WO2020048821A1 - E-mobility system based on devices outside a vehicle - Google Patents

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WO2020048821A1
WO2020048821A1 PCT/EP2019/072808 EP2019072808W WO2020048821A1 WO 2020048821 A1 WO2020048821 A1 WO 2020048821A1 EP 2019072808 W EP2019072808 W EP 2019072808W WO 2020048821 A1 WO2020048821 A1 WO 2020048821A1
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vehicle
electric motor
torque
external
wheel
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PCT/EP2019/072808
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Inventor
Matteo Tondo
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Robert Bosch Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to an “eMobility system” based on devices external to the vehicle which are to be fastened using the “plug and drive” mode.
  • the invention is particularly suitable for use in city centers.
  • the electric vehicles are not completely free of pollutant emissions due to the wear on tires and brakes.
  • the present invention is a device presented to operate a motor vehicle, which is particularly equipped with an internal combustion engine, in an urban area.
  • the vehicle upon entering the urban area, the vehicle is temporarily connected to an external electrical device located in a special collection point and the
  • the vehicle's internal combustion engine is switched off. Therefore, the vehicle in the urban area is driven solely by the external electrical device. As a result, the vehicle is converted into a low-emission vehicle (almost zero-emission vehicle), thereby reducing pollution in the urban area. It also turns the ambient noise down
  • the vehicle can be operated in a conventional manner, i.e. via its internal combustion engine. Indeed, the internal combustion engine allows the vehicle to travel longer distances.
  • the electrical device outside the urban area is not connected to the vehicle.
  • the external electrical device is also preferably disconnected from the vehicle after the vehicle has been parked in the urban area.
  • Disconnecting the external electric motor from a parked vehicle in the urban area helps to reduce the amount of external electric drives that must be available. Therefore, when the vehicle drives into the urban area, it can first be connected to an external electric drive to drive the vehicle to a certain destination in the urban area. After reaching the destination, the vehicle could be parked by the external electric drive. The external electric drive is then disconnected from the vehicle. In order to continue the route in the urban area or to leave the urban area completely, the vehicle can be connected to another external electric drive that is available at this time.
  • the ability to remove the external electrical device from the vehicle parked in the urban area helps to reduce the amount of these electrical devices required.
  • the vehicle drives into the urban area, it can be connected to an external electric drive that drives the vehicle to a specific destination in the urban area. After the vehicle has reached its destination, it is always parked thanks to the external electrical device. Then this device is disconnected from the vehicle. In order to continue the path in the urban area or to leave the urban area completely, the vehicle can then be used with another external electrical device that is currently available in the parking lot. Finally, as soon as the vehicle finally leaves the city center, the electrical device is disconnected and left in the collection point closest to the route of the vehicle.
  • the vehicle is automatically parked by the external electrical device. Therefore, this device is preferably designed to be able to drive autonomously, regardless of whether it is connected to a vehicle or not. This enables her to move autonomously from the collection point and / or the charging station to a vehicle or from a vehicle to another vehicle or from a vehicle to a collection point and / or the charging station.
  • the external electrical device is preferably equipped with hardware and / or software that enables navigation in the urban area. As a result, the external electrical device will always find the shortest route to reach a destination (also based on information about any traffic jams), thereby reducing travel time and energy consumption.
  • the navigation system can provide information about the free parking spaces in such a way that the driving time, in particular the driving time, is reduced to a minimum.
  • the autonomous driving of the external electrical device even when it is connected to a vehicle, enables the road traffic regulations, in particular the speed limits, to be observed. As a result, the safety of passengers, pedestrians and cyclists in the urban area increases.
  • the external electrical device has at least one rechargeable
  • the battery is preferably charged in a charging station when the electronic device is not connected to a vehicle. Therefore, the times when the external electrical device is not operating can be used for charging.
  • the charging station is preferably also a collection point, such that the external electrical device, after the battery has been charged, can be stored and kept available for subsequent use.
  • the collection points and / or charging stations are preferably located at the entrance to the urban area, so that the external electrical device is on a vehicle can be connected before entering the urban area.
  • the external electrical device is preferably connected to or disconnected from the vehicle in the same collection points and / or charging stations; this guarantees the availability of the external electrical
  • Operation of a vehicle according to the present invention requires the external electrical device to be mechanically connected to the vehicle, preferably on the non-steering axle of the vehicle.
  • the vehicle itself may have pre-installed fasteners and / or a pre-installed flange for connecting the external electrical device to the vehicle.
  • the external electrical device is preferably equipped with a “plug and drive” device which can be easily connected.
  • the external electrical device preferably has at least one wheel that enables the device to drive autonomously.
  • the external electrical device is preferably attached to the vehicle such that at least two wheels of the vehicle are raised from the ground. The raised wheels are replaced by at least one wheel of the external electrical device.
  • the external electrical device preferably has lifting means.
  • the external electrical device may be on the vehicle in this way be attached that a driving force of the electric drive is transmitted directly or indirectly to the wheels of the non-steering axle of the vehicle.
  • the external electrical device further includes a control unit to monitor the operation of the vehicle and to interact with the external electrical device
  • a mobility system is described on the basis of an electrical device external to the vehicle, which is connected to a wheel of the non-steering axle of the vehicle via a system for
  • Torque multiplication is connected to adjust the torque-speed characteristic of the electric motor in relation to the torque request to the wheel of the vehicle, and which has the features mentioned in the attached independent product claim.
  • the device according to the invention is used as a pair such that each device of the pair interacts with the corresponding wheel of the non-steering axle of the vehicle.
  • the control unit must be able to control the speed and that
  • FIG. 1 a) a rear view and b) a side view of a vehicle equipped with two external devices according to a first preferred embodiment of the invention
  • FIG. 2 a) a front view and b) a side view of the device of FIG
  • Fig. 1 which is equipped with an electric motor, which is attached to an external frame, which is equipped with auxiliary wheels and is connected to a planetary gear
  • Fig. 3 a) a front view and b) a side view of the device of
  • FIG. 4 shows two side views for the two directions of travel of the vehicle of the device of FIG. 1, in which the analysis of the forces which are exchanged between the vehicle and the device is schematic is shown
  • FIG. 5 shows a) a rear view and b) a side view of an external device according to a second preferred embodiment of the invention
  • FIG. 6 a shows a rear view and b) shows a side view of the device of FIG. 5, which shows the system for torque multiplication
  • FIG. 7 shows two side views for the two directions of travel of the vehicle of the device of FIG. 5, in FIG which schematically shows the analysis of the forces exchanged between the vehicle and the device.
  • a vehicle with reference number 1 is shown in rear view (FIG. 1 a) and in side view (FIG. 1 b).
  • the vehicle 1 is a conventional motor vehicle that has an internal combustion engine.
  • at least one external electrical device 10 which has an electric motor 2
  • two wireless external electrical devices 10 connected to each other and to the main control unit can each be connected to a wheel of the non-steering axle of the vehicle, for example the rear wheels 3. This makes it possible to have a drive on the axle that will allow the vehicle to move.
  • the vehicle is in any case driven by the wheels of the vehicle.
  • FIG. 2 shows the external electrical device 10 from FIG. 1, which is equipped with an electric motor 2 which is connected to a planetary gear 5.
