CN100537283C - 具有有限倾角的机动车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有四个车轮(10)的机动车(1)，包括：宽度方向只能容纳一个人并且牢固地连接到包括驾驶员保护结构(4)的底盘上的驾驶员驾驶室；以及当转弯时和/或在相对于水平面倾斜的地面上时通过同时倾斜底盘和两个前轮来平衡车辆的装置。所述车辆还包括倾斜锁定装置，当车辆停止或减速移动时其自动地启动。本发明的车辆还包括限制最大倾角的装置，从而当停止时车辆不会倾翻。

Description

具有有限倾角的机动车

技术领域

本发明涉及一种四轮机动车的设计和结构。

背景技术

根据本发明的车辆尤其为城市旅行而设计，并且适于城市旅行。然而必须理解根据本发明的车辆并不限于在城市使用。其同样可以在农村地区使用并且可以用于长途旅行。

城市道路中四轮机动车尤其是汽车的数量不断增加，这可以通过每个家庭的购买力上升的事实部分地解释。这是城市中和城市周围许多交通堵塞的原因。道路上汽车数量的增加也是城市停车位缺乏的原因。

因为这些问题，一些驾驶员对两轮机动车例如摩托车的喜欢胜过汽车。因为和汽车相比它们具有很小的尺寸，在堵塞地区摩托车具有容易停放的优点，并且它们很容易从城市交通中穿过。但这样的车辆具有它们自己的缺点。不同于汽车，它们对驾驶员没有提供有效的保护，这就是当包括乘骑者的事故发生时会非常严重的原因。此外，在坏天气时驾驶这样的机器会立即变得非常困难，例如刮风可以将两轮车辆吹翻，或下雨会使路面变得打滑。因为在刹车时乘骑者可能从车上掉到地面并且因此受很严重的伤，所以驾驶这样的机器比驾驶汽车类型的车辆更危险，尤其是在打滑的道路上。

为克服尤其如在美国专利US6149226和以号2831866公开的法国专利申请中所说明的现有技术的缺陷，本发明的特别的目的是减少城市停车问题和交通堵塞问题。本发明的另一目的是减少两轮机动车的问题。

发明内容

本发明涉及一种四轮机动车，其设计为当停放时占用较少的位置并且在交通堵塞时能够在具有平均(间隙)尺寸的两辆汽车之间通过。根据本发明，所述车辆具有以下限定和说明的一个或多个特征，这些特征可以进行各种技术功能组合。

根据本发明的车辆包括容纳在驾驶室中的驾驶员车座，该驾驶室的尺寸在宽度方向上只能容纳一个人。因此该车辆比驾驶室设计为通常在横向容纳至少两个人的传统的汽车窄。

根据本发明，在其优选实施例中，驾驶室安装到内装在驾驶员保护结构中的底盘上，并且在车辆的侧面该结构具有一定的高度，从而在车辆滚到其侧面的情况下或在碰撞的情况下，该结构至少保护驾驶员的腿。此外，该结构在车辆的前部可装有挡风玻璃。

保护结构可以是具有能够至少保护驾驶员的腿的侧加强件的车体。该保护结构也可以采用包括顶部、挡风玻璃和至少一个车门的完全封闭的车体的形式。

根据本发明，车辆包括平衡装置，当转弯或当在相对于水平面倾斜的地面时，该平衡装置通过相对于地面同时倾斜安装在车辆驾驶室上的底盘和车辆的两个前轮而平衡。所述平衡装置连接到车辆的底盘并且能够在需要帮助或不需要帮助的情况下通过驾驶员自己控制，或甚至根据情况通过自动装置控制。

根据本发明，当转弯时，两个前轮与驾驶室同时倾斜，驾驶员自然地驾驶车辆。

在本发明另一具体特征中，车辆配备有当车辆静止或以减速移动时自动锁定倾斜的锁定装置。因此在静止时驾驶员不必像例如在两轮车辆的情况下用脚稳定车辆。

当车辆将停止时，或更准确地当车辆速度低于预定阈值速度时，锁定机构有利地自动起作用。锁定的效果是车辆保持在锁定作用时刻的倾斜值。

在本发明的另一特征中，车辆配备了附加装置，其限定车辆倾角的最大倾斜值，使得当车辆静止在水平地面或甚至斜面(例如对应于一个车轮在人行道上)上时车辆不会倾翻。因此，如果所述锁定车辆倾斜的装置失灵，或由于各种原因例如在所述车辆与另一车辆碰撞后不能使用，在静止时限制车辆倾斜的装置会部分地补偿该锁定装置的故障。

