NACH EG-FAHRZEUGKLASSE L2e-U

Beschreibung:

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Kraftfahrzeuge mit

Elektroantrieb. Mehr im Einzelnen betrifft die Erfindung ein dreirädriges, mit Elektro antrieb ausgerüstetes Kraftfahrzeug für die Güterbeförderung, das die Forderungen der EG-Fahrzeugklasse L2e-U erfüllt. Diese Forderungen sind in der Richtlinie 2002/24/EG und in der Verordnung (EU) Nr. 168/2013, in Anhängen zu dieser Verordnung sowie in Delegierten Verordnungen zu der Verordnung (EU) Nr. 168/2013 niedergelegt.

BEHÖRDLICHE ANFORDERUNGEN AN EIN L2e-U FAHRZEUG

In baulicher Hinsicht besagen diese Anforderungen unter anderem, dass

- eine Höchstgeschwindigkeit von 45 km/h eingehalten werden muss;

- im Falle eines Elektroantriebs der oder die Elektromotoren gemeinsam)

für eine maximale elektrische Nenndauerleistung oder Nutzleistung bis zu

4 kW ausgelegt ist/sind;

- Vorgaben hinsichtlich der Ladefläche bestehen;

wobei ein Fahrzeug für den Gütertransport eine (Haupt)Ladefläche hat, die

typischerweise als ebene Pritsche ausgebildet sein kann;

— die Breite einer solchen, als ebene Pritsche ausgebildeten Ladefläche darf die Gesamtbreite des Fahrzeugs (ohne Ladefläche) nicht übersteigen; — eine minimale Länge einer solchen Ladefläche muss größer/gleich 1/3 der

Fahrzeuglänge sein;

— - eine maximale Länge einer solchen Ladefläche darf das 1 ,4-Fache der (größeren)

Fahrzeugspurweite der vorderen oder hinteren Spurweite des Fahrzeugs der Klasse L nicht überschreiten; und

— die Ladefläche darf nicht höher als 1000 mm über der Fahrbahn liegen;

- ferner gibt es Vorgaben, welche das zulässige Fahrzeug-Leergewicht und die

maximale Zuladung begrenzen; die (bestimmt definierte) Masse eines dreirädrigen Kleinkraftrades der Klasse L2e darf 270 kg nicht übersteigen; und

diese maximale Zuladung darf 300 kg nicht übersteigen.

Bei der vorstehend genannten maximalen elektrischen Nenndauerleistung von 4 kW handelt es sich um die nach Regelung ECE-R85 (aus 2006) definierte

“Höchste 30-Minuten-Leistung“, die das elektrische Antriebssystem über einen Zeitraum von 30 Minuten im Durchschnitt abgeben kann; zu deren Prüfung muss sich der

Leistungsregler (hier: Beschleunigungsdrehgriff am Fahrzeuglenker) 30 Minuten lang in der Endstellung befinden, während Drehmoment und Drehzahl gleichzeitig aufgezeich net werden.

Sofern das elektrische Antriebssystem eine höhere elektrische Nutzleistung als diese zulässige maximal Nenndauerleistung von 4 kW bereitstellen könnte, muss ein Regler bzw. Controller am Fahrzeug dafür sorgen, dass im Dauer- bzw. Regelbetrieb tatsäch lich nur die zulässige maximale Nenndauerleistung bis zu 4 kW bereitgestellt wird.

Jedoch darf das elektrische Antriebssystem kurzfristig (etwa im Rahmen einer“Boosterfunktion“) eine höhere elektrische Nutzleistung bereitstellen, etwa zum Anfahren des Fahrzeugs oder dann, wenn das Fahrzeug eine Steigung oder ein Hindernis überwin den muss.

Die Fahrzeuge bedürfen einer behördlichen Zulassung (Typengenehmigung nach der Richtlinie 2002/24 EG). Wird in einem EU-Staat eine EU-Gesamtfahrzeug- Typgenehmigung gemäß der Verordnung (EU) Nr. 168/2013 erlangt, so berechtigt diese Genehmigung verbunden mit einem "Certificate of Conformity" auch den Betrieb des baugleichen Fahrzeugs in allen anderen EU-Staaten. Vorteile für die Nutzer und Betreiber derartiger L2e-U Fahrzeuge bestehen unter anderem darin, dass

- der Fahrer nur einen Führerschein der Klasse "S" (= "Mopedführerschein")

benötigt;

- das Fahrzeug lediglich mit einem "Mopedkennzeichen" versehen werden muss, so dass niedrige Steuern und Versicherungskosten anfallen; und

- das Fahrzeug nicht den für PKW üblichen TÜV-Untersuchungen unterliegt.

Typischerweise handelt es sich um kleine, wendige Fahrzeuge, die hervorragend für den Transport von Gütern, einschließlich Postgut, und sonstige logistische

Dienstleistungen im urbanen Bereich einsetzbar sind und dabei wenig Energie benötigen.

ZUM STAND DER TECHNIK

Das Dokument EP 3 037 333 A1 betrifft ein automatisches Dreirad. Mit Anspruch 1 wird ein Motordreirad beansprucht, das aufweist:

- einen Fahrzeugkörper;

- ein einzelnes Vorderrad, welches an dem Fahrzeugkörper angebracht ist und durch eine Griffstange gelenkt ist;

- je ein rechtes Hinterrad und ein linkes Hinterrad, welche Hinterräder im rück wärtigen Teil des Fahrzeugkörpers angetrieben sind;

- ein linkes Antriebsmittel zum Antreiben des linken Hinterrads, sowie ein rechtes Antriebsmittel zum Antreiben des rechten Hinterrads;

- ein Lenkwinkel-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Lenkwinkels (O) der

Griffstange;

- ein Geschwindigkeit-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Fahrtgeschwindigkeit (V) des Fahrzeugkörpers;

- wobei "ein inneres Rad" ein solches Hinterrad ist, das in einer Kurve eine innere Position einnimmt;

- wobei "ein äußeres Rad" das andere Hinterrad ist, das in einer Kurve eine äußere Position einnimmt;

- wobei "ein Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis (Rd)" definiert ist, als die Rotation des äußeren Rades pro einer Rotation des inneren Rades; - wobei das Motordreirad ferner eine Regel-/Steuer-Einheit aufweist, welche dazu eingerichtet ist, das Nachstehende auszuführen:

— wenn die aktuelle Fahrtgeschwindigkeit (V) nicht geringer ist, als eine

vorgegebene Fahrtgeschwindigkeit (V1), und

wenn der aktuelle Lenkwinkel (O) nicht geringer ist, als ein vorgegebener Lenkwinkel (Ol ), dann wird beim Durchfahren einer Kurve

- unter der Annahme, dass beim Durchfahren der Kurve kein Schlupf

zwischen den Hinterrädern und der Straßenoberfläche auftritt -

— die Rotation des äußeren Rades erhöht, um zu dem

Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis (Rd) ein zusätzliches Rotations

geschwindigkeitsverhältnis (Rd1 ) hinzuzufügen, das zur aktuellen Fahrt geschwindigkeit (V) und zum aktuellen Griffstangen-Lenkwinkel (O) passt,

— um zu ermöglichen, dass die beiden Hinterräder von den beiden

Antriebsmitteln so angetrieben werden, dass das äußere Rad mit einer

Geschwindigkeit rotiert, welche aus dieser Addition der beiden Rotations geschwindigkeitsverhältnisse resultiert.

Aus der Beschreibung des Dokumentes folgt, dass die oben angegebene Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit des äußeren Hinterrades bei Kurvenfahrt dann angewandt wird, wenn die aktuelle Fahrtgeschwindigkeit (V) des Fahrzeugkörpers die

vorgegebene Fahrtgeschwindigkeit (V1 ) von 5 km/h erreicht oder übertroffen hat, und wenn der aktuelle Lenkwinkeleinschlag (O) den vorgegebenen Lenkwinkeleinschlag (01) von 5 Grad erreicht oder übertroffen hat. Unter diesen Vorrausetzungen kann das gewünschte Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis dadurch eingestellt werden, dass die Kontrolleinrichtung veranlasst, dass der Antriebsmotor am (kurven)äußeren Rad mehr Drehmoment liefert oder dass der Antriebsmotor am (kurven)inneren Rad weniger Drehmoment liefert. Ferner wird in der Beschreibung ausgeführt, dass das Motordreirad ein relativ großes Fahrzeug sein kann, mit einer Gesamthöhe von etwa 150 cm, mit einer Gesamtbreite von etwa 120 cm und mit einer Gesamtlänge von etwa 250 cm. Das sind im Wesentlichen die Maximalabmessungen für ein dreirädriges Elektrofahr zeug nach EG-Fahrzeugklasse L2e-U. Das Dokument US 2009/0255747 A1 betrifft ein dreirädriges Elektrofahrzeug zur Beförderung einer stehenden Person. Das Fahrzeug hat einen modularen, aus vier Untereinheiten bestehenden Aufbau, nämlich mit einer Vorderradgabel, an der sich ein Vorderrad befindet, mit einer Lenkeranordnung, ferner mit einem, aus Skelettelementen gebildeten Hauptfahrgestell, und schließlich mit einer rückwärtigen Radaufhängungs anordnung mit zwei parallelen Längslenkern, an denen je ein motorisch angetriebenes Hinterrad angebracht ist. Diese vier Untereinheiten sind über Standard- Schraubverbindungen miteinander verbunden. Das Hauptfahrgestell trägt eine Platt form, auf welcher die zu befördernde Person stehen kann und in dieser Stellung die Lenkeranordnung bedienen kann. Zwischen den beiden Längslenkern ist ein rohr förmiger Drehstabstabilisator eingespannt. Jeder Längslenker ist über je einen

Federstoßdämpfer an einem oberen Träger des Hauptfahrgestells abgestützt.

Das Fahrzeug ist mit einem Bremssystem ausgerüstet, das mechanisch wirkende Bremsen und/oder elektromagnetisch und regenerativ wirkende Bremsen aufweist.

Das Dokument GB 2 394 701 A betrifft ein neigbares, motorisch angetriebenes

Dreirad zur Beförderung einer sitzenden Person. Als Antriebsmotor dient ein wasserge kühlter Verbrennungsmotor. Das Dreirad hat ein Fahrgestell, das aus einem Vorder rahmen und aus einem Hinterrahmen besteht. Am Hinterrahmen sind der Antriebs motor und die beiden, motorisch angetriebenen Hinterräder angebracht, über welche das Dreirad eine stabile Anordnung auf der Fahrbahn einnimmt. Am Vorderrahmen ist eine lenkbare Gabel mit dem Vorderrad sowie ein Fahrersitz angebracht. Eine

Besonderheit besteht darin, dass der Vorderrahmen über zwei Schwenklager mit dem Hinterrahmen verbunden ist.

Das tief angeordnete vordere Schwenklager befindet sich am Vorderende des Hinter rahmens, unterhalb des Vorderrahmens. Das hoch angeordnete hintere Schwenklager befindet sich am Hinterrahmen, oberhalb des Fahrersitzes. Der Vorderrahmen mit seinen Komponenten ist gegenüber dem Hinterrahmen um eine gerade Schwenk-achse neigbar, kippbar oder schwenkbar angeordnet, die sich vom Berührungspunkt des Vor derrades auf der Fahrbahnoberfläche weg durch das vordere Schwenklager bis zum hinteren Schwenklager erstreckt; entsprechend einer Seitenansicht-Darstellung des Dreirads kann diese Schwenkachse mit der Richtung der Fahrbahn einen Winkel von 25 Grad einschließen. Weil der Schwerpunkt des Fahrergewichtes unterhalb dieser Schwenkachse liegt, wird die vom Fahrergewicht erzeugte, nach unten gerichtete Kraft den Fahrersitz immer in die tiefste Position drücken, und damit das Dreirad in eine aufrechte Position bringen. Ein Lenkung des Dreirads erfolgt analog zum herkömmlichen Motorrad durch Lenkung des Vorderrades und durch seitliche Verlagerung des Fahrergewichtes, was eine Neigung des Vorderrades gegenüber den stabil gehaltenen Hinter rädern bewirkt. Mit dieser Bauweise sollen höhere Kurvenfahrt-Geschwindigkeiten mög lich sein, als mit einem herkömmlichen Motorrad. Wie den Zeichnungen entnommen werden kann, sind sowohl der Vorderrahmen wie der Hinterrahmen des Dreirads in Skelettbauelementen aufgebaut.

