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Die Erfindung betrifft ein Wechselsystem für Verkehrsmittel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Wechselsystems für Verkehrsmittel.
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Vom Opel Twin aus dem Jahre 1992 ist bereits ein Kraftfahrzeug mit wechselbarer Antriebseinheit bekannt, welche mit einer eine Fahrgastzelle aufweisenden Fahrgasteinheit verbunden werden kann. Die Antriebseinheit umfasst in einer ersten Ausführungsform einen Elektromotor und einen Akkumulator sowie die Hinterachse und die Hinterräder des Kraftfahrzeugs. In einer zweiten Ausführungsvariante umfasst die Antriebseinheit einen Verbrennungsmotor statt des Elektromotors. Beim Opel Twin kann demzufolge zwischen einer elektrischen Antriebseinheit und einer solchen mit Verbrennungsmotor variiert werden. Die Antriebseinheit selbst ist ohne die Fahrgasteinheit mit weiteren Fahrwerksteilen, wie beispielsweise der Lenkung und der Vorderachse, nicht funktionsfähig.
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Anfang des 20. Jahrhunderts wurde von der Woods Motor Vehicle Company ebenfalls ein Kraftfahrzeug mit auswechselbarer Antriebseinheit vorgestellt. Bei diesem Prototyp kann ebenfalls ein Elektromotor gegen einen Verbrennungsmotor ausgetauscht werden. Ein solcher Wechsel dauert ca. 15 Minuten.
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Beiden Prototypen ist der Nachteil gemein, dass das jeweilige Verkehrsmittel nur in äußerst eingeschränkten Grenzen variabel ist. So ist in beiden Fällen lediglich der Motor variierbar.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Wechselsystem und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine hohe Variabilität aufweisen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um ein Wechselsystem für Verkehrsmittel der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine besonders hohe Variabilität aufweist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass alle zur Fortbewegung des Verkehrsmittels notwendigen Baugruppen der Antriebseinheit zugeordnet sind. Damit kann eine Antriebseinheit ähnlich zu einem Carsharing-Modell von mehreren Nutzern abwechselnd mit ihrer jeweiligen Fahrgasteinheit benutzt werden. Beispielsweise kann ein Pool von Antriebseinheiten von einer größeren Zahl von Besitzern von Fahrgastzellen genutzt werden, wobei diese jeweils bedarfsgerecht zur Verfügung gestellt werden. Dies ist insbesondere möglich, wenn nicht alle Benutzer ihr Verkehrsmittel gleichzeitig in Anspruch nehmen. Im Ergebnis ergibt sich eine deutlich höhere Variabilität des Wechselsystems, wodurch auch die Kosten und Ressourcen bei den Antriebseinheiten gespart werden, da für eine bestimmte Anzahl von Nutzern eine im Verhältnis geringere Anzahl von Antriebseinheiten benötigt wird. Da die Antriebseinheit alle zur Fortbewegung des Verkehrsmittels notwendigen Baugruppen umfasst, kann außerdem besonders einfach sichergestellt werden, dass die Antriebseinheit mit verschiedenen Fahrgasteinheiten kompatibel ist. Insbesondere ist dadurch eine Standardisierung möglich, beispielsweise durch ein einheitliches Verbindungselement als Schnittstelle.
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Mit dem Wechselsystem kann die Antriebseinheit eines Verkehrsmittels bedarfsgerecht ausgetauscht werden. Dabei kann das Wechselsystem zum schnellen Wechsel beispielsweise Schnellanschlusselementen umfassen. Es handelt sich also nicht um eine modulare Bauweise, wie sie beispielsweise bei unterschiedlich langen Fahrerhäusern von Lastkraftwagen vorgesehen ist, und bei der ein Wechsel der Antriebseinheit, der Fahrgasteinheit und/oder anderer Einheiten nur durch aufwendige Umbauten in einer Werkstatt möglich ist.
