo de conexión 214 derecho está conectado entre el extremo superior del extremo trasero de la pared lateral derecha 206 y el extremo superior de la escuadra trasera derecha 212. Un brazo de conexión 214 izquierdo está conectado entre los extremos superiores de la escuadra lateral izquierda 210 y de la escuadra trasera izquierda 212. Un elemento de bastidor tubular 216 está conectado entre los extremos superiores de las escuadras traseras 212.

Un brazo oscilante 218 está formado por partes de brazo oscilante izquierda y derecha 218a, 218b. Las partes de brazo oscilante izquierda y derecha 218a, 218b están conectadas de manera pivotante a las escuadras traseras izquierda y derecha 212, respectivamente. Topes 220 conectados a la parte superior de las partes de brazo oscilante 218a, 218b hacen contacto con los escuadras traseras 212 cuando el brazo oscilante 218 pivota hacia arriba una cierta cantidad para limitar el recorrido del brazo oscilante 218. La rueda trasera 14 está dispuesta entre las partes de brazo oscilante 218a y 218b y está conectada con el giro permitido a las partes traseras de las partes de brazo oscilante 218a, 218b. En el lado derecho de la rueda trasera 14 se proporciona un conjunto de freno de disco 222. El conjunto de freno de disco 222 se acciona en respuesta al accionamiento de la palanca 32 de freno cuando los módulos de conductor y de propulsión 100, 200 están conectados entre sí. Un elemento de bastidor tubular 224 está conectado entre las partes superiores de las partes de brazo oscilante 218a, 218b delante de la rueda trasera 14. Un amortiguador 226 está conectado entre el elemento de bastidor tubular 224 y el elemento de bastidor tubular 216, formando de este modo un conjunto de suspensión trasera.

Un motor eléctrico 228 está dispuesto en el espacio entre las partes de brazo oscilante izquierda y derecha 218a, 218b y delante de la rueda trasera 14. El motor eléctrico 228 está dispuesto cerca del brazo oscilante izquierdo 218a (véase la Figura 4) y pivota con el brazo oscilante 218 con respecto al bastidor 202 del módulo de propulsión. Cuando los módulos de conductor y de propulsión 100, 200 están conectados entre sí, el motor eléctrico 228 está dispuesto debajo del asiento 16. El motor eléctrico 228 impulsa la rueda trasera 14 a través de una correa dentada y de piñones (no mostrados) proporcionados en el eje de salida del motor 228 y en el lado izquierdo de la rueda trasera 14. Se contempla que el motor eléctrico 228 podría impulsar la rueda trasera a través de una cadena en lugar de una correa dentada.

También se contempla que la correa dentada y los piñones podrían ser sustituidos por otro mecanismo de transmisión de par como, por ejemplo, un juego de engranajes. Se contempla que el motor eléctrico 228 podría estar conectado cerca de la parte de brazo oscilante derecha 218b o centralmente dentro del brazo oscilante 218. El motor eléctrico 228 se controla en respuesta al accionamiento de la palanca 30 de control de velocidad cuando los módulos de conductor y de propulsión 100, 200 están conectados entre sí.

El dispositivo de almacenamiento de energía utilizado para alimentar al motor eléctrico 228 es un paquete de baterías de alta tensión 230 que contiene una pluralidad de celdas de batería y un sistema de gestión de la batería (no mostrado) para, entre otras cosas, monitorizar la carga y la temperatura de las celdas. En una implementación, el paquete de baterías 230 es un paquete de baterías de 96 voltios, pero se contemplan otras tensiones. Los componentes eléctricos de alta tensión, principalmente el paquete de baterías 230 y el motor eléctrico 228, están todos ubicados en el módulo de propulsión 200. De esta manera, el mantenimiento del módulo de conductor 100 se simplifica al eliminar las preocupaciones asociadas con la alta tensión. El paquete de baterías 230 se monta en la placa de base 204 y linda con la pared lateral derecha 206 y con la pared delantera 208. Cuando los módulos de conductor y de propulsión 100, 200 están conectados entre sí, el paquete de baterías 230 está dispuesto debajo del asiento 16. Por encima del paquete de baterías 230 se proporciona una placa 232. Una unidad de control de carga 234 se proporciona en la placa 232 y está conectada eléctricamente a las celdas de batería del paquete de baterías 230. Se proporciona un enchufe de carga 236 en la placa 232 por delante de la unidad de control de carga 234. El enchufe de carga 236 está conectado eléctricamente a la unidad de control de carga 234. Cuando el enchufe de carga 236 está conectado a una fuente de alimentación eléctrica externa, por ejemplo mediante un cable de alimentación enchufado a una toma eléctrica de pared, la unidad de control de carga 234 controla la corriente y la tensión que se proporcionan a las celdas de batería del paquete de baterías 230 para recargarlas uniformemente y para evitar la sobrecarga y/o el sobrecalentamiento de las baterías. Como se puede ver en las Figuras 2 y 3, el enchufe de carga 236 está dispuesto en un espacio abierto en la parte superior del bastidor 102 del módulo de conductor delante de la escuadra 120 cuando los módulos 100, 200 están conectados entre sí, haciendo así al enchufe de carga 236 fácilmente accesible.