Das Dokument DE 20 2018 106 199 U1 beschreibt unter der Bezeichnung

"dreirädriges Mopedauto" ein für den Gütertransport geeignetes Fahrzeug, das mit Elektroantrieb ausgestattet sein kann. Unter "Mopedautos" werden hier kleine Fahrzeuge verstanden, die mit maximal 45 km/h über die Straße fahren dürfen. Das hier im Einzelnen beschriebene Mopedauto ist mit drei Rädern ausgerüstet und hat eine

Karosserie, die eine dem Vorderrad zugeordnete Fahrerkabine, sowie eine den Hinterrädern zugeordnete Ladefläche trägt; hierbei ist das Vorderrad in Fahrtrichtung vor der Fahrerkabine angeordnet; und Vorderrad und Hinterräder sind mit je einem Antriebsaggregat verbindbar ausgebildet; hierbei kann insbesondere dem Vorderrad ein elektrischer Radnabenmotor als Antriebsaggregat zugeordnet sein. Die Besonderheit besteht darin, dass die Fahrerkabine einen Vorbau aufweist, der über das Vorderrad hinausreichend ausgebildet ist, und dass das Fahrzeug eine in Skelettbauweise ausgebildete Karosserie hat, die eine Ladefläche bzw. einen Strukturkasten trägt. Der Vorbau kann eine gewölbte Haube bilden, die eine LKW-gemäße Front hat und die mit einer Stoßstange versehen ist. Der Strukturkasten kann in Fahrtrichtung hinter der Fahrerkabine angeordnet und in die Karosserie integriert sein und kann ganz oder teilweise aus Hohlrohren bestehen. Das Dokument beschränkt das hier beschriebene Mopedauto nicht auf die Merkmale eines Fahrzeugs, das für die Güterbeförderung bestimmt ist, und das die Forderungen der EG-Fahrzeugklasse L2e-U erfüllt.

Die vRbikes.ch AG, CH-6301 Zug, Schweiz vertreibt unter der Bezeichnung vR3 mehrere Ausführungsformen eines modularen Elektrofahrzeugs der

EG-Fahrzeugklasse L2e. Diese vR3-Elektrofahrzeuge werden im Internet beworben und sind zumindest im April 2019 auf einer, unter der URL htps://www.yrbikes.ch/de/elektrodreirad.html erreichbaren Website beschrieben. Hier interessiert die Standardausführung des vR3-Elektrofahrzeugs (bei einer

"Widebody-Version" wäre die Breite der Ladefläche wesentlich größer, als die Fahr zeugbreite, was für die EG-Fahrzeugklasse L2e-U nicht in Betracht kommt).

Die Standardversion des vR3-Elektrofahrzeugs hat eine, an einen Motorroller

erinnernde Vorderfront, die mit einer gefederten Teleskopfedergabel zur Führung und Lenkung eines nicht motorisch angetriebenen Vorderrades ausgestattet ist. An dieser Vorderfront ist ein nach vorne abstehender Träger montiert, der eine Nutzlast bis zu 30 kg tragen kann. Beide Hinterräder werden motorisch angetrieben; hierzu dient je ein bürstenloser Gleichstrommotor, der je für eine Leistung von 2 kW ausgelegt und je im Abstand vor dem angetriebenen Rad angeordnet ist; die Kraftübertragung erfolgt - mit Übersetzung - über Zahnriemen. Alle drei Reifen sind auf einer 3.5 x 13 Zoll Felge aus Aluminium montiert. Diese reguläre Ausführungsform des vR3-Fahrzeugs ist für eine Nutzlast von 120 kg (vorne 30 kg und hinten 90 kg) ausgelegt.

Das Dokument DE 10 2017 116 733 A1 betrifft eine Kontrolleinrichtung für mindestens einen Radnabenmotor an einem Fahrzeug. Fährt das Fahrzeug über unebenen Unter grund, dann können am Fahrzeug schwingende oder oszillierende Aufbaubewegungen stattfinden, welche durch Unebenheiten der Fahrbahnoberfläche oder fahrdynamische Effekte verursacht werden. Die vom Radnabenmotor bewirkte Momenteinleitung verur sacht nicht nur eine Beschleunigung des Fahrzeugs in der oder gegen die Fahrtrich tung, sondern wegen der Abstützung des Radnabenmotors am Fahrzeugchassis wird durch solche Momenteinleitung das Fahrzeug zusätzlich in Höhenrichtung beschleunigt und/oder mit sonstigen Kräften beaufschlagt. Durch eine entsprechende Ansteuerung des Radnabenmotors soll durch den Radnabenmotor eine Kraft in der und/oder gegen die Höhenrichtung eingestellt werden, um auf diese Weise Schwingungen zu dämpfen, die beispielsweise durch Befahren eines unebenen Untergrundes auftreten. Die Kontrol leinrichtung soll eine solche Ansteuerung des Radnabenmotors bewirken.

Hierzu kann die Kontrolleinrichtung als digitale Datenverarbeitungseinrichtung ausgebil det sein, insbesondere als ein Computer, ein Mikrocontroller, ein FPGA oder derglei chen realisiert sein. Die Kontrolleinrichtung weist eine Eingangsschnittstelle zur Über nahme eines Zustandssignals zur Beschreibung einer aktuellen Aufbaubewegung des Fahrzeugs auf. Ferner weist die Kontrolleinrichtung eine Ausgangsschnittstelle zur Aus- gäbe des Radnabensignals auf. Weiterhin weist die Kontrolleinrichtung ein Kontrollmo- dul auf, welches programmtechnisch und/oder schaltungstechnisch so ausgebildet ist, um das Radnabenmotorsignal als Antwort auf die Aufbaubewegung zu bestimmen, insbesondere zu berechnen. Wie eine solche Berechnung ausgeführt werden könnte, wird nicht weiter ausgeführt.

Eine derartige oder vergleichbare Kontrolleinrichtung wird im Rahmen der vorliegenden Unterlagen als“Controller“ bezeichnet.

AUFGABE DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein dreirädriges, für den Gütertransport geeignetes Elektrofahrzeug bereitzustellen, das innerhalb der L2e-U Regeln für eine höhere Nutzlast ausgelegt ist, als das oben beschriebene vR3-Fahrzeug. Auch ohne Fahrerkabine soll ein verbesserter Schutz für den Fahrzeugfahrer gewährleistet sein. Das Fahrzeug soll - auch bei voller Beladung - ein sicheres und komfortables Kurvenfahrverhalten, auch auf unebenem Untergrund ermöglichen. Weil das Fahrzeug insbesondere für Transportdienstleistungen im urbanen Bereich vorgesehen ist, soll eine hohe Manövrierfähigkeit unter den dort anzutreffenden Bedingungen gewährleistet sein, einschließlich der Überwindung von Stufen an Bordsteinkanten und dgl..

DIE ERFINDUNGSGEMÄSSE LÖSUNG DIESER AUGABE(N)

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein dreirädriges Kleinkraftrad für die Güter beförderung bereitgestellt, das für reinen Elektroantrieb ausgelegt ist, und das die Bedingungen aus der Verordnung (EU) Nr. 168/13 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 15. Januar 2013 für Fahrzeuge der EG-Fahrzeugklasse L2e, hier insbesondere der Unterklasse L2e-U erfüllt.

Ausgehend von einem dreirädrigen Elektrofahrzeug dieser Art, wobei

- das Elektrofahrzeug eine steife, selbstragende, in Skelettkarosserie-Bauweise aus geführte Karosserie hat, deren Skelettelemente überwiegend aus metallischen, runden Rohren und hohlen Vierkantprofilen bestehen, die zumeist miteinander verschweißt sind; - das Elektrofahrzeug zwei elektromotorisch angetriebene Hinterräder hat, die je über eine Radaufhängung an der Karosserie gehalten sind, und

die bezüglich einer horizontalen Fahrzeugebene vertikal und in Längsrichtung ausgerichtet sind und in allen Fahrsituationen in dieser Ausrichtung verbleiben, und die Vertikalbewegungen bezüglich der Karosserie und deren Nutzlast auszuführen vermögen;

- jedes Hinterrad zum elektromotorischen Antrieb je einen, als mehrphasigen

Synchronmotor mit integrierter Motorsteuerung ausgebildeten Radnabenmotor aufweist;

- am Vorderende der Karosserie eine Teleskopfedergabel schwenkbar angelenkt ist, an der ein Vorderrad und ein, mit einem Beschleunigungsdrehgriff ausgerüsteter Fahrzeuglenker montiert ist, und

diese Teleskopfedergabel gegenüber einer Fahrzeuglängsrichtung einen maximalen Lenkwinkeleinschlag von etwa minus 80° bis etwa plus 80° auszuführen vermag, der von einem Lenkwinkelsensor erfasst wird, der ein entsprechendes Lenkwinkel signal erzeugt; und

- am Elektrofahrzeug ein, mit Datenspeicherkapazität und digitaler Daten

verarbeitungskapazität ausgerüsteter Controller montiert ist, der nachstehende Fahrparameter erfasst und auswertet, nämlich

— den Lenkwinkeleinschlag des Vorderrades,

— die von der Beschleunigungsdrehgriff-Stellung geforderte

SOLL-Beschleunigung,

— die aktuelle IST-Drehzahl der beiden Hinterräder, und

— die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit

und dieser Controller anhand dieser Auswertung verschiedene Antriebsmodi veranlasst, bei deren Ausführung die beiden Motorsteuerungen so angesteuert werden, dass bei einer Kurverfahrt die beiden Hinterräder mit je unterschiedlichem Drehmoment angetrieben werden,

ist die erfindungsgemäße Lösung obiger Aufgabe(n)

dadurch gekennzeichnet, dass

jeder Radnabenmotor für eine maximale Nenndauerleistung größer 2 kW und kleiner 6 kW ausgelegt ist, insbesondere für eine maximale Nenndauerleistung von etwa 4 kW ausgelegt ist;

die Radnabenmotoren kein Getriebe besitzen; der Controller dafür sorgt, dass im Dauer- bzw. Regelbetrieb das von beiden Radnabenmotoren gemeinsam erzeugte Drehmoment eine Nennndauerleistung von 4 kW nicht übersteigt; und

zu diesen Antriebsmodi ein Anfahr- und Hindernisüberwindungs-Modus gehört, der bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 bis 2 km/h ausgeführt wird, wobei bei einem starken Lenkwinkeleinschlag bis zu 80° der am kurvenäußeren Rad montierte Motor etwa 90 % des mit der gegebenen Beschleunigungsdrehgriff-Stellung angeforderten Gesamt-Drehmoments liefert, und

der am kurveninneren Rad montierte Motor etwa 10 % des angeforderten Gesamt- Drehmoments liefert, das heißt ein Drehmomentverhältnis von 90 zu 10 eingestellt wird, und

bei einem geringeren Lenkeinschlag ein proportional entsprechend vermindertes Drehmomentverhältnis eingestellt wird, bis bei Geradeausfahrt ein solches

Drehmomentverhältnis von 50 zu 50 erreicht ist.

"etwa" beschreibt hier und an anderen ähnlichen Stellen einen Bereich, der von minus 3 % bis zu plus 3 % des angegebenen Zahlenwertes reicht.

Die hier vorgesehene Drehmomentverteilung ermöglicht, dass lediglich ein motorisch angetriebenes Hinterrad - unter nahezu voller Nutzung der Drehmomentleistung seines Motors - ein Hindernis überwindet.