  • the electric motor 2 is fixed to an external frame 4, which is equipped with auxiliary wheels 11, and interacts with a rear wheel 3 of the vehicle via connecting means 6 of the known type.
  • the electric motor 2 is connected to the planetary gear 5 in order to set the torque-speed characteristic of the electric motor 2 in relation to the torque request to the wheels 3 of the vehicle.
  • a battery 13 is attached, which enables the
  • Electric motor 2 to operate without external power supplies.
  • the planetary gear 5 has a pinion 51, which is connected to the electric motor 2 and therefore to the external frame 4 of the device 10, a ring gear 52, which is connected to the rear wheel 3 of the vehicle 1, and three satellites 53, which mesh with the pinion 51 and the ring gear 52 simultaneously.
  • the entirety of the gears which are appropriately dimensioned and can all rotate, enables the planetary gear to guarantee a transmission ratio D between the wheel of the vehicle and the external frame 4, of course with the same direction of rotation. If the connection between the external frame 4 and the auxiliary wheels 11 is too rigid and not suitable for the application (for example severe road irregularities), a suspension system of the known type can be used to connect the auxiliary wheels to the external frame.
  • FIG. 4 shows how the rotation of the wheels of the vehicle can be actuated in both directions and how the torque of the electric motor can be compensated for on the frame M chassis , that is to say by means of the reaction force V on the auxiliary wheels 11 Specifically, the relationship between the torque of the electric motor on the frame Mchassis and the torque Mwheei transmitted to the wheels 3 of the vehicle is as follows:
  • FIG. 5 An alternative solution, which is shown in FIG. 5, is considering the possibility of using a different system for torque multiplication 5 ′, which differs from the planetary gear 5 which has been described above.
  • the electric motor 2 is attached to an external frame 4, which is equipped with auxiliary wheels 11, and interacts with a rear wheel 3 of the vehicle via connecting means 6 of the known type.
  • the electric motor 2 is connected to a system for torque multiplication in order to set the torque-speed characteristic curve of the electric motor 2 in relation to the torque request to the wheel 3 of the vehicle.
  • a battery 13 is attached to this external frame 4, which enables the electric motor 2 to be operated without external power supplies.
  • the system 5 ′ has a pinion 51, which is connected to the electric motor 2 and therefore to the external frame 4 of the device 10, an external ring gear 52, which is connected to the rear wheel 3 of the vehicle 1, and a freewheel 54.
  • the entirety of the gears, the appropriate are dimensioned and can all rotate, enables the system for torque multiplication to create a transmission ratio D between the wheel of the vehicle and the external frame 4, of course with the same direction of rotation. Also in this case, if the connection between the external frame 4 and the auxiliary wheels 11 is too rigid and for the application
  • a suspension system of the known type can be used to connect the auxiliary wheels to the external frame.
  • Figure 7 which has two side views, one for each
  • the auxiliary wheels 11 are connected to the external frame 4 to prevent the frame from rotating itself when the electric motor 2 supplies the wheel 3 of the vehicle 1 with torque.
  • the analysis of the forces in FIG. 4 shows how the rotation of the wheels of the vehicle can be actuated in both directions and how the torque of the electric motor can be compensated for on the frame M chassis , that is to say by means of the reaction force V on the auxiliary wheels 11 Specifically, the relationship between the torque of the electric motor on the frame Mchassis and the torque Mwheei transmitted to the wheels 3 of the vehicle is as follows:

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Abstract

The invention relates to a device (10) comprising a control unit and an electric motor (2) which is configured to actuate a vehicle (1) equipped with an internal combustion engine when the vehicle (1) is travelling in an urban area whilst the internal combustion engine is switched off, the device (10) being configured to cooperate with a wheel (3) of a non-steering axle of a vehicle (1). The electric motor (2) is connected to a system for torque multiplication (5, 5') in order to adjust the torque-speed characteristic curve of the electric motor (2) with respect to the torque demand on the wheel (3) of the vehicle (1).

Description

Beschreibung  description
Titel title
EMOBILITÄTSSYSTEM AUF DER BASIS VON FAHRZEUGEXTERNEN EMOBILITY SYSTEM BASED ON EXTERNAL VEHICLES
VORRICHTUNGEN DEVICES
Technischer Bereich der Erfindung Technical field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein „eMobilitätssystem“ auf der Basis von fahrzeugexternen Vorrichtungen, die mit„Plug and Drive“-Modus zu befestigen sind. Die Erfindung ist besonders geeignet für die Anwendung in Stadtzentren.The present invention relates to an “eMobility system” based on devices external to the vehicle which are to be fastened using the “plug and drive” mode. The invention is particularly suitable for use in city centers.
Natürlich können auch kleinere Gebiete wie z.B. Bezirke, Einkaufszentren, Universitätsgelände, Flughäfen usw. für eine entsprechende Anwendung der Idee in Betracht kommen. Of course, smaller areas such as Districts, shopping centers, university campuses, airports, etc. can be considered for a corresponding application of the idea.
Stand der Technik State of the art
Bekanntlich sind die meisten Großstädte vom Verkehrsaufkommen betroffen, das zur Verkehrsüberlastung führt. Daher ist die eingeschränkte Mobilität eines der am weitesten verbreiteten Probleme in den Großstädten. Andere große Probleme, die durch das Verkehrsaufkommen verursacht werden, sind die Luftverschmutzung, der Lärm und die Sicherheit von Fußgängern und Radfahrern. Die Maßnahmen und Bestimmungen, die von der Regierung oder den lokalen Behörden ergriffen und erlassen werden, um Hilfe zu leisten, sind häufig kaum tragbar und/oder nicht zu realisieren, z.B. alternierende Fahrverbote und/oder Erhöhung der Parkgebühren. Es wird auch die Festlegung von verkehrsberuhigten Bereichen betrieben, innerhalb derer nur Fahrzeuge mit reduzierten Schadstoffemissionen oder sogar nur Null- Emissions- Fahrzeuge fahren dürfen. As is well known, most major cities are affected by traffic, which leads to congestion. Therefore, restricted mobility is one of the most widespread problems in the big cities. Other major problems caused by traffic are air pollution, noise and the safety of pedestrians and cyclists. The measures and regulations that are taken and adopted by the government or local authorities to provide assistance are often hardly portable and / or not realizable, e.g. alternating driving bans and / or increased parking fees. There is also a definition of traffic-calmed areas within which only vehicles with reduced pollutant emissions or even only zero-emission vehicles are allowed to drive.
In Anbetracht der Tatsache, dass eine Zunahme des Verkehrs mit dem Bevölkerungswachstum einhergeht, wird sich die Situation in Zukunft verschlimmern und komplexer werden. Daher sind neue Technologien erforderlich, die eine neue Generation von Fahrzeugen ermöglichen, d.h.Given that traffic increases with population growth, the situation will worsen and become more complex in the future. Therefore, new technologies are required that enable a new generation of vehicles, i.e.
Fahrzeuge ohne Schadstoffemissionen und daher mit sehr geringen Umweltauswirkungen und mit höheren Sicherheitsstandards. Vehicles without pollutant emissions and therefore with very little environmental impact and with higher safety standards.