此外，由于存在限定支承四边形的四个车轮，所以根据本发明的车辆在保持稳定的同时能够比其支承多边形是三角形的同样宽度的三轮车辆承受更大的离心力。这意味着本发明的车辆的较小的倾斜将足够平衡离心力，对于许多非摩托车使用者这是巨大的优点，因为如果他知道如何驾驶传统汽车，驾驶该车辆驾驶员不需要专业训练。在紧急制动过程中该四边形的尺寸也是有利条件，因为其安全系数比对应于三轮车辆的支承三角形的安全系数大很多，对于相同的宽度支承三角形的尺寸小很多。

在使车辆保持平衡的同时，平衡装置有利地能够将车辆倾斜到与理想倾斜值不同并且优选小于理想倾斜值的一倾斜值。这里理想倾斜限定成使得作用在车辆或车辆可倾斜部分的重心的合力穿过车辆支承多边形的对称的纵向轴线。

有利地，平衡装置一方面包括检测车辆受到的剩余横向加速度的装置，另一方面包括根据剩余横向加速度的变化至少在该剩余横向加速度的方向锁定车辆的倾斜的装置。

如果实际倾斜小于理想倾斜，则合力可以分解为沿将车辆向地面下压的实际轴线的力和垂直于倾斜的实际轴线的合成横向力(在图10中表示为FTR的RTF)。该力RTF对应于与其成比例的剩余横向加速度(RTA)。

倾斜限定装置有利地在任何速度都能限制倾斜。该装置还可以在减速时将倾斜限制到比高速时小的最大值，以改进车辆的动力性能。所述平衡装置有利地包括根据车速变化来改变驾驶员需要用力以产生倾斜的力的大小的装置，该装置使得低速时的力大于高速时的力。

在平衡装置的更自动的形式中，该平衡装置包括控制底盘和车轮的倾斜的伺服机构。在根据本发明的车辆的特别有利的实施例中，同一伺服机构还形成特别在静止和减速时锁定倾斜的装置。

计算机系统有利地根据反馈程序控制车辆平衡装置，该平衡装置的工作方法有利地由驾驶员决定。一种工作模式是当车辆以比第一预定阈值速度低的速度移动时优选禁止远离垂直面倾斜；第二工作模式响应计算出是理想值的设定值而自动倾斜车辆，直到倾斜到由速度决定的最大值，或直到剩余横向加速度上升到超过阈值，或直到剩余横向加速度的导数上升到超过另一阈值。

在根据本发明的自动车辆平衡系统的简化形式中，由伺服机构产生的车辆的倾角值对应于上文定义的理想倾角值的预定的固定百分比，该倾角值至少等于有利地根据车辆速度变化的第一倾斜阈值。

为了能够尤其是在静止时将车辆正位，根据本发明的车辆配备有如果车辆不在垂直位置则可以将其正位的装置。为了激活该正位装置，驾驶员具有在静止时释放锁定装置的装置。在本发明涉及的车辆的优选实施例中，平衡装置包括安置在其上的三角板(triangle)，并且有利是在车辆底盘上的第一端枢转的仿形板(cam)以及两个减振弹簧，每个减振弹簧的一端都在底盘一侧或另一侧连接到一个车轴的三角板上，优选是最下方的三角板上，并且尽可能靠近车轮轮毂，以使所述减振弹簧的效率最高。两个减振弹簧的另一端直接枢转连接在仿形板上，并优选使每个减振弹簧的轴线保持尽可能靠近垂直方向。当车轮遇到道路中的缺陷(例如，坑洼或凸起)时，这将使得减振弹簧尽可能高效地吸收振动。

在第一实施例中车辆以这样的方式构造：车轴不允许后轮倾斜。在该实施例中，车辆具有不倾斜的后部。

有利地，在第二实施例中，车辆以这样的方式构造：平衡装置同时倾斜全部四个车轮。为了这个目的，车辆优选在车辆的后部包括两个安置在其上的三角板和一第二后部仿形板，该第二后部仿形板有利地与安装在车辆前侧的仿形板类似，并有利地以与安装在车辆前侧的仿形板相同的方式连接到所述车辆后部的减振弹簧上。在该实施例中，底盘的倾斜可自动倾斜四个车轮。在一个有利的实施例中，拉臂用来替代所安置的三角板，但保留所述仿形板或类似的仿形板。