Dieser Fahrmodus ist besonders hilfreich zum Überwinden eines Hindernisses:

Beispielsweise wenn das Elektrofahrzeug eine Bordsteinkante überwinden soll und schräg, beispielsweise unter einem Winkel von 45° an die Bordsteinkante heranfährt. Es wird eine Situation erreicht, bei der:

- das Vorderrad sich bereits auf dem Bordstein befindet,

- das linke Hinterrad die Bordsteinkante berührt, und

- das rechte Hinterrad noch von der Bordsteinkante entfernt ist.

Ein starker Lenkeinschlag nach links auf die Bordsteinkante zu und eine angepasste Betätigung des Beschleunigungsdrehgriffes bewirken, dass das linke Hinterrad nicht längs der Bordsteinkante rutscht, sondern dass praktisch nur das rechte Hinterrad zu rollen beginnt, rollt bis es an der Bordsteinkante anstößt, die Bordsteinkante erklimmt, überwindet und schließlich auf den Bordstein gelangt. Ein anschließender starker Lenkeinschlag nach rechts und eine angepasste Betätigung des Beschleunigungsdreh griffes bewirken, dass auch das linke Hinterrad in gleicher weise die Bordsteinkante überwindet. In der Praxis kann auf diese Weise ohne weiteres eine bis zu 15 cm hohe Bordsteinkante überwunden werden. Die Fähigkeit, lediglich mit einem Hinterrad unter nahezu voller Nutzung von dessen Motorleistung ein Hindernis zu überwinden, verleiht dem Fahrzeug eine hohe Manövrierfähigkeit, welche insbesondere bei Transportdienst leistungen im urbanen Bereich hilfreich ist, weil dort die beschriebene

Situation häufig auftritt, und mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug

- insbesondere auch bei erheblicher Zuladung - problemlos und sicher überwunden werden kann.

Ein erfindungsgemäßes L2e-U Elektrofahrzeug mit diesen Merkmalen und gegebenen falls mit weiteren, entsprechend den Unteransprüchen ausgebildeten Merkmalen

- kann eine Gesamtnutzlast von bis zu 250 kg befördern, nämlich

bis zu etwa 50 kg auf einem vorne an der Teleskopfedergabel angebrachten Träger; bis zu etwa 120 kg auf einer hinteren über den beiden Hinterrädern angeordneten Hauptladeplattform; und

bis zu etwa 80 kg in einem dauerhaften Transportbehälter, der unterhalb der

Hauptladeplattform zwischen den beiden Hinterrädern eingehängt ist;

"etwa" beschreibt hier und an anderer ähnlicher Stelle einen Bereich, der von minus 3 % bis zu plus 3 % des angegebenen Zahlenwertes reicht;

- verfügt über eine spezielle Radaufhängung mit je dreifach gelagerten Radträgern, die je mit einem Längslenker versehen sind, die ihrerseits über einen Drehstab stabilisator miteinander gekoppelt sind, was beim Fahren eines dreirädrigen Fahr zeugs über unebenen Untergrund Wankbewegungen des Fahrzeugs reduziert;

- verfügt über ein besonderes, elektronisches Antriebsmanagement, das verschie dene Antriebsmodi vorsieht, was auch bei Beladung mit voller Nutzlast ein

sicheres und komfortables Kurvenfahrverhalten ermöglicht;

- ermöglicht abhängig von Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkeinschlag einen

besonderen Hindernisüberwindungs-Modus, der hohe Manövrierfähigkeit verschafft und ein stabiles Überwinden von Bordsteinkanten und anderen Hindernissen ermöglicht; und

- verfügt über besondere Sicherheitsmaßnahmen, wie eine verstärkte Karosserie vorderfront und einen Überrollbügel hinter dem Fahrersitz. Ein erfindungsgemäßes Elektrofahrzeug mit diesen Merkmalen löst die der Erfindung zugrunde liegende(n) Aufgabe und Teilaufgaben.

Das erfindungsgemäß vorgesehene und im Rahmen dieser Unterlagen beschriebene dreirädrige Elektrofahrzeug für Gütertransporte, nach EG-Fahrzeugklasse L2e-U, wird nachstehend kurz als "das Fahrzeug" bezeichnet.

VORTEILHAFTE AUSGESTALTUNGEN

Vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten

Zeichnungen.

Am Fahrzeug ist ein, mit Datenspeicherkapazität und digitaler Datenverarbeitungs kapazität ausgerüsteter Controller montiert; typischerweise ist der Controller in Form einer Platine ausgeführt, auf der sich ein Mikrokontroller mit Mikroprozessor

sowie Peripheriegeräte und weitere übliche Komponenten befinden, hier insbesondere die Niedrigstromversorgung für den Mikrokontroller, Analog-nach-digital-Wandler, sowie Filter und Schutzvorrichtungen, welche den Mikrokontroller vor gefährlichen Signalstärken der zugeführten Signale schützen. Der Mikrokontroller kann ein handels üblicher Chip sein. Im Mikrokontroller ist speziell für das Fahrzeug entwickelte Software gespeichert, welche die verschiedenen Eingangssignale verarbeitet und Ausgangssig nale bildet, mit denen die verschiedenen Funktionen gesteuert und ausgeführt werden, hier insbesondere auch die Motorsteuerung durchgeführt wird. Der Controller verfügt über Eingangsschnittstellen zur Übernahme des Lenkwinkelsignals, des vom Beschleu nigungshandgriff gelieferten Beschleunigungssignals, des Bremssignals, von Zustands signalen zum Zustand der Batterien, von Betriebssignalen zum IST-Betrieb der beiden Motoren und von weiteren Signalen, wie etwa Fahrzeugbeleuchtung-AN, Blinker-AN und dergleichen. Diese Eingangssignale werden im Mikrokontroller entsprechend den Vorgaben der gespeicherten Software verarbeitet, um (An)-Steuersignale zur Steuerung der Fahrzeugfunktionen zu erhalten. Diese (An)-Steuersignale werden über Ausgangs schnittstellen am Controller ausgegeben, etwa zur Darstellung der Anzeigen auf einer Displayeinrichtung am Fahrzeug, für die Betätigung der Bremslichter an der Fahrzeugrückwand, für die Motorsteuerungen der beiden Motoren und dergleichen.

So sorgt der Controller unter anderem dafür, dass mit Hilfe dieser Motorsteuersignale unter anderem bewirkt wird, dass

- im Dauer- bzw. Regelbetrieb das aktuelle, von beiden Motoren gemeinsam erzeugte Drehmoment eine Dauernennleistung von 4 kW nicht übersteigt;

- die Betätigung des Bremshandgriffes am Fahrzeuglenker zuerst ein elektrisches

Bremssignal erzeugt, das dem Controller zugeführt wird, der daraufhin die Motor steuerung in jedem Antriebsmotor in einen Rekuperations-Betriebsmodus um steuert, so dass die Fahrzeuggeschwindigkeit anfänglich mit Hilfe einer Motor bremsung vermindert wird; und

- bei Vorliegen eines Rückwärtsfahr-Signales beide Motoren in den Rückwärtsfahr- Modus umgesteuert werden.

Die Communication zwischen Controller und Motorsteuerungen erfolgt über das übliche CAN-Bussystem.

Ferner gehört es zu den Funktionen des Controllers, ein elektronisches Antriebs management für die Hinterräder bereitzustellen und auszuführen. Eine besonders wich tige Aufgabe des Controllers ist die Durchführung eines, mit der vorliegenden Erfindung bereitgestellten elektronischen Antriebsmanagement.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist hier vorgesehen,

dass der Controller

- nachstehende Fahrparameter, nämlich

— den Lenkwinkeleinschlag des Vorderrades,

— die von der Beschleunigungsdrehgriff-Stellung geforderte

SOLL-Beschleunigung,

— die aktuelle IST-Drehzahl der beiden Hinterräder, und

— die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit

erfasst und auswertet, und anhand dieser Auswertung

- mit Hilfe seiner Elektronik eine Differentialgetriebe-ähnliche Betriebsweise der beiden Motoren steuert und veranlasst, wozu bei Kurvenfahrt nicht nur die Drehzahlen von kurvenäußerem Rad und kurveninnerem Rad an die in Kurven unterschiedlichen Laufwege angepasst werden, sondern zusätzlich eine, von

Lenkwinkeleinschlag und Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Drehmoment verteilung der Art vorgenommen wird, dass der am kurvenäußeren Rad montierte Motor mehr Drehmoment liefert, als der am kurveninneren Rad montierte Motor.

Mehr im Einzelnen soll nachstehendes elektronisches Antriebsmanagement ausgeführt werden:

Elektronisches Antriebsmanagement

Der Controller führt ein elektronisches Antriebsmanagement aus, wozu am Fahrzeug nachstehende Fahrparameter

- der Lenkwinkeleinschlag des Vorderrades;

- die von der Beschleunigungsdrehgriff-Stellung geforderte SOLL-Beschleunigung;

- die aktuelle IST-Drehzahl der beiden Motoren; und

- die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit

erfasst und ausgewertet werden. Abhängig von der momentanen Fahrzeuggeschwin digkeit wird mit Hilfe einer elektronischen Steuereinheit im Controller auf die jeweilige Motorsteuerung jedes Motors so eingewirkt, damit beide Motoren

- aufeinander abgestimmt - einen ausgewählten Fahrmodus aus drei vorgegebenen und gespeicherten Fahrmodi ausführen. Hierzu gehören der bereits oben im Kenn zeichen des Patentanspruches angesprochene:

Anfahr- und Hindernisüberwindungs-Modus,

der bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 bis 2 km/h ausgeführt wird.

Bei einem starken Lenkeinschlag von bis zu 80° liefert der am kurvenäußeren Rad montierte Motor etwa 90 % des mit der Beschleunigungsdrehgriff-Stellung angeforder ten Drehmoments, und der am kurveninneren Rad montierte Motor liefert etwa 10 % dieses angeforderten Drehmoments.

Ein Langsamfahr-Modus,

der bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer 2 km/h und bis zu 12 km/h

des motorisch angetriebenen oder des (wegen einer Untergrundneigung) antriebslos rollenden Fahrzeugs ausgeführt wird. Beim antriebslos rollenden Fahrzeug wird mit Hilfe des am kurvenäußeren Rad montierten Motors eine Motorbremsung durchgeführt; beim motorisch angetriebenen Fahrzeug wird bei leichter Beschleunigung der am kurveninneren Rad montierte Motor

geringfügig mehr Drehmoment liefern, als der am kurvenäußeren Rad montierte Motor. Der Fahrmodus soll das Fahrzeug möglichst rasch in eine stabile Geradeausfahrt zwingen, insbesondere auch dann, wenn der Fahrer "versehentlich" die Hände vom Fahrzeuglenker genommen hat, und das Fahrzeug - unbeaufsichtigt - einen starken Lenkeinschlag ausführen könnte.

Ein Normalfahr-Modus,

der bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer 12 km/h ausgeführt wird.

Hier wird zum Einen bei Kurvenfahrt die vom klassischen mechanischen Differentialgetriebe ausgeführte Anpassung der Drehzahlen von kurvenäußerem Rad und kurveninnerem Rad an die in einer Kurve unterschiedlichen Laufwege durchgeführt. Zusätzlich wird eine (mit dem klassischen mechanischen Differentialgetriebe nicht mögliche) Un terstützung der Kurvenfahrt durch Drehmomentanpassung vorgenommen, indem der am kurvenäußeren Rad montierte Motor mehr Drehmoment liefern wird, als der am kur veninneren Rad montierte Motor.