Es ist auch bekannt, dass die Nachfrage nach Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit Schadstoffemissionen, die praktisch Null sind, dieIt is also known that the demand for vehicles, particularly motor vehicles, with pollutant emissions that are practically zero, the
Entwicklung von Elektrofahrzeugen intensiviert. Die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen bei den Kunden ist jedoch aufgrund der höheren Kosten und der begrenzten Autonomie der Batterien hinsichtlich der Kilometerleistung immer noch gering. Darüber hinaus sind die Strukturen zum Aufladen der Batterien immer noch unzureichend und die Ladezeiten der Batterie sind zu lang.Development of electric vehicles intensified. However, acceptance of electric vehicles by customers is still low due to the higher costs and the limited autonomy of the batteries in terms of mileage. In addition, the structures for charging the batteries are still insufficient and the charging times of the battery are too long.
Außerdem sind auch die Elektrofahrzeuge aufgrund des Verschleißes von Reifen und Bremsen nicht völlig frei von Schadstoffemissionen. In addition, the electric vehicles are not completely free of pollutant emissions due to the wear on tires and brakes.
Weitere Entwicklungen betreffen Technologien, die den Fahrzeugen das sogenannte autonome Fahren ermöglichen. In Bezug auf das technische Profil sind viele Probleme im Zusammenhang mit dem autonomen Fahren lösbar oder sind bereits gelöst worden. Die Antwort auf die Frage, wie die künstliche Intelligenz verwaltet werden soll, ist komplexer. Folglich müssen neue Satzungen und Gesetze erlassen werden. Further developments concern technologies that enable vehicles to drive autonomously. In terms of the technical profile Many problems related to autonomous driving can be solved or have already been solved. The answer to the question of how artificial intelligence should be managed is more complex. As a result, new statutes and laws must be enacted.
Das Umsetzen von neuen Technologien hängt von zahlreichen Faktoren ab. Insbesondere müssen die öffentlichen Behörden die Infrastrukturen erstellen und die notwendigen Gesetze erlassen. Außerdem muss die Akzeptanz seitens der Kunden erhöht werden, indem neue Technologien zu angemessenen Preisen angeboten werden. Allerdings wird der Kunde aufgrund der langen durchschnittlichen Lebensdauer eines Autos das herkömmliche Auto nicht durch ein Elektroauto ersetzen, wenn er das vorherige Auto gerade erst gekauft hat. Folglich werden die Kraftfahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor noch eine ziemlich lange Lebensdauer haben. The implementation of new technologies depends on numerous factors. In particular, the public authorities have to create the infrastructure and pass the necessary laws. In addition, customer acceptance must be increased by offering new technologies at reasonable prices. However, due to the long average lifespan of a car, the customer will not replace the conventional car with an electric car if he has just bought the previous car. As a result, the vehicles with an internal combustion engine will still have a fairly long life.
Daher besteht der Bedarf, ein System zu definieren, um die Umweltprobleme in den Stadtzentren zu verringern, ohne die Zufahrt für die Kraftfahrzeuge zu begrenzen, die mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet sind. Die Lösung muss die Verwendung des Fahrzeugs in all seinen bestehenden Funktionen gewährleisten, einschließlich jener, die von den Bewegungsübertragungen erfüllt werden, die mit Differentialgetriebe ausgestattet sind. Therefore, there is a need to define a system to reduce the environmental problems in the city centers without restricting the access for the motor vehicles equipped with an internal combustion engine. The solution must ensure the use of the vehicle in all of its existing functions, including those performed by the motion transmissions equipped with differential gears.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
Vorteilhafterweise und nach der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung vorgestellt, um ein Kraftfahrzeug, das insbesondere mit einem Verbrennungsmotor ausgestatet ist, in einem städtischen Gebiet zu betreiben. Nach der vorliegenden Erfindung wird das Fahrzeug beim Eintrit in das städtische Gebiet vorübergehend mit einer externen elektrischen Vorrichtung verbunden, die sich in einer speziellen Sammelstelle befindet, und derAdvantageously and according to the present invention is a device presented to operate a motor vehicle, which is particularly equipped with an internal combustion engine, in an urban area. According to the present invention, upon entering the urban area, the vehicle is temporarily connected to an external electrical device located in a special collection point and the
Verbrennungsmotor des Fahrzeugs wird ausgeschaltet. Daher wird das Fahrzeug in dem städtischen Gebiet ausschließlich über die externe elektrische Vorrichtung angetrieben. Folglich wird das Fahrzeug in ein emissionsreduziertes Fahrzeug (fast emissionsfreies Fahrzeug) umgewandelt, wodurch die Verschmutzung im städtischen Gebiet reduziert wird. Außerdem wird der Umgebungslärm auf einThe vehicle's internal combustion engine is switched off. Therefore, the vehicle in the urban area is driven solely by the external electrical device. As a result, the vehicle is converted into a low-emission vehicle (almost zero-emission vehicle), thereby reducing pollution in the urban area. It also turns the ambient noise down
Minimum reduziert. Minimum reduced.
Außerhalb des städtischen Gebiets kann das Fahrzeug auf herkömmliche Weise betrieben werden, das heißt über seinen Verbrennungsmotor. In der Tat gestatet der Verbrennungsmotor dem Fahrzeug, größere Entfernungen zurückzulegen.Outside the urban area, the vehicle can be operated in a conventional manner, i.e. via its internal combustion engine. Indeed, the internal combustion engine allows the vehicle to travel longer distances.
Daher ist die elektrische Vorrichtung außerhalb des städtischen Gebiets nicht mit dem Fahrzeug verbunden. Therefore, the electrical device outside the urban area is not connected to the vehicle.
Die externe elektrische Vorrichtung ist vorzugsweise auch von dem Fahrzeug getrennt, nachdem das Fahrzeug in dem städtischen Gebiet geparkt worden ist.The external electrical device is also preferably disconnected from the vehicle after the vehicle has been parked in the urban area.
In der Tat ist es auch bei einem Halt im städtischen Gebiet nicht notwendig, dass das Fahrzeug mit der elektrischen Vorrichtung verbunden ist. Folglich steht die nicht angeschlossene elektrische Vorrichtung zur Verfügung, um mit einem anderen Fahrzeug verbunden zu werden, vorausgesetzt dass die Ladung derIn fact, even when stopped in an urban area, it is not necessary for the vehicle to be connected to the electrical device. Consequently, the unconnected electrical device is available to be connected to another vehicle, provided that the charge of the
Baterie ausreichend hoch ist. Ansonsten kann die Baterie der nicht angeschlossenen elektrischen Vorrichtung aufgeladen werden. Battery is sufficiently high. Otherwise the battery cannot connected electrical device can be charged.
