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Patent Searching and Data


Title:
CONTROL OF A SELF-BALANCING SCOOTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/074193
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a self-balancing scooter (2) and to a method for controlling a self-balancing scooter (2) with two drive wheels (8) that are able to be driven by electric drive motors (10), comprising the steps of: - receiving steering and/or acceleration commands by way of a control module (12), - recording the speed of the self-balancing scooter (2), - transmitting the commands to a control unit (13), - determining a respective control signal for each of the electric drive motors (10) on the basis of the commands and depending on the recorded speed, - actuating the respective electric drive motor (10) by way of the respective control signal.

Inventors:
SCHROTH HANS
GYÖRI CSABA
Application Number:
PCT/EP2019/073959
Publication Date:
April 16, 2020
Filing Date:
September 09, 2019
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
International Classes:
B62K11/00
Foreign References:
US20120232757A12012-09-13
CN103552646A2014-02-05
US20170313350A12017-11-02
US20100145576A12010-06-10
US20110209929A12011-09-01
DE19648419A11997-05-28
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Steuerung eines Stehfahrzeugs (2) mit zwei Antriebsrädern (8), die durch elektrische Antriebsmotoren (10) antreibbar sind, aufweisend die Schritte:

- Aufnehmen von Lenk- und / oder Beschleunigungsbefehlen mittels eines Steuermoduls (12),

- Erfassen der Geschwindigkeit des Stehfahrzeugs (2),

- Übermitteln der Befehle an eine Steuereinheit (13),

- Ermitteln je eines Steuersignals für jeden der elektrischen Antriebsmotoren (10) auf Basis der Befehle und in Abhängigkeit von der erfassten Geschwindigkeit,

- Ansteuern des jeweiligen elektrischen Antriebsmotors (10) mittels des jeweiligen Steuersignals.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Steuersignal aus einer ersten einer zweiten Infor mation ermittelt wird, wobei die erste Information eine Sollgeschwindigkeit des Stehfahrzeugs (2) umfasst und von dem Beschleunigungsbefehl abhängt und wobei die zweite Information eine Verringerung der Antriebsdrehzahl des jeweiligen An triebsrads umfasst und von der erfassten Geschwindigkeit des Stehfahrzeugs (2) und dem Lenkbefehl abhängt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollgeschwindigkeit des Stehfahrzeugs (2) gemäß der ersten Information zusätzlich von der erfassten Geschwindigkeit des Stehfahrzeugs (2) und von dem Lenkbefehl abhängig ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuern des jeweiligen elektrischen Antriebsmotors (10) bei einer Lenkbewegung des Stehfahrzeugs (2) so erfolgt, dass das kurveninnere Antriebsrad (8) eine geringere Antriebsdrehzahl oder eine umgekehrte Drehrichtung gegenüber dem kurvenäußeren Antriebsrad (8) aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, dass unterhalb von einem Schwellwert der erfassten Geschwindigkeit, insbesondere im Wesentlichen 0 km/h, das Ansteuern des kur veninneren Antriebsrads (8) mit einer gegenüber dem kurven äußeren Antriebsrad (8) umgekehrten Drehrichtung erfolgt und oberhalb von dem Schwellwert mit einer geringeren Antriebs drehzahl gegenüber dem kurvenäußeren Antriebsrad (8) erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge kennzeichnet durch den bei einer Lenkbewegung des Stehfahrzeugs (2) erfolgenden Schritt zum Ermitteln der Steuersignale:

- Abrufen eines zu der erfassten Geschwindigkeit des Steh fahrzeugs (2) korrespondierenden Lenkwinkels und / oder Abrufen einer zu der erfassten Geschwindigkeit des Stehfahrzeugs (2) korrespondierenden Verringerung der Antriebsdrehzahl des kurveninneren Antriebsrads gegenüber dem kurvenäußeren An triebsrad, insbesondere mit Hilfe einer Look-up-Tabelle .

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge kennzeichnet durch den bei einer Lenkbewegung des Stehfahrzeugs (2) erfolgenden Schritt zum Ermitteln der Steuersignale:

- Abrufen einer zu dem Lenkbefehl korrespondierenden maximalen Sollgeschwindigkeit des Stehfahrzeugs (2), insbesondere mit Hilfe einer Look-up-Tabelle.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Sollgeschwindigkeit des Stehfahrzeugs (2) gemäß der ersten Information entsprechend stufenweise erhöht oder verringert wird, sofern ein positiver oder negativer Beschleunigungsbefehl von dem Steuermodul (12) aufgenommen wurde .

9. Stehfahrzeug (2) zur Beförderung einer Person, aufweisend:

- ein Fahrmodul (4) mit einer Stehfläche (6) und zwei An triebsrädern (8), die an dem Fahrmodul (4) angeordnet sind,

- je einen im Fahrmodul (4) angeordneten elektrischen An triebsmotor (10) zum Antrieb des jeweiligen Antriebsrades (8),

- einen Akkumulator (18) zur Energieversorgung der elektrischen Antriebsmotoren (10),

- ein Steuermodul (12), das an einem Säulenelement (14) an geordnet ist, zur Aufnahme von Lenk- und / oder Beschleuni gungsbefehlen und zur davon abhängigen Steuerung der elektrischen Antriebsmotoren (10)

- eine Steuereinheit (13), die zur Lenkung des Stehfahrzeugs (2) dazu ausgebildet ist, die jeweilige Drehzahl der Antriebsräder (8) durch Übermittlung entsprechender Steuersignale an die elektrischen Antriebsmotoren (10) unabhängig voneinander an zupassen .