Im Einzelnen wird bei diesem Normalfahrt-Modus bei einem starken Lenkwinkeleinschlag bis zu 80° der am kurvenäußeren Rad montierte Motor etwa 70 % des mit der gegebenen Beschleunigungsdrehgriff-Stellung angeforderten Gesamt-Drehmoments liefern, und der am kurveninneren Rad montierte Motor wird etwa 30 % des angeforderten Gesamt-Drehmoments liefern, das heißt, dass ein Drehmomentverhältnis von 70 zu 30 eingestellt wird, und bei einem geringeren Lenkeinschlag ein proportional entspre chend vermindertes Drehmomentverhältnis eingestellt wird, bis bei

Geradeausfahrt ein solches Drehmomentverhältnis von 50 zu 50 erreicht ist.

Das insgesamt mit der Beschleunigungsdrehgriff-Stellung für beide Motoren vorgegebene, erzeugte und wirkende Gesamt-Drehmoment bleibt unverändert, jedoch wird bei Kurvenfahrt dem kurvenäußeren Rad mehr Drehmoment zugeführt, als dem kurveninneren Rad. Die Lenkung drängt nach außen (Untersteuerung), womit dem Fahrer die Beherrschung der bei Kurvenfahrt, insbesondere mit erheblicher Zuladung, auftreten- den Kräfte erleichtert wird. Auch bei höheren Geschwindigkeiten kann bei Kurvenfahrt eine komfortable und sichere Fahrweise - auch bei erheblicher Zuladung - erzielt werden.

Insgesamt nutzt die vorliegende Erfindung die mit der Anwendung von zwei, unabhän gig voneinander ansteuerbaren und je ein Rad antreibenden Elektromotoren geschaffe nen Möglichkeiten, bei Kurvenfahrten zusätzlich zu der mit dem klassischen mechani schen Differentialgetriebe möglichen Anpassung der Radumdrehungszahlen an die in Kurven unterschiedlichen Laufwege zusätzlich eine an die Fahrsituation angepasste unterschiedliche Verteilung des jedem Rad zugeführten Drehmoments vorzunehmen. Diese Drehmomentanpassung ist insbesondere für dreirädrige Fahrzeuge für die Güterbeförderung bedeutsam, weil das in Kurvenfahrten bei erheblicher Zuladung problematische Fahrverhalten sicherer und verbessert wird. Zusätzlich wird die Mög lichkeit geschaffen, ein Hindernis, wie etwa eine Bordsteinkante, lediglich mit einem Hinterrad unter Nutzung von nahezu dessen voller Motorleistung zu überwinden.

Am erfindungsgemäßen Fahrzeug ist vorzugsweise vorgesehen, dass

jeder Radnabenmotor

- ein Statorteil aufweist, das über einen horizontal ausgerichteten und drehfest mit dem Statorteil verbundenen Achszapfen stationär und drehfest mit einem Radträger einer Radaufhängung verbunden ist; und

- ein, das Statorteil topfförmig umfassendes Drehteil hat, das in einstückiger

Bauweise ein dem Topfumfang entsprechende Ringteil und eine dem Topfboden entsprechende Außenwand hat, wobei am Innenumfang des drehbar gehaltenen Ringteils um die Statorpole rotierbare Permanentmagnete montiert sind; und wobei von der Außenwand Bolzen abstehen, an denen eine, an der Außenwand anliegende und mit einem Radreifen, vorzugsweise einem Motorradreifen, versehene Felge so montierbar ist, dass der Radreifen den Radnabenmotor umfasst und beide in radialer Richtung gemeinsam fluchtend angeordnet sind.

Eine solche Bauweise ist raumsparend und schafft die Möglichkeit, in dem so geschaf fenen freien Raum zwischen den beiden Hinterrädern einen zusätzlichen dauerhaften Transportbehälter anzuordnen. Der Radnabenmotor treibt das zugeordnete Rad unmittelbar und direkt an. Es gibt kein Getriebe am Motor, keine Kraftübertragung zwischen Motor und angetriebenem Rad mittels Kette oder Zahnriemen, und keine Übersetzung bei der Kraftübertragung. Der Motor rotiert mit der gleichen

Umdrehungszahl, wie das angetriebene Rad.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorzugsweise vorgesehen, dass

- der Radträger einen Radträgerkörper hat, dessen Kontur an ein Drachenviereck erinnert, das eine lange Diagonale hat, die am Elektrofahrzeug in dessen Längs richtung und im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, so dass der Radträger körper vier Ecken hat, nämlich - bei dieser Anordnung - eine hintere Ecke, eine obere Ecke, eine vordere Ecke und eine untere Ecke;

- in der hinteren Ecke eine Bohrung ausgespart ist, in welche der Achszapfen am

Statorteil des Radnabenmotors eingesetzt ist; und

- dieser Radträger zusammen mit dem Rad gegenüber der Karosserie dreifach

schwenkbar gelagert ist, nämlich:

- in einem an der vorderen Ecke des Radträgers befindlichen Schwenklager, das unmittelbar und direkt mit einer vertikalen Stütze eines unteren Tragelementes der Karosserie verbunden ist;

— in einem weiteren, an der oberen Ecke des Radträgers ausgebildeten Gelenk, an dem ein unteres Ende eines Federdämpfers schwenkbar anliegt, dessen oberes Ende an einem oberen äußeren Längsträger der Karosserie gelenkig angebracht ist; und

— in einem an der unteren Ecke des Radträgers ausgebildeten Lager, das

schwenkbar eine Welle aufnimmt, die mit einem Fuß eines Längslenkers verbunden ist.

Die beiden Hinterräder können eine Vertikalverstellung gegenüber der Karosserie und der wesentlichen Ladung am Fahrzeug ausführen. Der Federdämpfer dämpft Vertikalverstellungen der Hinterräder insbesondere gegenüber der erheblichen Nutzlast auf der Hauptladeplattform. Der Längslenker sorgt für eine Aufnahme von Zug- und Druckkräften in Fahrzeuglängsrichtung. Die Welle im Fuß des Längslenkers ist parallel zur Drehachse des Drehstabstabilisators ausgerichtet.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Radträger der beiden Hinterräder über einen Drehstabstabilisator miteinander gekop- pelt, der als gerader, sich in Querrichtung über nahezu die gesamte Fahrzeugbreite erstreckenden Stab aus Federstahl ausgebildet ist, der in zwei zueinander beabstande- ten Drehstablagern abgestützt und drehbar gehalten ist, die je an einem unteren hinteren Längsträger der Karosserie befestigt sind;

dieser Drehstab je einen, über das jeweilige Drehstablager hinausstehenden Drehsta bendabschnitt hat, der je drehfest in einem Kopf des zugeordneten Längslenkers ein gespannt ist; und

dieser Drehstabstabilisator bei einer Vertikalverstellung des Hinterrades auf Torsion beansprucht wird und einen Teil des angreifenden Drehmoments auf den gegenüberliegenden Radträger überträgt, an dem des andere Hinterrad montiert ist.

Dieser Drehstabstabilisator kann vorzugsweise als gerader Stab aus Federstahl ausgebildet sein; beispielsweise mit einem Durchmesser von 15 mm; alternativ kann ein gerades, U-förmiges Profil oder ein gerades Rohr vorgesehen werden.

Eine, beim Fahren über unebenen Untergrund verursachte Vertikalverstellung des einen Hinterrades wird über dessen Längslenker auf den Endabschnitt des Drehstabstabilisators übertragen und dreht den gesamten Drehstab teilweise gegenüber den Drehstablagern. Der gesamte Drehstabstabilisator wird auf Torsion beansprucht und überträgt einen Teil des auf der einen Seite angreifenden Drehmoments auf den gegenüberliegenden Drehstabendabschnitt und über den dort angreifenden Längslenker auf den anderen, gegenüber angeordneten Radträger, an dem das andere Hinterrad montiert ist. Auch das andere Hinterrad wird wenigstens teilweise eine ähnliche Vertikalverstellung ausführen, selbst wenn es vom Untergrund her nicht in diese Rich tung beeinflusst wird. Auf diese Weise reduziert der Drehstabstabilisator beim Befahren von unebenem Untergrund Wankbewegungen des Fahrzeugs und verbessert das Kur venfahrverhalten. Da der Drehstabstabilisator rechtwinkelig zu den beiden Längslenkern ausgerichtet ist, und diese nur Zug- oder Druckkräfte in Fahrzeuglängsrichtung aufnehmen, kann eine hohe Stabilisatorübersetzung erzielt werden.

Das Fahrzeug hat einen Fahrzeugaufbau, zu dem eine in Skelettbauweise ausgeführte Karosserie gehört, die ihrerseits ein aus Skelettelementen gefertigtes oberes

Tragelement sowie ein aus Skelettelementen gefertigtes unteres Tragelement aufweist, und diese beiden Tragelemente im Bereich der Fahrzeugmitte überlappend angeordnet sind, und in diesem Überlappungsbereich von einem vertikalen Stützrahmen durchsetzt werden. Hier ist insbesondere vorgesehen, dass:

- Skelettelemente am unteren Tragelement an einem Vorderende der Karosserie gemeinsam eine nach vorne schützende Barriere für einen Fußraum eines

Fahrzeugfahrers am Elektrofahrzeug bilden; und

- weitere Skelettelemente am vertikalen Stützrahmen einen Überrollbügel

bilden, der hinter einem Fahrersitz-Rückenteil angeordnet ist und weit über den Kopf des auf einem Fahrersitz sitzenden Fahrers hinaus nach oben empor ragt.

Auch wenn das Fahrzeug keine geschlossene Fahrerkabine aufweist, wird im Falle eines Unfalls die Gefahr von Verletzungen des Fahrzeugfahrers reduziert.

Zu den Skelettelementen des oberen Tragelementes der Karosserie gehören vorzugs weise obere äußere Längsträger sowie obere innere Längsträger, die gemeinsam eine Halterung für eine ebene, horizontal ausgerichtete, hinten über den Hinterrädern ange ordnete Hauptladeplattform bilden, die eine rechteckige Ladefläche mit einer

Fläche von etwa 8880 cm ² hat, die mit einer Nutzlast bis zu 120 kg belastbar ist.

Ein typisches erfindungsgemäßes Fahrzeug hat eine Breite von 120 cm, und die Lade fläche der Hauptladeplattform erstreckt sich über diese gesamte Breite.

Eine reguläre Ausführungsform dieses Fahrzeugs

- hat eine Gesamt-Fahrzeuglänge von 245 cm;

- die Länge der Ladefläche der Hauptladeplattform beträgt 74 cm;

- die Hinterräder sind in einer Spurweite von etwa 105 cm zueinander angeordnet; damit erfüllt dieses reguläre Fahrzeug die behördliche Anforderung, dass die maximale Ladeflächenlänge eine L2e-U Fahrzeugs das 1 ,4-Fache von dessen Spurweite nicht übersteigen darf.

Eine Langversion dieses Fahrzeugs

- hat eine Gesamt-Fahrzeuglänge von 275 cm; und

- dessen Länge der Ladefläche der Hauptladeplattform beträgt 102 cm;

damit erfüllt diese Ausführungsform die behördliche Anforderung, dass die minimale Ladeflächenlänge eine L2e-U Fahrzeugs größer/gleich 1/3 von dessen Gesamt- Fahrzeuglänge sein muss. Am erfindungsgemäßen Fahrzeug erstreckt sich die Ladefläche dieser ebenen Haupt ladeplattform in horizontaler Richtung in einem Abstand von etwa 75 cm zur ebenen horizontalen Fahrbahn. Auch eine erhebliche Zuladung befindet sich vergleichsweise nahe an der Fahrbahn, so dass ein sicheres Kurvenfahrverhalten erreicht werden kann. Die Ladefläche dieser Hauptladeplattform kann mit einem Rahmen versehen sein und bildet dann eine übliche offene Pritsche zum Transport von Gütern, Arbeitsgeräten und anderen Gerätschaften. Alternativ kann auf dieser Hauptladeplattform ein geschlosse ner Ladeaufbau vorgesehen sein, der typischerweise eine Höhe von bis zu 80 cm errei chen kann; damit wird auf der Hauptladeplattform ein geschlossenes Transportvolumen von nahezu 1 m ³ erreicht. Mit Hilfe von Schnellverschlusssystemen

kann ein rascher Austausch eines solchen Ladeaufbaus vorgesehen und erreicht werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann an der Karosserie

zwischen den beiden oberen inneren Längsträgern und damit auch zwischen den beiden Hinterrädern am Fahrzeug ein freier Raum vorgesehen werden, in den

unterhalb der hinteren Hauptladeplattform ein dauerhafter, allseitig geschlossener Transportbehälter eingesetzt ist, der einen Innenraum hat, der über eine schwenkbare Türe in einer vertikalen Fahrzeugrückwand zugänglich ist.

