DE112021004766T5

DE112021004766T5 - Ein multimodulares, rein elektrisches fahrzeugsystem

Info

Publication number: DE112021004766T5
Application number: DE112021004766.3T
Authority: DE
Inventors: Alfred Xin; Sherry Sun
Original assignee: Voltorx Motors Inc
Current assignee: Voltorx Motors Inc
Priority date: 2020-09-12
Filing date: 2021-07-27
Publication date: 2023-08-03
Also published as: WO2022055623A1; JP2023536682A; CN115836001A; KR20230006603A; KR102570698B1; JP7510585B2

Abstract

Ein erfindungsgemäßes, rein elektrisch betriebenes, multimodales Fahrzeugsystem besteht aus einem Antriebsmodul und verschiedenen Arten von Nicht-antreibenden Fahrzeugmodulen, wie z. B. einem Modul mit erweiterter Kapazität für mehr Fahrgäste, einem Sportnutzungsmodul, einem Pritschenmodul, einem Modul für Freizeitfahrzeuge, Modul für Allradfahrzeuge, Modul für Lastkraftwagen usw. Wenn ein Befehl erteilt wird, sollen die Fahrzeugmodule auf Befehl automatisiert zu einem Fahrzeug zusammengesetzt oder wieder in einzelne Fahrzeugmodule zerlegt werden. Die gesamte Kopplung und Konfiguration sowie die Abkopplung und Dekonfiguration kann mit einem drahtlosen Benutzergerät bedient werden. Das modulare Fahrzeugsystem bietet den Nutzern verschiedene Optionen über Kapazitäten und Funktionen, sowie eine kostensparende und effizientere Fahrzeug-Nutzungsrate. Fahrzeugbesitzer können einen bestimmten Satz von Modulen kaufen, während sie andere, nicht fahrbereite Module mieten, leasen oder tauschen über einen Fahrzeugverleihservice oder ein Mediennetzwerk, das die Besitzer der modularen Fahrzeuge bei Bedarf miteinander verbindet.

Description

QUERVERWEIS AUF ÄHNLICHE ANMELDUNGEN
Diese internationale Anmeldung nach dem Vertrag über die internationale Zusammenarbeit auf dem Gebiet des Patentwesens (PCT) beansprucht die Priorität und den Nutzen der nicht vorläufigen Patentanmeldung mit dem Titel „Multi-Modular All Electric Vehicle System“, Anmeldenummer 17/340,026, eingereicht beim United States Patent and Trademark Office am 06. Juni 2021, die die Priorität und den Nutzen der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 63/187,650 , eingereicht am 12. Mai 2021, der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 63/118,953 , eingereicht am 29. November 2020 und der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/077,622 vom 12. September 2020 beansprucht. Die Spezifikationen der oben genannten Patentanmeldungen werden hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen.
BEREICH DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf modulare Elektrofahrzeuge, insbesondere, aber nicht einschränkend, auf ein multimodulares elektrisches Fahrzeugsystem, das Fahrzeugmodule mit einer Vielzahl von Kapazitäten und Funktionen bereitstellt, die aktiv gekoppelt und je nach Bedarf zu verschiedenen Fahrzeugtypen konfiguriert werden können.
HINTERGRUND
Fahrzeuge sind mit vordefinierten Funktionen und Kapazitäten konzipiert. Wenn Nutzer ein Fahrzeug benötigen, kaufen sie ein Fahrzeug mit definierter Funktion und Kapazität. Wenn die Nutzer verschiedene Fahrzeuge für unterschiedliche Zwecke und Kapazitäten benötigen, muss die Mehrheit der Nutzer entscheiden, welchen Fahrzeugtyp sie am häufigsten nutzen würde und würde dann diesen Fahrzeugtyp erwerben. Es ist nicht machbar und nicht kosteneffizient, alle Fahrzeugtypen mit unterschiedlichen Funktionen und Kapazitäten anzuschaffen. Die Entwicklung modularer Fahrzeuge dient derzeit vor allem den Herstellern zur Standardisierung der Produktionslinien, um die Produktionsverfahren zu vereinfachen und Kosten zu sparen. Viele Fahrzeugtypen verwenden gemeinsame Komponenten wie z. B. eine Fahrgestellstruktur, wobei einige davon in der Länge veränderbar sind, so dass sie für die Montage verschiedener Fahrzeugmodelle und -strukturen verwendet werden können.
Es wäre von großem Vorteil, wenn den Nutzern ein modulares Fahrzeugsystem zur Verfügung gestellt werden könnte, das Fahrzeugmodule mit unterschiedlichen Kapazitäten und Funktionen anbietet und es ihnen ermöglicht, diese Module zu konfigurieren und zu verschiedenen Fahrzeugen zu kombinieren, als alternative Lösung für den Besitz mehrerer Fahrzeuge.
Die Ära der Elektrofahrzeuge hat es möglich gemacht, und die Kernkomponenten davon können genutzt werden, um eine Plattform für die vorliegende Erfindung zu schaffen. Alle Elektrofahrzeuge („AEV“) haben andere Komponenten und Struktur als benzinbetriebene Fahrzeuge, wie zum Beispiel, aber nicht nur, alle Elektrofahrzeuge keinen Benzintank, eine alternative Art von Antriebsstrang und keine Abgasanlage haben. Die oben genannten Elemente, die in herkömmlichen Benzinfahrzeugen zu finden sind, machen eine Neukonfiguration dieser Fahrzeuge aufgrund der Anordnung dieser Elemente unmöglich. Alternativ dazu ist die Fahrgestellstruktur eines Elektrofahrzeugs flach und wird hauptsächlich zum Einbau von Batterien verwendet. Im Allgemeinen befinden sich im vorderen Teil des Fahrzeugs die Betriebskomponenten, wie z. B., aber nicht limitiert auf, die mechanischen und computergesteuerten Steuersysteme, das Armaturenbrett und die Klimakontrollsysteme, und weiterhin sind die Software für künstliche Intelligenz (KI) und die Mehrzahl der IP (Intellectual Property) - Kosten ebenso in diesem Bereich der Fahrzeuge konzentriert. Die Komponenten und Strukturkosten für den vorderen Teil eines vollelektrischen Fahrzeugs machen etwa siebzig Prozent der oben genannten Kosten aus, während der verbleibende Teil des Fahrzeugs etwa dreißig Prozent der Gesamtkosten für den Bau des Fahrzeugs ausmacht.
Ein vollelektrisches Fahrzeug könnte ein Modell mit einem vorderen Abschnitt eines Fahrzeugs und einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs verwenden, wobei der vordere Abschnitt ein Antriebsmodul mit allen für den Betrieb des Fahrzeugs erforderlichen Betriebskomponenten wäre und der hintere Abschnitt eines Fahrzeugs, ein Nicht-Antriebsmodul, lösbar daran befestigt wäre. Es könnten verschiedene Arten von hinteren Abschnitten vorgesehen werden, so dass ein Benutzer ein Fahrzeug haben kann, bei dem das Fahrzeug abwechselnd austauschbare hintere Abschnitte enthält, um dem Fahrzeug je nach Bedarf eine andere Funktion zu geben. Das erfindungsgemäße modulare Fahrzeugsystem kann auch leichte kommerzielle Flotten- und Paketzustellfahrzeuge in die Lage versetzen, wie Sattelschlepper zu beladen, zu wechseln und auszuliefern, wodurch die Belade- und Leerlaufzeit des Fahrzeugs entfällt und die Versand- und Auslieferungszeiten erheblich verkürzt und die Kosten für Ausrüstung, Arbeit und Betrieb erheblich reduziert werden. Darüber hinaus können modulare Fahrzeuge, wie sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden, auch dazu beitragen, den Energieverbrauch während des Herstellungsprozesses der Fahrzeuge zu reduzieren und die Menge der von der Gesellschaft insgesamt genutzten Fahrzeuge weiter zu verringern, was zu grünen Zielen beitragen würde, die darauf abzielen, die Umwelt und natürliche Ressourcen zu schonen, da die Weltbevölkerung weiter wächst.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisch betriebenes, modulares Fahrzeug mit einem ersten Modul und einem daran lösbar befestigten zweiten Modul bereitzustellen, wobei das erste Modul ein Betriebsmodul, ein Antriebsmodul oder „ein Kopf‟ ist, das alle erforderlichen Komponenten für den Betrieb des elektrisch betriebenen Fahrzeugs aufweist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeug bereitzustellen, wobei das Fahrzeug aus zwei Modulen besteht, die lösbar befestigt sind, wobei das zweite Modul, ein nicht-antreibendes Modul oder „ein Heck“, der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Ausführungen bereitgestellt wird, um alternative Funktionen zu erreichen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines elektrisch betriebenen modularen Fahrzeugs mit einem ersten Modul und einem zweiten Modul, das lösbar daran befestigt ist, wobei das erste Modul Fahrzeugsteuerungsfunktionen sowie einen Motor und eine Stromversorgung umfasst, die betriebsfähig damit verbunden sind.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem das Fahrzeug aus zwei Modulen besteht, die lösbar befestigt sind, wobei das erste Modul ein einziehbares Einzelrad umfasst, das am hinteren Abschnitt des Moduls zusätzlich zu den beiden herkömmlichen Rädern und Reifenanordnungen am vorderen Abschnitt des Fahrzeugs installiert ist. Das einziehbare Einzelrad wird in sein Gehäusefach zurückgezogen, wenn das erste und das zweite Modul gekoppelt und bereit sind, als ein Fahrzeug zu arbeiten.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines elektrisch betriebenen modularen Fahrzeugs mit einem ersten Modul und einem daran lösbar befestigten zweiten Modul, wobei das erste Modul und das zweite Modul unabhängige und einstellbare Aufhängungskomponenten aufweisen.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisch betriebenes modulares Fahrzeug mit einem ersten Modul und einem zweiten Modul, das lösbar befestigt ist, bereitzustellen, wobei das zweite Modul mindestens zwei Räder hat, die im hinteren Bereich des Moduls installiert sind, und einziehbare und einstellbare Parkunterstützungsstrukturen, die im vorderen Bereich des zweiten Moduls installiert sind, und die einziehbaren und einstellbaren Parkunterstützungsstrukturen in ihr Gehäusefach eingezogen werden, wenn das erste und das zweite Modul gekoppelt und bereit sind, als ein Fahrzeug zu arbeiten.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem das Fahrzeug aus zwei Modulen besteht, die lösbar befestigt sind, wobei einige Arten des zweiten Moduls eine einziehbare Tür oder eine abnehmbare Tür umfassen, die an der Vorderseite der zweiten Module installiert ist, die bereitgestellt wird, wenn das zweite Modul nicht betriebsfähig mit dem ersten Modul gekoppelt ist, und einige andere Arten von zweiten Modulen eine Wand haben, die die Vorderseite der zweiten Module abdeckt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines elektrisch betriebenen modularen Fahrzeugs mit einem ersten Modul und einem daran lösbar befestigten zweiten Modul, wobei die vorliegende Erfindung ein automatisiertes Fahrzeugkopplungs- und -konfigurationssystem zur Erleichterung der betriebsfähigen Kopplung des ersten Moduls mit einem zweiten Modul umfasst.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Überwachungssystems mit Sensoren und/oder Kameras, die auf dem ersten Modul installiert und mit dem automatisierten Fahrzeugkopplungs- und -konfigurationssystem konfiguriert sind, und mit Sensoren und/oder Kameras, die auf dem zweiten Modul installiert sind und mit dem automatisierten Fahrzeugkopplungs- und -konfigurationssystem kommunizieren, wobei das Überwachungssystem Signale und/oder Bilder über die Positionen und den Status der Module im Kopplungsprozess sowie über die Boden- und Umgebungsbedingungen an das automatisierte Fahrzeugkopplungs- und -konfigurationssystem sendet, um den Kopplungs- und Konfigurationsprozess zu unterstützen und um die Sicherheitssituationen im Fahrzeugkopplungsbereich zu überwachen.