10. Stehfahrzeug (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (13) dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.

Description:
Beschreibung

Steuerung eines Stehfahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Stehfahrzeug zur Beförderung einer Person und dessen Steuerung.

Heutzutage existieren verschiedene Arten von Beförderungs mitteln für Menschen. Insbesondere für kurze Strecken von bis zu einigen wenigen Kilometern in Städten ist es jedoch oft nicht möglich und/oder wirtschaftlich ein Kraftfahrzeug, bei spielsweise ein Auto zu wählen. Aus diesem Grund ist bei spielsweise das Fahrrad ein bekanntes und oft genutztes al ternatives Beförderungsmittel in Städten.

Im Rahmen der Elektrifizierung der vom Menschen genutzten Beförderungsmittel werden zurzeit neue Beförderungskonzepte erforscht, die ein Gehen „elektrifizieren". D.h. insbesondere für die zuvor erwähnten kurzen Strecken sollen Menschen bequem mit neuartigen Beförderungsmitteln von einem Ort zu einem Nächsten Ort, beispielsweise von Zuhause zu einem Bahnhof gelangen, ohne auf ein Kraftfahrzeug zurückgreifen zu müssen. Eine derartige Fortbewegung erweist sich gleichzeitig vor teilhaft für die Umwelt.

So zeigt beispielsweise die DE 196 48 419 Al eine Personen transportvorrichtung, bei welchen das Griffteil mit dem Steuerhebel über Stifte in einem Ständer angeordnet und dort zumindest an die Höhe der die Vorrichtung benutzenden Person anpassbar und Verwahrung im inaktiven Zustand auf kleinerem Raum möglich ist. Es stellt sich aber die Frage, wie eine sichere Fortbewegung mit einem Stehfahrzeug möglich ist, ohne dass es zu sicherheits relevanten Fahrsituationen kommt.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Stehfahrzeug bzw. ein Verfahren zu dessen Steuerung anzugeben, mit dessen Hilfe eine Person eine Strecke schnell und einfach zurücklegen kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung eines Stehfahrzeugs mit den Merkmalen der Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Ansprüche werden durch ausdrückliche Bezugnahme zum Gegenstand der Beschreibung ge macht .

Das Verfahren zur Steuerung eines Stehfahrzeugs mit zwei An triebsrädern, die durch elektrische Antriebsmotoren antreibbar sind, weist die Schritte auf:

- Aufnehmen von Lenk- und / oder Beschleunigungsbefehlen mittels eines Steuermoduls,

- Erfassen der Geschwindigkeit des Stehfahrzeugs,

- Übermitteln der Befehle an eine Steuereinheit,

- Ermitteln je eines Steuersignals für jeden der elektrischen Antriebsmotoren auf Basis der Befehle und in Abhängigkeit von der erfassten Geschwindigkeit,

- Ansteuern des jeweiligen elektrischen Antriebsmotors mittels des jeweiligen Steuersignals.

Es ist bevorzugt, dass das jeweilige Steuersignal aus einer ersten einer zweiten Information ermittelt wird, wobei die erste Information eine Sollgeschwindigkeit des Stehfahrzeugs umfasst und von dem Beschleunigungsbefehl abhängt und wobei die zweite Information eine Verringerung der Antriebsdrehzahl des je weiligen Antriebsrads umfasst und von der erfassten Ge schwindigkeit des Stehfahrzeugs und dem Lenkbefehl abhängt. Die Steuersignale können demnach durch Überlagerung der ersten und zweiten Information bestimmt werden und die Antriebsdrehzahl sowohl an eine Beschleunigungs- bzw. Bremsvorgabe des Fahr zeugführers als auch an eine Lenkvorgabe anpassen.

Es entspricht einer sicherheitsfördernden Weiterbildung des Verfahrens, dass die Sollgeschwindigkeit des Stehfahrzeugs gemäß der ersten Information zusätzlich von der erfassten Ge schwindigkeit des Stehfahrzeugs und von dem Lenkbefehl abhängig ist. Somit kann die Fahrzeuggeschwindigkeit an eine bestimmte Kombination einer aktuell erfassten Geschwindigkeit und eines Lenkwinkels angepasst werden. Beispielsweise sollte das Stehfahrzeug zunächst abbremsen bevor es eine Kurve mit sehr engem Radius fährt. Alternativ, ggf. auch zusätzlich, kann, anstatt das Fahrzeug abzubremsen, der Lenkwinkel beschränkt werden .