Die Abtrennung des externen Elektromotors von einem geparkten Fahrzeug in dem städtischen Gebiet trägt dazu bei, die notwendige Menge an externen elektrischen Antrieben zu reduzieren, die zur Verfügung stehen müssen. Daher kann das Fahrzeug, wenn es in das städtische Gebiet fährt, zunächst an einen externen elektrischen Antrieb angeschlossen werden, um das Fahrzeug zu einem bestimmten Zielort in dem städtischen Gebiet zu fahren. Nachdem es das Ziel erreicht hat, könnte das Fahrzeug von dem externen elektrischen Antrieb geparkt werden. Der externe elektrische Antrieb wird dann von dem Fahrzeug abgetrennt. Um den Weg in dem städtischen Gebiet fortzusetzen oder um das städtische Gebiet vollkommen zu verlassen, kann das Fahrzeug mit einem anderen externen elektrischen Antrieb verbunden werden, der zu diesem Zeitpunkt zur Verfügung steht. Disconnecting the external electric motor from a parked vehicle in the urban area helps to reduce the amount of external electric drives that must be available. Therefore, when the vehicle drives into the urban area, it can first be connected to an external electric drive to drive the vehicle to a certain destination in the urban area. After reaching the destination, the vehicle could be parked by the external electric drive. The external electric drive is then disconnected from the vehicle. In order to continue the route in the urban area or to leave the urban area completely, the vehicle can be connected to another external electric drive that is available at this time.
Die Möglichkeit, die externe elektrische Vorrichtung von dem Fahrzeug, das in dem städtischen Gebiet geparkt wird, zu entfernen, trägt dazu bei, die notwendige Menge an diesen elektrischen Vorrichtungen zu reduzieren. Kurzum, wenn das Fahrzeug in das städtische Gebiet fährt, kann es an einen externen elektrischen Antrieb angeschlossen werden, der das Fahrzeug zu einem bestimmten Zielort in dem städtischen Gebiet fährt. Nachdem das Fahrzeug das Ziel erreicht hat, wird es stets dank der externen elektrischen Vorrichtung geparkt. Dann wird diese Vorrichtung von dem Fahrzeug abgetrennt. Um den Weg in dem städtischen Gebiet fortzusetzen oder um das städtische Gebiet vollkommen zu verlassen, kann das Fahrzeug danach mit einer anderen externen elektrischen Vorrichtung verbunden werden, die zu diesem Zeitpunkt auf dem Parkplatz zur Verfügung steht. Schließlich wird die elektrische Vorrichtung, sobald das Fahrzeug das Stadtzentrum endgültig verlässt, abgetrennt und in der am nächsten an der Strecke des Fahrzeugs gelegenen Sammelstelle gelassen. The ability to remove the external electrical device from the vehicle parked in the urban area helps to reduce the amount of these electrical devices required. In short, when the vehicle drives into the urban area, it can be connected to an external electric drive that drives the vehicle to a specific destination in the urban area. After the vehicle has reached its destination, it is always parked thanks to the external electrical device. Then this device is disconnected from the vehicle. In order to continue the path in the urban area or to leave the urban area completely, the vehicle can then be used with another external electrical device that is currently available in the parking lot. Finally, as soon as the vehicle finally leaves the city center, the electrical device is disconnected and left in the collection point closest to the route of the vehicle.
Durch den vorübergehenden Antrieb eines Fahrzeugs, der durch eine externe elektrische Vorrichtung nach der Erfindung betrieben wird, könnte der Benutzer deutliche Kraftstoffeinsparungen erzielen, wodurch dieses Verfahren extrem attraktiv wird. Selbstverständlich können für die Verwendung einer externen elektrischen Vorrichtung Abgaben erhoben werden, die dazu verwendet werden, um die Kosten für die Errichtung und Wartung der notwendigen Infrastruktur zu decken. Dies würde das vorgeschlagene Verfahren auch für die lokalen Behörden oder für die privaten Unternehmer interessant machen, die die Dienstleistung erbringen werden. By temporarily driving a vehicle operated by an external electrical device according to the invention, the user could achieve significant fuel savings, making this method extremely attractive. Of course, charges may be levied for the use of an external electrical device, which are used to cover the costs for the construction and maintenance of the necessary infrastructure. This would also make the proposed procedure interesting for the local authorities or for the private entrepreneurs who will provide the service.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Fahrzeug von der externen elektrischen Vorrichtung automatisch geparkt. Daher ist diese Vorrichtung vorzugsweise derart konstruiert, um autonom fahren zu können, unabhängig davon, ob sie an ein Fahrzeug angeschlossen ist oder nicht. Dies ermöglicht ihr, sich autonom von der Sammelstelle und/oder der Ladestation zu einem Fahrzeug oder von einem Fahrzeug zu einem anderen Fahrzeug oder von einem Fahrzeug zu einer Sammelstelle und/oder der Ladestation zu bewegen. Um das autonome Fahren durchzuführen ist die externe elektrische Vorrichtung vorzugsweise mit Hardware und/oder Software ausgestattet, die die Navigation in dem städtischen Gebiet ermöglicht. Folglich wird die externe elektrische Vorrichtung immer den kürzesten Weg finden, um einen Zielort zu erreichen (auch auf der Grundlage der Informationen über etwaige Verkehrsstaus), wodurch die Fahrtzeit und der Energieverbrauch reduziert werden. Außerdem kann das Navigationssystem Informationen über die kostenlosen Parkplätze derart bereitstellen, dass die Lenkzeit, insbesondere die Fahrzeit, auf ein Minimum reduziert wird. According to a preferred embodiment of the invention, the vehicle is automatically parked by the external electrical device. Therefore, this device is preferably designed to be able to drive autonomously, regardless of whether it is connected to a vehicle or not. This enables her to move autonomously from the collection point and / or the charging station to a vehicle or from a vehicle to another vehicle or from a vehicle to a collection point and / or the charging station. In order to carry out autonomous driving, the external electrical device is preferably equipped with hardware and / or software that enables navigation in the urban area. As a result, the external electrical device will always find the shortest route to reach a destination (also based on information about any traffic jams), thereby reducing travel time and energy consumption. In addition, the navigation system can provide information about the free parking spaces in such a way that the driving time, in particular the driving time, is reduced to a minimum.
Das autonome Fahren der externen elektrischen Vorrichtung, auch wenn sie an einem Fahrzeug angeschlossen ist, ermöglicht die Straßenverkehrsvorschriften, insbesondere die Geschwindigkeitsbegrenzungen, einzuhalten. Folglich nimmt die Sicherheit der Fahrgäste, der Fußgänger und der Radfahrer in dem städtischen Gebiet zu. Die externe elektrische Vorrichtung weist mindestens eine wiederaufladbareThe autonomous driving of the external electrical device, even when it is connected to a vehicle, enables the road traffic regulations, in particular the speed limits, to be observed. As a result, the safety of passengers, pedestrians and cyclists in the urban area increases. The external electrical device has at least one rechargeable
Batterie auf. Das Aufladen der Batterie erfolgt vorzugsweise in einer Ladestation, wenn die elektronische Vorrichtung nicht an einem Fahrzeug angeschlossen ist. Daher können die Zeiten, während derer die externe elektrische Vorrichtung nicht in Betrieb ist, zum Aufladen verwendet werden. Vorzugsweise ist die Ladestation auch eine Sammelstelle, derart, dass die externe elektrische Vorrichtung, nachdem die Batterie aufgeladen worden ist, gelagert und für die nachfolgende Verwendung zur Verfügung gehalten werden kann. Battery on. The battery is preferably charged in a charging station when the electronic device is not connected to a vehicle. Therefore, the times when the external electrical device is not operating can be used for charging. The charging station is preferably also a collection point, such that the external electrical device, after the battery has been charged, can be stored and kept available for subsequent use.
