All wheel drive voor tweewielers

Ingenieurs van de Universität Ulm hebben een tweewielaandrijving voor elektrisch aangedreven (motor)fietsen ontwikkeld, die ze niet alleen veiliger maar ook energetisch efficiënter maakt.

In de autowereld bestaat vierwielaandrijving al langer en is vooral nuttig bij gladde wegen door natte bladeren, modder of sneeuw. Ook tweewielers zouden grote baat kunnen hebben bij aandrijving op alle wielen, maar onder meer door constructieproblemen kon een extra motor in het voorwiel tot nu toe niet in serieproductie worden genomen.

De ingenieurs in Ulm hebben een ‘all wheel drive’ voor elektrisch aangedreven tweewielers ontwikkeld, die de veiligheid in alle rijsituaties verbetert en het energiemanagmenet optimaliseert. Als prototype fungeerde een Elmoto van ID-Bike van de bromfiets met naafmotor aanpaste voor aandrijving op beide wielen.

Gigatronik heeft de testfiets voorzien van een hybride energieopslag en voorzien van een nieuwe stroomregeling voor de elektromotoren, zodat de remenergie kan worden teruggewonnen. Voor het geval de energieopslag vol is of de berijder bij lage snelheid moet remmen, heeft IPDD een elektromagnetische rem gemaakt waarmee via een elektrische besturing ook de klassieke wrijvingsrem kan worden gebruikt.

Besturing

Het hart van het prototype is de overkoepelende besturing, die de wens van de berijder voor aandrijving of remmen over de wielen verdeelt. Via sensoren bepaalt de besturing de actuele rijtoestand en past daar de verdeling van het rijd- of remmoment over voor- en achterwiel op aan. De dynamiek en veiligheid tijdens het rijden verbeteren hierdoor aanzienlijk.

Nog een voordeel van twee door een elektromotor aangedreven of afgeremde wielen is, dat meer remenergie kan worden teruggewonnen en opgeslagen. Daardoor wordt het bereik verhoogd en treedt nauwelijks slijtage bij het remmen op. Om het energetisch rendement te verhogen hebben de ontwikkelaars een algoritme ontwikkeld dat de optimale aansturing van de beide motoren real-time berekent. Daarbij houdt het algoritme eer rekening mee of de berijder aandrijft of remt.

Meer veiligheid

Als extra hebben de ontwikkelaars een ABS voor tweewielers ontwikkeld dat eveneens via de elektromotoren werkt, iets wat momenteel niet beschikbaar is. Ook onderzochten ze het remstuurmoment, een veel voorkomende oorzaak van ongevallen met motorfietsen.

Remt een berijder in een bocht plotseling, dan kan de machine door het effect hiervan op het voorwiel onverwacht rechttrekken in plaats van meehellen, waardoor de motorfiets een veel grotere bocht neemt dan de berijder verwacht. De motorfiets kan daardoor uit koers raken en in een greppel rijden of op een tegemoetkomend voertuig botsen.

Tot nu toe kon de berijder deze situatie alleen controleren door de rem op het juiste moment met de juiste kracht te bedienen. Maar in onverwachte situaties is dat zelfs voor geoefende motorrijders een uitdaging zijn. In kritische situaties neemt het, in de overkoepelende besturing geïntegreerde, algoritme de juiste dosering van remkracht op beide wielen over. Het gevaarlijke remstuurmoment wordt hierdoor tegengestuurd (foto: Thomas Löffler/Universität Ulm).