Das Transportvermögen des Fahrzeugs kann noch weiter gesteigert werden. Bei Be darf können am Boden dieses Transportbehälters teleskopartig ineinander verschieb liche Schienen vorgesehen werden auf denen ein Schlitten verfahrbar ist, der mit Transportgut beladen werden kann; damit kann die gesamte verfügbare Länge von bis zu 80 cm dieses dauerhaften Transportbehälters zur Aufnahme von Transportgut genutzt werden.

Mit einer Zuladung von insgesamt bis zu 250 kg kann das erfindungsgemäße Fahrzeug mehr als die doppelte Nutzlast des regulären vR3-Fahrzeugs transportieren, das eingangs als nächstkommender Stand der Technik gewürdigt ist.

Vorzugsweise haben die drei Räder des erfindungsgemäßen Fahrzeugs je eine

15 Zoll Felge, auf denen je ein Motorradreifen der Größe 120/70 R15 aufgezogen ist. Folglich ist je eine vergleichsweise große Reifentype realisiert. Die erfindungsgemäß eingesetzten Radnabenmotoren haben einen optimierten Wirkungsgrad, was wiederrum einen engen Luftspalt zwischen Statorpolen und darüber rotierenden Permanentmagne ten voraussetzt. Ein Radnabenmotor an einem Straßenfahrzeug leidet notorisch unter einer gewissen Stoßempfindlichkeit. Erfahrungsgemäß kann ein erfindungsgemäß be vorzugter, in das Hinterrad des Fahrzeugs eingebauter Radnaben-motor ohne weiteres den resultierenden mechanischen Belastungen standhalten, wenn auf das Rad an der Radaufstandsfläche auf der Fahrbahn einzeln oder gleichzeitig nominelle Kräfte bis zu je 2.200 N in axialer Richtung, in radialer Richtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung auftreten. Solche Kräfte werden beim normalen Fährbetrieb und dem üblichen Über winden von Hindernissen, wie Bordsteinkanten und dgl. nicht erreicht. Die einzige und wesentliche Abhilfe bildet die vom Radreifen ausgehende Dämpfung und Federung, weshalb erfindungsgemäß mit einer 15 Zoll Felge und der Reifentype 120/70 R15 ein vergleichsweise großer Reifen eingesetzt wird, der verhindert, dass beim Anfahren ei ner Bordsteinkante ein unmittelbarer Kontakt zwischen Felge und Bordsteinkante er folgt, der eine schädliche Stoßwirkung auf den Radnabenmotor ausüben könnte. Auch das besondere Antriebsmanagement vermindert die Gefahr solcher Stoßeinwirkungen auf den Radnabenmotor.

Das Vorderrad ist über eine Teleskopfedergabel schwenkbar und lenkbar am

Fahrzeugaufbau angelenkt. Diese Teleskopfedergabel hat eine Lenkachse. Die

Ausrichtung dieser Lenkachse mit einer Horizontalen bildet einen Winkel, den

sogenannten Lenkkopfwinkel. Nach einer bevorzugten, vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beträgt dieser Lenkkopfwinkel 68° bis 72° , insbesondere 70° .

Damit ist ein vergleichsweise großer Lenkkopfwinkel vorgesehen, der eine agile, leicht gängige Lenkung des Fahrzeugs auch dann ermöglicht, wenn ein vorderer

Lastenkorb über dem Vorderrad das Vorderrad mit einer nicht unerheblichen Nutzlast belastet.

Jedes der drei Fahrzeugräder ist mit einer eigenen Scheibenbremse ausgerüstet, die hydraulisch betrieben wird; es ist eine zentrale Hydraulikbremseinrichtung vorgesehen, deren Kolben/Zylinder-Anordnung am Fahrzeuglenker befestigt ist. Ein Anziehen des Bremshandgriffes verstellt einen gelenkig am Handgriffkörper angebrachten Stößel, der auf den Kolben der Kolben/Zylinder-Anordnung einwirkt. Hier ist eine zweistufige Bremswirkung vorgesehen. Zuerst aktiviert eine Verstellung dieses Stößels einen Bremsschalter, der daraufhin ein elektrisches Bremssignal erzeugt, das dem Controller zugeführt wird, der daraufhin die Motorsteuerungen veranlasst, jeden Motor in den Re- kuperationsmodus zu steuern. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird mit Hilfe einer Motor bremsung reduziert. Bei einem weiteren Anziehen des Bremshandgriffes drückt der Stößel auf den Kolben, was den Hydraulikmitteldruck im Zylinder erhöht; der

erhöhte Hydraulikmitteldruck wird über Hydraulikmittelleitungen den Bremsbacken der Scheibenbremsen zugeführt, und es wird zusätzliche Bremskraft und Bremswirkung durch Betätigung der Scheibenbremsen erhalten.

Wenn der Hinterradreifen auf einer 5 Zoll Felge montiert ist, hat er einen Umfang von etwa 160 cm und führt bei einen Fahrzeuggeschwindigkeit von 2 km/h etwa

20 Umdrehungen pro Minute aus. Bei der maximal zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeit von 45 km/h dreht ein Hinterrad etwa mit 480 Umdrehungen/min. Auch bei dieser vergleichsweise geringen Umdrehungszahl leistet ein erfindungsgemäß eingesetzter Radnabenmotor ein Nenn-Drehmoment von 145 Nm; für wenige Sekunden (typischer weise bis zu 20 sec.) wird eine Spitzenleistung bis zu 5,5 kW bereitgestellt, die beim Fahren im Hindernisüberwindungs-Modus abgerufen werden kann.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Elektrofahrzeug mehr im Einzelnen anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben; die letzteren zeigen:

Fig. 1A anhand eines Schrägbildes einen Blick von vorne auf Vorderfront und Seite eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs;

Fig. 1 B eine Seitenansicht des Fahrzeugs;

Fig. 1C anhand eines Schrägbildes einen Blick von hinten auf Heck und Seite des

Fahrzeugs; Fig. 2 schematisch verschiedene Bestandteile des Fahrzeugs;

Fig. 3A eine Seitenansicht des von der Verkleidung befreiten Fahrzeugs; Fig. 3B ein Blick von oben auf das Fahrzeug nach Fig. 3A;

Fig. 3C ein Blick von hinten auf das Heck des Fahrzeugs nach Fig. 3A;

Fig. 3D einen Ausschnitt aus Fig. 3A, der in größerer Darstellung insbesondere

einen Radträger und dessen dreifache Lagerung zeigt;

Fig. 3E einen Ausschnitt aus Fig. 3B, der in größerer Darstellung insbesondere einen

Blick auf einen Drehstabstabilisator und dessen Lagerung zeigt; Fig. 4A eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß eingesetzten Radnabenmotors;

Fig. 4B die an dem Radnabenmotor nach Fig. 4A zu befestigende Felge mit

Radreifen; und Fig. 5 anhand eines Schrägbildes einen Abschnitt des Fahrzeuglenkers mit

Beschleunigungsdrehgriff und Bremshandgriff.

Die nachstehende Beschreibung des Fahrzeugs und seiner Komponenten verwendet Orts- und Richtungsangaben. Hierbei wird von einem, auf einem ebenen, horizontal ausgerichteten Untergrund stehenden oder fahrenden Fahrzeug ausgegangen. Dann definieren die Achsen der drei Fahrzeugräder eine Ebene, die parallel zu diesem Unter grund ausgerichtet ist. Auf dieser Ebene wird ein kartesisches Koordinatensystem er richtet, dessen X-Richtung in dieser Ebene in Fahrtrichtung ausgerichtet ist; entspre chend ist die Y-Richtung in dieser Ebene quer oder senkrecht zur Fahrtrichtung ausge- richtet und bezeichnet eine Seitenrichtung; die Z-Richtung erstreckt sich senkrecht zu dieser Ebene und bezeichnet eine Hoch- oder Höhenrichtung. Folglich bedeutet "unten" oder "untere" in Z-Richtung näher oder benachbart zum Untergrund; "oben" oder "obere" bedeutet in Z-Richtung ferner oder entfernt(er) zum Untergrund; "vorne", "vordere" oder "vorwärts" zielt in X-Richtung auf die Fahrzeugfront; "hinten", "hintere" oder "rückwärts" zielt entgegen der X-Richtung auf das Fahrzeugheck.

Die Fig. 1A, 1 B und 1 C vermitteln ein Bild vom optischen Eindruck eines erfindungsge mäßen Fahrzeugs 2, dessen wesentliche Bestandteile mit Fig. 2 angedeutet sind. Das Fahrzeug 2 ist ein dreirädriges Fahrzeug mit einem lenkbaren Vorderrad 70 und zwei elektromotorisch angetriebenen Hinterrädern 100 und 100'. Das Fahrzeug 2 hat einen Fahrzeugaufbau mit einer Karosserie 3, an der eine Fahrzeugverkleidung 4 aufgehängt ist. Ferner gehört zum Fahrzeugaufbau ein Fahrgestell mit den Radaufhängungen für die beiden Hinterräder 100 und 100'. Schließlich umfasst der Fahrzeugaufbau eine, schwenkbar an der Karosserie 3 angebrachte Teleskopfedergabel 80, an der ein Fahr zeuglenker 81 befestigt ist, mit dem das Vorderrad 70 lenkbar ist.

An der Karosserie 3 ist ein Fahrersitz 12 für einen Fahrzeugfahrer angebracht. Die Elektromotoren des Fahrzeugs werden mit elektrischer Energie aus einer Batterie 60 versorgt, die in einem Abteil unterhalb des Fahrersitzes 12 untergebracht ist. Das Fahrzeug 2 ist für die Güterbeförderung bestimmt und verfügt

- an der Teleskopfedergabel 80 über eine Halterung 63 für eine vordere Ladefläche 37, auf der ein Ladekorb 38 befestigt werden kann;

- über jedem Hinterrad 100 und 100' je eine ebene hintere Ladefläche 31 , die zusam men eine hintere Hauptladeplattform 30 bilden;

- sowie über einen dauerhaften Transportbehälter 35, der in einen freien Raum

zwischen den beiden Hinterrädern 100 und 100' eingesetzt ist.

Bei Bedarf kann auf den beiden Ladeflächen 31 der Hauptladeplattform 30 ein leicht austauschbarer, geschlossener, mobiler Ladeaufbau 32 angebracht sein. Mit Ladekorb 38, dauerhaftem Transportbehälter 35 und Pritsche oder Ladeaufbau auf der Hauptla deplattform 30 kann das Fahrzeug 2 insgesamt eine Nutzlast bis zu 250 kg befördern.

Am Fahrzeug 2 gibt es eine Platine 15, auf der sich ein Mikrokontroller mit Mikroprozes sor, sowie übliche elektronische Bauteile und Komponenten befinden, mit denen Daten speicherkapazität und digitale Datenverarbeitungskapazität bereitgestellt wird; diese gesamte Einrichtung wird nachstehend als "Controller" bezeichnet. Der Controller 15 kann in einem Fach unterhalb der Batterien 60 untergebracht sein.