El paquete de baterías 230 también suministra alimentación eléctrica a componentes del vehículo 10 distintos del motor eléctrico 228. Un convertidor CC-CC 238 está conectado eléctricamente entre el paquete de baterías 230 y estos componentes para suministrar electricidad a estos componentes a un nivel de tensión menor que la suministrada directamente desde el paquete de baterías 230. En una implementación, el convertidor CC-CC 238 convierte la tensión de 96 voltios del paquete de baterías 230 en tensión de 12 voltios. El convertidor CC-CC 238 está dispuesto en la placa de base 204, detrás del paquete de baterías 230 y debajo del elemento de estructura tubular 216. Para suministrar energía eléctrica a los componentes eléctricos situados en el módulo de conductor 100, como el grupo de pantallas 40 y los faros 44, el convertidor CC-CC 238 está conectado a un conector 240 de bajo tensión situado en el módulo de propulsión 200 que está conectado a uno de los conectores 146 mencionados anteriormente situados en el módulo de conductor 100 que está conectado a estos componentes eléctricos situados en el módulo de conductor 100.

Se proporciona una unidad de control del motor 242 en la placa de base 204, detrás del paquete de baterías 230 y delante del convertidor CC-CC 238. La unidad de control del motor 242, como su nombre sugiere, controla el funcionamiento del motor eléctrico 228. La unidad de control del motor 242 recibe energía eléctrica del paquete de baterías 230 y controla su suministro al motor eléctrico 228 en base a señales electrónicas recibidas desde diversos sensores (no mostrados) proporcionados en el vehículo 10 y desde la palanca 30 de control de velocidad. Para recibir las señales electrónicas procedentes de la palanca 30 de control de velocidad que se proporciona en el módulo de conductor 100, la unidad de control del motor 242 está conectada a otro conector 240 de baja tensión situado en el módulo de propulsión 200 que está conectado a uno de los conectores 146 mencionados anteriormente situados en el módulo de conductor 100 que está conectado a la palanca 30 de control de velocidad. Este conector 146 también está conectado a sensores (no mostrados) situados en el módulo de conductor 200 para proporcionar señales electrónicas desde estos sensores a la unidad de control del motor 242. Este conector 146 también está conectado al grupo de pantallas 40 de tal manera que el grupo de pantallas 40 puede recibir señales electrónicas procedentes de la unidad de control del motor 242 y del paquete de baterías 230 para mostrar la información asociada al conductor, como por ejemplo la velocidad del vehículo y el estado de carga. En una implementación, los conectores 240 de baja tensión son conectores de 12 voltios. Las señales electrónicas se intercambian entre la unidad de control del motor 242, los sensores, la palanca 30 de control de velocidad y el grupo de visualización 40 utilizando el protocolo de comunicación CAN (red de área de controlador), pero se contempla que se podrían utilizar otros protocolos de comunicación. Se contempla que se podrían proporcionar más o menos de dos conectores 240.

Para proporcionar protección contra sobrecorrientes a los diversos componentes eléctricos del vehículo 10, se proporciona una caja de fusibles 244. La caja de fusibles 244 está dispuesta encima de la unidad de control del motor 242. Los fusibles situados en la caja de fusibles 244 están conectados eléctricamente entre el paquete de baterías 230 o el convertidor CC-CC 238 y sus componentes eléctricos asociados. Como se puede ver en la Figura 3, la caja de fusibles 244 está dispuesta en un espacio abierto en la parte superior del bastidor 102 del módulo de conductor detrás de la escuadra 120 cuando los módulos 100, 200 están conectados entre sí, haciendo así la caja de fusibles 244 fácilmente accesible por medio de, por ejemplo, la retirada del asiento de tipo sillín 16.