Die Sammelstellen und/oder Ladestationen befinden sich vorzugsweise am Eingang des städtischen Gebiets, damit die externe elektrische Vorrichtung an ein Fahrzeug angeschlossen werden kann, bevor es in das städtische Gebiet gefahren ist. The collection points and / or charging stations are preferably located at the entrance to the urban area, so that the external electrical device is on a vehicle can be connected before entering the urban area.
Außerdem wird die externe elektrische Vorrichtung vorzugsweise in den gleichen Sammelstellen und/oder Ladestationen an das Fahrzeug angeschlossen oder davon abgetrennt; dies garantiert die Verfügbarkeit der externen elektrischen In addition, the external electrical device is preferably connected to or disconnected from the vehicle in the same collection points and / or charging stations; this guarantees the availability of the external electrical
Vorrichtung für jedes Fahrzeug, das in der Struktur eintrifft. Device for every vehicle that arrives in the structure.
Der Betrieb eines Fahrzeugs nach der vorliegenden Erfindung erfordert, dass die externe elektrische Vorrichtung mechanisch mit dem Fahrzeug verbunden ist, vorzugsweise an der Nichtlenkachse des Fahrzeugs. Das Fahrzeug selbst kann vorinstallierte Befestigungselemente und/oder einen vorinstallierten Flansch zum Anschließen der externen elektrischen Vorrichtung an das Fahrzeug aufweisen. Vorzugsweise ist die externe elektrische Vorrichtung mit einer„Plug and Drive“- Vorrichtung ausgestattet, die leicht angeschlossen werden kann. Operation of a vehicle according to the present invention requires the external electrical device to be mechanically connected to the vehicle, preferably on the non-steering axle of the vehicle. The vehicle itself may have pre-installed fasteners and / or a pre-installed flange for connecting the external electrical device to the vehicle. The external electrical device is preferably equipped with a “plug and drive” device which can be easily connected.
Die externe elektrische Vorrichtung weist vorzugsweise mindestens ein Rad auf, das der Vorrichtung ermöglicht, autonom zu fahren. The external electrical device preferably has at least one wheel that enables the device to drive autonomously.
Außerdem ist die externe elektrische Vorrichtung vorzugsweise derart an dem Fahrzeug befestigt, dass mindestens zwei Räder des Fahrzeugs vom Boden angehoben sind. Die angehobenen Räder werden durch mindestens ein Rad der externen elektrischen Vorrichtung ersetzt. Um das Auto anzuheben weist die externe elektrische Vorrichtung vorzugsweise Hebemittel auf. In addition, the external electrical device is preferably attached to the vehicle such that at least two wheels of the vehicle are raised from the ground. The raised wheels are replaced by at least one wheel of the external electrical device. In order to lift the car, the external electrical device preferably has lifting means.
Alternativ kann die externe elektrische Vorrichtung derart an dem Fahrzeug befestigt sein, dass eine Antriebskraft des elektrischen Antriebs direkt oder indirekt an die Räder der Nichtlenkachse des Fahrzeugs übertragen wird. Alternatively, the external electrical device may be on the vehicle in this way be attached that a driving force of the electric drive is transmitted directly or indirectly to the wheels of the non-steering axle of the vehicle.
Die externe elektrische Vorrichtung weist ferner eine Steuereinheit auf, um den Betrieb des Fahrzeugs zu überwachen und um mit der externen elektrischenThe external electrical device further includes a control unit to monitor the operation of the vehicle and to interact with the external electrical device
Vorrichtung zu interagieren. Device to interact.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein e Mobilitätssystem auf der Basis von einer fahrzeugexternen elektrischen Vorrichtung beschrieben, das an ein Rad der Nichtlenkachse des Fahrzeugs über ein System zurAccording to one aspect of the present invention, a mobility system is described on the basis of an electrical device external to the vehicle, which is connected to a wheel of the non-steering axle of the vehicle via a system for
Drehmomentmultiplikation angeschlossen ist, um die Drehmoment- Drehzahl- Kennlinie des Elektromotors in Bezug auf die Drehmomentanforderung an das Rad des Fahrzeugs einzustellen, und das die Merkmale aufweist, die in dem beigefügten unabhängigen Produktanspruch genannt sind. Torque multiplication is connected to adjust the torque-speed characteristic of the electric motor in relation to the torque request to the wheel of the vehicle, and which has the features mentioned in the attached independent product claim.
Nach einem weiteren Aspekt wird die Vorrichtung nach der Erfindung derart als Paar verwendet, dass jede Vorrichtung des Paares mit dem entsprechenden Rad der Nichtlenkachse des Fahrzeugs zusammenwirkt. Die Steuereinheit muss in der Lage sein, die Geschwindigkeit und dasAccording to a further aspect, the device according to the invention is used as a pair such that each device of the pair interacts with the corresponding wheel of the non-steering axle of the vehicle. The control unit must be able to control the speed and that
Drehmoment der zwei Räder des Fahrzeugs getrennt zu steuern, an die die externen elektrischen Vorrichtungen angeschlossen sind, um die Funktion des Differentialgetriebes nachzuahmen. To separately control the torque of the two wheels of the vehicle to which the external electrical devices are connected to mimic the function of the differential gear.