Um das Fahrzeug gemäß der erstgenannten Alternative abzubremsen wird das Verfahren vorzugsweise durch folgende Schritte wei tergebildet :

- Vergleichen des Lenkwinkels entsprechend des Lenkbefehls mit einem maximal zulässigen Lenkwinkel bei der aktuellen erfassten Geschwindigkeit des Stehfahrzeugs, insbesondere mittels einer Look-up-Tabelle,

- Reduzieren der Geschwindigkeit des Stehfahrzeugs, bis der bei dieser Geschwindigkeit maximal zulässige Lenkwinkel dem Lenkwinkel entsprechend des Lenkbefehls entspricht.

Es ist bevorzugt, dass das Ansteuern des jeweiligen elektrischen Antriebsmotors bei einer Lenkbewegung des Stehfahrzeugs so erfolgt, dass das kurveninnere Antriebsrad eine geringere Antriebsdrehzahl oder eine umgekehrte Drehrichtung gegenüber dem kurvenäußeren Antriebsrad aufweist. Somit ist keine Winke länderung der Antriebsräder und entsprechend auch keine Lenkstange oder eine sonstige mechanische Lenkvorrichtung von Nöten. Es können also Kosten, Gewicht und Bauraum eingespart werden. Bevorzugt ist die relative Verringerung der An triebsdrehzahl des kurveninneren Antriebsrads gegenüber dem kurvenäußeren Antriebsrad durch einen Grenzwert beschränkt. Alternativ oder zusätzlich ist die Geschwindigkeit des Steh fahrzeugs abhängig vom Kurvenradius durch einen Grenzwert beschränkt bzw. das Stehfahrzeug wird auf diesen Grenzwert der Geschwindigkeit abgebremst.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn unterhalb von einem Schwellwert der erfassten Geschwindigkeit, insbesondere im Wesentlichen 0 km/h, das Ansteuern des kurveninneren Antriebsrads mit einer gegenüber dem kurvenäußeren Antriebsrad umgekehrten Dreh richtung erfolgt und nur oberhalb von dem Schwellwert mit einer geringeren Antriebsdrehzahl gegenüber dem kurvenäußeren An triebsrad erfolgt. Das Fahrzeug kann sich bei Bedarf somit unterhalb des Geschwindigkeits-Schwellwerts um die eigene Hochachse drehen.

Das Verfahren weist bevorzugt folgenden Schritt zum Ermitteln der Steuersignale auf, der bei einer Lenkbewegung des Stehfahrzeugs erfolgt :

- Abrufen eines zu der erfassten Geschwindigkeit des Steh fahrzeugs korrespondierenden Lenkwinkels und / oder Abrufen einer zu der erfassten Geschwindigkeit des Stehfahrzeugs korrespondierenden Verringerung der Antriebsdrehzahl des kurveninneren Antriebsrads gegenüber dem kurvenäußeren An triebsrad, insbesondere mit Hilfe einer Look-up-Tabelle . Die Verringerung der Antriebsdrehzahl des kurveninneren An triebsrads und damit der Lenkradius wird bevorzugt abhängig von der erfassten Geschwindigkeit begrenzt, so dass es nicht zu sicherheitskritischen Fahrsituationen kommen kann.

Das Verfahren weist alternativ oder zusätzlich bevorzugt folgenden Schritt zum Ermitteln der Steuersignale auf, der bei einer Lenkbewegung des Stehfahrzeugs erfolgt:

- Abrufen einer zu dem Lenkbefehl korrespondierenden maximalen Sollgeschwindigkeit des Stehfahrzeugs (2), insbesondere mit Hilfe einer Look-up-Tabelle . Bevorzugt wird zunächst die Ge schwindigkeit des Stehfahrzeugs insgesamt abhängig von der erfassten Geschwindigkeit soweit begrenzt, dass es nicht zu sicherheitskritischen Fahrsituationen kommen kann. Erst dann erfolgt die Lenkansteuerung durch Verringerung der Antriebs drehzahl des kurveninneren Antriebsrads.

Es ist bevorzugt, dass die Sollgeschwindigkeit des Stehfahrzeugs gemäß der ersten Information entsprechend stufenweise erhöht oder verringert wird, sofern ein positiver oder negativer Beschleunigungsbefehl von dem Steuermodul aufgenommen wurde.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Stehfahrzeug zur Beförderung einer Person folgendes auf:

- ein Fahrmodul mit einer Stehfläche und zwei Antriebsrädern, die an dem Fahrmodul angeordnet sind,

- je einen im Fahrmodul angeordneten elektrischen Antriebsmotor zum Antrieb des jeweiligen Antriebsrades,

- einen Akkumulator zur Energieversorgung der elektrischen Antriebsmotoren,

- ein Steuermodul, das an einem Säulenelement angeordnet ist, zur Aufnahme von Lenk- und / oder Beschleunigungsbefehlen und zur davon abhängigen Steuerung der elektrischen Antriebsmotoren

- eine Steuereinheit, die zur Lenkung des Stehfahrzeugs dazu ausgebildet ist, die jeweilige Drehzahl der Antriebsräder durch Übermittlung entsprechender Steuersignale an die elektrischen Antriebsmotoren unabhängig voneinander anzupassen.

Die Steuereinheit des Stehfahrzeugs ist bevorzugt dazu aus gebildet, ein Verfahren wie vorstehend angegeben auszuführen.