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Gleichzeitig kann die Fahrgasteinheit an die unterschiedlichen Bedürfnisse von unterschiedlichen Besitzern individuell angepasst werden, ohne dass die Antriebseinheit modifiziert werden muss. Damit können auch besonderen Bedürfnissen eines Besitzers und/oder Nutzers hinsichtlich Hygiene und Komfort, durch die Fahrgasteinheit Rechnung getragen werden, was beispielsweise bei einem reinen Carsharing-Modell nur sehr aufwendig möglich ist. Hier werden nämlich auch die Fahrgastzellen von unterschiedlichen Personen benutzt. Die Erfüllung solcher Bedürfnisse kann besonders wichtig für die Kundenakzeptanz sein. Beispielsweise werden in einigen Ländern grundsätzlich die Lenkräder vor dem Verkauf von Gebrauchtwagen aus Hygienegründen ausgetauscht, weil die Gebrauchtwagen sonst nahezu unverkäuflich sind.
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Zusätzlich ist es möglich, technologische Weiterentwicklungen schneller zu implementieren. Um diese umzusetzen, muss nicht mehr das gesamte Verkehrsmittel modifiziert werden, sondern lediglich die Antriebseinheit oder die Fahrgasteinheit. Außerdem ist üblicherweise die Lebensdauer eines Verkehrsmittels durch die Antriebseinheit begrenzt, da diese den größten Anteil von Verschleißteilen umfasst. Auch hiermit können Ressourcen gespart werden, da gegebenenfalls am Ende der Lebensdauer nur die Antriebseinheit ersetzt werden muss und nicht die Fahrgasteinheit. Außerdem wird ein Recycling der Antriebseinheit vereinfacht.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Antriebseinheit wenigstens ein Fahrwerk, einen Motor, einen Energiespeicher und eine Lenkeinheit als Baugruppen umfasst. Mit einem solchen Typ einer Antriebseinheit kann also zusammen mit der Fahrgasteinheit durch das Wechselsystem als Verkehrsmittel ein Kraftfahrzeug gebildet werden. Als weitere Baugruppe kann auch ein Getriebe vorgesehen sein. Der Motor kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor, ein Elektromotor und/oder ein Hybridantrieb sein. Entsprechend kann der Energiespeicher einen Tank für Flüssigkraftstoff umfassen, eine Brennstoffzelle und/oder einen Gastank. Der Energiespeicher sollte zur Art des eingesetzten Motors korrespondieren. Gerade die Anwendung des Wechselsystems für Kraftfahrzeuge ermöglicht die Einsparung besonders vieler Ressourcen. Die große Anzahl der existierenden Kraftfahrzeuge steht nur einer geringen Nutzungsquote gegenüber. Durch eine dem tatsächlichen Bedarf des Straßenverkehrs angepasste Anzahl von Antriebseinheiten ist eine enorme Einsparung an Kosten und Ressourcen möglich. Außerdem kann die Antriebseinheit für eine jeweilige Reiseroute bedarfsgerecht ausgetauscht werden. Beispielsweise kann eine Antriebseinheit mit Elektromotor für eine Kurzstrecke im Stadtverkehr besonders effizient sein, während eine Antriebseinheit mit Verbrennungsmotor für eine besonders lange Strecke aufgrund ihrer größeren Reichweite sinnvoller sein kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Antriebseinheit als Schienenantrieb, als Lift, als Seilbahn, flugtauglich und/oder schwimmtauglich ausgebildet ist, wodurch die Antriebseinheit in Verbindung mit der Fahrgasteinheit eine Eisenbahn, ein Aufzug, eine Gondelbahn, ein Flugzeug und/oder ein Schiff als Verkehrsmittel bildet. Mittels dieser Typen von Antriebseinheiten kann also die Fahrgasteinheit für eine Vielzahl von verschiedenen Verkehrsmitteln genutzt werden. Auch hierdurch ist eine Einsparung von Ressourcen möglich, da nicht mehr je nach Art des Verkehrsmittels eine jeweils andere Fahrgasteinheit vorgesehen werden muss. Gleichzeitig ist ein erhöhter Komfort erzielbar, da der Nutzer einer Fahrgasteinheit bei jedem Verkehrsmittel die ihm bekannte und seinen Wünschen entsprechende Fahrgastzelle nutzen kann. Insgesamt kann so ein besonders umfassendes und günstiges multimodales Verkehrssystem realisiert werden. Beispielsweise kann eine Fahrgasteinheit in den Wohnraum eines Hochhauses integriert sein und