Weitere bevorzugte und/oder besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nach den Merkmalen beschrieben, die in den beigefügten abhängigen Ansprüchen genannt werden. Further preferred and / or particularly advantageous embodiments of the Invention are described according to the features mentioned in the attached dependent claims.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von einigen nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen klar hervorgehen, in denen: Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of some non-limiting embodiments with reference to the accompanying drawings, in which:
- die Figur 1 a) eine Rückansicht und b) eine Seitenansicht eines Fahrzeugs aufweist, das mit zwei externen Vorrichtungen nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist, - die Figur 2 a) eine Vorderansicht und b) eine Seitenansicht der Vorrichtung von1 a) a rear view and b) a side view of a vehicle equipped with two external devices according to a first preferred embodiment of the invention, FIG. 2 a) a front view and b) a side view of the device of FIG
Fig. 1 aufweist, die mit einem Elektromotor ausgestattet ist, der an einem externen Rahmen befestigt ist, der mit Hilfsrädern ausgestattet ist und an einem Planetengetriebe angeschlossen ist, - die Figur 3 a) eine Vorderansicht und b) eine Seitenansicht der Vorrichtung vonFig. 1, which is equipped with an electric motor, which is attached to an external frame, which is equipped with auxiliary wheels and is connected to a planetary gear, - Figure 3 a) a front view and b) a side view of the device of
Fig. 1 aufweist, die das Detail des Übertragungssystems zeigen, 1 which shows the detail of the transmission system,
- die Figur 4 zwei Seitenansichten für die beiden Fahrtrichtungen des Fahrzeugs der Vorrichtung von Fig. 1 aufweist, in der die Analyse der Kräfte, die zwischen dem Fahrzeug und der Vorrichtung ausgetauscht werden, schematisch dargestellt ist, 4 shows two side views for the two directions of travel of the vehicle of the device of FIG. 1, in which the analysis of the forces which are exchanged between the vehicle and the device is schematic is shown
- die Figur 5 a) eine Rückansicht und b) eine Seitenansicht einer externen Vorrichtung nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufweist, 5 shows a) a rear view and b) a side view of an external device according to a second preferred embodiment of the invention,
- die Figur 6 a) eine Rückansicht und b) eine Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 5 aufweist, die das System zur Drehmomentmultiplikation zeigen, und - die Figur 7 zwei Seitenansichten für die beiden Fahrtrichtungen des Fahrzeugs der Vorrichtung von Fig. 5 aufweist, in der die Analyse der Kräfte, die zwischen dem Fahrzeug und der Vorrichtung ausgetauscht werden, schematisch dargestellt ist. Detaillierte Beschreibung FIG. 6 a) shows a rear view and b) shows a side view of the device of FIG. 5, which shows the system for torque multiplication, and FIG. 7 shows two side views for the two directions of travel of the vehicle of the device of FIG. 5, in FIG which schematically shows the analysis of the forces exchanged between the vehicle and the device. Detailed description
Mit Bezug auf die Figur 1 wird ein Fahrzeug mit dem Bezugszeichen 1 in Rückansicht (Fig. la) und in Seitenansicht (Fig. lb) gezeigt. Das Fahrzeug 1 ist ein herkömmliches Kraftfahrzeug, das einen Verbrennungsmotor aufweist. Um das Fahrzeug 1 in ein Fahrzeug mit Schadstoffemissionen, die praktisch Null sind, umzuwandeln, wird an dem Fahrzeug selbst mindestens eine externe elektrische Vorrichtung 10 angeschlossen, die einen Elektromotor 2 aufweist. Wie in Figur 1 gezeigt, können zwei drahtlose externe elektrische Vorrichtungen 10, die miteinander und mit der Hauptsteuereinheit (die in den Figuren nicht gezeigt ist und im Inneren des Fahrzeugs installiert ist) verbunden sind, jeweils mit einem Rad der Nichtlenkachse des Fahrzeugs, beispielsweise den Hinterrädern 3, verbunden sein. Dies ermöglicht, einen Antrieb auf der Achse zu haben, der die Bewegung des Fahrzeugs ermöglichen wird. Der Antrieb des Fahrzeugs erfolgt auf jeden Fall durch die Räder des Fahrzeugs. Die Steuereinheit muss in der Lage sein, die Geschwindigkeit und das Drehmoment der zwei Räder des Fahrzeugs getrennt zu steuern, an die die externen elektrischen Vorrichtungen angeschlossen sind, um die Funktion des Differentialgetriebes nachzuahmen. In Figur 2 wird die externe elektrische Vorrichtung 10 von Fig. 1 gezeigt, die mit einem Elektromotor 2 ausgestattet ist, der an ein Planetengetriebe 5 angeschlossen ist. With reference to FIG. 1, a vehicle with reference number 1 is shown in rear view (FIG. 1 a) and in side view (FIG. 1 b). The vehicle 1 is a conventional motor vehicle that has an internal combustion engine. In order to convert the vehicle 1 into a vehicle with pollutant emissions that are practically zero, at least one external electrical device 10, which has an electric motor 2, is connected to the vehicle itself. As shown in FIG. 1, two wireless external electrical devices 10 connected to each other and to the main control unit (not shown in the figures and installed inside the vehicle) can each be connected to a wheel of the non-steering axle of the vehicle, for example the rear wheels 3. This makes it possible to have a drive on the axle that will allow the vehicle to move. The vehicle is in any case driven by the wheels of the vehicle. The control unit must be able to separately control the speed and torque of the two wheels of the vehicle to which the external electrical devices are connected in order to mimic the function of the differential gear. FIG. 2 shows the external electrical device 10 from FIG. 1, which is equipped with an electric motor 2 which is connected to a planetary gear 5.
Wie in Figur 2 gezeigt, ist der Elektromotor 2 an einem externen Rahmen 4 befestigt, der mit Hilfsrädern 11 ausgestattet ist, und wirkt mit einem Hinterrad 3 des Fahrzeugs über Verbindungsmittel 6 des bekannten Typs zusammen. Der Elektromotor 2 ist mit dem Planetengetriebe 5 verbunden, um die Drehmoment- Drehzahl- Kennlinie des Elektromotors 2 in Bezug auf die Drehmomentanforderung an die Räder 3 des Fahrzeugs einzustellen. An diesem externen Rahmen 4 ist eine Batterie 13 angebracht, die ermöglicht, denAs shown in Figure 2, the electric motor 2 is fixed to an external frame 4, which is equipped with auxiliary wheels 11, and interacts with a rear wheel 3 of the vehicle via connecting means 6 of the known type. The electric motor 2 is connected to the planetary gear 5 in order to set the torque-speed characteristic of the electric motor 2 in relation to the torque request to the wheels 3 of the vehicle. On this external frame 4, a battery 13 is attached, which enables the
Elektromotor 2 ohne externe Netzteile zu betreiben. Electric motor 2 to operate without external power supplies.
Eine detaillierte Beschreibung des Planetengetriebes 5 ist in Figur 3 angeführt. Das Planetengetriebe weist ein Ritzel 51, das mit dem Elektromotor 2 und daher mit dem externen Rahmen 4 der Vorrichtung 10 verbunden ist, einen Zahnkranz 52, der mit dem Hinterrad 3 des Fahrzeugs 1 verbunden ist, und drei Satelliten 53 auf, die gleichzeitig mit dem Ritzel 51 und dem Zahnkranz 52 kämmen. Die Gesamtheit der Zahnräder, die angemessen dimensioniert sind und sich alle drehen können, ermöglicht dem Planetengetriebe, ein Übersetzungsverhältnis D zwischen dem Rad des Fahrzeugs und dem externen Rahmen 4, selbstverständlich mit der gleichen Drehrichtung, zu garantieren. Wenn die Verbindung zwischen dem externen Rahmen 4 und den Hilfsrädern 11 zu starr und für die Anwendung (beispielsweise starke Unregelmäßigkeiten der Straße) nicht geeignet sein sollte, kann ein Federungssystem des bekannten Typs verwendet werden, um die Hilfsräder mit dem externen Rahmen zu verbinden. A detailed description of the planetary gear 5 is given in FIG. 3. The planetary gear has a pinion 51, which is connected to the electric motor 2 and therefore to the external frame 4 of the device 10, a ring gear 52, which is connected to the rear wheel 3 of the vehicle 1, and three satellites 53, which mesh with the pinion 51 and the ring gear 52 simultaneously. The entirety of the gears, which are appropriately dimensioned and can all rotate, enables the planetary gear to guarantee a transmission ratio D between the wheel of the vehicle and the external frame 4, of course with the same direction of rotation. If the connection between the external frame 4 and the auxiliary wheels 11 is too rigid and not suitable for the application (for example severe road irregularities), a suspension system of the known type can be used to connect the auxiliary wheels to the external frame.