Ferner ist das automatisierte Fahrzeugkopplungs- und -konfigurationssystem auf dem ersten Modul so konfiguriert, dass es das einziehbare Einzelrad auf dem ersten Modul und die unabhängigen einstellbaren Aufhängungen auf dem ersten und zweiten Modul und die Parkstützstruktur auf dem zweiten Modul operativ ausrichtet, nivelliert und ausrichtet, um Fahrgestell- und Karosseriekupplungen auf dem ersten und zweiten Modul präzise zu verbinden.
Darüber hinaus ist das automatisierte Fahrzeugkopplungs- und -konfigurationssystem so konfiguriert, dass es das erste und das zweite Modul nur dann für Abkopplungsvorgänge anweist, wenn die Bodenniveaulage innerhalb eines zulässigen einstellbaren Bereichs der unabhängigen und einstellbaren Aufhängungen am ersten und zweiten Modul und innerhalb eines zulässigen einstellbaren Bereichs der einziehbaren und einstellbaren Parkstützstruktur am zweiten Modul liegt.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, auf den ersten und zweiten Modulen installierte und mit dem Fahrzeugbetrieb und Steuerungssystem konfigurierte Sensoren und / oder Kameras bereitzustellen, und das besagte Fahrzeug-Betriebs- und -Steuerungssystem Signale und / oder Bilder von den Sensoren und / oder Kameras über den Straßenzustand empfängt, und ferner das Fahrzeug-Betriebs- und -Steuerungssystem Befehle sendet, um im Betrieb Positionen der einstellbaren unabhängigen Aufhängungen auf den ersten und zweiten Modulen für die Sicherheit und Laufruhe des Fahrzeugbetriebs anzupassen;
Und noch weiter, da die zweiten Module, die nicht-fahrenden Module, in Größe und Gewicht variieren, variiert der Mittelpunkt des Fahrzeuggleichgewichts auch, wenn das erste Modul und das zweite Modul gekoppelt sind, wobei das Fahrzeugbetriebs- und -steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es Befehle sendet und die unabhängigen einstellbaren Aufhängungen an den ersten und zweiten Modulen entsprechend dem unterschiedlichen Mittelpunkt des Fahrzeuggleichgewichts einstellt, wenn es Signale über die Straßenbedingungen von den Sensoren und/oder Kameras empfängt, um die Sicherheit und die Leichtgängigkeit des Fahrzeugbetriebs zu gewährleisten.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches und elektronisches Kopplungssystem zum Koppeln und Verbinden von elektrischen Leitungen und elektronischer Kommunikation zwischen dem ersten Modul und dem zweiten Modul zu dem Zeitpunkt bereitzustellen, wenn das erste Modul und das zweite Modul gekoppelt sind.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, Batterien zur Verfügung zu stellen, die auf dem ersten und zweiten Modul installiert sind und durch elektrische Versorgungssysteme der Fahrzeugmodule betriebsfähig und koordiniert gesteuert werden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem das Fahrzeug aus zwei Modulen besteht, die lösbar befestigt sind, wobei das zweite Modul außerdem einen zusätzlichen Motor enthalten kann, der durch das Fahrzeugbetriebs- und -steuerungssystem gesteuert wird.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, dass der Kopplungs- und Konfigurationscontroller so konfiguriert ist, dass er Befehle von einem Benutzergerät empfängt, wobei das Benutzergerät über ein drahtloses Kommunikationsprotokoll mit dem Kopplungs- und Konfigurationscontroller verbunden ist.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, dass das Fahrmodul und das Nicht-Fahrmodul eine digitale Identifikation enthalten.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Berechtigungscode bereitzustellen, der Fahrzeugmodulen zugeordnet ist, so dass ein Antriebsmodul und ein Nicht-Antriebsmodul gekoppelt und konfiguriert werden können.
Zur Verwirklichung der oben genannten und verwandten Ziele kann die vorliegende Erfindung in der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Form ausgeführt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen nur illustrativ sind. Variationen werden als Teil der vorliegenden Erfindung betrachtet, die nur durch den Umfang der Ansprüche begrenzt sind.
Figurenliste
Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, wobei:

1 ein Antriebsmodul und ein Nicht-Antriebsmodul zeigt, die zu einem Fahrzeug gekoppelt sind; und
2 ein gekoppeltes Antriebsmodul und ein SUV-Nicht-Antriebsmodul mit inneren Strukturen und anderen Merkmalen zeigt; und
3A das Fahrgestell, den Rahmen und die Verbindungsstruktur eines Antriebsmoduls und eines SUV-Moduls ohne Antrieb zeigt; und
3B die Struktur der einziehbaren Tür an einem Modul ohne Antrieb zeigt; und
4 ein Antriebsmodul mit einem einzelnen Rad unten zeigt; und
5 die Position der Einzelradstruktur auf einem Antriebsmodul zeigt; und
6 eine weitere Ansicht des Einzelrads in Betrieb auf einem Antriebsmodul zeigt; und
7 das einzelne Rad zusammengeklappt und eingefahren in das Fach, in dem es auf dem Antriebsmodul untergebracht ist, zeigt; und
8 die Kupplungen des Kupplungssystems an einem antreibenden Modul zeigt; und
9 eine einziehbare Tür an einem Modul ohne Antrieb zeigt; und
10 Verriegelungs- und Schiebehalterungen an einem Paar von Paneelen der versenkbaren Tür zeigt; und
11 Verriegelungsbügel an einem Plattenpaar in Verriegelungsposition, wenn die versenkbare Tür in geschlossener Position ist, zeigt; und
12 Verriegelungsbügel an einem Plattenpaar in der Freigabeposition, wenn sich die einziehbare Tür zu engeren Teilen der Karosserie hinaufbewegt und in die Decke des nicht fahrenden Fahrzeugs eingezogen wird, zeigt; und
13 die Bewegungen der Verriegelungs- und Schiebehalterungen an der einziehbaren Tür zeigt; und
14 eine abnehmbare und faltbare Abdeckung mit Schlössern, die zum Abdecken des Öffnungsbereichs eines nicht antreibenden Moduls verwendet wird, zeigt; und
15 die Positionen der Kupplungen an einem Antriebsmodul zeigt; und
16 die Positionen der Kupplungen an einem nicht antreibenden Modul zeigt; und
17 die männlichen Rahmenkupplungen am Nicht-Antriebsmodul in Eingriffsstellung zeigt; und
18 eine weitere Ansicht von männlichen Rahmenkupplungen an einem nicht-antreibenden Modul in Eingriffsposition zeigt; und
19 Verriegelungsschlitze an männlichen Rahmenkupplungen zeigt; und
20 den Kupplungsvorgang der männlichen Kupplungen und ihre Verriegelungsposition zeigt; und
21 das Verriegelungssystem und die Position der Sensoren für die weiblichen Rahmenkupplungen zeigt; und
22 die Verriegelungsstifte des Verriegelungssystems an einem Antriebsmodul, das in Steckverbindungen von einem Nicht-Antriebsmodul verriegelt ist, nachdem die Steckverbindungen die Verriegelungsposition erreicht haben, zeigt; und
23 die gebündelten elektrischen und elektronischen Stecker an einem Antriebs- und einem Nicht-Antriebsmodul zeigt; und
24 die gebündelten elektrischen und elektronischen Stecker an einem Antriebsmodul und einem Nicht-Antriebsmodul, die miteinander verbunden und verriegelt sind, zeigt; und
25 das Einrasten und den Verriegelungsvorgang der Körperkupplungen veranschaulicht; und
26 eine Videokamera, die auf dem Dach eines nicht fahrenden Moduls installiert ist, zeigt; und
27 veranschaulicht, dass das Modul für die Ladefläche ohne Antrieb mit einem Antriebsmodul gekoppelt ist; und
28 ein weiteres Modul für die Ladefläche ohne Antrieb, das mit einem Antriebsmodul gekoppelt ist, zeigt; und
29 die Funktionen, die im Kopfteil des LKW-Ladeflächenmoduls ohne Antrieb konfiguriert sind, veranschaulicht; und
30, dass das nicht-fahrende Modul eines Personenwagens mit einem fahrenden Modul gekoppelt ist, zeigt; und
31 ein Werkzeug-/Arbeitswagenmodul ohne Antrieb, das mit einem Antriebsmodul gekoppelt ist, zeigt; und
32 eine weitere Ansicht eines Werkzeug-/Arbeitswagens ohne Antriebsmodul, der mit einem Antriebsmodul gekoppelt ist, zeigt; und
33 zeigt, dass das RV (recreational vehicle) Nicht-Antriebsmodul mit einem Antriebsmodul gekoppelt ist; und
34 ein RV-Modul ohne Antrieb zeigt; und
35 ein Lastwagenmodul ohne Antrieb zeigt; und
36 eine weitere Ansicht eines Lastkraftwagens ohne Antriebsmodul zeigt; und
37 Sensoren und/oder Videokameras zeigt, die an der Vorderseite eines Antriebsmoduls installiert sind; und
38 Sensoren oder Kameras zeigt, die an der Karosserie und am Fahrgestell eines fahrenden und eines nicht fahrenden Moduls angebracht sind; und
39 Sensoren oder Kameras zeigt, die am hinteren Ende eines nicht antreibenden Moduls installiert sind; und
40 ein Flussdiagramm, das eine modulare Fahrzeugkonfiguration und Dekonfigurationsverfahren und -prozesse veranschaulicht; und
41 ein Flussdiagramm, das die Planungsverfahren für die Stromversorgung des Fahrzeugs veranschaulicht; und
42 ein logisches Flussdiagramm, das das System zur Überwachung des Fahrzustands und der Fahrzeugreaktion veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im folgenden Text können die Begriffe „ein multimodulares elektrisches Fahrzeugsystem“, „Fahrzeug“, „Fahrzeugmodul“, „modulares elektrisches Fahrzeugsystem“, „angebaute Fahrzeugmodule“, „Antriebsmodul“, „Kopf“, „nicht-antreibendes Modul“, „Heck“, „Anhängermodul“, „Anhängerfahrzeug“, „abgesetztes Fahrzeugmodul“, „konfiguriertes Fahrzeug“, „nicht-antreibendes Modul mit Allradfunktion“, „Kupplung(en)“, „Kupplungssystem“, „Unterkupplungssystem“, „mehrere Kupplungen“, „Kupplungs- und Konfigurationssteuerungssystem“, „Kupplungs- und Konfigurationssteuerungsgerät“, „automatisiertes Fahrzeugkupplungs- und -konfigurationssystem“, „Kupplung und Konfiguration“, „Entkupplung und Dekonfiguration“, „Fahrzeugbetriebs- und -steuerungssystem“, „Fahrzeugbetriebssteuerungsgerät“ usw. austauschbar verwendet werden und sich auf eine Vielzahl unterschiedlicher Begriffe, das Kupplungssystem und die Konfigurationsverfahren, die Fahrzeugentkupplungsverfahren, die Steuersysteme, das elektrische Steuergerät, das Fahrzeugbetriebssteuergerät und andere erfindungsgemäße Komponenten beziehen.