Mit Bezugnahme auf die Fig. 3A, 3B und 3C wird nachstehend die Karosserie 3 des Fahrzeugs 2 im Einzelnen erläutert. Die Karosserie 3 ist in Skelettkarosserie-Bauweise ausgeführt und hat ein Skelett, dessen wesentliche Elemente aus einem metallischen Werkstoff bestehen, wie er typischerweise im Fahrzeugbau eingesetzt wird. Zu typi schen Werkstoffen gehören hier Eisen und Stahl, sowie Leichtmetalllegierungen auf der Basis von Aluminium oder Magnesium. Zu wesentlichen Elementen gehören Rohre, Stäbe und Profile, die direkt oder über Knoten miteinander verbunden sind; im Falle einer Direktverbindung sind solche Elemente typischerweise miteinander verschweißt. Rohre aus Eisen und Stahl haben typischerweise einen Durchmesser von 40 mm und eine Wandstärke von 2 mm; Rohre aus einem Aluminiumwerkstoff haben typischer weise einen Durchmesser von 40 mm und eine Wandstärke von 6 mm. Die Karosserie 3 hat drei wesentliche Bestandteile, nämlich ein oberes Tragelement 20, ein unteres Tragelement 40, und einen vertikalen Stützrahmen 50.

Das obere Tragelement 20 bildet einen geschlossenen, aus Rohren und Rohrabschnit ten bestehenden Rahmen, mit einem, vor der Fahrzeugmitte angeordneten, sich horizontal in Querrichtung erstreckenden, aus geraden Rohrabschnitten gebildeten, U-förmig gekrümmten oberen Querholm 21 , an dessen Enden je ein sich horizontal nach hinten erstreckender, oberer äußerer Längsträger 22 und 22' angesetzt ist, an deren Hinterenden je ein vertikal abfallendes Rohr 24 bzw. 24' angesetzt ist, deren Enden über einen, unteren, horizontal ausgerichteten Querträger 25 miteinander verbunden sind. Dieser untere Querträger 25 markiert die Unterkante einer vertikalen Fahrzeugrückwand 8. An diesem unteren Querträger 25 kann wahlweise ein

abstehender Hals 27 einer Kugelkopfkupplung 28 angebracht sein.

An die beiden oberen äußeren Längsträger 22 und 22' sind die beiden Enden eines vorderen oberen Querträgers 26 angeschweißt, an dem wiederum obere innere Längs ^¬ träger 23 und 23' angeschweißt sind. Obere äußere Längsträger 22 und 22'

sowie obere innere Längsträger 23 und 23' bilden zusammen eine Halterung für eine ebene, horizontal ausgerichtete, über den Hinterrädern befindliche Hauptladeplattform 30, die eine hintere Ladefläche 31 hat, die sich über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckt. Ein typisches erfindungsgemäßes Fahrzeug 2 hat eine Breite von 120 cm, und die Länge der hinteren Hauptladeplattform 30 kann typischerweise etwa 74 cm betragen, so dass eine hintere, ebene, rechteckige Ladefläche von etwa 8880 cm ² erhalten wird.

Eine Langversion des erfindungsgemäßen Fahrzeugs hat

- eine Gesamt-Fahrzeuglänge von 275 cm; und

- eine Länge der hinteren Ladefläche 31 von etwa 102 cm;

damit ist die behördliche Anforderung an ein L2e-U Fahrzeug erfüllt, dass dessen minimale Länge der (Haupt)Ladefläche größer/gleich 1/3 der Fahrzeuglänge sein muss. Die Ladefläche auf dieser Hauptladeplattform 30 befindet sich in einem Abstand von etwa 75 cm über der Fahrbahn.

An der Karosserie 3 befindet sich zwischen den oberen inneren Längsträgern 23 und 23' freier Raum. Hier ist unterhalb der hinteren Hauptladeplattform 30 ein dauerhafter geschlossener Transportbehälter 35 eingesetzt, der einen Innenraum hat, der über eine schwenkbare Türe 36 in einer vertikalen Fahrzeugrückwand 8 zugänglich ist. Bei Bedarf kann auf einem Boden dieses dauerhaften Transportbehälters 35 eine paarwei se Anordnung von teleskopartig ineinander verschiebbaren Schienen angeordnet sein, auf denen ein Schlitten fährt, der durch die geöffnete Türe 36 hindurch aus dem Trans- portbehälter-lnnenraum herausgefahren werden kann, um mit Transportgut beladen zu werden.

Das untere Tragelement 40 bildet einen geschlossenen Rahmen mit einem hinter der Fahrzeugmitte und vor den beiden Hinterrädern 100 und 100' angeordneten, sich horizontal in Querrichtung über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckenden, unteren hinteren Querträger 41 , an dessen Enden je ein unterer,. horizontal ausgerichteter, äußerer Doppelrohr-Längsträger 42 und 42' angesetzt ist, die beide nach vorne aufeinander zu laufen. Die Karosseriefront 6 hat eine verminderte Breite von etwa der halben Fahrzeugbreite, und hier bilden die beiden äußeren unteren Längsträger 42 und 42' je einen ansteigenden, einrohrigen Pfeiler 43 und 43' einer nach rückwärts

gewölbten Brücke 44. An deren Brückenwölbung ist ein, sich nach vorne erstreckender massiver Block 45 angesetzt und befestigt. Zusätzlich hat das untere Tragelement 40 einen, sich etwa in Fahrzeugmitte befindlichen und in Querrichtung erstreckenden unteren mittigen Querträger 46, dessen Enden mit je einem Rohr der unteren äußeren Längsträger 42 und 42' verschweißt ist; unterer hinterer Querträger 41 und unterer mittiger Querträger sind je als hohles Vierkantprofil ausgeführt. In der Mitte des mittigen Querträgers 46 ist ein weiterer, sich in Fahrzeuglängsrichtung horizontal nach vorne erstreckender unterer mittiger Längsträger 47 angesetzt, der einen ansteigenden vorderen Endabschnitt 48 hat, der ebenfalls am Block 45 endet und mit diesem verschweißt ist. Die beiden ansteigenden Brückenpfeiler 43 und 43' und der mittig dazwischen sich in gleicher Richtung erstreckende Vorderendabschnitt 48 des mittigen unteren Längsträgers 47 bilden gemeinsam eine nach vorne schützende Barriere 49 für einen Fußraum 11 eines Fahrzeugfahrers am Fahrzeug 2.

Unteres Tragelement 40 und oberes Tragelement 20 überlappen sich in der Fahrzeug mitte und werden hier von einem vertikalen Stützrahmen 50 durchsetzt. Dieser weist einen U-förmigen Bügel mit einem oberen, horizontal ausgerichteten Querstab 51 auf, an den auf beiden Seiten je ein vertikal abfallender Ast 52 und 52‘ anschließt, deren jeweiliges Ende mit dem jeweiligen unteren äußeren Längsträger 42 bzw. 42

verschweißt ist; ferner ist ein mittiger, horizontal ausgerichteter Querstab 53 zwischen die beiden Äste 52 und 52‘ eingesetzt und je mit den beiden oberen äußeren Längsträgern 22 und 22‘ verbunden. Ein Überrollbügel 55 hat zwei vertikale Stützen 54 und 54‘, die je mit dem oberen Querstab 51 und mit dem unteren mittigen Querstab 53 verbunden sind und je an den unteren hinteren Querträger 41 des unteren Tragelementes 40 angesetzt sind. Der Überrollbügel 55 ist hinter einem Fahrersitz-Rückenteil 13 angeordnet und ragt vertikal weit über den Kopf eines auf einem Fahrersitz 12 sitzenden Fahrers hinaus empor, beispielsweise bis zu einer Höhe von etwa 150 cm über der Fahrbahn empor, und schützt den Fahrer bei einem Unfall.

Zwischen den oberen gebogenen Querholm 22 und den mittigen unteren Querstab 53 sind zwei parallel zueinander und horizontal in Längsrichtung ausgerichtete

Längsstäbe 56 und 56‘ eingespannt, an denen später ein Fahrersitz 12 mit Hilfe von Bolzen befestigt wird, die durch eine Fahrzeugauskleidung 9 einer Fahrerzelle 10 geführt werden.

Am unteren Rohr der beiden unteren äußeren Doppelrohr-Längsträger 42 und 42‘ ist ein, mit einer rutschfesten Profilierung versehenes Bodenblech befestigt, das einen Fußraum 11 des Fahrers begrenzt und schützt. Ein weiteres Bodenblech ist zwischen unterem mittigem Querträger 46 und unterem hinterem Querträger 41 eingesetzt und begrenzt und schützt ein Abteil 59, in dem ein oder zwei Fahrzeugbatterien 60 unterge bracht werden. Typischerweise sind zwei Lithium/Ionen-Fahrzeugbatterien vorgesehen, die je ein Gewicht von ca. 30 kg haben und zusammen eine Stromspeicherkapazität von etwa 5 kWh bereitstellen, womit das Fahrzeug 2 im normalen Fährbetrieb eine Reichweite von rund 100 km erreicht. Die Fig. 2 zeigt schematisch eine dieser Batte rien, nämlich die Fahrzeugbatterie 60. Die beiden Batterien können auf einer oder zwei, sich in Querrichtung erstreckenden und auf Rollen gelagerten Schienen befestigt sein, die nach Öffnung des Abteils 59 seitlich herausgezogen werden können, um die Batte rien zu entnehmen und an einer externen Lade-station aufzuladen. Typischerweise ver bleiben die beiden Batterien zusammen mit einem dazwischen angeordneten Ladesys tem auf den Schienen im Fahrzeugabteil 59, und die Aufladung erfolgt über einen La deanschluss 29, der an der vertikalen Fahrzeugrückwand 8 angebracht ist. Zum Aufla den kann ein übliches Ladesystem dienen, das an eine übliche öffentlich zugängliche 16-Ampere Stromversorgung angeschlossen werden kann.

Zusätzlich zu den vorstehend benannten und beschriebenen Elementen kann die Skelettkarosserie 3 des Fahrzeugs 2 zu Verstärkungszwecken weitere Stützen und Streben enthalten, die insbesondere aus den Figuren 3B und 3C ersichtlich sind, hier aber aus Gründen der Übersicht nicht im Einzelnen aufgeführt sind. Insgesamt verfügt das Fahrzeug 2 über eine selbsttragende, in Karosserie-Skelett-Bauweise ausgeführte, selbsttragende, biegesteife und stabile Karosserie 3, an der die drei Fahrzeugräder 70, 100 und 100' angebracht sind.

An der Karosserie 3 ist eine Fahrzeugverkleidung 4 bzw. die Fahrzeughaut oder das Fahrzeuggehäuse aufgehängt. Typischerweise wird diese Fahrzeugverkleidung 4 aus mehreren Kunststoffformteilen zusammengesetzt, die ihrerseits vorzugsweise aus Polyethylen bestehen. Zu diesen Verkleidungsteilen gehören Fahrzeugseitenteile 5 und 5‘, eine vertikale Fahrzeugrückwand 8, eine Auskleidung 9 der Fahrerzelle 10 mit Fuß raum 11 und Fahrersitz-Rückenteil 13, sowie eine Fahrzeugvorderfront 6. Innerhalb der Fahrerzelle 10 befindet sich ein, an der Karosserie 3 befestigter Fahrersitz 12, dem ein Sicherheitsgurt zugeordnet sein kann. Das Leergewicht des Fahrzeugs 2 - ohne Batterien und Ladeaufbau - beträgt etwa 230 kg, sofern die Skelett-Karosserie 3 überwiegend aus Aluminiumwerkstoff gefertigt ist und etwa 270 kg, sofern die Skelett-Karosserie 3 überwiegend aus Stahl gefertigt ist.