von dort durch die als Lift ausgebildete Antriebseinheit zur Straße transportiert werden. Dort wird die Fahrgasteinheit dann beispielsweise mit einer weiteren Antriebseinheit verbunden um ein Kraftfahrzeug zu bilden, mit welchem zum Flughafen gefahren wird. Hier kann dann eine weitere andere Antriebseinheit zur Bildung eines Flugzeugs zur Verfügung stehen, um die Reise zu einem anderen Land anzutreten. Nach der dortigen Ankunft kann die Fahrgasteinheit dann mit wenigstens einer weiteren Antriebseinheiten verbunden werden, um beispielsweise den Schienenverkehr zu nutzen. So kann ein nahtloser Transport ohne Unterbrechungen oder die Notwendigkeit, die Fahrgasteinheit zu wechseln, zu nahezu beliebigen Zielen realisiert werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine weitere Einheit mit der Antriebseinheit verbindbar ist. Bei der weiteren Einheit kann es sich beispielsweise um eine Antriebseinheit oder eine Fahrgasteinheit handeln. Damit ist es insbesondere möglich, Verkehrsmittel zu schaffen, welche dem öffentlichen Personenverkehr ähnlich sind und/oder für diesen nutzbar sind. Beispielsweise kann eine Vielzahl von Fahrgasteinheiten mit einer Antriebseinheit zu einer Art Bus verbunden werden. Als weiteres Beispiel ist eine Vielzahl von Antriebseinheiten, verbunden mit einer Vielzahl von Fahrgasteinheiten, zum Bilden eines Zuges zu nennen. Ein weiteres Beispiel ist die Verbindung von einer Vielzahl von Fahrgasteinheiten mit einer Antriebseinheit zum Bilden eines Flugzeuges, eines Schiffes und/oder einer Gondelbahn. Alternativ oder zusätzlich kann die eine weitere Einheit auch als Gütertransporteinheit ausgebildet sein. Damit können dann auch Verkehrsmittel zum Gütertransport durch eine Verbindung der Antriebseinheit mit der weiteren Einheit gebildet werden. Zusätzlich ist es so auch möglich, das Verkehrsmittel bedarfsgerecht in Abhängigkeit eines Gepäckvolumens durch Wechsel der Einheiten zu gestalten.
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Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die Antriebseinheit mittels einer Austauscheinrichtung des Verkehrsmittels selbsttätig mit der Fahrgasteinheit verbindbar ist. So können die Fahrgasteinheit und die Antriebseinheit besonders komfortabel, schnell und sicher miteinander verbunden werden. Die Austauscheinrichtung kann beispielsweise an der Fahrgasteinheit angeordnet sein, wofür sie aber beispielsweise einen Hilfsmotor und einen Energiespeicher benötigt. in einer alternativen Ausführungsform kann die Austauscheinrichtung an der Antriebseinheit vorgesehen sein, wodurch die Antriebseinheit jedoch schwerer und teurer wird. Dafür ist hier kein Hilfsmotor oder zusätzlicher Energiespeicher nötig. Die Austauscheinrichtung kann beispielsweise als Seilwinde mit selbsttätigen Verbindungselementen ausgeführt sein. Auch die Verwendung eines Krans, einer Hebeeinheit und/oder ein- und ausfahrbarer Stützelemente ist möglich. Vorteilhafterweise können auch beispielsweise die Baugruppen zur Fortbewegung des Verkehrsmittels der Antriebseinheit als Austauscheinrichtung genutzt werden, beispielsweise indem die Antriebseinheit sich durch ein Fahren unter die Fahrgasteinheit mit dieser verbindet.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Antriebseinheit autonom ohne die Fahrgasteinheit fortbewegbar ist. So ist die Antriebseinheit selbstständig betreibbar. Dafür sind beispielsweise eine Sensoreinrichtung und eine Steuereinrichtung an der Antriebseinheit vorzusehen. Alternativ oder zusätzlich kann die Antriebseinheit auch ferngesteuert werden. Dadurch kann die Antriebseinheit an einer nahezu beliebigen Steile gelagert werden, bis sie gebraucht wird und sich mit der Fahrgasteinheit verbinden soll. Im Bedarfsfall bewegt sich die Antriebseinheit beispielsweise zur Fahrgasteinheit und verbindet sich dort mit dieser selbsttätig. Außerdem kann die Antriebseinheit so selbsttätig zur Nachfüllung eines Energiespeichers an eine Füllstation und/oder zur Wartung in eine Werkstatt bewegt werden.