Das erfindungsgemäße multimodulare Elektrofahrzeugsystem besteht aus einem Antriebsfahrzeugmodul 2000 und einer Vielzahl von Nicht-Antriebsfahrzeugmodulen, wie z. B. dem SUV-Modul 2100, dem LKW-Ladeflächenmodul 2200, dem Arbeits-/Werkzeugfahrzeugmodul 2300, dem Personenfahrzeugmodul 2400, dem Freizeitfahrzeugmodul 2500 und dem Lastkraftwagenmodul 2600, aber nicht nur. Die nicht fahrenden Module können auch mit einem Elektromotor 7200 ausgestattet werden, um die Bereitstellung eines Fahrzeugs mit Allradantrieb oder Allradmodul zu erleichtern. Darüber hinaus muss der Elektromotor möglicherweise für das größere Nicht-Antriebsmodul verwendet werden, um die gewünschte Antriebs- und Drehmomentleistung zu gewährleisten, die sich aus dem Zusammenbau der beiden Module ergibt.
Das Antriebsfahrzeugmodul 2000 enthält alle Elemente, die für den Betrieb als unabhängiges Fahrzeug mit zwei Vorderrädern und einem einzigen einziehbaren Rad 4100 in der hinteren Mittelposition des Fahrzeugs erforderlich sind. In einer Ausführungsform ist das einziehbare Einzelrad im Bereich des Fahrgestells zwischen dem Fahrer- und dem Beifahrersitz 4100 angebracht. Es kann auch am Fahrgestell unter der Sitzbank der Fahrgäste oder in anderen Bereichen des Fahrzeugmoduls 2000 angebracht sein.
Die Vorderräder des Antriebsfahrzeugmoduls sind mit einem Elektromotor, einem Lenksystem, einem Bremssystem und anderen, hier nicht näher dargestellten Fahrsteuerungs- und Sicherheitssystemen verbunden, um den unabhängigen Betrieb des Antriebsmoduls 2000 zu ermöglichen. Das hintere Einzelrad mit einem einziehbaren und verstellbaren System 4300 kann auch mit einem Brems- und einem Aufhängungssystem konfiguriert werden, wenn das Antriebsmodul unabhängig betrieben wird, ohne mit einem Nicht-Antriebsmodul gekoppelt zu sein. Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ferner denkbar, dass ein Ausgleichs- und Stabilisierungssystem auch im hinteren Bereich des Fahrzeugs angeordnet ist, wenn dieses auch zum Fahren ohne Kopplung an ein nicht-fahrendes Fahrzeug ausgelegt ist. Das Antriebsmodul kann auch mit einem geschlossenen Heckkörper ausgebildet sein, der ein Wandelement umfasst, wobei das Wandelement zur Abdeckung des Hecks des Antriebsmoduls ausgebildet ist.
Das einzelne einziehbare Rad wird eingesetzt, wenn das Fahrzeug unabhängig betrieben wird und kein fahrzeugfremdes Modul betriebsbereit daran gekoppelt ist. Das einziehbare Rad 4100 ist eingezogen und mit einer Abdeckung 4400 in einem Gehäuse innerhalb des Fahrgestells 4600 verborgen, wenn das Fahrzeug mit einem nicht-fahrenden Fahrzeugmodul konfiguriert ist.
In einer Ausführungsform ist das einziehbare Einzelrad des Antriebsmoduls so konstruiert, dass es ausschließlich Funktionen für die Kopplung des Antriebsmoduls mit einem Nicht-Antriebsmodul bietet. Die Hauptfunktion des einziehbaren Rades 4100 besteht darin, einen einfachen Hinterradmechanismus für die Kopplung des Antriebsmoduls 2000 mit einem Nicht-Antriebsmodul bereitzustellen. Bei solchen Konfigurationen kann das einziehbare Rad verkleinert werden, um Platz im Innen- und Außenbereich zu sparen. Es sollte im Rahmen der vorliegenden Erfindung weiter verstanden werden, dass das einziehbare Rad 4100 in anderen Größen bereitgestellt werden könnte, um den unabhängigen Betrieb des Antriebsmoduls 2000 zu erleichtern. Nach der funktionsfähigen Kopplung des Antriebsmoduls 2000 mit einem Nicht-Antriebsmodul wird das einziehbare Rad 4100 in sein Gehäuse im Fahrgestell 4600 eingezogen.
Ein standardisiertes Kupplungs- und Konfigurationssystem ermöglicht es, mehrere Typen von Fahrzeugmodulen bereitzustellen, die den gleichen Kupplungskonfigurationsprozess nutzen. Der Kopplungs- und Konfigurationsmechanismus und das Verfahren der vorliegenden Erfindung sind standardisiert, um die funktionelle Kopplung des Antriebsmoduls 2000 mit einer Vielzahl von Nicht-Antriebsmodulen zu erleichtern.
Ein Elektromotor 7100 ist auf dem Antriebsmodul 2000 installiert. Das Fahrmodul 2000 umfasst ferner ein automatisiertes Fahrzeugbetriebssteuerungssystem, das so konfiguriert ist, dass es verschiedene Befehlssätze aktiviert und anwendet und mit den Betriebselementen der vorliegenden Erfindung kommuniziert, einschließlich, aber nicht beschränkt auf das Fahrzeugbetriebs- und -steuerungssystem, das Bremssystem und andere Fahrzeugbetriebskomponenten.
Darüber hinaus bietet das Kontrollsystem für den Fahrzeugbetrieb die notwendigen Sicherheitsfunktionen, um das Fahrerlebnis für die Fahrzeuginsassen zu verbessern. Alle Betriebsbefehle werden zwischen dem fahrenden und dem nicht fahrenden Fahrzeug über drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation ausgetauscht.
Ein Elektromotor 7200 kann in dem nicht-antreibenden Fahrzeugmodul 2100 installiert sein und ist mit den Rädern des nicht-antreibenden Moduls funktionsfähig gekoppelt. Die Bereitstellung des Elektromotors 7200 bietet eine Option für das montierte Fahrzeug mit Antriebsfunktionen von Hinterradantrieb, Vierradantrieb oder Allradantrieb. Darüber hinaus kann der Elektromotor 7200 aufgrund seines Gewichts und seiner Größe in dem nicht-fahrenden Modul 2100 erforderlich sein.
Die Konfiguration mit Vierrad- oder Allradantrieb kann für Nicht-Fahrmodule 2100 wie z. B., aber nicht limitiert auf, Sportwagen, Arbeits-/Werkzeug- oder Nutzfahrzeuge, Lastwagen, Wohnmobile und Lastkraftwagen usw. gelten. Eine solche Konfiguration kann die Pferdestärken der Fahrzeuge wesentlich erhöhen, wenn die Nicht-Antriebsmodule groß oder schwer sind oder einfach mehr Pferdestärken benötigen, die das Fahrzeug mit dem Antriebsmodul nicht bereitstellen kann. In einigen Ausführungsformen kann ein mittelgroßes Antriebsmodul mit einem großen, schweren Nicht-Antriebsmodul mit ausreichender Leistung und Ladekapazität kombiniert werden.
Wenn sowohl das Antriebs- als auch das Nicht-Antriebsmodul mit Elektromotoren ausgestattet sind, ist das computergestützte Fahrzeugsteuerungssystem so konfiguriert, dass es die Betriebsparameter zwischen den beiden Elektromotoren synchronisiert, wobei die Betriebsparameter unter anderem die Geschwindigkeit umfassen. Wenn das nicht-fahrende Modul 2100 eine andere Reifengröße als das fahrende Modul 2000 hat, koordiniert das computergestützte Fahrzeugsteuersystem die Betriebsparameter, um unterschiedliche Drehzahlen (Umdrehungen pro Minute) mit unterschiedlichen Reifengrößen und andere Parameter der beiden Elektromotoren zu ermöglichen, um eine synchronisierte Fahrgeschwindigkeit zwischen dem fahrenden und dem nicht-fahrenden Modul zu erreichen.
Wenn ein Nicht-Antriebsmodul mit einem Elektromotor ausgestattet ist, versorgen die im Fahrgestell 9900 und in anderen Bereichen installierten Batterien den darauf installierten Elektromotor mit Strom. Die auf dem Antriebsmodul 9900 und den Nicht-Antriebsmodulen installierten Batterien sind so ausgelegt, dass sie die auf dem Antriebsmodul 2000 und dem Nicht-Antriebsmodul 2100 installierten Elektromotoren mit Strom versorgen. Wenn das Nicht-Antriebsmodul 2100 ebenfalls mit einem Elektromotor ausgestattet ist, wird die Stromversorgung zwischen dem Antriebsmodul 2000 und dem Nicht-Antriebsmodul 2100 koordiniert, und es sollte im Rahmen der vorliegenden Erfindung weiter verstanden werden, dass die elektrische Energie bei Bedarf zwischen den Modulen umgelenkt und ausgetauscht werden kann.