为了更好的运行性能，强烈推荐使用差速器并经过滑轮和带机构或链和链轮或甚至万向节来驱动驱动轮。然而，为了减少成本并且鉴于车辆很小的宽度，传动系可以仅连接到一个车轮上。

在本发明的一个优选的实施例中，车辆配备有当打开时在车辆周围占有较少空间的至少一个滑动门。门的该特别的实施例也避免了车辆的倾翻，这点是因为车辆很窄，其支承多边形比传统汽车小。如果像传统车辆一样车辆的门绕垂直轴线转动，则当打开时车门的重量可能将车辆的重心改变到支承多边形的外部，尤其是如果有人将靠着打开的车门时，这将使车辆不稳定。

有利地还将动力传动系设置在车辆的座位下方。这使得能够将车辆保持得尽可能短，以例如释放在车辆后部的存储空间。在根据本发明具有两个车座的车辆中，有利地将动力传动系设置在后部乘客车座的下方。

在电动车辆的情况下，有利地在每个驱动轮中设置电动机。这实质上通过省去差速器、车轴以及万向节(如果有的话)而减少了动力传动系的部件的数量。在上下文中，有利地将电源——不管是蓄电池还是燃料电池——布置在车座的下方。

在根据本发明的车辆的一个特别的实施例中，驾驶室具有布置成一个位于另一个后面的前座和后座，以容纳在前方的一个驾驶员和在后方的一个乘客(或两个孩子)。两个车座中的每个都具有水平的坐垫和椅背，并且坐垫和椅背最好是独立的。在一个有利的实施例中，两个车座的座垫是一体的部件。有利地，驾驶员车座的椅背可绕优选垂直的轴线枢转，从而该椅背可以布置成靠着车体，以使所述乘客能够进入后座。还设有用于将椅背锁定在驾驶位置中的装置，从而例如如果驾驶员突然使车辆减速，则椅背不会移动。

如果没有乘客，后座的椅背能够平移以将其布置成靠着前座的椅背，以在车辆的后部释放更多的存储空间。

在该有利实施例的上下文中，后座的椅背的后部枢转连接有可移动托架，处于两个位置中的一个，即：尤其当所述后座的椅背靠着所述前座的椅背放置时形成覆盖后座的水平坐垫的用于车辆行李空间的底板的位置，以及所述托架放置成靠着车座椅背的后部的位置。

车辆的车体有利地形成用于车辆中至少一个人的保护性驾驶室。因此驾驶室中的驾驶员完全可以不受天气影响。在该实施例中有利地使驾驶室形成为在顶部的宽度比其最大宽度窄。以这种方式，在宽度方面由车辆占据的空间在车体的顶部减少，并且即使车辆倾斜，这也允许车辆在交通队列中更容易配合在车辆之间。此外，这也意味着后视镜可以安装到车体的顶部并在该处不会从体部伸出，从而车辆的宽度不大于车体的宽度。