Mit Bezug auf die Figur 4, die zwei Seitenansichten aufweist, eine für jede Fahrtrichtung des Fahrzeugs, ist die Analyse der Kräfte, die zwischen dem Fahrzeug und der Vorrichtung ausgetauscht werden, schematisch dargestellt. Die Hilfsräder 11 sind mit dem externen Rahmen 4 verbunden, um das Drehen des Rahmens selbst zu vermeiden, wenn der Elektromotor 2 das Rad 3 des Fahrzeugs 1 mit Drehmoment versorgt. Die Analyse der Kräfte in der Figur 4 zeigt, wie die Drehung der Räder des Fahrzeugs in beide Richtungen betätigt werden kann und wie der Ausgleich des Drehmoments des elektrischen Motors auf den Rahmen Mchassis erfolgen kann, das heißt mittels der Reaktionskraft V auf die Hilfsräder 11. Im Einzelnen ist das Verhältnis zwischen dem Drehmoment des elektrischen Motors auf den Rahmen Mchassis und dem Drehmoment Mwheei, das auf die Räder 3 des Fahrzeugs übertragen wird, das folgende: With reference to Figure 4, which has two side views, one for each direction of travel of the vehicle, the analysis of the forces that are exchanged between the vehicle and the device is shown schematically. The auxiliary wheels 11 are connected to the external frame 4 to prevent the frame from rotating itself when the electric motor 2 supplies the wheel 3 of the vehicle 1 with torque. The analysis of the forces in FIG. 4 shows how the rotation of the wheels of the vehicle can be actuated in both directions and how the torque of the electric motor can be compensated for on the frame M chassis , that is to say by means of the reaction force V on the auxiliary wheels 11 Specifically, the relationship between the torque of the electric motor on the frame Mchassis and the torque Mwheei transmitted to the wheels 3 of the vehicle is as follows:
Mwheei = OOX Mchassis Mwheei = OOX M chassis
wobei D das Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 5 ist. Das Drehmoment des elektrischen Motors auf den Rahmen Mchassis wird durch die Reaktionskraft V auf die Hilfsräder 11 nach der folgenden Gleichung kompensiert: where D is the gear ratio of the planetary gear 5. The Torque of the electric motor on the frame M chassis is compensated for by the reaction force V on the auxiliary wheels 11 according to the following equation:
Mchassis = 3 X V Mchassis = 3 XV
wobei a der Abstand zwischen der Achse X des elektrischen Motors 2 und der vertikalen Achse Y des Hilfsrads 11 ist. where a is the distance between the axis X of the electric motor 2 and the vertical axis Y of the auxiliary wheel 11.
Eine alternative Lösung, die in Figur 5 dargestellt ist, zieht die Möglichkeit in Erwägung, ein unterschiedliches System zur Drehmomentmultiplikation 5‘ zu verwenden, das sich von dem Planetengetriebe 5 unterscheidet, das zuvor beschrieben worden ist. Wie in Figur 5 gezeigt, ist der Elektromotor 2 an einem externen Rahmen 4 befestigt, der mit Hilfsrädern 11 ausgestattet ist, und wirkt mit einem Hinterrad 3 des Fahrzeugs über Verbindungsmittel 6 des bekannten Typs zusammen. Der Elektromotor 2 ist mit einem System zur Drehmomentmultiplikation verbunden, um die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie des Elektromotors 2 in Bezug auf die Drehmomentanforderung an das Rad 3 des Fahrzeugs einzustellen. An diesem externen Rahmen 4 ist eine Batterie 13 angebracht, die ermöglicht, den Elektromotor 2 ohne externe Netzteile zu betreiben. An alternative solution, which is shown in FIG. 5, is considering the possibility of using a different system for torque multiplication 5 ′, which differs from the planetary gear 5 which has been described above. As shown in Figure 5, the electric motor 2 is attached to an external frame 4, which is equipped with auxiliary wheels 11, and interacts with a rear wheel 3 of the vehicle via connecting means 6 of the known type. The electric motor 2 is connected to a system for torque multiplication in order to set the torque-speed characteristic curve of the electric motor 2 in relation to the torque request to the wheel 3 of the vehicle. A battery 13 is attached to this external frame 4, which enables the electric motor 2 to be operated without external power supplies.
Eine detaillierte Beschreibung des Systems zur Drehmomentmultiplikation 5‘ ist in Figur 6 angeführt. Das System 5‘ weist ein Ritzel 51, das mit dem Elektromotor 2 und daher mit dem externen Rahmen 4 der Vorrichtung 10 verbunden ist, einen externen Zahnkranz 52, der mit dem Hinterrad 3 des Fahrzeugs 1 verbunden ist, und einen Freilauf 54 auf. Die Gesamtheit der Zahnräder, die angemessen dimensioniert sind und sich alle drehen können, ermöglicht dem System zur Drehmomentmultiplikation, ein Übersetzungsverhältnis D zwischen dem Rad des Fahrzeugs und dem externen Rahmen 4, selbstverständlich mit der gleichen Drehrichtung, zu erstellen. Auch in diesem Fall, wenn die Verbindung zwischen dem externen Rahmen 4 und den Hilfsrädern 11 zu starr und für die AnwendungA detailed description of the system for torque multiplication 5 'is given in FIG. 6. The system 5 ′ has a pinion 51, which is connected to the electric motor 2 and therefore to the external frame 4 of the device 10, an external ring gear 52, which is connected to the rear wheel 3 of the vehicle 1, and a freewheel 54. The entirety of the gears, the appropriate are dimensioned and can all rotate, enables the system for torque multiplication to create a transmission ratio D between the wheel of the vehicle and the external frame 4, of course with the same direction of rotation. Also in this case, if the connection between the external frame 4 and the auxiliary wheels 11 is too rigid and for the application
(beispielsweise starke Unregelmäßigkeiten der Straße) nicht geeignet sein sollte, kann ein Federungssystem des bekannten Typs verwendet werden, um die Hilfsräder mit dem externen Rahmen zu verbinden. Mit Bezug auf die Figur 7, die zwei Seitenansichten aufweist, eine für jede(for example, severe road irregularities), a suspension system of the known type can be used to connect the auxiliary wheels to the external frame. Referring to Figure 7, which has two side views, one for each
Fahrtrichtung des Fahrzeugs, ist die Analyse der Kräfte, die zwischen dem Fahrzeug und der Vorrichtung ausgetauscht werden, schematisch dargestellt. Die Hilfsräder 11 sind mit dem externen Rahmen 4 verbunden, um das Drehen des Rahmens selbst zu vermeiden, wenn der Elektromotor 2 das Rad 3 des Fahrzeugs 1 mit Drehmoment versorgt. Die Analyse der Kräfte in der Figur 4 zeigt, wie die Drehung der Räder des Fahrzeugs in beide Richtungen betätigt werden kann und wie der Ausgleich des Drehmoments des elektrischen Motors auf den Rahmen Mchassis erfolgen kann, das heißt mittels der Reaktionskraft V auf die Hilfsräder 11. Im Einzelnen ist das Verhältnis zwischen dem Drehmoment des elektrischen Motors auf den Rahmen Mchassis und dem Drehmoment Mwheei, das auf die Räder 3 des Fahrzeugs übertragen wird, das folgende: Direction of travel of the vehicle, the analysis of the forces that are exchanged between the vehicle and the device is shown schematically. The auxiliary wheels 11 are connected to the external frame 4 to prevent the frame from rotating itself when the electric motor 2 supplies the wheel 3 of the vehicle 1 with torque. The analysis of the forces in FIG. 4 shows how the rotation of the wheels of the vehicle can be actuated in both directions and how the torque of the electric motor can be compensated for on the frame M chassis , that is to say by means of the reaction force V on the auxiliary wheels 11 Specifically, the relationship between the torque of the electric motor on the frame Mchassis and the torque Mwheei transmitted to the wheels 3 of the vehicle is as follows:
Mwheei = D X Mchassis Mwheei = DX Mchassis
wobei D das Übersetzungsverhältnis des Systems zur Drehmomentmultiplikation ist. Das Drehmoment des elektrischen Motors auf den Rahmen Mchassis wird durch die Reaktionskraft V auf die Hilfsräder 11 nach der folgenden Gleichung kompensiert: where D is the gear ratio of the torque multiplication system. The torque of the electric motor on the frame M chassis is determined by the reaction force V on the auxiliary wheels 11 according to the following equation compensated:
Mchassis ” 3 X V  Mchassis ”3 X V
wobei a der Abstand zwischen der Achse X des elektrischen Motors 2 und der vertikalen Achse Y des Hilfsrads 11 ist. where a is the distance between the axis X of the electric motor 2 and the vertical axis Y of the auxiliary wheel 11.