Ein Fahrzeug 2 mit der vorstehend beschriebenen Karosserie 3 verfügt über eine Ge samtladekapazität von etwa 250 kg; im Einzelnen kann ein Ladekorb 38 am

Vorderrad 70 mit etwa 50 kg belastet werden; die aus den hinteren Ladeflächen 31 und 31‘ gebildete hintere Hauptladeplattform 30 kann 120 kg tragen, und der geschlossene dauerhafte Transportbehälter 35 zwischen den beiden Hinterrädern 100 und 100' kann typischerweise Transportgut mit einem Gewicht von bis zu 80 kg aufnehmen. Die hinte re Hauptladeplattform 30 kann mit einem Rahmen versehen sein und dann als offene Plattform bzw. Pritsche zum Transport von Transportgut, Arbeitsgeräten und sonstigen Gerätschaften dienen. Alternativ kann auf dieser hinteren Hauptladeplattform 30 ein geschlossener mobiler Ladeaufbau 32 vorgesehen werden, der auf einer Grundfläche von knapp 9.000 cm ² eine Standardhöhe bis zu 80 cm erreichen kann. Folglich kann mit dem mobilen Ladeaufbau 32 ein Transportvolumen bis zu 0,7 cm ³ bereitgestellt werden.

Das Fahrzeug 2 hat ein nicht motorisch angetriebene Vorderrad 70 mit einer 15 Zoll Felge 71 , auf der ein Radreifen 72 sitzt; vorzugsweise kann ein typischer Motorrad reifen der Reifentype 120/70 R15 vorgesehen werden. Mit der Felge 71 ist eine (in Fig. 1A und 3B nicht dargestellte) Vorderrad-Bremsscheibe drehfest verbunden; Felge 71 und Bremsscheibe sitzen auf einer Radnabe, die drehbar um eine Vorderradachse angeordnet ist, die in Form einer Welle ausgebildet ist, die von den beiden Beinen 74 einer Teleskopfedergabel 80 gehalten wird. Jedes Bein 74 besteht aus einer Kombina tion aus unterem Standrohr 75, 75‘ und oberem Standrohr 76, 76‘, in die je ein dazwi schen angeordnetes Tauchrohr einführbar ist; innerhalb dieser Rohre befinden sich Feder- und Dämpfungsmittel. Die beiden oberen Standrohre 76 und 76‘ werden von einer unteren Gabelbrücke 77 und einer oberen Gabelbrücke 78 zusammengehalten, zwischen die mittig ein Gabelschaft eingesetzt ist, der schwenkbar in einem

Gabelschaftrohr 79 geführt ist, das seinerseits an der Vorderkante des massiven Blocks 55 angeschweißt ist. Über diese Kombination aus Gabelschaft und Gabelschaftrohr 79 ist die Teleskopfedergabel 80 schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie 3 gehalten. An der oberen Gabelbrücke 78 ist ein gekröpft ausgeführter Fahrzeuglenker 81 drehfest befestigt. Die gesamte Teleskopfedergabel 80 ist schräg nach vorne gestellt, und die Ausrichtung des Gabelschaftes definiert die Richtung einer Lenkachse und bildet mit einer Horizontalen den in Fig. 1 B angedeuteten Lenkkopfwinkel W; erfindungsgemäß ist ein Lenkkopfwinkel W von 68° bis 72° , insbesondere ein solcher Lenkkopfwinkel W von 70° vorgesehen. Ein solcher Lenkkopfwinkel W gewährleistet auch bei erheblicher Last auf dem Vorderrad 70 ein agiles und gut kontrollierbares Lenkverhalten.

Die Fig. 5 zeigt mehr im Einzelnen die rechte Hälfte des Fahrzeuglenkers 81 an der Teleskopfedergabel 80. Hier sind die Bedienungselemente Beschleunigungsdrehgriff 82 und ein schwenkbar angelenkter, federbelasteter Bremshandgriff 83 angebracht. Am Bremshandgriffkörper ist ein Stößel 84 schwenkbar angesetzt, und ein Anziehen des Bremshandgriffes 83 lässt diesen Stößel 84 in eine Hülse 85 eintauchen, in der sich eine Kolben/Zylinder-Anordnung einer hydraulischen Bremseinrichtung befindet. Hier ist eine zweistufige Wirkungsweise realisiert. Zuerst wird der Stößel 84 einen elektrischen Schalter betätigen, der daraufhin ein elektrisches Bremssignal generiert, das dem Con troller zugeführt wird, der daraufhin ein Motorbremssignal erzeugt, das den beiden Mo torsteuerungen zugeführt wird, die daraufhin jeden Motor in einen Motorbremsmodus steuern, in welchem Fahrzeugbewegungsenergie rekuperativ in elektrische Energie gewandelt wird, die den Fahrzeugbatterien zugeführt wird. Erst bei einem weiteren An ziehen des Bremshandgriffes 83 drückt der Stößel 84 auf den Kolben der Kol

ben/Zylinder-Anordnung der hydraulischen Bremseinrichtung und erhöht den

hydraulischen Bremsdruck im Zylinder, der dann über eine Hydraulikmittelleitung 86 und weitere Leitungen dieser Art den Bremsbacken an allen drei Fahrzeugrädern 70,

100 und 100' zugeführt wird. Daraufhin erfolgt zusätzlich zu der Motorbremsung eine gleichmäßige Verminderung der Fahrzeuggeschwindigkeit über die Aktivierung der Bremsscheiben an allen drei Fahrzeugrädern 70, 100 und 100'.

Am Fahrzeuglenker 81 ist neben dem Beschleunigungshandgriff 82 ein Signalkranz 87 fest montiert, an dem elektrische Schalter angebracht sind; unter anderem ein Kipp schalter 88, der die Funktion eines Notschalters hat; bei Betätigung dieses Kippschal ters 88 werden sämtliche elektrischen Aktivitäten am Fahrzeug 10 augenblicklich gestoppt. Unterhalb des Kippschalter 88 - und in Fig. 5 nicht zu erkennen - ist am Sig ^¬ nalkranz 87 ein Schieberegeier angebracht, der zwei verschiedene Stellungen einneh men kann und mit dem am Fahrzeug 2 ein Vorwärtsfahr- oder ein Rückwärtsfahr-Modus eingestellt wird. Um das Fahrzeug 2 in den Rückwärtsfahr-Modus zu steuern, müssen gleichzeitig der Bremshandgriff 83 angezogen und der Schieberegler entsprechend ver- stellt werden. Zu weiteren Bedienungselementen am Fahrzeuglenker 81 gehören Schal ter zur Betätigung von Licht und Fernlicht sowie der Blinker.

Vor der oberen Gabelbrücke 78 und dem Fahrzeuglenker 81 befindet sich ein, an einer U-förmigen Halterung 63 befestigtes Display 67, auf dem Betriebsdaten angezeigt wer den, wie aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, Spannung und Ladezustand der Batterien, Motortemperatur, sowie eine Aktivierung von Lampe und Blinkern. Ferner ist an der U-förmigen Halterung 63 hängend eine Lampe 68 angebracht.

Mit Hilfe des Lenkers 81 und der Teleskopfedergabel 80 kann ein Lenkwinkel des Vorderrades 70 von + 80° (nach rechts) bzw. von - 80° (nach links) bezüglich der Fahrzeuglängsrichtung eingeschlagen werden. Dieser Lenkwinkel bzw. Lenkwinkel einschlag wird von einem Lenkwinkelsensor erfasst, der an der unteren Gabelbrücke 77 angebracht sein kann; typischerweise kann der Lenkwinkelsensor einen, bezüglich des Gabelschaftes radial ausgerichteten Stabmagneten enthalten, dessen Feldlinien von einem Magnetfeldsensor, typischerweise einem Hallsensor, erfasst werden, der gegen über ortsfest am Fahrzeuggestell angebracht ist. Es ist ausreichend, den Lenkwinkel auf einige Grad genau zu ermitteln. Ein dem momentanen Lenkwinkel entsprechendes Lenkwinkelsignal wird dem Controller 15 zugeführt und wird bei der Ausführung bestimmter Fahrmodi verwendet, die auch vom Lenkwinkeleinschlag des Vorderrades abhängig sind.

Vor der Teleskopfedergabel 80 ist eine vordere Ladefläche 37 vorgesehen, die auf der U-förmigen Halterung 63 abgestützt ist, diese hat Stützen 65, die je an den anstei genden einrohrigen Pfeilern 43 bzw. 43‘ des unteren Tragelementes 40 angeschweißt sind. Auf dieser vorderen Ladefläche 37 kann ein Ladekorb 38 oder sonstiger Gepäck träger vorgesehen werden der mit einer Nutzlast bis zu 50 kg belastet werden kann; beispielsweise kann hier ein speziell für Aufnahme und Beförderung von Postgut entwi ckelter Transportbehälter vorgesehen werden, wie er in dem Dokument EP 2433854 A2 beschrieben ist.

Am Fahrzeug 2 sind die beiden Hinterräder 100 und 100‘ motorisch angetrieben. Als Antrieb dient je ein Radnabenmotor 90 - nachstehend kurz: der Motor 90 - der für eine Nennleistung größer 2 kW und kleiner 6 kW ausgelegt ist. Gut geeignet ist und vor- zugsweise eingesetzt wird ein handelsüblich erhältliches Produkt, nämlich der von GEM motors d.o.o., Sl - 1241 Kamnik, Slowenien unter der Handelsbezeichnung

Type G2.4 vertriebene Standardmotor; hierbei handelt es sich um einen mehrphasigen

Synchronmotor, der über eine integrierte Motorsteuerung verfügt und dessen

Rotor mit Permanentmagneten ausgerüstet ist; weitere Details lassen sich im Internet unter www.qemmotors.si abrufen.

Dieser Motor 90 ist in den Fig. 4A und 4B dargestellt. Der Motor 90 bildet im Wesentli chen einen kreisrunden scheibenförmigen Körper mit einem Durchmesser von 281 mm und einer Breite von 140 mm; dieser Körper hat ein ortsfest zu montierendes Statorteil 91 , das von einem topfförmigen Drehteil 94 umfasst wird, das in einstückiger Bauweise aus einem, dem Topfumfang entsprechenden Ringteil 95 und einer dem Topfboden entsprechenden Außenwand 96 besteht; am Innenumfang des Ringteils 95 sind Per manentmagnete montiert, die um Statorpole am Statorteil 91 rotieren. Der Motor 90 ist für einseitige Befestigung ausgelegt; hierzu steht von dem Statortteil 91

- bezüglich des Fahrzeugs 2 - ein Achszapfen 92 radial nach innen ab, der drehfest mit dem Statorteil 91 verbunden ist. Zuerst wird am Achszapfen 92 eine Bremsscheibe drehfest montiert; anschließend wird der Achszapfen 92 in eine passende Bohrung 107 an einem Radträger 103 eingeführt (vgl. Fig. 3D); ein abstehender Steg am Achszapfen 92 taucht in eine angepasste Nut an der Bohrung 107 ein, um einen drehfesten Sitz zwischen Achszapfen 92 und Radträger 103 zu gewährleisten; auf ein endständiges Gewinde 93 am Achszapfen 92 wird eine Mutter geschraubt und gesichert.

Zwischen Statorteil 91 und Drehteil 94 ist eine Dichtung in Form eines Simmerings ein gesetzt, die das Eindringen von Staub und Wasser verhindert. Von der Außenwand 96 stehen Bolzen 97 ab, an denen eine Hinterradfelge 98 montiert und festgelegt wird, auf der ein Hinterradreifen 99 aufgezogen wird. Vorzugsweise ist als Hinterradreifen 99 ein üblicher 15 Zoll Motorradreifen der Reifentype 120/70 R15 vorgesehen. Felge 98, deren Felgenhorn und die Anbringung des Reifens 99 am Felgenhorn gewährleisten eine An ordnung, bei welcher der Hinterradreifen 99 den scheibenförmigen Motor 90 umfasst, so dass Motor 90 und Hinterradreifen 99 gemeinsam in radialer Ausrichtung fluchtend angeordnet sind. Der Motor 90 bildet ein an der Fahrzeugradaufhängung stationär und dauerhaft montiertes Teil, von dem Felge 98 und Hinterradreifen 99 leicht getrennt und ausgetauscht werden können, wie das für einen Pkw-Reifen üblich ist. Der Achszapfen 92 ist hohl ausgebildet, und durch die resultierende Bohrung sind Kabel geführt, über welche der Motor 90 mit Strom, Spannung und Signalen versorgt wird.