Wenn die Batterien des Antriebsmoduls 2000 und des Nicht-Antriebsmoduls 2100 zusammenarbeiten und nur den Motor des Antriebsmoduls 2000 mit Strom versorgen, ist das System so ausgelegt, dass es zunächst Strom aus den Batterien des Nicht-Antriebsmoduls 2100 bezieht, bis die verbleibende Batterieleistung einen programmierten Mindestprozentsatz erreicht, und dann automatisch die Stromversorgung auf die Batterien des Antriebsmoduls 2000 umschaltet. Auf diese Weise kann die Fahrleistung des Fahrzeugs erhöht werden, während die Energieversorgung des nicht fahrenden Fahrzeugs mit seinen betrieblichen Erfordernissen, wie z. B. An- und Abkopplungsvorgänge, Kommunikation, Öffnen oder Schließen von Klapptüren, Fahrgasttüren und Ablagetüren usw., erhalten bleibt.
Die nicht fahrenden Module haben mindestens zwei Räder, die sich im hinteren Bereich der Module 9600 befinden, und umfassen außerdem eine einziehbare Parkstützstruktur 5200 und 5300, die sich im vorderen Bereich der nicht fahrenden Module für nicht fahrende Module mit nur zwei Rädern befindet. Die einziehbaren Parkstützstrukturen 5200 erstrecken sich nach unten, um die nichtfahrenden Module zu stützen, wenn das nichtfahrende Modul geparkt ist. Die einziehbaren Parkstützstrukturen 5200 werden in Abteile 5300 eingezogen, wobei das Abteil 5300 ferner die Stellglieder enthält, die so konfiguriert sind, dass sie die Stützstrukturen zwischen ihrer ausgefahrenen und eingezogenen Position bewegen. Die einziehbaren Parkhilfsstrukturen 5200 werden in ihrer eingezogenen Position in ihrem Gehäusefach 5300 platziert, wenn das Antriebsmodul 2000 und das Nicht-Antriebsmodul 2100 für den Betrieb betriebsbereit gekoppelt sind.
In der Konfiguration, in der das Antriebsmodul so ausgelegt ist, dass es unabhängig arbeiten kann, ohne dass ein Nicht-Antriebsmodul operativ daran gekoppelt ist, ist der hintere Teil des Gehäuses des Antriebsmoduls mit einer einziehbaren Tür ausgestattet, die mit einem Aktuator konfiguriert ist. Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ferner zu verstehen, dass ein Antriebsmodul 2000, das so ausgelegt ist, dass es nur mit einem Nicht-Antriebsmodul betrieben werden kann, keine einziehbare Tür zu installieren braucht.
Eine einziehbare Tür 6100 ist mit einem Aktuator 6600 installiert und konfiguriert und kann automatisch oder teilweise in den Raum zwischen Dach und Decke 6700 von nicht fahrenden Fahrzeugmodulen eingezogen werden. Pritschenwagen, Lastkraftwagen und andere größere Module ohne Antrieb benötigen möglicherweise keine versenkbare Tür und eine einziehbare Tür ist somit nicht vorhanden. Alternativ könnten die oben genannten Modultypen eine einziehbare Tür verwenden, die so konfiguriert werden könnte, dass sie sich nur teilweise anhebt, um mit dem Antriebsmodul gekoppelt und konfiguriert zu werden.
In den Konfigurationen, in denen die versenkbare Tür vollständig zwischen dem Fahrzeugdach und der Decke verborgen ist, ist ein großer LED-Bildschirm 6750 vorgesehen, der einen Abschnitt der Decke, der die versenkbare Tür verdeckt, abdeckt und mit einer auf dem Fahrzeugdach installierten Videokamera 6760 verbunden ist. Diese Konfiguration ermöglicht es den Fahrgästen, die in diesem Bereich des Fahrzeugs sitzen, Live-Ansichten des Himmels oder von Objekten über dem Fahrzeug zu sehen, die eine Perspektive simulieren, die von einem herkömmlichen Schiebedach geboten wird.
Die einziehbare Tür an nicht fahrenden Modulen ist so konstruiert, dass sie die Fahrzeugkabine sicher abdichtet und sich der Breite der Tür sowie den Veränderungen der Karosserie- und Kabinenform des Fahrzeugmoduls während des Einzieh- und Ausziehvorgangs anpasst. In einer Konfiguration besteht die versenkbare Tür aus zwei Teilen (6210, 6220) mit einer Vielzahl von Plattenpaaren. An jedem Plattenpaar sind zwei Halterungen (6330, 6335) angebracht, die jedes Plattenpaar zu einer Plattenstruktur zusammenschließen. Die Halterungen sind so angebracht, dass sie in der Verriegelungsposition einrasten, wenn die versenkbare Tür in die geschlossene Position gezogen wird. Wenn die Tür sicher geschlossen ist, verriegeln die Verriegelungsklammern die beiden Platten sicher miteinander. Zwei Paare von Halterungen 6355 mit Gleitschienen 6357, die an jedem Paar von Paneelen installiert sind, halten die Paneele in jeder Bewegungsposition sicher zusammen. Beim Einfahren der Tür werden die Verriegelungsbügelpaare aus der Verriegelungsposition gelöst, wenn die Paneele durch den schmaleren Teil der Fahrzeugkarosserie an der Oberseite angehoben werden und sich jedes Paneelpaar aufeinander zu bewegt und der Teil der Tür schmaler wird.
Alternativ wird eine abnehmbare Abdeckung 6800 mit Schlössern 6850 verwendet, um das offene Ende eines nicht angetriebenen Moduls sicher abzudecken, wenn es nicht in Gebrauch ist. Die abnehmbare Abdeckung kann entriegelt und dann bequem zusammengefaltet und in einem Stauraum des Fahrzeugs oder an einem anderen Ort abgelegt werden. Nach dem Entfernen der abnehmbaren Abdeckung 6800 ist das Nicht-Antriebsmodul bereit, mit dem Antriebsmodul verbunden zu werden. Eine abnehmbare Abdeckung wird in Ausführungsformen verwendet, wenn an der Decke und in anderen Bereichen im Inneren des Nichtantriebsmoduls kein Platz für die einziehbare Tür und ihren Mechanismus vorhanden ist. Außerdem kann eine abnehmbare Abdeckung die Kosten für die Herstellung des Nicht-Antriebsmoduls erheblich senken. Da bei allen Fahrzeugmodulen das gleiche Kupplungssystem verwendet wird, kann die Abdeckung bei allen Nicht-Fahrzeugmodulen mit offenem Frontend eingesetzt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es ferner denkbar, dass die versenkbare Tür aus hochfesten und leichten Materialien besteht und manuell hoch- und heruntergezogen werden kann, um Platz und Kosten zu sparen. Wenn das Antriebsfahrzeug so ausgelegt ist, dass es nur mit einem nicht fahrenden Fahrzeug gekoppelt und betrieben werden kann, ist das Antriebsmodul darauf beschränkt, unabhängig zu fahren, und es besteht daher keine Notwendigkeit, eine versenkbare Abdeckung darauf zu installieren.
Das Fahrzeugmodul-Kopplungs- und Konfigurationssystem besteht aus: automatisiertes Fahrzeugmodul-Kopplungs- und Konfigurationssystem; zwei Paaren von Karosserie-Rahmen-Kopplern zum Verbinden und Kombinieren von Rahmen des Antriebsmoduls 3100 und eines Nicht-Antriebsmoduls 3110 zu einem Rahmen; einem Paar gebündelter Stecker 3310 und 3320 zum Verbinden und Konfigurieren von Elektronik- und Computersystemen, elektrischen Systemen, Signalsystemen, Sicherheits- und Betriebssystemen und anderen Software- und Hardwareverbindungen zwischen Antriebs- und Nicht-Antriebsmodulen; eine Vielzahl von Karosseriekupplungen 3210 und 3230 zum Verbinden und Koppeln von Karosserien des fahrenden und des nicht fahrenden Moduls zu einer Fahrzeugkarosserie.
Die Karosserie-Rahmen-Koppler sind gepaart, wobei eine am Antriebsmodul und die andere am Nicht-Antriebsmodul installiert ist. Der Bediener des fahrenden Fahrzeugmoduls gibt dem automatisierten Fahrzeugkopplungs- und -konfigurationssystem, das auf dem fahrenden Modul installiert ist, einen Befehl, um den Prozess der Kopplung und Konfiguration eines fahrenden und eines nicht fahrenden Moduls einzuleiten. Während der funktionsfähigen Kopplung der beiden Module nimmt das nicht fahrende Modul die Konfigurationsbefehle des fahrenden Fahrzeugs entgegen und koordiniert die Konfigurationsvorgänge, um den Abschluss der funktionsfähigen Kopplung der beiden Module zu erleichtern. Karosseriekupplungen können vollständig zwischen der äußeren Metallkarosserie und der inneren Kunststoffstruktur der Fahrzeuge angeordnet werden, ohne dass der Innenraum belegt wird.
Die Kopplungs- und Konfigurationsbefehle können über eine grafische Benutzeroberfläche auf einem Armaturenbrett im Fahrmodul ausgelöst werden. Alternativ kann ein verbaler Befehl von einer autorisierten oder erkannten Stimme oder eine Autorisierung, die über eine mobile App oder andere drahtlose Kommunikation gesendet wird, verwendet werden, um die Kopplung einzuleiten. Darüber hinaus kann ein Autorisierungsgerät, das entweder drahtlos in der Nähe der zu konfigurierenden und zu koppelnden Fahrzeugmodule kommuniziert, oder ein am Armaturenbrett des Fahrmoduls angeschlossenes Gerät eingesetzt werden, um den Kopplungsprozess zu aktivieren.
In einer Ausführungsform sind verstellbare Aufhängungen 8100, z. B. hydraulische Aufhängungen, Luft- oder Hydrogasaufhängungen, an den Rädern des Antriebsmoduls und der Nichtantriebsmodule angebracht. Die einstellbaren Aufhängungen 8100 werden individuell konfiguriert und durch das automatisierte Fahrzeugkopplungs- und Konfigurationssystem gesteuert. Ein hydraulischer Aktuator 4500, der mit einem einziehbaren Rad ausgestattet ist, wird ebenfalls mit dem automatisierten Fahrzeugkopplungs- und -konfigurationssystem konfiguriert. Die einziehbaren Parkunterstützungsstrukturen 5200 der mit Aktuatoren konfigurierten nichtfahrenden Fahrzeugmodule werden ebenfalls individuell durch das automatisierte Fahrzeugkopplungs- und Konfigurationssystem gesteuert. Die Räder und die Parkstützen 5200 können ihre Position unabhängig voneinander anheben oder absenken. Die Sensoren 9100, 9200 und 9300 sind an den Karosserien der Fahrzeugmodule oder unter den Fahrgestellen angebracht, wobei die Sensoren 9100, 9200 und 9300 während des Ankuppelns des Antriebsmoduls 2000 und des Nichtantriebsmoduls 2100 Signale über die Bodenverhältnisse an das automatisierte Fahrzeugkupplungs- und Konfigurationssteuergerät senden. Es sollte im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden werden, dass die Sensoren 9100, 9200 und 9300 Sensortechnologien verwenden können, wie z. B. akustische, Laser-Bildgebungstechnologie wie Lidar (Light Detection and Ranging), Infrarot- und optische Sensoren, Ultraschallsensoren oder Video, aber nicht darauf beschränkt.