Das Stehfahrzeug, welches zur Beförderung einer Person aus gebildet ist, weist bevorzugt ein Fahrmodul mit einer Stehfläche für die zu befördernde Person auf. Weiterhin weist das Steh fahrzeug zwei Antriebsräder auf, die an dem Fahrmodul angeordnet sind. Zum Antrieb der Antriebsräder weist das Stehfahrzeug zumindest einen elektrischen Antriebsmotor auf. Die An triebsräder werden hierbei beispielsweise direkt mittels einer Antriebsachse, welche den zumindest einen Antriebsmotor mit den Antriebsrädern mechanisch verbindet, angetrieben. Die An triebsräder sind vorzugsweise derart an dem Fahrmodul ange ordnet, dass in eine Fahrtrichtung betrachtet jeweils ein Antriebsrad an einer linken Seite des Fahrmoduls und ein An triebsrad an einer rechten Seite des Fahrmoduls angeordnet ist. Mit anderen Worten: Die zu befördernde Person steht somit zwischen den beiden Antriebsrädern auf der Stehfläche.

Weiterhin weist das Stehfahrzeug vorzugsweise einen Akkumulator, beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie auf. Der Akku mulator dient einer elektrischen Energieversorgung des An triebsmotors .

Zur Steuerung des Antriebsmotors weist das Stehfahrzeug eine mit dem Steuermodul verbundene Steuereinheit auf. Unter Steuerung des Antriebsmotors wird vorliegend speziell verstanden, dass mittels des Steuermoduls nicht nur eine Beschleunigung und ein Verzögern der Geschwindigkeit des Stehfahrzeuges erreicht ist. Vielmehr erfolgt auch eine Richtungslenkung des Stehfahrzeuges mittels des Steuermoduls. Das Steuermodul ist an einem Säu- lenelement angeordnet und wird im Betrieb von der zu befördernden Person bedient.

Das Säulenelement und das Fahrmodul sind vorzugsweise mittels einer Kupplung trennbar miteinander verbunden. Unter trennbar wird vorliegend verstanden, dass das Säulenelement bei spielsweise bei einem Nichtgebrauch des Stehfahrzeuges oder beispielsweise zum Verstauen in einem Kraftfahrzeug von dem Fahrmodul reversibel getrennt werden kann. Zur Ausbildung der Kupplung weist das Fahrmodul ein erstes Kupplungselement und das Säulenelement ein zweites Kupplungselement auf. Hierdurch ist eine mechanische und insbesondere reversible Trennung des Säulenelements von dem Fahrmodul erreicht, um somit bei spielsweise das Stehfahrzeug platzsparend aufzubewahren. Weiterhin ist eine Modularität des Stehfahrzeuges erreicht, da beispielsweise verschiedene Personen, mit einem jeweils eigenen Säulenelement ein beliebiges oder ein und dasselbe Fahrmodul nutzen können.

Das Stehfahrzeug dient insbesondere zur Beförderung von Personen über kurze Strecken, beispielsweise über die sogenannte „last mile". Unter „last mile" wird vorliegend speziell ein Teil einer Gesamtstrecke bezeichnet, welcher üblicherweise zu Fuß zu rückgelegt wird. Beispielsweise wird unter anderem unter der „last mile" eine Strecke innerhalb eines Flughafengebäudes, eines Fabrikgeländes und/oder von einem Wohnhaus zu einem Bahnhof verstanden. Durch das Stehfahrzeug wird weiterhin eine Fort bewegung insbesondere gehbeeinträchtigter Menschen gefördert und/oder vorteilhaft erweitert.

Bevorzugt ist das Säulenelement in Fahrtrichtung betrachtet seitlich an dem Fahrmodul angeordnet, also entweder links oder rechts von der zu befördernden und auf der Stehfläche stehenden Person. Hierzu weist das Fahrmodul jeweils in Fahrtrichtung betrachtet seitlich ein erstes Kupplungselement auf. Der Vorteil hierbei ist eine einhändige und einfache Bedienung des Steh fahrzeuges. Weiterhin ist hierdurch ein Absteigen „nach vorn", also in Fahrtrichtung ermöglicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Säulenelement eine Gehäusewandung auf, die in einer Längsrichtung betrachtet das zweite Kupplungselement umgibt, beispielsweise einhüllt. Zudem weist das erste Kupplungselement eine Außenwandung auf. Zwischen der Außenwandung und der Aufnahme weist das erste Kupplungselement weiterhin einen Führungsschlitz auf. Im montierten Zustand ist die Gehäusewandung des Säulenelements in dem Führungsschlitz des ersten Kupplungselements angeordnet, beispielsweise teleskopartig.

Diese Ausgestaltung dient einer Erhöhung der mechanischen Stabilität der Kupplung, beispielsweise gegenüber Kipp- und/oder Biegekräften. Derartige Kipp- und/oder Biegekräfte treten beispielsweise dann auf, wenn die zu befördernde Person an dem montierten Säulenelement zieht oder drückt.