En el módulo de propulsión 200 también se proporciona un conector de diagnóstico 246. El conector de diagnóstico 246 está conectado eléctricamente al motor eléctrico 228 a través de la unidad de control del motor 242, a la unidad de control del motor 242, y al paquete de baterías 230 a través del sistema de gestión de la batería. El conector de diagnóstico 246 permite la conexión a una herramienta externa de diagnóstico del vehículo 248 de tal manera que un técnico que está realizando el mantenimiento del vehículo 10 puede obtener fácilmente información de diagnóstico del vehículo 10.

Para permitir la conexión del módulo de propulsión 200 al módulo de conductor 100, la placa de base 204 tiene cuatro aberturas en cada lado lateral de la misma en las que se insertan elementos de fijación roscados 250 hacia arriba, desde debajo de la placa de base 204. Los elementos de fijación 250 (y las aberturas) están en los bordes 252 de la placa de base 204 que están dispuestos lateralmente entre los lados laterales de la placa de base 204 y el paquete de baterías 230, como se puede ver en la Figura 7 para las cuatro aberturas derechas y los cuatro elementos de fijación derechos 250. Como se puede ver en la Figura 6, el módulo de conductor 100 está provisto de cuatro aberturas roscadas 150 correspondientes en cada lado del canal 122 en una parte inferior del bastidor 102 del módulo de conductor. Más específicamente, las aberturas roscadas izquierda y derecha 150 situadas más hacia adelante se proporcionan en una parte inferior del conjunto de bastidor de suspensión 124 y las tres aberturas roscadas izquierdas y derechas 150 restantes se proporcionan en la parte inferior de la pared lateral 104 izquierda y derecha, respectivamente. El módulo de propulsión 200 está provisto además de aberturas adicionales (no mostradas) a través del extremo superior de cada una de las escuadras 212 a cada lado del elemento de estructura tubular 216. Elementos de fijación roscados 254 se insertan hacia adelante, desde detrás de cada escuadra 212 en aberturas roscadas 152 correspondientes (solo una de las cuales se muestra en la Figura 6) proporcionadas en pestañas traseras 154 (Figura 6) de la pared lateral 104 izquierda y derecha.

Para conectar el módulo de propulsión 200 al módulo de conductor 100, el módulo de propulsión 200 se coloca sobre un soporte (no mostrado), como por ejemplo un gato, de tal manera que la placa de base 204 esté generalmente horizontal. A continuación se coloca el módulo de conductor 100 en el módulo de propulsión 200 de tal manera que el paquete de baterías 230 y los otros componentes de la placa de base 204 se alojen en el canal 122 y de tal manera que la parte inferior de las paredes laterales 104 descanse sobre los bordes 252 de la placa base 204. A continuación se ajusta la posición del módulo de conductor 100 para alinear las aberturas 150 con las aberturas correspondientes situadas en la placa de base 204. Los elementos de fijación roscados 250 se insertan entonces en las aberturas situadas en la placa de base 204 y en las aberturas roscadas 150 de tal manera que la placa de base 204 cierre la parte inferior del canal 122. A continuación se insertan los elementos de fijación roscados 254 en las aberturas situadas en las escuadras finales 212 y en las aberturas roscadas 152. Los conectores 240 se conectan entonces a los conectores 146. También se contempla que esté conectada una línea de freno hidráulico o mecánico para conectar el conjunto de freno de disco 222 a la palanca 32 de freno, una parte de la cual está en el módulo de conductor 100 y una parte de la cual está en el módulo de propulsión 200. Finalmente, se retira el soporte.

Para desconectar el módulo de propulsión 200 del módulo de conductor 100, el soporte se coloca debajo de la placa de base 204 del módulo de propulsión 200. A continuación, los conectores 240 se desconectan de los conectores 146. A continuación, se sueltan los elementos de fijación 250, 254. El módulo de conductor 100 se puede separar entonces del módulo de propulsión 200. Finalmente, se retira el soporte, si se desea.

Pasando ahora a las Figuras 10 y 11, se describirán los módulos de propulsión 300 y 400, que son una implementación alternativa de los módulos de propulsión 200. Por simplicidad, los componentes de los módulos de propulsión 300 y 400 que son iguales que los del módulo de propulsión 200 se han etiquetado con los mismos números de referencia y no se describirán de nuevo. Como se debería apreciar, los módulos de propulsión 300 y 400 tienen ambos la placa de base 204 y las aberturas para los elementos de fijación 250 y, de esta manera, ambos se pueden conectar al módulo de conductor 100 de la misma manera que el módulo de propulsión 200.