Der Motor 90 wird mit einer Gleichspannung von 48 V betrieben, die von den Fahr zeugbatterien 60 bereitgestellt wird. Der Motor ist für ein Nenn-Drehmoment von 145 Nm ausgelegt; das Fahrzeug 2 erreicht mit den 15 Zoll Fl interrad reifen bei einer

Motorumdrehungsgeschwindigkeit von etwa 480 Umdrehungen/Minute eine Höchst- geschwindigkeit von 45 km/h. Der Motor 90 ist mit einer integrierten Motorsteuerung versehen, die über ein üblichen CAN-Netzwerk mit dem Controller an der Fahrzeug karosserie kommuniziert. Zwischen Controller und jeder Motorsteuerung findet ein wechselseitiger Datenaustausch statt. Der Controller kontrolliert an jedem Motor dessen Motorsteuerung, die daraufhin den zugehörigen Motor veranlasst, die vom

Controller vorgegebene Betriebsweise einzunehmen und auszuführen. Der hier einge setzte Radnabenmotor kann beide Laufrichtungen in gleicher weise ausführen, so dass an beiden Flinterrädern 100 und 100‘ des Fahrzeugs 2 der gleiche Motor

eingesetzt werden kann, der dann lediglich die Hauptlaufrichtung tauscht.

Mit Bezugnahme auf die Fig. 3D und 3E wird nachstehend das Fahrwerk mit den Rad aufhängungen für die beiden Hinterräder im Einzelnen erläutert. Zu diesem Fahrwerk gehören zwei Radaufhängungen, die je einen Radträger 103 und 103' haben, an denen je ein Hinterrad 100, 100' angebracht ist; die jeweiligen Anordnungen aus Hinterrad 100, bzw. 100' mit dazu gehörigem Radtäger 103 bzw. 103' sind identisch ausgeführt; nachstehend wird nur das Hinterrad 100 und dessen Radträger 103 beschrieben; diese Ausführungen gelten in gleicher weise auch für das andere Hinterrad 100' und dessen Radträger 103‘.

Jede Radaufhängung enthält einen Radträger 103 in Form eines Radträgerkörpers mit einer Kontur, die an ein Drachenviereck erinnert, das eine lange, in Fahrzeuglängs richtung ausgerichtete Diagonale hat. Dieser Radträgerkörper hat vier Ecken, nämlich - in dieser Anordnung - eine hintere Ecke 105, eine obere Ecke 105', eine vordere Ecke 105" und eine untere Ecke 105'". In der hinteren Ecke 105 ist eine Bohrung 107 ausge spart, in welche der Achszapfen 92 eingesetzt wird. In der vorderen Ecke 105" ist eine weitere Bohrung ausgespart, durch die eine Welle 108 geführt ist, die in zwei, zueinan der beabstandeten Wangen 109 einer Konsole gehalten ist, die an vertikalen Stützen des Stützrahmens 50 angeschweißt ist. An dieser Welle 108 ist der Radträger 103 schwenkbar angelenkt. In der oberen Ecke 105' des Radträgerkörpers ist ein weiteres Gelenk 110 ausgebildet, an dem schwenkbar ein unteres Ende 115 eines Federdämp fers 112 angelenkt ist. Dieser Federdämpfer 112 hat ein oberes Ende 113, das schwenkbar in einem Lager 114 gehalten ist, das am oberen äußeren Längsträger 22 des oberen Tragelementes 20 der Fahrzeugkarosserie 3 angebracht ist. An der unteren Ecke 105'" des Radträgerkörpers ist ein weiteres Lager ausgebildet, in dem eine Welle 117 steckt, an welcher ein Fuß 118 eines Längslenkers 120 schwenkbar angelenkt ist. Der Längslenker 120 hat einen gegenüber befindlichen Kopf 119, in den ein Endab schnitt 123 eines Drehstabes 122 drehfest eingespannt ist.

Somit ist der Radträger 103 der Radaufhängung gegenüber der Fahrzeugkarosserie 3 dreifach gelenkig gelagert. Das am Radträger 103 befestigte Hinterrad 100 vermag eine Vertikalverstellung gegenüber der Fahrzeugkarosserie 3 auszuführen. Führt ein Hinter rad 110 infolge einer Untergrundunebenheit eine Hubbewegung aus, dann wird das re sultierende Moment vom Federdämpfer 112 insbesondere gegenüber der Hauptlade plattform 30 gedämpft, die sich über den beiden Hinterrädern 100 und 100‘ befindet.

Die beiden Radträger 103 und 103' sind über einen Drehstabstabilisator 122

miteinander gekoppelt, der sich in Querrichtung nahezu über die gesamte Fahrzeug breite erstreckt, und der zwei entfernte Drehstabendabschnitte 123 und 123' hat.

Vorzugsweise wird ein Drehstabstabilisator 122 eingesetzt, der aus einem geraden massiven Stab aus hochwertigem Federstahl mit einem Durchmesser von etwa 15 mm besteht. Der Drehstabstabilisator 122 ist in zwei zueinander beabstandeten Drehstabla gern 124 und 124' abgestützt und drehbar gehalten, die je an zwei unteren

hinteren Längsträgern125 und 125' des unteren Tragelementes 40 befestigt sind;

jeder Längsträger 125 und 125' hat ein Ende, das wiederum am unteren horizontalen Querträger 25 angeschweißt ist. Jeder Drehstabendabschnitt 123, 123' ist drehfest im Kopf 119 des zugeordneten Längslenkers 120, 120' eingespannt und schafft somit auch ein Schwenklager für diesen Längslenkerkopf 119. Folglich ist der Drehstabstabilisator 122 um eine in Fahrzeug-Querrichtung verlaufende Drehachse schwenkbar angeord net; jeder Drehstabendabschnitt 123, 123' drehfest in dem vom Radträger 103 abge ^¬ wandten Kopf 119 des Längslenkers 120 eingespannt. Bei einer, durch eine Untergrundunebenheit verursachten Hubbewegung des einen Hinterrades 100 wird der beidseitig abgestützte Drehstabstabilisator 122 auf Torsion beansprucht und wird einen Teil des Hubmomentes auf das andere Hinterrad 100‘ übertragen. Der

Drehstabstabilisator 122 verbindet auf diese Weise die beiden Spurseiten des Fahr- zeugs 2 miteinander und reduziert damit eine Wankneigung des Fahrzeugs beim

Befahren von unebenem Untergrund.

Die Fig. 5 zeigt mehr im Einzelnen eine rechte Hälfte des Fahrzeuglenkers 81 an der Teleskopfedergabel 80. Hier sind die Bedienungselemente Beschleunigungsdrehgriff 82 und schwenkbar angelenkter, federbelasteter Bremshandgriff 83 angebracht. Eine Auslenkung des Bremshandgriffes 83 schiebt einen beweglich angelenkten Stößel 84 in eine Hülse 85 hinein, in der sich eine Kolben/Zylinder-Anordnung einer hydraulischen Bremseinrichtung befindet. Hier ist eine zweistufige Wirkungsweise realisiert. Zuerst wird der Stößel 84 einen elektrischen Schalter betätigen, der daraufhin ein

elektrisches Bremssignal generiert, das dem Controller zugeführt wird, der daraufhin ein Motorbremssignal erzeugt, das den beiden Motorsteuerungen zugeführt wird, die daraufhin jeden Motor in einen Motorbremsmodus steuern, in welchem Fahrzeug bewegungsenergie rekuperativ in elektrische Energie gewandelt wird, die den

Fahrzeugbatterien zugeführt wird. Erst bei einer weiteren Auslenkung des Bremshand- griffes 83 drückt der Stößel 84 auf den Kolben der Kolben/Zylinder-Anordnung und er höht den hydraulischen Bremsdruck in einem Bremszylinder, woraufhin hydraulischer Druck aufgebaut wird, der über Hydraulikmittelleitungen 86 den Bremsbacken der Scheibenbremsen an allen drei Fahrzeugrädern 70, 100 und 100' zugeführt wird.

BEZUGSZEICHENLISTE

2 Fahrzeug, Elekrofahrzeug

3 Karosserie

4 Verkleidung

5, 5' Seitenteile

6 Vorderfront

7 Rückseite

8 vertikale Fahrzeugrückwand

9 Auskleidung Fahrerzelle 10 Fahrerzelle

1 1 Fahrerfußraum

12 Fahrersitz

13 Fahrersitz-Rückenteil

15 Platine,“Controller“

20 oberes Tragelement

21 oberer Querholm

22, 22' obere äußere Längsträger

23, 23' obere innere Längsträger

24, 24' abfallendes Rohr

25 unterer horizontaler Querträger

26 vorderer oberer Querträger

27 Hals (einer Kugelkopfkupplung)

28 Kugelkopfkupplung

29 Ladeanschluss für Batterie(en)

30 (hintere) Hauptladeplattform

31 Ladefläche auf der Hauptladeplattform

32 mobiler Ladeaufbau auf der Ladefläche

35 dauerhafter Transportbehälter

36 schwenkbare Türe des dauerhaften Transportbehälters

37 vordere Ladefläche

38 (vorderer) Ladekorb

40 unteres Tragelement

41 unterer hinterer Querträger

42, 42' unterer äußerer Doppelrohr-Längsträger

43, 43' einrohriger Pfeiler

44 rückwärts gewandte Brücke

45 massiver Block

46 unterer mittiger Querträger

47 unterer mittiger Längsträger

48 vorderer Endabschnitt des unteren mittigen Längsträgers

49 nach vorne schützende Barriere

50 vertikaler Stützrahmen

51 oberer horizontaler Querstab 52, 52' vertikal abfallender Ast

53 unterer mittiger Querstab

54, 54' vertikale Stützen (eines Überrollbügels) 55 Überrollbügel

56, 56' horizontal ausgerichtete Längsstäbe

59 Abteil (für Batterie(en))

60 Batterie(en)

63 U-förmige Halterung

65 Stützen (der U-förmigen Halterung)

67 Display

68 hängende Lampe

70 lenkbares Vorderrad

71 Vorderrad-Felge

72 Vorderradreifen

74 Beine der Federgabel

75, 75' untere Standrohre der Federgabel

76, 76' obere Standrohre der Federgabel

77 untere Gabelbrücke

78 obere Gabelbrücke

79 Gabelschaftrohr

80 T eleskopfedergabel

W Lenkkopfwinkel

81 Fahrzeuglenker

82 Beschleunigungsdrehgriff

83 Bremshandgriff

84 Stößel (am Bremshandgriffkörper angelenkt)

85 Hülse

86 Hydraulikmittelleitung

87 Signalkranz

88 Kippschalter

90 Radnabenmotor, auch kurz "Motor"

91 Statorteil (des Motors)

92 Achszapfen am Statorteil

93 endständiges Gewinde am Achszapfen 94 Drehteil

95 Ringteil

96 Außenwand (des Drehteils)

97 Bolzen

98 Hinterradfelge

99 Hinterradreifen

100, 100' Hinterrad

103 Radträger

105, 105', 105" und 105'" vier Ecken am Radträger(körper)

107 Bohrung (für Achszapfen)

108 Welle (eines Schwenklagers des Radträgers)

109 Wangen einer das Radträger-Schwenklager bildenden Konsole)

110 weiteres Gelenk (an dem Federdämpfer 112 angelenkt ist)

112 Federdämpfer

113 oberes Ende des Federdämpfers

114 Lager für oberes Federdämpferende

115 unteres Ende des Federdämpfers

117 Welle (im Fuß des Längslenkers)

118 Fuß (des Längslenkers)

119 Kopf (des Längslenkers)

120 Längslenker

122 Drehstabstabilisator

123, 123' Drehstabendabschnitte

124, 124' zueinander beabstandete Drehstablager

125, 125' untere hintere Längsträger