Zur Stabilisierung des Fahrmoduls, d.h. , dass das Fahrmodul nicht kippt, weist es bevorzugt ein Stützrad auf. Das Stützrad ist vorzugsweise in Fahrtrichtung betrachtet an einer Rückseite des Fahrmoduls angeordnet, also im Rücken der zu befördernden Person.

Hierdurch wird eine Räderanordnung aus den beiden Antriebsrädern und dem Stützrad nach Art eines Dreiecks erreicht. Mit anderen Worten: jeweils in einer Ecke des Dreiecks ist eines der drei Räder angeordnet, was einen„kippfreien Stand" des Fahrmoduls und somit des Stehfahrzeuges sicherstellt. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist das Stützrad in Fahrtrichtung betrachtet an einer Vorderseite des Fahrmoduls angeordnet. Das Fahrmodul weist jeweils einen Antriebsmotor für je ein Antriebsrad, also vorliegend zwei Antriebsmotoren auf, die das jeweilige Antriebsrad antreiben. Die Richtungslenkung erfolgt hierbei vorzugsweise derart, dass die Radgeschwindigkeiten beider Antriebsmotoren zur Kurvenfahrt unterschiedlich ein gestellt werden. Diese Richtungslenkung wird auch als „Torque Vectoring" bezeichnet.

Eine Ansteuerung des zumindest einen elektrischen Antriebsmotors erfolgt vorliegend beispielsweise mittels einer Steuereinheit, die Signale, insbesondere Steuerbefehle der zu befördernden Person, von Sensorelementen des Steuermoduls empfängt. Die Steuereinheit ist hierzu mit den Sensorelementen beispielsweise drahtgebunden oder drahtlos mit den Sensorelementen verbunden. Weiterhin ist die Steuereinheit mit zumindest einer Motoran- steuerung verbunden. Die zumindest eine Motoransteuerung dient einem Ansteuern des zumindest einen elektrischen Antriebsmotors durch von der Steuereinheit bereitgestellte Steuersignale. Die Steuersignale generiert die Steuereinheit beispielsweise in Abhängigkeit der empfangenen Steuerbefehle der Sensorelemente.

Hierbei erfolgt eine elektrische Energieversorgung der Steu ereinheit, der Motoransteuerung sowie der Sensorelemente beispielsweise mittels des Akkumulators.

Alternativ oder ergänzend werden die Antriebsräder bei spielsweise mittels eines Riemens, beispielsweise eines Zahnriemens mittelbar von dem elektrischen Antriebsmotor oder den elektrischen Antriebsmotoren angetrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen teilweise in stark vereinfachter Darstellungen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Stehfahrzeuges,

Fig . 2 eine detaillierte perspektivische Ansicht einer

Kupplung zur Verbindung des Säulenelements mit dem Fahrmodul ,

Fig . 3 ein Blockschaltbild zur Steuerung des Stehfahr- zeuges

Fig. 4 eine Darstellung geschwindigkeitsabhängiger

Kurvenradien sowie

Fig . 5 eine schematische Darstellung eines Beschleuni- gungs- bzw. Abbremsvorgangs.

Innerhalb der Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen dargestellt.

Das in Fig. 1 dargestellte Stehfahrzeug 2 ist zur Beförderung einer Person ausgebildet. Hierzu weist das Stehfahrzeug ein Fahrmodul 4 mit einer Stehfläche 6 und zwei Antriebsrädern 8 auf. Die Stehfläche 6 weist im Ausführungsbeispiel zu einem leichteren „Aufstieg" einen Bodenabstand B (auch als Einstiegshöhe be zeichnet) mit einem Wert im Bereich von 5cm bis 10cm und speziell im Bereich zwischen 6cm und 8cm auf.

Die Antriebsräder 8 sind in einer Fahrtrichtung F betrachtet seitlich an der Stehfläche 6 des Fahrmoduls 4 angeordnet und beispielsweise mittels einer Achse miteinander mechanisch verbunden. Im Ausführungsbeispiel weist das Fahrmodul 4 eine Einzelradaufhängung auf. D.h., dass die Antriebsräder nicht über eine Achse miteinander verbunden sind, sondern einzeln an dem Fahrmodul angeordnet sind. Die Antriebsräder 8 werden im Betrieb des Stehfahrzeuges 2 von einem elektrischen Antriebsmotor 10 angetrieben, der im Fahrmodul 4 angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel weist das Stehfahrzeug 2 zwei Antriebsmotoren 10, je einen Antriebsmotor 10 für ein Antriebsrad 8 auf. Der elektrische Antriebsmotor 10 ist derart ausgestaltet, dass er das Stehfahrzeug 2 auf Ge schwindigkeiten mit einem Wert im Bereich von beispielsweise 10km/h bis 20km/h beschleunigt.

Alternativ zu einem Zahnriemenantrieb können die Antriebsmotoren 10 jeweils direkt in den Antriebsrädern 8 verbaut sein und diese jeweils im Sinne eines In-Wheel-Motors bzw. Radnabenmotors direkt antreiben.