El módulo de propulsión 300 se muestra en la Figura 10. El módulo de propulsión 300 es idéntico al módulo de propulsión 200 excepto en que el paquete de baterías 230 ha sido sustituido por un paquete de baterías 330 más pequeño. De esta manera, la parte frontal del paquete de baterías 330 está separada de la pared delantera 208. En el módulo de propulsión 200, el paquete de baterías 230 es un paquete de baterías de 96 voltios. El paquete de baterías 330 es una batería de 48 voltios. También se contemplan paquetes de baterías de otras tensiones. También se contempla que el paquete de baterías 330 podría ser más pequeño en tamaño pero no en tensión utilizando baterías de mayor capacidad. Se contempla que el espacio entre la pared delantera 208 y el paquete de baterías 330 podría utilizarse para proporcionar un contenedor de almacenamiento. También se contempla que un paquete de baterías alternativo podría tener el mismo tamaño que el paquete de baterías 230 pero estar compuesto por diferentes celdas de batería que tuvieran una densidad de energía mayor o menor y, por lo tanto, una tensión mayor o menor.

El módulo de propulsión 400 se muestra en la Figura 11. En el módulo de propulsión 400, el motor eléctrico 228, el paquete de baterías 230 y sus componentes asociados se han sustituido para proporcionar al módulo de propulsión 400 un tipo de motor diferente. Este motor es un motor 428 de combustión interna de cuatro tiempos. Se contempla que se podrían proporcionar otros tipos de motores de combustión interna, como por ejemplo un motor de combustión interna de dos tiempos. Para hacer funcionar el motor 428, se requieren muchos componentes. Los principales se describen a continuación.

Una unidad de control 442 que recibe señales de los diversos sensores y de la palanca 30 de control de velocidad controla el funcionamiento del motor 428. La unidad de control 442 está montada en la placa de base 204 adyacente a un lado posterior de la pared delantera 208. Una batería 430 está montada en la placa de base 204 detrás de la unidad de control 442. La batería 430 proporciona la alimentación eléctrica necesaria para accionar un motor de arranque (no mostrado) del motor 428 que se utiliza para arrancar el motor 428. Un depósito de combustible 432 está montado en la placa de base 204 detrás de la batería 430. El depósito de combustible 432 almacena el combustible que se va a suministrar al motor 428, de esta manera, el depósito de combustible 432 actúa como el dispositivo de almacenamiento de energía en el módulo de propulsión 400. Un cuello de llenado de combustible 436 del depósito de combustible 432 está convenientemente ubicado esencialmente en la misma posición que el enchufe de carga 236 del módulo de propulsión 200 para que también sea fácilmente accesible cuando el módulo de propulsión 400 está conectado al módulo de conductor 100. Una cámara de sobrepresión 440 está montada en la placa de base 204 detrás del depósito de combustible 432 y delante del motor 428. La cámara de sobrepresión 440 separa del aire el agua, el polvo y la suciedad y filtra el aire que se suministrará al motor 428. El aire procedente de la cámara de sobrepresión 440 pasa a través de un cuerpo de mariposa 444 que controla el flujo de aire hacia el motor 428 y a continuación entra en el motor 428. Los gases de escape del motor 428 pasan a través de un tubo de escape 446, luego a través de un silenciador (no mostrado) dispuesto a la derecha del brazo oscilante derecho 218, y a continuación son expulsados a la atmósfera. Se contempla que la posición de los componentes anteriores en la placa de base 204 podría ser diferente de lo que se ha descrito.

El eje de salida 448 del motor 428 acciona un piñón 450. El piñón 450 impulsa otro piñón (no mostrado) conectado a un eje de entrada (no mostrado) de una transmisión automática o semiautomática 452 a través de una correa 454. Se contempla que se podrían utilizar otros mecanismos para impulsar la transmisión 452 desde el motor 428. La transmisión 452 está montada en la placa de base 204 detrás del motor 428 y lateralmente entre las escuadras 212. La transmisión 452 impulsa la rueda trasera 14 de una manera similar a la utilizada para impulsar la rueda trasera 14 desde el motor eléctrico 228.

Como se debería apreciar, los componentes anteriores del módulo de propulsión 400 están colocados sobre la placa de base 204 de tal manera que pueden encajar dentro del canal 122 del módulo de conductor 100.