Zusätzlich zu den Ausführungsformen der Erfindung, wie oben beschrieben, versteht es sich, dass zahlreiche weitere Varianten bestehen. Es muss auch verstanden werden, dass die Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und weder den Gegenstand der Erfindung noch ihre Anwendungen noch ihre möglichen Konfigurationen beschränken. Im Gegenteil, obgleich die oben angeführte Beschreibung dem Fachmann die Umsetzung der vorliegenden Erfindung mindestens nach einer ihrer beispielhaften Konfigurationen möglich macht, muss verstanden werden, dass zahlreiche Variationen der beschriebenen Komponenten denkbar sind, ohne dass über den Gegenstand der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, hinausgegangen wird, die wörtlich und/oder entsprechend ihren gesetzlichen Äquivalenten ausgelegt werden. In addition to the embodiments of the invention as described above, it is understood that numerous other variations exist. It must also be understood that the embodiments are merely examples and do not limit the subject matter of the invention, its applications, or its possible configurations. On the contrary, although the above description enables those skilled in the art to practice the present invention in at least one of its exemplary configurations, it must be understood that numerous variations of the described components are conceivable without departing from the subject matter of the invention, as in the appended claims defined, goes out, which are interpreted literally and / or according to their legal equivalents.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Vorrichtung (10) zum Betätigen eines Fahrzeugs (1), das mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet ist, wenn das Fahrzeug (1) in einem städtischen Gebiet fährt, während der Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist, wobei die Vorrichtung (10) eine Steuereinheit und einen Elektromotor (2) aufweist, wobei die Vorrichtung (10) konfiguriert ist, um mit einem Rad (3) einer Nichtlenkachse des Fahrzeugs (1) zusammenzuwirken, und dadurch gekennzeichnet ist, dass der Elektromotor (2) mit einem System zur Drehmomentmultiplikation (5, 5') verbunden ist, um die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie des Elektromotors (2) in Bezug auf die Drehmomentanforderung an das Rad (3) des Fahrzeugs (1) einzustellen. A device (10) for operating a vehicle (1) equipped with an internal combustion engine when the vehicle (1) is traveling in an urban area while the internal combustion engine is switched off, the device (10) comprising a control unit and an electric motor (2), the device (10) being configured to cooperate with a wheel (3) of a non-steering axle of the vehicle (1), and characterized in that the electric motor (2) is equipped with a system for torque multiplication (5, 5 ') is connected to adjust the torque-speed characteristic of the electric motor (2) in relation to the torque request to the wheel (3) of the vehicle (1).
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, umfassend einen externen Rahmen (4), an dem der Elektromotor (2) befestigt ist. 2. Device (10) according to claim 1, comprising an external frame (4) to which the electric motor (2) is attached.
3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Rahmen (4) ein Paar Hilfsräder (11) aufweist, die konfiguriert sind, um das Drehen des externen Rahmens (4) zu vermeiden, wenn der Elektromotor (2) das Rad (3) des Fahrzeugs (1) mit Drehmoment versorgt. 3. The device (10) according to claim 2, characterized in that the external frame (4) has a pair of auxiliary wheels (11) configured to prevent the rotation of the external frame (4) when the electric motor (2) the wheel (3) of the vehicle (1) is supplied with torque.
4. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem externen Rahmen (4) eine Batterie (13) angebracht ist, die ermöglicht, den Elektromotor (2) ohne externe Netzteile zu betreiben. 4. Device (10) according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the external frame (4) a battery (13) is attached, which enables the electric motor (2) to be operated without external power supplies.
5. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das System zur Drehmomentmultiplikation ein5. Device (10) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the system for torque multiplication
Planetengetriebe (5) aufweist. Planetary gear (5).
6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (5) ein Ritzel (51), das mit dem Elektromotor (2) und daher mit dem externen Rahmen (4) der Vorrichtung (10) verbunden ist, einen Zahnkranz6. The device (10) according to claim 5, characterized in that the planetary gear (5) has a pinion (51) which is connected to the electric motor (2) and therefore to the external frame (4) of the device (10) Sprocket
(52), der mit dem Hinterrad (3) des Fahrzeugs (1) verbunden ist, und drei Satelliten (53) aufweist, die gleichzeitig mit dem Ritzel (51) und dem Zahnkranz (52) kämmen. 7. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das System zur Drehmomentmultiplikation (5') ein Ritzel (51), das mit dem Elektromotor (2) verbunden ist, einen externen Zahnkranz (52), der mit dem hinteren Rad (3) des Fahrzeugs (1) verbunden ist, und einen Freilauf (54) aufweist. (52), which is connected to the rear wheel (3) of the vehicle (1), and has three satellites (53) which mesh with the pinion (51) and the ring gear (52) simultaneously. 7. The device (10) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the system for torque multiplication (5 ') has a pinion (51) which is connected to the electric motor (2), an external ring gear (52) which is connected to the rear wheel (3) of the vehicle (1) and has a freewheel (54).
8. Verwendung von zwei Vorrichtungen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Vorrichtung (10) der zwei Vorrichtungen (10) mit einem entsprechenden Rad (3) einer Nichtlenkachse eines Fahrzeugs (1) zusammenwirkt, und dass die Steuereinheit die Drehzahl und das Drehmoment der zwei Räder des Fahrzeugs, mit denen die zwei Vorrichtungen (10) verbunden sind, getrennt steuert, um die Funktion des Differentialgetriebes nachzuahmen. 8. Use of two devices (10) according to one of the preceding claims, characterized in that each device (10) of the two devices (10) cooperates with a corresponding wheel (3) of a non-steering axle of a vehicle (1), and that the control unit the speed and torque of the two wheels of the vehicle with which the two devices (10) are connected, controls separately to mimic the function of the differential gear.
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