Weiterhin weist das Stehfahrzeug 2 zur Steuerung des An triebsmotors 10 ein Steuermodul 12 auf. Das Steuermodul 6 ist an einer Endseite eines Säulenelements 14 angeordnet. Unter Steuern des Antriebsmotors 10 wird vorliegend speziell eine Steuerung einer Beschleunigung und/oder einer Verzögerung in und entgegen der Fahrtrichtung F sowie eine Richtungslenkung („nach links" oder „nach rechts") des Stehfahrzeuges 2 verstanden.

An einer in Fahrtrichtung F betrachteten Rückseite R des Fahrmoduls 4 ist ein frei drehendes Stützrad zur Stabilisierung des Stehfahrzeuges 2 angeordnet. Vorliegend ist das Stützrad lediglich stellvertretend durch eine Halterung 16 für das Stützrad dargestellt. Unter frei drehend wird vorliegend speziell verstanden, dass das Stützrad nicht von dem elektrischen Antriebsmotor 10 angetrieben wird und es auch nicht mechanisch mit den Antriebsrädern 8 verbunden ist. Das Stützrad „rollt" somit im Betrieb frei mit und dient ausschließlich einem„Umfall- und Umkippschutz" des Stehfahrzeuges. Zur elektrischen Energieversorgung des Antriebsmotors 10 weist das Stehfahrzeug einen Akkumulator 18 auf. Im Ausführungs beispiel ist der Akkumulator 18 im Säulenelement 14 angeordnet, speziell in dieses integriert. Zudem ist das Säulenelement 14 in einer Länge L einstellbar ausgebildet, beispielsweise tele skopartig ausgebildet. Die Längeneinsteilbarkeit dient einer Anpassung an eine Körpergröße der zu befördernden Person.

Das Fahrmodul 4 weist zudem ein erstes Kupplungselement 20, im Ausführungsbeispiel zwei erste Kupplungselemente 20 auf. Die beiden ersten Kupplungselemente 20 sind derart an dem Fahrmodul 4 angeordnet, dass jeweils in Fahrtrichtung F (analog zu den Antriebsrädern 8) betrachtet seitlich ein erstes Kupplungs element 20 angeordnet ist. Das Säulenelement 14 weist endseitig ein zweites Kupplungselement 22 auf. Unter endseitig wird vorliegend insbesondere das Ende des Säulenelements 14 ver standen, das dem Ende, an dem das Steuermodul 12 angeordnet ist, gegenüber liegt.

Die beiden Kupplungselemente 20,22 sind zueinander korres pondierend ausgebildet, so dass sie eine trennbare Verbindung des Säulenelements 14 mit dem Fahrmodul 4 ermöglichen. Bei spielsweise erfolgt die trennbare Verbindung mittels eines (elektrischen) Magnetelements. Weiterhin weisen die Kupp lungselemente 20,22 auch Kontaktelemente 24, im Ausführungs beispiel Steckkontakte zu einer elektrischen Verbindung des Säulenelements 14 und insbesondere des Akkumulators 18 mit dem Fahrmodul 4 und hier insbesondere mit dem Antriebsmotor 10 auf.

Aufgrund dessen, dass das Stehfahrzeug 2 im Ausführungsbeispiel zwei erste Kupplungselemente 20 aufweist, ist das Säulenelement 14 und damit auch das Steuermodul 12 sowohl in Fahrtrichtung F betrachtet linksseitig als auch rechtsseitig an dem Fahrmodul 4 anordbar . Das Steuermodul 12 weist zur Steuerung eine Bedieneinheit 26 auf. Zudem weist das Steuermodul 12 ein Armauflageelement 28 auf. Das Armauflageelement 28 dient einem Auflegen des steuernden Armes der zu befördernden Person während der Fahrt. Die Bedieneinheit 26 und das Armauflageelement 28 sind im Ausführungsbeispiel in Fahrtrichtung F betrachtet hintereinander angeordnet.

Zudem ist das Steuermodul 12 in und entgegen der Fahrtrichtung F verschiebbar, d.h. das Steuermodul 12 ist an die Anthropo- metrie, insbesondere an die Unterarmlänge der zu befördernden Person anpassbar, sodass eine bequeme Steuerung des Steh fahrzeuges 2 gewährleistet ist. Zur Berücksichtigung der bereits erwähnten Händigkeit der zu befördernden Person ist das Arm auflageelement 28 zusätzlich abnehmbar an dem Steuermodul 12 angeordnet und insbesondere um einen Winkel von 180° um eine Hochachse H gedreht erneut an dem Steuermodul 12 anordenbar. Weiterhin ist ein Betrieb des Stehfahrzeuges 2 mit abmontiertem Armauflageelement 28 ermöglicht.

Das Steuermodul 12 weist weiterhin ein Griffelement 30 auf. Im Ausführungsbeispiel ist das Griffelement 30 an dem Armaufla geelement 28 angeordnet und dient einem Ziehen und/oder Tragen des Stehfahrzeuges 2 oder des Säulenelements 14. Alternativ ist das Griffelement 30 an dem Säulenelement 14 angeordnet.

Die Bedieneinheit 26 weist zumindest ein Bedienelement 32, vorzugsweise mehrere Bedienelemente 32 auf. Bei dem zumindest einen Bedienelement 32 handelt es sich insbesondere um ein berührungssensitives Bedienelement, insbesondere ohne mecha nisch bewegbare Bauteile. Somit weist das Bedienelement 32 insbesondere keine bewegbaren Bauteile wie z.B. Hebel auf.