Während des Kopplungsvorgangs empfängt das automatisierte Fahrzeugkopplungs- und -konfigurationssystem Signale von den Sensoren oder Bildern über die Bodenbedingungen und sendet anschließend Befehle an die Aktuatoren und die Aufhängungselemente, um das einziehbare Rad und die Parkstützen 5200 zu manövrieren und in der Höhe anzupassen. Das automatisierte Fahrzeugkopplungs- und -konfigurationssystem ist so programmiert, dass es das fahrende Modul 2000 und das nicht fahrende Fahrzeugmodul 2100 in einer geraden Linie und auf demselben Niveau ausrichtet, indem es Live-Bilder von Videokameras und/oder Signale von Sensoren 9100, 9200 und 9300 empfängt, misst und berechnet, um den Kopplungsprozess zu erleichtern.
Das automatisierte Fahrzeugkupplungs- und -konfigurationssystem erkennt das Kupplungsende und die Kupplungsrichtung anhand von Live-Bildern, die es von Videokameras und/oder den Sensoren 9100 erhält, die am Antriebsmodul 2000 und am nicht fahrenden Modul 2100 installiert sind. Das automatisierte Fahrzeugkopplungs- und -konfigurationssystem ist so programmiert, dass es das Antriebsmodul so manövriert, dass es sich mit dem nicht fahrenden Modul ausrichtet. Das Antriebsmodul 2000 wird in eine Position manövriert, in der es in der Lage ist, rückwärts in Richtung eines nicht fahrenden Moduls zu manövrieren. Das automatisierte Fahrzeugkopplungs- und -konfigurationssystem positioniert zunächst das hintere Ende des Antriebsmoduls 2000 und das vordere Ende des nicht fahrenden Moduls 2100 einander gegenüber. Bei der Erstplatzierung richtet sich das Antriebsmodul vollständig auf das nicht fahrende Modul aus. Gleichzeitig empfängt das automatisierte Steuergerät für die Fahrzeugkopplung und -konfiguration Live-Bilder oder -Signale von Videokameras und/oder Sensoren 9100, die auf den Fahrgestellen des fahrenden und des nicht fahrenden Moduls installiert sind, um die funktionsfähige Nivellierung der Module durch die funktionsfähige Einstellung der Höhe der Räder des fahrenden Moduls sowie der Parkstützstrukturen 5200 und der Räder des nicht fahrenden Fahrzeugmoduls zu erleichtern. Durch die Nivellierung und Ausrichtung wird sichergestellt, dass die Kupplungspaare entsprechend genau miteinander verbunden werden können. Der Ausrichtungs- und Nivellierungsprozess wird fortgesetzt, wenn sich das fahrende Modul 2000 dem nicht fahrenden Modul 2100 nähert, bis die Kupplungen an beiden Modulen genau zueinander ausgerichtet und nivelliert sind, um für die physischen Verbindungen vorbereitet zu sein.
Wenn die antreibenden und nicht-antreibenden Module so manövriert werden, dass sie sich axial ausrichten und die Kupplungspaare 3100 und 3110 genau aufeinander ausgerichtet sind und physisch ineinander greifen, wird bestätigt, dass die Module nivelliert und ausgerichtet sind, bevor der Kupplungsvorgang eingeleitet wird. Der Nivellierungs- und Ausrichtungsprozess ist auch erforderlich, bevor der Entkopplungsprozess zugelassen wird, um sicherzustellen, dass die Bodenoberflächenbedingungen innerhalb des zulässigen Manövrier- und Nivellierungsbereichs liegen, damit die Module nicht nur ordnungsgemäß entkoppelt werden können, sondern auch in der Lage sind, sich wieder zu koppeln.
Handelt es sich bei dem nicht fahrenden Fahrzeugmodul um das Pritschenmodul 2200 oder den Lastkraftwagen 2600, so werden an der Vorderseite des Pritschenmoduls 2200 nur die Abdeckplatten für die Fahrzeugkonfiguration und die Kupplungsmechanismen geöffnet, die dann frei liegen und für die physische Konfiguration und Kupplung bereit sind. Die Stirnwand 3400 des Pritschenmoduls dient zur Abdeckung und Abdichtung des hinteren Aufbaus des Fahrmoduls. Neben einem Glasfenster 3420 innerhalb der Stirnwand befinden sich Fächer für die Unterbringung von Elementen wie z. B. Kupplungs- und Stützstrukturen, Modulsteuerungs- und Kommunikationssysteme.
Sobald das Antriebsmodul und das Nicht-Antriebsmodul physisch miteinander verbunden sind, werden in einer Ausführungsform zwei Paare von Karosserie-Rahmen-Kopplern 3100 in den Kopplungsprozess einbezogen. Diese Fahrgestellrahmenkoppler 3100 tragen das gesamte Gewicht und sind der wichtigste Verbindungsmechanismus der modularen Fahrzeuge. Die Fahrgestellrahmenkoppler 3100 bestehen aus rechteckigen oder quadratischen Stahlrohren und sind als Teil des Rahmens der Fahrzeugmodule aufgebaut und gestaltet. Die männlichen Rahmenkupplungen 3110 befinden sich innerhalb des Haupt-Karosserierahmens der nicht-antreibenden Module, und die weiblichen Rahmenkupplungen 3120 sind die inneren Räume von Rahmenrohren des Antriebsmoduls. Ein Verriegelungssystem 3141 ist am Haupt-Rahmenrohr an der Karosserie des Antriebsmoduls angebracht. Ein männlicher Rahmen-Koppler mit Zahnstange 3135, der sich innerhalb des Hauptrahmenrohrs am Chassis des Nichtantriebsmoduls befindet, bewegt sich funktionsfähig in das Haupt-Rahmenrohr 3151, 3152 und 3153 an das Haupt-rahmenrohr 3151, 3152 und 3153 des Antriebsmoduls, angetrieben durch ein Ritzel in einem Aktuator 3130, der sich am Hauptrahmen des Rahmens des Nicht-Antriebsmoduls befindet. Wenn die männliche Kupplung einen Sensor oder einen Schalter 3144 berührt, der sich innerhalb und am Ende des Haupt-Rahmenrohrs des Antriebsmoduls befindet, wird der Sensor oder der Schalter aktiviert und sendet ein Signal an das automatisierte Fahrzeug-Kupplungs- und Konfigurationssystem, das wiederum das Rahmenkupplungsverriegelungssystem 3141 anweist, die Verriegelung der Rahmenkupplung mit ihren Verriegelungsstiften 3142 zu aktivieren, um damit die Verriegelungsstifte in die Verriegelungsschlitze an der männlichen Rahmenkupplung 3145 und an der weiblichen Rahmenkupplung 3143 in Eingriff zu bringen. Sobald der Verriegelungsvorgang abgeschlossen ist, signalisiert das Steuersystem, dass der nächste Kupplungsschritt beginnen kann.
Wenn die Kopplung des Rahmens abgeschlossen ist, wird das Paar der gebündelten Stecker 3310 und 3320, die sich zwischen den Rahmenkupplungen der antreibenden als auch der nicht antreibenden Module befinden, um die elektrischen und elektronischen Geräte zwischen den antreibenden und nicht antreibenden Modulen zu verbinden, ebenfalls so positioniert, dass sie während des Koppelprozesses der Fahrzeugmodule funktionsfähig gekoppelt sind. Sobald dieser Schritt des Kopplungsprozesses abgeschlossen ist, soll dieses einzige gebündelte Steckerpaar alle Kommunikations-, elektrischen und elektronischen Verbindungen und Betriebsmechanismen zwischen den antreibenden und nicht antreibenden Modulen funktionsfähig gekoppelt haben.
Mehrere Paare von Gehäusekupplungen 3210, 3230 befinden sich am hinteren unteren Ende, an der linken und rechten hinteren Seite und an der Oberseite des Antriebsmoduls sowie am unteren Ende und an der linken und rechten Seite des vorderen Endes und an der Oberseite der Nicht-Antriebsmodule. Jedes dieser Paare von Karosseriekupplungen besteht aus einer weiblichen Kupplung 3230 mit Muttern mit Gewinden, die sich auf dem mit einem Aktuator 3200 konfigurierten Antriebsmodul befinden. Die Karosseriekupplungen 3210 umfassen außerdem eine männliche Kupplung mit Bolzen 3210, die ein Gewinde aufweist, das mit einem Stellglied 3220 konfiguriert ist, das sich auf dem Nicht-Antriebsmodul befindet.
Ein Sensor oder Berührungsschalter 3240 befindet sich an der Innenseite jeder der Kupplungsbuchsen. Die männlichen Kupplungen, die sich am nicht fahrenden Modul befinden, greifen in die weiblichen Kupplungen, die sich am fahrenden Fahrzeug befinden. Tiefer positionierte Kupplungspaare starten den Konfigurationsprozess zuerst, und wenn ein Sensor feststellt, dass das Kupplungspaar vollständig eingerastet ist, verriegelt der weibliche Aktuator das männliche Kupplungspaar mit seinem Verriegelungsschlitz 3215. Anschließend wird ein Signal an das automatisierte Fahrzeugkupplungs- und -konfigurationssystem gesendet, das wiederum die darüber liegenden Kupplungspaare anweist, den Konfigurationsprozess zu starten. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis die Kupplungen auf beiden Seiten der Fahrzeugmodule funktionsfähig gekoppelt sind. Anschließend beginnt und endet der Konfigurationsprozess für die Kupplungen auf der Oberseite der Fahrzeugmodule.