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Besonders vorteilhaft für die Erfindung ist es außerdem, wenn die Antriebseinheit bei Benutzung des Wechselsystems automatisch zur Verfügung stellbar ist. Damit ist es möglich, die Gesamtzahl der notwendigen Antriebseinheiten, um den Bedarf von Nutzern mit ihren Fahrgasteinheiten abzudecken, insgesamt zu reduzieren. Erst, wenn die Antriebseinheit angefordert wird, wird sie beispielsweise aus einem Pool von Antriebseinheiten zur Verfügung gestellt. Ist die Antriebseinheit nicht für die Benutzung mit einer Fahrgasteinheit vorgesehen, steht sie während dieses Zeitraums für die Benutzung mit einer anderen Fahrgasteinheit zur Verfügung. Die Antriebseinheit kann beispielsweise über das Internet oder eine Funkverbindung angefordert werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, eine geplante Benutzung über einen Zeitplan vorab anzumelden. Hiermit ist es besonders einfach möglich, die Auslastung der Antriebseinheiten zu steuern und zu planen.
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Die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Wechselsystem beschriebenen Vorteile und Ausgestaltungen gelten in ebensolcher Weise für das Verfahren zum Betreiben eines Wechselsystems für Verkehrsmittel, wobei die Fahrgasteinheit mit einer Antriebseinheit verbunden wird, welcher alle zur Fortbewegung des Verkehrsmittels notwendigen Baugruppen zugeordnet sind.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass unterschiedliche Typen von Antriebseinheiten für das Wechselsystem zur Verfügung stehen und der Typ der Antriebseinheit in Abhängigkeit einer geplanten Reiseroute durch eine Auswahleinrichtung des Wechselsystems ausgewählt wird. Damit können insbesondere Zeit und Kosten stark eingespart werden. Beispielsweise wird bei einer geplanten kurzen Strecke innerhalb einer Stadt eine Antriebseinheit mit einem verbrauchsarmen Elektromotor ausgewählt. Für Reiserouten mit weit entfernten Zielen kann dagegen beispielsweise eine Antriebseinheit mit besonders großer Reichweite und besonders hoher Maximalgeschwindigkeit ausgewählt werden, wie beispielsweise eine Antriebseinheit mit Verbrennungsmotor oder eine flugtaugliche Antriebseinheit. Dabei ist es beispielsweise auch möglich, mehrere Antriebseinheiten unterschiedlichen Typs für eine Reiseroute vorzusehen, welche unterwegs gewechselt werden. So kann der Verbrauch und/oder die Reisezeit optimiert werden.
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Beispielsweise wird erst für die Anfahrt zu einem Flughaften eine Antriebseinheit mit Elektromotor zur Verfügung gestellt, um dort dann zu einer flugtauglichen Antriebseinheit zu wechseln. Dabei können auch besondere geografische Gegebenheiten und Hindernisse berücksichtigt werden, beispielsweise, dass zwischen Beginn und Ende der Reiseroute ein Wasserkörper wie der Pazifik überwunden werden muss. Alternativ oder zusätzlich kann die Antriebseinheit auch in Abhängigkeit von Informationen von Verkehrsüberwachungssystemen ausgewählt werden. Beispielsweise wird bei einem Stau auf einer möglichen Reiseroute statt eines Kraftfahrzeugs ein Zug als Verkehrsmittel zur Verfügung gestellt, um diesen Stau zu umgehen.
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Besonders vorteilhaft für das Verfahren ist es, wenn erst bei Benutzung des Wechselsystems eine Antriebseinheit zur Verfügung gestellt wird, wobei sich die Antriebseinheit autonom zur Fahrgasteinheit bewegt und sich die Fahrgasteinheit und die Antriebseinheit selbsttätig miteinander verbinden. Damit ist es zunächst möglich, die Antriebseinheit an einer besonders vorteilhaften Position bei Nichtbenutzung zu lagern, beispielsweise möglichst zentral und/oder bei einer Füllstation für ihren Energiespeicher. Durch das autonome Fahren der Antriebseinheit zur Fahrgasteinheit steht das Verkehrsmittel besonders einfach und bedarfsgerecht zur Verfügung. Das selbsttätige Verbinden der Einheiten miteinander ermöglicht einen besonders komfortablen und schnellen Wechsel.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 bis 4 jeweils eine schematische Seitenansicht von durch das Wechselsystem gebildeten Verkehrsmitteln, wobei jeweils unterschiedlich ausgeführte Antriebseinheiten gezeigt sind; und
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5 in einer schematischen Seitenansicht eine Antriebseinheit, die mittels einer Austauscheinrichtung selbsttätig mit einer Fahrgasteinheit verbindbar ist.