Das zumindest eine Bedienelement 32 dient einer Steuerung des Antriebsmotors 10, insbesondere einer Beschleunigung in Fahrtrichtung F oder einer Verzögerung sowie einer Rich tungslenkung. Hierzu ist das Bedienelement 32 beispielsweise nach Art eins Touchpads oder Touchscreens ausgebildet.

Alternativ ist das zumindest eine Bedienelement 32 als ein mechanisches Bedienelement beispielsweise nach Art eines Joysticks, speziell nach Art eines Thumbsticks ausgebildet. Weiterhin alternativ oder zusätzlich ist eine Kombination aus den bereits genannten berührungssensitiven Bedienelementen und mechanischen Bedienelementen denkbar.

Weiterhin weist die Bedieneinheit 26 ein Anzeigeelement 34 beispielsweise zur Anzeige einer Geschwindigkeit und/oder des Ladezustands des Akkumulators 18 auf.

Alternativ sind das Anzeigeelement 34 und das zumindest eine Bedienelement 32 kombiniert, d.h. dass die Bedieneinheit 26 beispielsweise ein Bedienelement 32 nach Art eines Touchscreens aufweist, welches sowohl die zuvor genannten Zustandsgrößen anzeigt, als auch einer Steuerung dient.

In Fig. 2 ist eine vergrößerte, detaillierte perspektivische Ansicht einer Kupplung zur Verbindung des Säulenelements mit dem Fahrmodul gezeigt.

Das erste Kupplungselement 20 weist eine Aufnahme 36, im Ausführungsbeispiel eine zylinderförmige und stutzenartige Aufnahme 36 auf. Das zweite Kupplungselement 22 weist ein Magnetelement 38 auf. Das Magnetelement 38 ist im Ausfüh rungsbeispiel zylinderartig und insbesondere korrespondierend zu der zylinderförmigen Aufnahme 36 ausgebildet. Zum Montieren des Säulenelements 14 an dem Fahrmodul 4 wird das zweite Kupplungselement 22 in einer Längsrichtung V (also von oben) auf das erste Kupplungselement 20 geführt. Speziell nimmt hierbei die Aufnahme 36 das Magnetelement 38 im Wesentlichen formschlüssig auf .

Alternativ weist das erste Kupplungselement 20 das Magnetelement 38 auf und das zweite Kupplungselement 22 weist die Aufnahme 36 auf .

Das Magnetelement 38 ist im Ausführungsbeispiel als ein schaltbarer Permanentmagnet ausgebildet und somit eine Kom bination aus einem Permanentmagnetelement und einem Elektro magneten. Beim Anordnen des Säulenelements 14 an dem Fahrmodul 4 übt das Permanentmagnetelement des Magnetelements 38 eine magnetische Haltekraft auf das erste Kupplungselement 20 aus und fixiert somit das Säulenelement 14 an dem Fahrmodul 4. Die beiden Kupplungselemente 20,22 bilden somit eine Kupplung 37, ins besondere eine Magnetkupplung aus. Zur Unterstützung der magnetischen Haltekraft weisen das zweite Kupplungselement 22 und die Aufnahme 36, insbesondere eine Haftplatte 35 am Grund der Aufnahme 36, im Ausführungsbeispiel ein ferromagnetisches Material auf. Zum Lösen der Kupplung 37 wird der Elektromagnet des Magnetelements 38 mit einer elektrischen Spannung beauf schlagt und somit aktiviert. Der Elektromagnet ist dabei derart ausgerichtet und/oder angeordnet bzw bestromt, dass zum Lösen der Kupplung 37 das von ihm erzeugte magnetische Feld dem des Permanentmagnetelements entgegen wirkt. Mit anderen Worten: Der Elektromagnet hebt im aktivierten Zustand die magnetische Haltekraft des Permanentmagnetelements auf.

Aufgrund dessen, dass hierdurch keine Haltekraft mehr auf die beiden Kupplungselemente 20,22 wirkt, kann die zu befördernde Person das Säulenelement 14 von dem Fahrmodul 4 trennen.

Das Säulenelement 14 weist weiterhin eine Gehäusewandung 40 auf. Die Gehäusewandung 40 erstreckt sich im Ausführungsbeispiel in Längsrichtung über das zweite Kupplungselement 22 und damit auch über das Magnetelement 38. D.h. die Gehäusewandung 40 umgibt das zweite Kupplungselement 22 umfangsseitig.

Das erste Kupplungselement 20 weist zudem eine Außenwandung 42 und einen zwischen der Außenwandung 42 und der Aufnahme 36 ausgebildeten Führungsschlitz 44 auf.

Zur Erhöhung einer mechanischen Stabilität des Stehfahrzeuges 2 und insbesondere des an dem Fahrmodul 4 angeordneten Säulen elements 14, ist die Gehäusewandung 40 im montierten Zustand in dem Führungsschlitz 44 angeordnet, beispielsweise teleskopartig eingeschoben .