Karosseriekupplungen, die Fahrgestellrahmen zwischen einem Antriebs- und einem Nicht-Antriebsmodul verbinden, können auf unterschiedliche Weise gestaltet werden. Wenn z. B. die männlichen Rahmenkupplungen an einem Antriebsmodul und die weiblichen Rahmenkupplungen an einem Nicht-Antriebsmodul angeordnet sind, sind solche Anordnungen nur dann sinnvoll, wenn das Antriebsmodul größer ist, und umgekehrt, wenn das Antriebsmodul kleiner ist. Wenn beispielsweise ein Fahrmodul nur zwei Sitze für den Fahrer und einen Beifahrer hat, wird die männliche Rahmenkupplung im Fahrgestellrahmen des Nicht-Fahrmoduls und die weibliche Rahmenkupplung im Gegenzug auf dem Fahrmodul angeordnet, wie oben dargestellt. Eine solche Anordnung ermöglicht es, ein größeres Nicht-Fahrmodul mit einem kleineren Fahrmodul zu koppeln, wie es in den Zeichnungen dargestellt und oben beschrieben ist.
Nach Abschluss des Kopplungs- und Konfigurationsvorgangs sendet das automatisierte Fahrzeugkopplungs- und -konfigurationssystem ein Signal an das Betriebssteuerungssystem des Antriebsfahrzeugs, um weitere Konfigurationsvorgänge zu starten, die für eine bestimmte Modulkopplung erforderlich sind. Dazu gehört unter anderem die Anpassung von Fahrüberwachungssystemen, Sicherheitssystemen, selbstfahrenden und selbstparkenden Systemen an bestimmte Typen von nicht fahrenden Fahrzeugen, die mit dem fahrenden Fahrzeugmodul konfiguriert sind, da verschiedene nicht fahrende Module unterschiedliche Karosseriegrößen, Breiten, Längen und Höhen sowie andere Abweichungen aufweisen.
Sicherheits- und Warnsysteme, selbstfahrende Systeme und Fahrbeobachtungssysteme und -geräte, Stromversorgungen und Motordrehmomente sowie andere mechanische und elektronische Systeme müssen sich automatisch an den Betrieb mit dem spezifischen Fahrzeugkonfigurationsstatus und den Anforderungen entsprechend den konfigurierten Modulen anpassen.
Während des Konfigurationsprozesses überwacht ein Sicherheitsüberwachungssystem, ob sich Fremdkörper oder menschliche Bewegungen im Sicherheitsbereich der Konfiguration befinden. Der Konfigurationsprozess muss wieder aufgenommen werden, sobald sich die störenden Bewegungen nicht mehr im Bereich des Kupplungs- und Konfigurationsprozesses befinden. Das automatisierte Fahrzeugkupplungs- und -konfigurationssystem soll unabhängig und ohne Eingriffe des Bedieners der Fahrzeugmodule funktionieren.
Die Verfahren zum Abkoppeln und Dekonfigurieren der Fahrzeuge können in umgekehrter Reihenfolge ablaufen, z. B. werden in einer Ausführungsform die Kupplungen an der Oberseite der Fahrzeuge zuerst abgekoppelt, und nach Abschluss der Arbeiten wird ein Signal an das Steuergerät gesendet, das Befehle an das nächste Paar von Steckern in der Reihe sendet, um den Abkopplungsprozess zu starten, bis alle Stecker abgekoppelt sind. Anschließend sendet das Fahrzeugkonfigurationssystem ein Signal an das zentrale Steuersystem des fahrenden Fahrzeugs, um den Modus für den Eigenbetrieb des fahrenden Fahrzeugs wieder aufzunehmen. In verschiedenen Ausführungsformen können die Methoden und/oder Abläufe der Konfiguration und Dekonfiguration von Fahrzeugen variieren.
Ein Monitorsystem überwacht den Kopplungs- und Konfigurationsprozess, und wenn es Signale erkennt, die auf eine Fehlfunktion des Kopplungs- und Konfigurationsprozesses hindeuten, sendet das Monitorsystem Warnsignale aus und deaktiviert das Fahrzeugbetriebssystem, bis die Probleme behoben sind. Der gesamte Kopplungs- und Konfigurationsprozess sowie der Entkopplungs- und Dekonfigurationsprozess kann von einem Fahrzeugführer mit einem drahtlosen Gerät bedient und abgeschlossen werden.
Wenn das Antriebsfahrzeugmodul unabhängig arbeitet, erfolgt die Stromversorgung des Fahrzeugs ausschließlich über die im Fahrzeug installierten Batterien 9900. Wenn das treibende Fahrzeugmodul mit einem nicht treibenden Fahrzeugmodul konfiguriert ist, erfolgt die Stromversorgung des Fahrzeugs über die Batterien 9900, die sowohl im treibenden als auch im nicht treibenden Fahrzeug installiert sind. Wenn das nicht fahrende Modul auch mit einem Elektromotor für eine Konfiguration mit Vierradantrieb ausgestattet ist, liefern die im nicht fahrenden Modul installierten Batterien Strom für den darauf installierten Elektromotor. Die Module können einzeln mit Strom aufgeladen werden oder, sobald sie konfiguriert sind, über einen einzigen Ladeanschluss aufgeladen werden. Um den Raum optimal zu nutzen, die Fahrzeugkapazität und die Fahrleistung zu erhöhen und die Häufigkeit der Batterieladung zu verringern, kann ein Festkörperbatteriesystem für alle Fahrzeugmodule konfiguriert werden.
Fahrsicherheit ist die oberste Priorität, das Fahrzeugmodul ist mit einem Autopilot-Navigationsfahrsystem, einer optischen Erkennung, Umgebungsrealität (SR), einem Lernsystem mit künstlicher Intelligenz, einem Fahrzeugbetriebssicherheits- und -schutzsystem, Airbag, Onboard-Kommunikationssystem und Warnsystem mit benachbarten Fahrzeugen für Sicherheitskommunikation und anderen fortschrittlichen Betriebs-, Sicherheits- und Kommunikationssystemen ausgestattet.
Da das Antriebsmodul mit einer Vielzahl von Nicht-Antriebsmodulen gekoppelt sein kann, die sich in Größe, Gewicht und Funktion unterscheiden, können unvorhersehbare Straßenbedingungen zu einem holprigen und unvorhersehbaren Fahrgefühl führen. Sensoren und/oder Videokameras (9100, 9200, 9300) sind an der Fahrzeugfront oder an anderen Stellen des Fahrzeugs installiert, um Signale zu überwachen und an das Fahrzeugbetriebs- und -kontrollsystem zu senden. Das Fahrzeugbetriebs- und -kontrollsystem sendet spezifische Befehle entsprechend dem spezifischen nicht-fahrenden Modul, das zum Zeitpunkt des Fahrens mit dem Fahrmodul gekoppelt ist, an die einzelnen Aufhängungen und passt ihre Positionen umgehend an die Straßenbedingungen an, um ein sicheres und reibungsloses Fahrverhalten zu gewährleisten.
Zur Sicherheit des Bedieners und der Umgebung können Kopplungs- und Konfigurationsverfahren durchgeführt werden, ohne dass ein Bediener in dem Fahrmodul sitzt. Die Kopplungs- und Konfigurationssteuerung kann so konfiguriert sein, dass sie Befehle von einem Benutzergerät empfängt, wobei das Benutzergerät über ein drahtloses Kommunikationsprotokoll mit der Kopplungs- und Konfigurationssteuerung verbunden ist.
Jedem Fahrmodul und jedem Nicht-Fahrmodul ist eine digitale Kennung zugeordnet.
Ein Berechtigungscode kann zugewiesen werden, um die Kopplung und Konfiguration eines Antriebsmoduls und eines Nicht-Antriebsmoduls zu ermöglichen.
Ein Sicherheitssoftwaresystem, das den Betrieb des Fahrzeugs schützen soll, ist so konfiguriert, dass es den Betrieb des Fahrzeugs sichert, einschließlich der Verhinderung, dass der Entkopplungsprozess während des Betriebs des Fahrzeugs durch Fehlfunktionen der Fahrzeugsteuerungssysteme oder durch bösartige Software, die gehackt wird, aktiviert wird, usw.
Augmented-Reality-Algorithmen, die den Betrieb des Fahrzeugs unterstützen, werden mit den Steuerungssystemen der Fahrzeuge und als Teil eines intelligenten Systems für Fahr-, Park- und Sicherheitsmessungen konfiguriert. Die Algorithmen der künstlichen Intelligenz (KI) befinden sich in einem ständigen Lernprozess durch interaktive Erfahrungen mit einer realen Umgebung und dem Betrieb des Fahrzeugs, einschließlich der Analyse der Fahrgewohnheiten des einzelnen Fahrers, der Straßenbedingungen usw. Die Algorithmen werden auch ständig durch computergenerierte Wahrnehmungsinformationen über mehrere modulare Fahrzeugplattformen verbessert, einschließlich visueller, auditiver, betrieblicher und von den Fahrzeugleistungen erhaltener Daten sowie Geruchsinformationen (z. B. zur Erkennung von Alkoholkonsum oder der Verwendung kontrollierter Substanzen durch den Fahrer und/oder die Fahrgäste). Diese Funktionen sind für das modulare Fahrzeugsystem besonders wichtig, da Fahrzeugfunktionen, -größen, - gewicht und -sicherheitsmessungen je nach spezifischer Konfiguration und Kopplung der Fahrzeugmodule variieren.
Die von einem bordeigenen KI-System gesammelten Daten, wie z. B. die Fahrgewohnheiten eines Fahrers, häufige Fahrten, Straßenzustand, frühere Erfahrungen mit verschiedenen Nicht-Fahrmodulen, können sicher und drahtlos auf ein anderes Fahrmodul übertragen werden, wenn der Fahrer sein Fahrmodul kauft, mietet oder mit einem anderen Besitzer eines Fahrmoduls tauscht.