Modificaciones y mejoras de las implementaciones descritas anteriormente de la presente invención pueden resultar evidentes para los expertos en la técnica. La descripción anterior está concebida para que sea ejemplar y no limitativa. Por tanto, el alcance de la presente invención está limitado únicamente por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un vehículo (10) que comprende:

un módulo de conductor (100); y

un módulo de propulsión (200, 300, 400) conectado de manera selectiva al módulo de conductor, siendo los módulos de conductor y de propulsión separables el uno del otro como unidades independientes, comprendiendo el módulo de conductor:

un bastidor (102) del módulo de conductor que define un canal (122);

al menos una rueda delantera (12) conectada operativamente al bastidor del módulo de conductor;

al menos un conjunto de suspensión delantero (126) que conecta operativamente la al menos una rueda delantera al bastidor del módulo de conductor; y

un asiento (16) conectado al bastidor del módulo de conductor;

comprendiendo el módulo de propulsión:

un bastidor del módulo de propulsión (202);

al menos una rueda trasera (14) conectada operativamente al bastidor del módulo de propulsión;

al menos un conjunto de suspensión trasera que conecta operativamente la al menos una rueda trasera al bastidor del módulo de propulsión;

un motor (228, 428) conectado operativamente a la al menos una rueda trasera; y

un dispositivo de almacenamiento de energía (230, 330, 432) conectado operativamente al motor, caracterizado por que la al menos una parte del módulo de propulsión, y el dispositivo de almacenamiento de energía completo, están alojados en el canal cuando el módulo de propulsión está conectado al módulo de conductor.

2. El vehículo de la reivindicación 1, en el cual el módulo de conductor comprende además un conjunto de dirección (26) soportado por el bastidor del módulo de conductor y conectado operativamente a la al menos una rueda.

3. El vehículo de la reivindicación 1, en el cual:

el canal está abierto en una parte inferior del mismo; y

al menos la parte del módulo de propulsión cierra la parte inferior del canal cuando el módulo de propulsión está conectado al módulo de conductor.

4. El vehículo de la reivindicación 1, en el cual el canal está dispuesto debajo del asiento.

5. El vehículo de la reivindicación 1, en el cual el módulo de propulsión está fijado a una parte inferior del módulo de conductor para conectar el módulo de propulsión al módulo de conductor.

6. El vehículo de la reivindicación 1, en el cual, cuando el módulo de propulsión está conectado al módulo de conductor, al menos uno del motor, el dispositivo de almacenamiento de energía y la al menos una rueda trasera está dispuesto debajo del asiento.

7. El vehículo de la reivindicación 1, en el cual:

el módulo de conductor comprende además al menos un primer conector (146);

el módulo de propulsión comprende además al menos un segundo conector (240); y

estando conectado el al menos un primer conector al al menos un segundo conector cuando el módulo de propulsión está conectado al módulo de conductor para transmitir al menos una de energía eléctrica y señales electrónicas entre el módulo de conductor y el módulo de propulsión.

8. El vehículo de la reivindicación 1, en el cual:

el motor es un motor eléctrico (228); y

el dispositivo de almacenamiento de energía es al menos una celda de batería.

9. El vehículo de la reivindicación 8, en el cual el módulo de propulsión comprende además:

una unidad de control de carga (234) conectada eléctricamente a la al menos una celda de batería; y

un enchufe de carga (236) conectado eléctricamente a la unidad de control de carga, permitiendo el enchufe de carga la conexión a una fuente de alimentación eléctrica externa.

10. El vehículo de la reivindicación 8, en el cual el módulo de conductor comprende además:

un accionador (30) de control de velocidad para ser accionado por un conductor del vehículo; y

en el cual el módulo de propulsión comprende además:

una unidad de control del motor (242) conectada eléctricamente al motor eléctrico, estando la unidad de control del motor conectada electrónicamente al accionador de control de velocidad.

11. El vehículo de la reivindicación 8, en el cual el motor eléctrico está dispuesto longitudinalmente entre la al menos una celda de batería y la al menos una rueda trasera.

12. El vehículo de la reivindicación 1, en el cual:

el motor es un motor de combustión interna (428); y

el dispositivo de almacenamiento de energía es un depósito de combustible (432).

13. El vehículo de la reivindicación 1, en el cual el módulo de conductor comprende además un compartimento de almacenamiento (43).

14. El vehículo de la reivindicación 1, en el cual el asiento es un asiento de tipo sillín (16).