Fig. 3 zeigt schematisch die Funktionsweise der Ansteuerung der elektrischen Antriebsmotoren 10. Mittels des Steuermoduls 12 werden einerseits Lenkbefehle, andererseits Beschleunigungs befehle aufgenommen, die der Fahrzeugführer mit seiner Hand eingibt. Zur Erfassung der Befehle kann ein einzelnes Bedie nelement oder je ein Bedienelement 9a für Beschleuni- gungs-/Bremsbefehle und ein weiteres Bedienelement 9b für Lenkbefehle vorgesehen sein. Die Befehle werden mit einer ersten Vorrichtung 13a der Steuereinheit 13 aufgenommen. Das Ermitteln je eines Steuersignals für jeden der elektrischen An triebsmotoren 10 erfolgt in der ersten Vorrichtung 13a auf Basis der Befehle des Fahrzeugführers und in Abhängigkeit von der erfassten aktuellen Geschwindigkeit.

Die Steuersignale bestimmen die Drehzahlen der elektrischen Antriebsmotoren 10 und damit der Antriebsräder. Sie werden einer ersten und zweiten Motorkontrolleinheit 13b, 13c in pulswei tenmodulierter Form zugeführt. Der Datenaustausch zwischen der ersten Vorrichtung 13a und den beiden Motorkontrolleinheiten 13b, 13c findet über einen seriellen Datenbus statt. Fig. 4 visualisiert eine Beschränkung auf jeweilige minimale Kurvenradien, auf die die Lenkungsansteuerung der Antriebsräder je nach Geschwindigkeit beschränkt werden. Dabei zeigt das innerste Oval den kleinsten anzunehmenden Kurvenradius bei einer Geschwindigkeit von annähernd Null km/h. Bei höheren Ge schwindigkeiten, in Fig. 4 die äußeren Ovale, sind entsprechend größere Kurvenradien nötig, um einen sicheren Fahrzustand zu gewährleisten .

Ein Schema, nach dem sich die Ansteuerung der Antriebsräder beim Anfahren vollzieht, ist in Fig. 5 dargestellt. Es werden verschiedene Betriebsarten unterschieden.

Um das gesamte Anfahrmoment zu kompensieren und damit die gesamte installierte elektrische Leistung zu reduzieren, ist das An fahren aus dem Stand mit Fußkraftunterstützung als Funktion implementiert. Das heißt, dass der Fahrer das Fahrzeug mit einem Fuß anschieben kann, um das Losbrechmoment der Motoren und den Rollwiderstand des Fahrzeugs zu überwinden. Da während des Anschiebens auch der Beschleunigungsbefehl gegeben werden muss, erzielt man einen zusätzlichen Sicherheitsgewinn. Der Fahrer signalisiert somit aktiv dem System seinen Fahrerwunsch. Erkannt wird das Anschieben durch den Motorpositionssensor in Form der Motordrehzahl. Um die Funktion möglichst komfortabel zu ge stalten, erkennt die Software die Anschiebegeschwindigkeit , behält diese unabhängig vom Fahrerwunsch für eine Zeit bei und setzt erst im Anschluss die Fahrzeugbeschleunigung gemäß Fahrerwunsch fort.

Durch einmaliges Betätigen des Beschleunigungssensors am Steuermodul wird das Fahrzeug aus dem Stand in den Fahrmodus versetzt. Erfolgt in einem bestimmten Zeitinterfall eine erneute Aktivierung beschleunigt das Fahrzeug gemäß Fahrerwunsch. Somit ist auch ein Anfahren ohne Fußkraftunterstützung möglich.

Das Stehfahrzeug verfügt vorzugsweise nicht etwa über eine Reibbremse sondern wird vielmehr über die Motoransteuerung abgebremst .

Beim Beschleunigen bzw. Abbremsen wird vorzugsweise eine Rampenfunktion verwendet, die in Fig. 5 dargestellt ist. Die Rampenfunktion wird vorzugsweise bei allen Betriebsarten verwendet, also beispielsweise Beschleunigen, Verzögern, Kurvenfahrt. Das Anfahren des Fahrzeuges erfolgt durch eine synchrone Ansteuerung der beiden Antriebsmotoren. Aus Kom fortgründen werden beide Motoren über eine Rampenfunktion angesteuert. Grundprinzip ist hierbei, dass Zeitinkremente über einen Zähler aufaddiert werden und damit über eine stufenweise Erhöhung die beiden Antriebsmotoren angesteuert werden.

Da es bevorzugt auch möglich sein soll, das Stehfahrzeug zu ziehen, ist eine Freilauffunktion der Motoransteuerung im plementiert, die verhindert, dass die dem Motor vorgeschaltete Brückenschaltung angesteuert wird während das Fahrzeug gezogen wird .

Durch den Fahrzeugführer oder mit Hilfe von Umfeldsensoren können verschiedene Geschwindigkeitsbereiche konfiguriert werden, die eine maximale Höchstgeschwindigkeit vorgeben, beispielsweise vl = 8 km/h im Fußgängerbereich bzw. Fußweg und v2 = 12 km/h auf einem Fahrradweg .

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Aus führungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Va rianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel be- schriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.