Das oben Beschriebene enthält Beispiele für die vorliegende Spezifikation. Es ist natürlich nicht möglich, jede denkbare Kombination von Komponenten oder Methoden zum Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Spezifikation zu beschreiben, aber ein Fachmann kann erkennen, dass viele weitere Kombinationen und Permutationen der vorliegenden Spezifikation möglich sind. Jede der oben beschriebenen Komponenten kann in jeder beliebigen Permutation kombiniert oder zusammengefügt werden, um die beschriebenen Systeme zu definieren. Dementsprechend soll die vorliegende Beschreibung alle derartigen Änderungen, Modifikationen und Variationen umfassen, die unter den Geist und den Anwendungsbereich der beigefügten Ansprüche fallen. Soweit der Begriff „umfasst“ in der ausführlichen Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet wird, ist dieser Begriff in ähnlicher Weise umfassend zu verstehen wie der Begriff „umfassend“, der als Übergangswort in einem Anspruch interpretiert wird.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Technologie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der vorstehenden detaillierten Beschreibung beschrieben wurden, ist es zu verstehen, dass die vorliegende Technologie nicht auf die offengelegten Ausführungsformen beschränkt werden soll, sondern dass die hier beschriebene Technologie zahlreiche Umgestaltungen, Änderungen und Ersetzungen zulässt, ohne dass der Umfang der nachstehenden Ansprüche verlassen wird. Die Zeichnungen, die den Abbildungen beigefügt sind, dienen ausschließlich der Veranschaulichung der erfinderischen Konzepte und sind nicht maßstabsgetreu gezeichnet. Die nachstehenden Ansprüche sollen alle Modifikationen und Änderungen umfassen, soweit sie in den Anwendungsbereich der Ansprüche oder deren Äquivalent fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 63/187650 [0001]
US 63/118953 [0001]
US 63/077622 [0001]

Claims

Ein modulares Fahrzeugsystem, das Folgendes umfasst: ein erstes Modul, wobei das erste Modul ein Rahmenelement aufweist, wobei das Rahmenelement ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist, wobei das erste Modul ein erstes Rad und ein zweites Rad an seinen gegenüberliegenden Seiten in der Nähe des vorderen Endes aufweist, wobei das Rahmenelement ein daran befestigtes Karosserieelement aufweist, wobei das Karosserieelement ein Innenvolumen aufweist, das eine Passagierkabine bildet, wobei das Karosserieelement mindestens eine Tür aufweist, wobei das Karosserieelement ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist, wobei das Karosserieelement eine Öffnung in der Nähe seines hinteren Endes aufweist; mindestens ein zweites Modul, wobei das mindestens eine zweite Modul ein Rahmenelement aufweist, wobei das Rahmenelement des mindestens einen zweiten Moduls ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist, wobei das Rahmenelement des mindestens einen zweiten Moduls mindestens zwei funktionsfähig daran gekoppelte Räder aufweist, wobei das mindestens eine zweite Modul ein Karosserieelement aufweist, wobei das Karosserieelement des mindestens einen zweiten Moduls ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist, wobei das mindestens eine zweite Modul konfiguriert ist, um lösbar an dem ersten Modul befestigt zu werden; eine Antriebsbaugruppe, wobei die Antriebsbaugruppe mindestens einen Motor aufweist, wobei die Antriebsbaugruppe in dem ersten Modul angeordnet und so konfiguriert ist, dass sie für dessen Antrieb sorgt; und eine Steuerung, wobei die Steuerung eine Elektronik aufweist, die betreibbar ist, um die Kopplung des ersten Moduls und des mindestens einen zweiten Moduls zu ermöglichen, wobei die Steuerung ferner betreibbar ist, um die Konfiguration entweder des ersten Moduls oder des mindestens einen zweiten Moduls zu ermöglichen, wobei das Steuergerät zusätzlich so konfiguriert ist, den Fahrzeugbetrieb bereitzustellen.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, wobei das erste Modul ferner ein drittes Rad umfasst, das mit der Steuerung kommunizierend verbunden ist, wobei sich das dritte Rad in der Nähe des hinteren Endes des Rahmens befindet, wobei das dritte Rad so konfiguriert ist, dass es einziehbar ist und eine erste und eine zweite Position hat
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, wobei der Rahmen des ersten Moduls ferner eine Mehrzahl von ersten Kopplern enthält, wobei der Rahmen des zweiten Moduls eine Vielzahl von zweiten Kopplern enthält, wobei die Vielzahl der ersten Koppler und die Vielzahl der zweiten Koppler betriebsfähig mit dem Steuergerät verbunden sind, wobei die Vielzahl der ersten Koppler so konfiguriert ist, dass sie betriebsfähig mit der Vielzahl von zweiten Kopplern verbunden werden kann, die an dem Rahmenelement des zweiten Moduls befestigt sind.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine zweite Modul ferner mindestens ein Parkstützelement enthält, wobei das mindestens eine Parkstützelement funktionsfähig mit dem Rahmenelement des mindestens einen zweiten Moduls gekoppelt ist, wobei das Parkstützelement funktionsfähig mit dem Steuergerät verbunden ist; wobei das Parkstützelement so konfiguriert ist, dass es sich zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegt.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, wobei das erste Modul und das zweite Modul weiterhin mehrere Karosseriekupplungen umfassen, wobei die Karosseriekupplungen funktionsfähig an dem Karosserieelement des ersten Moduls und dem Karosserielement des zweiten Moduls befestigt sind, wobei die Karosseriekupplungen funktionsfähig mit dem Steuergerät verbunden sind, wobei die Karosseriekupplungen konfiguriert sind, um das Karosserielement des ersten Moduls lösbar an dem Karosserielement des mindestens einen zweiten Moduls zu befestigen.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, wobei das erste Modul und das zweite Modul weiterhin ein Aufhängungssystem umfassen, wobei das Aufhängungssystem betriebsfähig mit dem Steuergerät verbunden ist, wobei das Aufhängungssystem betriebsfähig ist, um Nivellierung und Fahrsteuerung des ersten Moduls und des mindestens einen zweiten Moduls bereitzustellen.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine zweite Modul ferner mindestens einen Motor umfasst, wobei der mindestens eine Motor des mindestens einen zweiten Moduls mit den mindestens zwei Rädern desselben funktionsfähig gekoppelt ist.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine zweite Modul eine einziehbare Tür oder eine abnehmbare Tür umfasst, wobei die einziehbare Tür oder die abnehmbare Tür so konfiguriert ist, dass sie eine Öffnung des Karosserieelements des mindestens einen zweiten Moduls abdeckt.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, das außerdem ein Überwachungssystem umfasst, wobei das Überwachungssystem in dem ersten Modul und dem zweiten Modul angeordnet ist, wobei das Überwachungssystem betreibbar ist, um die betriebsfähige Kopplung des ersten Moduls und des zweiten Moduls zu ermöglichen.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, das außerdem ein elektronisches Kopplungssystem enthält, das in dem ersten Modul und dem zweiten Modul angeordnet ist, wobei das elektronische Kopplungssystem konfiguriert ist, um elektronische Komponenten, die in dem ersten Modul und dem mindestens einen zweiten Modul angeordnet sind, betriebsfähig zu koppeln.
Modulares Fahrzeugsystem, das ein Antriebsmodul enthält, das so konfiguriert ist, dass es mit einer Vielzahl von Nicht-Antriebsmodulen betriebsbereit gekoppelt werden kann, wobei das modulare Fahrzeugsystem umfasst: ein Antriebsmodul, wobei das Antriebsmodul einen Rahmen aufweist, wobei der Rahmen ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist, wobei der Rahmen eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, wobei der Rahmen ein erstes Rad und ein zweites Rad aufweist, die daran befestigt sind, wobei das erste Rad und das zweite Rad auf der ersten Seite bzw. der zweiten Seite angeordnet sind, wobei das Antriebsmodul ferner ein drittes drittes Rad umfasst, wobei sich das dritte Rad in der Nähe des hinteren Endes des Rahmens befindet, wobei das dritte Rad einziehbar ist, wobei das Antriebsmodul ferner mindestens einen Motor umfasst, wobei der mindestens eine Motor betriebsmäßig mit dem ersten Rad und dem zweiten Rad gekoppelt ist, wobei das Antriebsmodul ferner ein Karosserieelement aufweist, das eine Vielzahl von Wänden und ein Dach aufweist, die zusammenhängend ausgebildet sind, um eine Passagierkabine zu bilden, wobei das Antriebsmodul eine hintere Öffnung in der Nähe eines hinteren Endes des Karosserieelements aufweist; ein nicht-antreibendes Modul, wobei das nicht-antreibende Modul einen Rahmen aufweist, wobei der Rahmen eine Vielzahl von Stützelementen umfasst, wobei der Rahmen des nicht-antreibenden Moduls ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist, wobei der Rahmen mindestens zwei Räder an seinen gegenüberliegenden Seiten aufweist, wobei der Rahmen des nicht-antreibenden Moduls ein Karosserieelement aufweist, das funktionsfähig daran befestigt ist, wobei das Karosserieelement des nicht-antreibenden Moduls ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist; ein Kopplungs- und Konfigurationssteuergerät, wobei das Kopplungs- und Konfigurationssteuergerät funktionsfähig mit dem Antriebsmodul und dem Nicht-Antriebsmodul gekoppelt ist, eine Fahrzeugbetriebssteuerung, wobei die Fahrzeugbetriebssteuerung so konfiguriert ist, dass sie den Betrieb des modularen Fahrzeugsystems ermöglicht.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 11, wobei das nicht-antreibende Modul außerdem Parkstützelemente umfasst, wobei die Parkstützelemente betriebsfähig mit dem Rahmen des nicht-antreibenden Moduls in der Nähe des vorderen Endes desselben gekoppelt sind, wobei die Parkstützelemente betriebsfähig mit der Kopplungs- und Konfigurationssteuerung verbunden sind und so konfiguriert sind, dass sie sich in einer Aufwärts-Abwärts-Richtung bewegen, wobei die Parkstützelemente dazu dienen, eine ebene Ausrichtung des nicht-antreibenden Moduls einzustellen und aufrechtzuerhalten.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 11, wobei das nicht-antreibende Modul in einer Vielzahl von Konfigurationen bereitgestellt wird.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 11, wobei das Antriebsmodul und das Nicht-Antriebsmodul eine Vielzahl von Rahmenkupplungen enthalten, wobei die Rahmenkupplungen an dem Rahmen des Nicht-Antriebsmoduls und des Antriebsmoduls vorhanden sind, wobei die Rahmenkupplungen so konfiguriert sind, dass sie den Rahmen des Nicht-Antriebsmoduls lösbar an dem Rahmen des Antriebsmoduls befestigen.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 11, wobei das Antriebsmodul und das Nicht-Antriebsmodul eine Vielzahl von Karosserieelementbefestigungen aufweisen, die betriebsmäßig mit der Kupplungs- und Konfigurationssteuerung verbunden sind, wobei die mehreren Karosserieelementbefestigungen an dem Karosserieelement des Nicht-Antriebsmoduls und des Antriebsmoduls vorhanden sind, wobei die Mehrzahl von Karosserieelementbefestigungen so konfiguriert sind, dass sie das Karosserieelement des Nicht-Antriebsmoduls lösbar an dem Karosserieelement des Antriebsmoduls befestigen.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 11, wobei das Antriebsmodul ferner ein unabhängiges Aufhängungssystem umfasst, wobei das unabhängige Aufhängungssystem mit dem Kupplungs- und Konfigurationssteuergerät gekoppelt ist, wobei das unabhängige Aufhängungssystem des Antriebsmoduls so konfiguriert ist, dass es eine Nivellierung des Antriebsmoduls ermöglicht.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 11, wobei das Karosserieelement des nicht-antreibenden Moduls ferner eine Öffnung in der Nähe des vorderen Endes des Karosserieelements des nicht-antreibenden Moduls aufweist, wobei die Öffnung ferner eine einziehbare Tür oder eine abnehmbare Tür aufweist, die Zugang zu der Öffnung des Karosserieelements des nicht-fahrenden Moduls bietet.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 11, wobei das Karosserieelement des Nicht-Antriebsmoduls ferner ein geschlossenes vorderes Ende mit einem Wandelement aufweist, das so konfiguriert ist, dass es das vordere Ende des nicht-fahrenden Moduls abdeckt.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 11, wobei das nicht-antreibende Modul ferner ein unabhängiges Aufhängungssystem umfasst, wobei das unabhängige Aufhängungssystem des nicht-antreibenden Moduls funktionsfähig mit dem Kopplungs- und Konfigurationssteuergerät gekoppelt ist, wobei das unabhängige Aufhängungssystem des nicht-antreibenden Moduls konfiguriert ist, um die Nivellierung des nicht-antreibenden Moduls zu bewirken.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 11, wobei das Kopplungs- und Konfigurationssteuergerät in einem ersten Modus und einem zweiten Modus betreibbar ist: in dem ersten Modus ist die Kopplungs- und Konfigurationssteuerung betreibbar, um eine Ausrichtungs- und Nivellierungsfunktion durch Einstellen einer Position des Antriebsmoduls bereitzustellen, wobei das Kopplungs- und Konfigurationssteuergerät ferner das Einstellen des einzelnen Rades an dem Antriebsmodul und das Einstellen der unabhängigen Aufhängung an dem Antriebs- und Nicht-Antriebsmodul und dem Parkunterstützungsstruktur an dem nicht fahrenden Modul auf der Grundlage von Daten, die von mindestens einem Sensortyp oder einer Kamera gesammelt werden, bereitstellt, wobei der zweite Modus des Kopplungs- und Konfigurationssteuergeräts so betrieben werden kann, dass es eine Kopplung des fahrenden Moduls und des nicht-fahrenden Moduls bewirkt.