通过在上文或下文中限定、说明或图示，并具有能够有利地应用到工业实践中的形式的特征，本发明为驾驶员提供了一种车辆，该车辆：

-由于其很小的尺寸，所以在城市环境中能够很容易停放并且在交通堵塞中在汽车之间很容易移动；

-因为其允许车辆的车轮和底盘倾斜，所以当转弯或在不平的表面上时很稳定；

-如果发生紧急制动，其侧部不会跌倒到地面上(与两轮车辆不同)；

-当转弯时通过自然发生的驾驶室的倾斜而直觉地驾驶，在实施例中没有反馈；

-根据实施例，在发生事故或冲击时能为驾驶员(和乘客，由实施例决定)提供保护，或使驾驶员(和乘客，由实施例决定)不受天气影响；

-与在突然改变方向时为了保持稳定必须被迫急剧倾斜的两轮车辆相比，由于本发明车辆有限的倾斜，所以提供了汽车交通中的优点。

附图说明

参照图1至图10，在各个优选实施例和其优点的上下文中将更完整地说明本发明，其中：

-图1是根据本发明的包括保护体的车辆样品的透视图，该车辆样品向左侧倾斜，其前轮转向并且向车辆左侧倾斜；

-图2以侧视图示出图1中所示的根据本发明的车辆，驾驶员在该车辆中；

-图3是根据本发明的车辆的前视图，其中保护结构包括非闭合车体并且车轮竖直；

-图4示出在图3中以前视图的方式示出的车辆，其中车轮和驾驶室向车辆的右侧倾斜；

-图5示出图1中根据本发明的车辆的俯视图；

-图6示出图1中根据本发明的车辆的俯视图，其中车门打开；

-图7是装有第一实施例的正位装置的根据本发明车辆的局部视图；

-图8是装有第二实施例的正位装置的根据本发明车辆的局部视图；

-图9是一侧停放在人行道上或在人行道上行驶的根据本发明的车辆的示意图；

-图10是当拐小弯时或当快速转弯时根据本发明的车辆的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明涉及一种包括由完全闭合的车体4构成的驾驶员保护结构的机动车1。该机动车包括四个车轮10，安装在车辆前部的两个车轮10时是转向轮，而安装在车辆后部的两个车轮10是驱动轮。机动车1包括动力传动系19(在图2中可以看到)，动力传动系19的发动机(或发动机组)可以是热力、电力、气动、混合动力或其它类型。

车辆设有具有水平坐垫和椅背22(图4)的驾驶员座椅2。驾驶员座椅2位于驾驶室中，驾驶室的尺寸使得其在宽度方向只能够容纳一个人9(在图2中示出)。因此，车辆的宽度，即两个前轮10的相应的平面之间(或两个后轮的相应的平面之间)的距离可以在50cm和100cm之间。有利地，在该实施例的上下文中，车辆具有60cm的宽度，这样允许其在大多数城市道路的宽度中的两辆机动汽车之间穿过。

图2、图5以及图6示出根据本发明设计成除驾驶员外还容纳一个乘客的车辆的内部。因此，驾驶室有两个座位：前座2和后座14，两个车座2和14布置成一个位于另一个后面，以容纳在前方的驾驶员和在后方的乘客。

两个车座每个都具有水平坐垫和椅背。因此，像前座2一样，后座14具有水平坐垫15和椅背16。在图5和图6中可以看到，坐垫21和15可以制成一体。如图2所示它们也可以分开制造。

为了让乘客能够进入后座，驾驶员座椅2的椅背22绕一轴线旋转，在该实施例中，该轴线是垂直的，从而允许椅背22放置成靠在车辆的车体内侧。为此，前座2的椅背22具有通过铰链连接到与驾驶室内的车体连接的支柱的横臂23。

在车座的与臂23的相对侧上，为了在车辆使用时将车座的椅背紧固在固定位置，车体的内部配备了紧固椅背的装置(图中未示出)。

对于后座14，其椅背能够沿至少一个纵向轨道(未示出)平移。这样，在没有乘客时，后座14的椅背16能够放置成靠在前座2的椅背22上，以在车辆的后部提供更多的存储空间。

后座14的椅背16还配备了托架17。托架17在椅背16的后部沿与椅背16的平面平行的轴线转动。当托架处于打开位置并且当车座14的椅背16处于乘客可以坐下的位置时，该托架可用作车辆行李空间的底板。当托架打开并且车座14的椅背16布置成靠在前座的椅背22上时，托架覆盖后座14的水平坐垫15，从而形成放置物品的更方便的平面。托架17也保护坐垫15。

驾驶室安装在底盘3(图3和图4)上，该底盘3内装在用于保护驾驶员的车体4中。“内装”应理解为底盘3和车体4固定在一起。

底盘3最好包括两个弧形板(arc)，一个在车辆的前部以及一个在后部。这两个弧形板通过至少一个连接件彼此连接，使得(所形成的)组件足够坚硬以承受车辆驾驶过程中经受的特别是扭力以及推力和牵引力。在车辆倾翻时该组件还能提供保护。底盘3还配备有用于至少在车辆的前部发生事故的情况下使用的“碰撞箱”类型的冲击保护组件。

如图1中可以看出，车体4以这种方式制成，即其形成驾驶室以保护驾驶员不受天气的影响，所述驾驶室包括车辆侧面的加强件以在车辆倾翻或如果发生碰撞的情况下至少保护驾驶员的腿。车体4在车辆的前部还配备了缓冲块41。