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1 zeigt ein Wechselsystem 10 für Verkehrsmittel mit wenigstens einer eine Fahrgastzelle 12 aufweisenden Fahrgasteinheit 14, welche mit wenigstens einer Antriebseinheit 16 zum Antrieb des Verkehrsmittels verbindbar ist, wobei alle zur Fortbewegung des Verkehrsmittels notwendigen Baugruppen der Antriebseinheit 16 zugeordnet sind. Im in 1 gezeigten Beispiel bildet die Antriebseinheit 16 in Verbindung mit der Fahrgasteinheit 14 ein Kraftfahrzeug als Verkehrsmittel. Zu diesem Zweck umfasst die Antriebseinheit 16 ein Fahrwerk 18 mit Reifen 20, einen Motor 22, einen Energiespeicher 24 und eine Lenkeinheit 26. Der Motor 22 kann dabei beispielsweise als Verbrennungsmotor oder als Elektromotor ausgeführt sein. Der Energiespeicher 24 korrespondiert jeweils zu der Art des Motors 22, um die notwendige Energie zum Betreiben der Antriebseinheit 16 zur Verfügung stellen zu können.
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Die Fahrgasteinheit 14 und die Antriebseinheit 16 sind über standardisierte Schnellanschlusselemente 28 miteinander lösbar verbunden. Dadurch ist es möglich, die Fahrgasteinheit 14 bedarfsgerecht mit unterschiedlichen Antriebseinheiten 16 zu verbinden. So kann die Art der Antriebseinheit 16 besonders einfach gewechselt werden. Solch ein Wechsel der Antriebseinheit 16 ist dabei besonders schnell möglich, beispielsweise schneller als drei Minuten. Der Wechsel kann dabei durch das Wechselsystem 10 auch selbsttätig durchgeführt werden. Die Schnellanschlusselemente 28 stellen dabei alle notwendigen Verbindungen zwischen der Fahrgasteinheit 14 und der Antriebseinheit 16 her. Dazu können insbesondere elektrische Verbindungen zum Versorgen der Fahrgasteinheit 14 mit Elektrizität und Signalverbindungen zum Ansteuern der Antriebseinheit 16 durch Bedienelemente in der Fahrgasteinheit 14 gehören. Alternativ kann der Wechsel von Fahrgasteinheiten 14 und Antriebseinheiten 16 auch durch eine Tauschstation vorgenommen oder unterstützt werden.
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2 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen anderen Typ der Antriebseinheit 16. Hauptunterscheidungsmerkmal ist dabei, dass die Antriebseinheit 16 in 2 ein Fahrwerk 18 mit Schienenrädern 30 aufweist. Durch das Verbinden dieser Antriebseinheit 16 mit der Fahrgasteinheit 14 wird also ein Schienenverkehrsmittel gebildet, mit welchem eine Fortbewegung auf den in 2 gezeigten Schienen 32 möglich ist.
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Die schematische Seitenansicht von 3 zeigt eine Ausführungsform des Wechselsystems 10, bei welcher eine weitere Einheit mit der Antriebseinheit 16 verbindbar ist. Im gezeigten Fall ist die Antriebseinheit 16 beispielsweise so groß ausgeführt, dass sie drei Fahrgasteinheiten 14 aufnehmen kann. Diese Ausführungsform ist ähnlich zu einem Bus und damit insbesondere für ein öffentliches Personenverkehrssystem geeignet. Gleichzeitig müssen jeweilige Fahrgastinsassen jedoch nicht auf ihre individualisierte und auf ihre persönlichen Vorlieben abgestimmte Fahrgastzelle 12 verzichten. Insbesondere ist es für die Besitzer der Fahrgasteinheit 14 besonders angenehm, dass die Fahrgastzelle 12 lediglich von ihnen oder durch sie bestimmbare Personen benutzt wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch als weitere Einheit eine weitere Antriebseinheit mit der Antriebseinheit 16 verbunden werden. Dadurch kann das Verkehrsmittel besonders schnell und einfach an wechselnde Leistungsanforderungen angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann als weitere Einheit auch eine Gütertransporteinheit vorgesehen sein, sodass das Wechselsystem 10 auch für Gütertransportmittel genutzt werden kann. Damit kann auch ein Mischbetrieb aus Personen- und Güterbeförderung vorgesehen werden.