Modulares Fahrzeugsystem mit einem Antriebsmodul, das so konfiguriert ist, dass es mit einer Vielzahl von Nicht-Antriebsmodulen betriebsbereit gekoppelt werden kann, wobei die mehreren nicht-fahrenden Module anwendungsspezifisch sind, um alternative Fähigkeiten und Funktionen des modularen Fahrzeugsystems bereitzustellen, wobei das modulare Fahrzeugsystem umfasst: ein Antriebsmodul, wobei das Antriebsmodul einen Rahmen aufweist, wobei der Rahmen ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist, wobei der Rahmen eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, wobei der Rahmen ein erstes Rad und ein zweites Rad aufweist, die daran befestigt sind, wobei das erste Rad und das zweite Rad auf der ersten Seite bzw. der zweiten Seite angeordnet sind, wobei das Antriebsmodul ferner ein einziehbares drittes Rad aufweist, wobei sich das einziehbare dritte Rad in der Nähe des hinteren Endes des Rahmens befindet und das einziehbare dritte Rad zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegt werden kann, wobei das Antriebsmodul ferner mindestens einen Motor umfasst, wobei der mindestens eine Motor mit dem ersten Rad und dem zweiten Rad betriebsfähig gekoppelt ist, wobei das Antriebsmodul ferner ein Karosserieelement aufweist, wobei das Karosserieelement eine Vielzahl von Wänden und ein Dach aufweist, die zusammenhängend ausgebildet sind, um eine Passagierkabine zu bilden, wobei das Antriebsmodul eine hintere Öffnung in der Nähe eines hinteren Endes des Karosserieelements aufweist; ein nicht-antreibendes Modul, wobei das nicht-antreibende Modul einen Rahmen aufweist, wobei der Rahmen eine Vielzahl von Stützelementen umfasst, wobei der Rahmen des nicht-antreibenden Moduls ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist, wobei der Rahmen mindestens zwei Räder an gegenüberliegenden Seiten desselben aufweist, wobei der Rahmen des nicht-antreibenden Moduls ein Karosserieelement aufweist, das funktionsfähig daran befestigt ist, wobei das Karosserieelement des nicht-antreibenden Moduls ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist, wobei das nicht-antreibende Modul ferner Parkstützelemente aufweist, die funktionsfähig mit dem Rahmen des nicht-antreibenden Moduls in der Nähe des vorderen Endes desselben verbunden sind, wobei die Parkstützelemente so konfiguriert sind, dass sie sich in einer Aufwärts-Abwärts-Richtung bewegen, wobei die Parkstützelemente betreibbar sind, um eine ebene Ausrichtung des nicht-antreibenden Moduls aufrechtzuerhalten, wenn es an das Antriebsmodul angekoppelt oder von ihm abgekoppelt wird; eine Fahrzeugbetriebssteuerung, wobei die Fahrzeugbetriebssteuerung funktionsfähig mit dem Antriebsmodul gekoppelt und mit dem Nicht-Antriebsmodul konfiguriert ist, wobei die Fahrzeugbetriebssteuerung konfiguriert ist, um den Betrieb des modularen Fahrzeugsystems bereitzustellen; eine Kopplungs- und Konfigurationssteuerung, wobei die Kopplungs- und Konfigurationssteuerung betriebsmäßig mit dem Antriebsmodul und dem Nicht-Antriebsmodul gekoppelt ist; ein elektrisches und elektronisches Kopplungssystem, wobei das elektrische und elektronische Kopplungssystem in dem Antriebsmodul und dem Nicht-Antriebsmodul angeordnet ist, wobei das elektrische und elektronische Kopplungssystem funktionsfähig konfiguriert ist, um elektrische und elektronische Komponenten zu verbinden, die in dem Antriebsmodul und dem Nicht-Antriebsmodul angeordnet sind.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 21, wobei das Antriebsmodul und das Nicht-Antriebsmodul eine Vielzahl von Rahmenkupplungen enthalten, wobei die Rahmenkupplungen funktionsfähig mit dem Kopplungs- und Konfigurationssteuergerät verbunden sind, wobei die Rahmenkupplungen an dem Rahmen des Nicht-Antriebsmoduls und des Antriebsmoduls vorhanden sind, wobei die Rahmenkupplungen so konfiguriert sind, dass sie den Rahmen des Nicht-Antriebsmoduls lösbar an dem Rahmen des Antriebsmoduls befestigen.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 21, wobei das Antriebsmodul und das Nicht-Antriebsmodul ferner unabhängige Aufhängungssysteme aufweisen, die betriebsmäßig mit dem Kopplungs- und Konfigurationssteuergerät und dem Fahrzeugbetriebssteuergerät verbunden sind, wobei die unabhängigen Aufhängungssysteme des Antriebsmoduls und des Nicht-Fahrzeugmoduls so konfiguriert sind, dass sie eine isolierte Nivellierung und Positionierung während des Ankoppelns des Antriebsmoduls an das Nicht-Antriebsmodul bereitstellen.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 21, wobei das Antriebsmodul und das Nicht-Antriebsmodul Folgendes umfassen eine Vielzahl von Karosserieelementbefestigungselementen umfassen, wobei die Vielzahl von Karosserieelementbefestigungselementen funktionsfähig mit dem Kupplungs- und Konfigurationssteuergerät verbunden sind, wobei die mehreren Karosserieelementbefestigungen an dem Karosserieelement des nicht-antreibenden Moduls und des antreibenden Moduls vorhanden sind, wobei die mehreren Karosserieelementbefestigungselemente konfiguriert sind, um das Karosserieelement des nicht-antreibenden Moduls während der Kopplung des Antriebsmoduls und des Nicht-Antriebsmoduls lösbar an dem Karosserieelement des Antriebsmoduls zu befestigen.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 21, wobei das Kopplungs- und Konfigurationssteuergerät betreibbar ist, um Befehle zum Einstellen von Positionen des dritten Rads in dem Antriebsmodul und der unabhängigen Aufhängungssysteme in dem Antriebsmodul und dem Nicht-Fahrmodul und der Parkstützelemente in dem Nicht-antreibenden Modul auf der Grundlage von Daten bereitzustellen, die von mindestens einer Art von Sensor oder Kamera gesammelt wurden.
Modulare Fahrzeugsystem nach Anspruch 21, das außerdem ein Überwachungssystem umfasst, wobei das Überwachungssystem in dem Antriebsmodul und dem Nicht-Antriebsmodul angeordnet ist, wobei das Überwachungssystem mit einem Sensor oder einer Kamera konfiguriert ist, die mit dem Kupplungs- und Konfigurationssteuergerät verbunden ist, um eine Überwachung und Steuerung aller Kupplungselemente zu ermöglichen, die in dem Antriebsmodul und dem Nicht-Antriebsmodul angeordnet sind, um die automatisierte Kupplung des Antriebsmodul und des Nicht-Antriebsmoduls zu erleichtern.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 21, wobei das Überwachungssystem in dem Antriebsmodul und dem Nicht-Antriebsmodul angeordnet ist, wobei das Überwachungssystem kommunikationsfähig mit der Fahrzeugbetriebssteuerung gekoppelt ist und eine Überwachung der Straßenbedingungen bereitstellt; wobei die Fahrzeugbetriebssteuerung so konfiguriert ist, dass sie Einstellungen der Aufhängung in den ersten und zweiten Modulen auf der Grundlage von Daten vorgibt, die von mindestens einer Art von Sensor oder Kamera gesammelt werden.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 21, wobei das Kopplungs- und Konfigurationssteuergerät betriebsfähig konfiguriert ist, um Befehle von einer Benutzervorrichtung zu empfangen, wobei die Benutzervorrichtung über ein drahtloses Kommunikationsprotokoll mit der Kopplungs- und Konfigurationssteuerung gekoppelt ist.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 21, wobei das Antriebsmodul und das Nicht-Antriebsmodul ferner eine digitale Identifikation enthalten.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 21, wobei dem Antriebsmodul und dem Nicht-Antriebsmodul ein Autorisierungscode zugewiesen wird, um die Kopplung und Konfiguration des Antriebsmoduls und des Nicht-Antriebsmoduls zu autorisieren.
Modulares Fahrzeugsystem nach Anspruch 21, bei dem ein im Inneren des Nicht-Fahrmoduls angeordnetes elektronisches Anzeigefeld betriebsfähig mit einer Videokamera gekoppelt ist, wobei die Videokamera an einem äußeren Teil des Nicht-Fahrmoduls befestigt ist und wobei die Videokamera Echtzeit-Videodaten an das elektronische Anzeigefeld liefert.