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Die schematische Ansicht von 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Antriebseinheit 16, welche in Verbindung mit wenigstens einer Fahrgasteinheit 14 eine Gondelbahn bildet. Zu diesem Zweck umfasst die Antriebseinheit 16 ein Liftgebäude 34, wenigstens eine Liftsäule 36 und ein Zugseil 38. Die Fahrgasteinheiten 14 werden dabei beispielsweise in dem Liftgebäude 34 selbsttätig mit dem Zugseil 38 mittels der Schnellanschlusselemente 28 verbunden.
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Insgesamt können mit dem Wechselsystem 10 bedarfsgerecht jeweilige Fahrgasteinheiten 14 mit jeweiligen Antriebseinheiten 16 verbunden werden. Beispielsweise wird eine Fahrgasteinheit 14 mit einer wie in 1 gezeigten Antriebseinheit 16 verbunden, um ein Kraftfahrzeug zu bilden, mittels welchem zu einem Bahnhof gefahren wird. Dort wird das Wechselsystem 10 dazu eingesetzt, die Fahrgasteinheit 14 mit der in 3 gezeigten Antriebseinheit 16 zu verbinden. Damit kann ein Wechsel von beispielsweise einem Kraftfahrzeug zu einem Zug vollzogen werden, ohne dass die Fahrgasteinheit 14 und insbesondere die Fahrgastzelle 12 gewechselt werden müssen. Dadurch kann der Fahrzeuginsasse verschiedene Verkehrsmittel nutzen, ohne dabei seine Fahrgastzelle 12 wechseln zu müssen. Damit kann besonders einfach und kostengünstig ein multimodales Verkehrssystem realisiert werden. Die Antriebseinheit 16 kann dabei so ausgebildet sein, dass sie mit wenigstens einer Fahrgasteinheit 14 ein Kraftfahrzeug, einen Zug, einen Lift, eine Gondelbahn, ein Flugzeug und/oder ein Schiff bildet. Damit kann ein nahtloses Verkehrssystem geschaffen werden.
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Zusätzlich ist es möglich, die Fahrgasteinheit 14 in dem Wohnraum ihres Besitzers zu integrieren. Beispielsweise kann sie, ähnlich zu einem Balkon, an der Außenseite eines Hauses, insbesondere eines Hochhauses, befestigbar sein. Dabei kann die Fahrgasteinheit 14 so mit dem Haus verbunden werden, dass sie den Wohnraum vergrößert. Durch diese Integration in den Wohnraum wird auch das Problem von Parkplätzen reduziert oder sogar gelöst. Zur Fortbewegung kann dann unmittelbar in dem Wohnraum die Fahrgasteinheit 14 betreten werden und die Fahrt begonnen werden. Beispielsweise wird dann die Fahrgasteinheit 14 von der entsprechend als Lift ausgebildeten Antriebseinheit 16 zur Straße transportiert und dort diese Antriebseinheit 16 gegen eine andere Antriebseinheit 16 ausgewechselt, sodass ein Kraftfahrzeug gebildet wird. Mit diesem Kraftfahrzeug wird dann beispielsweise zu einem Flughafen gefahren, mit dem Wechselsystem 10 kann dann die Fahrgasteinheit 14 dort mit einer Antriebseinheit 16 zur Bildung eines Flugzeugs verbunden werden.
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Besonders vorteilhaft ist dabei, dass nicht pro Fahrgasteinheit 14 eine oder sogar mehrere Antriebseinheiten 16 vorgesehen sein müssen. Beispielsweise kann die Antriebseinheit 16 zur Bildung eines Liftes von allen Bewohnern des Hauses mit ihren jeweiligen Fahrgasteinheiten 14 genutzt werden. Auch die Antriebseinheit 16 zur Bildung eines Kraftfahrzeugs kann in einem Pool vorgehalten werden und wird dem Wechselsystem 10 beim Wechsel vom Lift zum Straßenverkehr erst bedarfsgerecht zur Verfügung gestellt. Auch die Antriebseinheit 16 zur Bildung eines Flugzeuges sollte aus Kostengründen möglichst gut ausgelastet werden, beispielsweise indem sie jeweils von mehreren Nutzern abwechselnd und/oder gleichzeitig benutzt wird.
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Das Wechselsystem 10 ermöglicht es also, ein Sharing- oder ein Leasinggeschäftsmodell umzusetzen, ohne dass auf den Besitz und die Individualisierung der Fahrgasteinheit 14 mit der Fahrgastzelle 12 verzichtet werden muss. Der Komfort des Wechselsystems 10 ist besonders hoch, bei einer gleichzeitigen möglichen Kostenreduzierung. Insbesondere durch Zurverfügungstellung eines Pools von Antriebseinheiten 16 können außerdem Ressourcen gespart werden. Gleichzeitig ist es so möglich, technologische Neuerungen einzusetzen, ohne dass ein gesamtes Verkehrsmittel getauscht werden muss. Beispielseise muss bei Verwendung eines neuartigen Antriebs lediglich die Antriebseinheit 16 ersetzt werden oder eine neue Antriebseinheit 16 eines anderen Typs zum Wechseln zur Verfügung gestellt werden. Außerdem ist es möglich, Verschleißteile gezielt der Antriebseinheit 16 zuzuordnen und damit eine besonders lange Lebensdauer der Fahrgasteinheit 14 zu ermöglichen.
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Durch die Trennung von Fahrgasteinheit 14 und Antriebseinheit 16 ist es außerdem möglich, die Verfügbarkeit und/oder Auslastung gegenüber klassischen Verkehrsmitteln zu erhöhen. Beispielsweise ist es möglich, die Antriebseinheit 16 zu betanken und zu warten, ohne dass das gesamte Verkehrsmittel für die Benutzung ausfällt. Vielmehr kann während dieses Zeitraums eine andere Antriebseinheit 16 aus dem Pool zur Verbindung mit der Fahrgasteinheit 14 zur Verfügung gestellt werden.
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Die schematische Seitenansicht von 5 zeigt eine beispielhafte Ausführung des Wechselsystems 10, bei welcher die Antriebseinheit 16 mittels einer Austauscheinrichtung 40 des Verkehrsmittels selbsttätig mit der Fahrgasteinheit 14 verbindbar ist. Im gezeigten Fall umfasst die Austauscheinrichtung 40 beispielsweise eine ein- und ausfahrbare Seilwinde 42 und eine ein- und ausfahrbare Rampe 44. Damit ist es möglich, dass die Antriebseinheit 16 die Fahrgasteinheit 14 selbsttätig auf sich heraufzieht und sich mit dieser mittels der Schnellanschlusselemente 28 verbindet. Zu diesem Zweck sind unterhalb der Fahrgasteinheit 14 beispielsweise kleine Rollen 46 angebracht, die ein Ziehen und Schieben der Fahrgasteinheit 14 ermöglichen. Alternativ kann die Fahrgasteinheit 14 auch beispielsweise über ein- und ausfahrbare Stelzen verfügen. Während der Nichtbenutzung des Verkehrsmittels wird dann die Fahrgasteinheit 14 auf den ausgefahrenen Stelzen abgestellt. Zur Verbindung der Antriebseinheit 16 mit der Fahrgasteinheit 14 fährt die Antriebseinheit 16 dann beispielsweise unter die Fahrgasteinheit 14. Durch Einfahren der Stelzen wird dann die Fahrgasteinheit 14 auf die Antriebseinheit 16 herabgelassen und verbindet sich dort mit dieser mittels der Schnellanschlusselemente 28.
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Die Antriebseinheit 16 kann auch dazu ausgebildet sein, autonom ohne die Fahrgasteinheit 14 fortbewegbar zu sein. Dazu umfasst die Lenkeinheit 26 beispielsweise eine Sensoreinrichtung und eine Steuereinrichtung. Damit kann die Antriebseinheit 16 bei Benutzung des Wechselsystems 10 automatisch zur Verfügung gestellt werden. Bei Nichtbenutzung des Verkehrsmittels beziehungsweise des Wechselsystems 10 kann sich die Antriebseinheit 16 dann problemlos zu einem Lagerort bewegen, um dort distanziert vom eigentlichen Einsatzort bis zu ihrem Einsatz zu warten. Während der Wartezeit kann die Antriebseinheit 16 betankt und gewartet werden. Auch ein direktes Bewegen zum nächsten Einsatzort ist so möglich.
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Wenn unterschiedliche Typen von Antriebseinheiten 16 für das Wechselsystem 10 zur Verfügung stehen, kann der Typ der Antriebseinheit 16 in Abhängigkeit einer geplanten Reiseroute durch eine Auswahleinrichtung des Wechselsystems 10 ausgewählt werden. Dazu können beispielsweise Leistungs- und Verbrauchswerte der unterschiedlichen Typen von Antriebseinheiten 16 in der Auswahleinrichtung gespeichert sein. Bei Eingabe einer Reiseroute wird mit diesen Informationen der Typ von Antriebseinheit 16 ausgewählt, sodass die Fahrt besonders kostengünstig und/oder schnell ist. Dabei kann auch ein Wechsel der Antriebseinheit 16 entlang der Reiseroute vorgesehen sein.
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Beispielsweise wird zunächst für eine Teilstrecke im Stadtverkehr eine Antriebseinheit 16 mit verbrauchsarmen Elektromotor zur Verfügung gestellt. Für eine weitere Teilstrecke auf einer Autobahn wird dann zu einer Antriebseinheit 16 mit leistungsstärkerem Verbrennungsmotor mit höherer Reichweite gewechselt, sodass die Teilstrecke besonders schnell bewältigt werden kann. Für eine weitere Teilstrecke mit schlecht ausgebauten Wegen kann beispielsweise zu einer Antriebseinheit 16 mit geländegängigem Fahrwerk 18 gewechselt werden. Insgesamt ist es so möglich, das Verkehrsmittel mit dem Wechselsystem 10 besonders gut an Nutzerbedürfnisse insbesondere hinsichtlich Verbrauch, Geschwindigkeit, weiterer Leistungswerte und/oder Komfort unter Berücksichtigung einer Reiseroute anzupassen.
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Es konnte gezeigt werden, wie mit dem erfindungsgemäßen Wechselsystem 10 ein Seamless Integrated Driving Experience geschaffen wird. Dieses beinhaltet ein Verkehrsmittel bestehend aus einer Fahrgastzelle 12 und einer auswechselbaren Antriebseinheit 16. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrgastzelle 12 auch an ein öffentliches Transportsystem angebunden werden. So wird ein integriertes Nah- und Fernverkehrssystem geschaffen, und die Nutzer sind ununterbrochen und selbstbestimmt im sozialen Umfeld mobil. Dabei kann das bestehende straßengebundene Verkehrsnetz entlastet werden.
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Das Wechselsystem 10, insbesondere die Antriebseinheit 16, kann für ein Leasing- oder Mietmodell besonders gut genutzt werden, sodass es allen Nutzern möglich ist, unterschiedliche Antriebsart mit ihrer persönlichen Fahrgasteinheit 14 zu verbinden. Eine einheitliche Bauweise und/oder ein standardisiertes Schnellanschlusselement 28 ermöglicht eine herstellerübergreifende Nutzung des Wechselsystems 10. Eine Herstellerdifferenzierung ist nach wie vor in Design und Ausstattung insbesondere der Fahrgasteinheit 14 innerhalb des so gesetzten Standards möglich. Durch individuell gestaltbare Fahrgasteinheiten 14 und Fahrgastzellen 12 kann genau auf die Bedürfnisse von Kunden eingegangen werden.
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Insgesamt werden durch die Erfindung verschiedene Ressourcen eingespart. Zeit wird durch die Optimierung und bessere Abstimmung des Verkehrs eingespart. Durch die Auswahl einer geeigneten Antriebseinheit 16 kann jeweils situationsgerecht der Energiebedarf des Verkehrsmittels besonders reduziert werden. Durch die erhöhte Auslastung der Antriebseinheiten 16 und die mögliche, abwechselnde Benutzung der Antriebseinheiten 16 durch verschiedene Benutzer werden die Kosten der Mobilität besonders stark gesenkt. Der Wartungsaufwand ist besonders gering, und es gibt eine Entkopplung der Entwicklungszyklen bei Fahrgasteinheit 14 und Antriebseinheit 16. So können Innovationen schneller integriert werden. Nach Ende der Lebensdauer ist es außerdem für den Hersteller einfacher möglich, die verschiedenen Teile des Verkehrsmittels zu recyceln.