为了更好的稳定性，车辆1设计成将其重量集中在较接近地面。为此，车体的顶部比车体最宽部分窄。因此车辆占有较少的空间。这也意味着后视镜18可以布置在车体的最上方，而不会使车辆在道路上占有比由其车体下方占有的宽度更大的宽度。动力传动系19也位于座椅下方，更具体地，动力传动系19位于乘客座椅14的坐垫15的下方(图2)。这样布置也释放出在车辆后部的存储空间。

为了接近发动机，车体可以在侧面配备入口活门。另一可能性是使车座14的水平坐垫15可移动。在附图中既没有示出入口活门也没有示出移动坐垫15的装置。

根据本发明，车辆1包括平衡装置，其可在转弯过程中和在相对水平面倾斜的地面上使用：该平衡装置通过连接到车辆驾驶室上的底盘3和车辆的至少两个前轮10的同时倾斜而起作用。平衡装置连接到底盘3上。为了在前轮10倾斜时使车辆1具有更好的稳定性，车轮10像摩托车车轮一样具有至少一个椭圆轮胎面。此外，在转弯过程中前轮10的倾角和底盘相对于垂直面的倾角彼此相同以确保车辆1的最佳稳定性。

在该实施例的上下文中，由于已经观察到当车辆具有操纵把手40而不是具有方向盘时驾驶员以更直觉的方式倾斜驾驶室以平衡车辆，所以车辆配备有操纵把手40(图1，2，3和4)。然而，尤其在车辆沿车体的轮廓包括闭合的保护体，或在倾斜是由伺服机构自动地产生时，车辆的转向装置还可以是方向盘。

当车辆在静止时或以低速移动时，车辆1还具有锁定两个前轮10和底盘3的倾斜的装置。车轮10的倾斜锁定装置包括控制装置，该控制装置在零速度或低速时将底盘3的倾斜锁定在锁定时(底盘)所处的倾角。

车辆1还配备有限制倾角最大值的装置。该限制可以随速度而变化。

该限制使得——尤其是在静止时——即使在倾斜防止机构不再工作时或在未使用倾斜防止机构时，车辆也不会倾翻。这可以通过机械限位器完成。另一方面，在高速时，该限位器可移动以允许较大的最大倾斜，这可用于改进所述车辆的动力学性能。

图3和图4涉及一种车辆，其保护结构是比驾驶员的腿宽并保护腿的车体以及具有两个前灯31的护罩30。与操纵把手40连接的转向柱34穿过护罩30从而其能够相对于护罩30转动。

在图3和图4中可以看到，通过前轮10和底盘3的倾斜来平衡车辆1的装置包括两个相连接的平行四边形，这两个平行四边形连接底盘和前轮并且通过仿形板7允许车辆的底盘和前轮同时倾斜基本相等的角度。还可以设置类似的装置以使后轮倾斜，在这种情况下平衡装置包括同样的仿形板7。

在底盘3的两侧都布置有这样连接的平行四边形。它们包括两个臂5和6，每个臂都分别具有在车辆的前部可在底盘上枢转的一个端部51，61，而每个臂的另一端部52，62可分别在固定到每个前轮10的轴毂12上的元件11中枢转。因此臂5和6形成使两个前轮10和连接到车辆1的驾驶室的所述底盘3同时倾斜的相连接的四臂车轴(两个臂5和两个臂6)。

在文中所述的根据本发明的实施例中，T形仿形板7的一端在车辆前部的底盘3上枢转。两个悬架类型减振弹簧8分别通过在底盘3的一侧或另一侧上的一端固定到车轴的一个臂上。为了获得最大的减振性能，减振弹簧最好固定到相对地面最低的臂6上并且靠近车轮10。两个减振弹簧8的另一端绕仿形板7的另一端枢转，优选使得减振弹簧8的轴线保持尽可能地垂直于水平面。通过这样布置，例如当车辆在颠簸的地面上行驶时或从人行道下来时，减振弹簧8提供最佳的缓冲。

如图3和4所示，仿形板7有利地为T形，或如图8和7所示，为敞开的竖琴形状(参考符号80)以节省位于中央的空间。根据本发明的车辆的倾斜锁定装置设计为当车辆静止或几乎静止时锁定倾斜。在特定的实施例中，倾斜锁定装置主要包括将仿形板7锁定在其当前位置的制动机构。制动机构有利地安装到底盘上，并且要被锁定的部分连接到仿形板7，或者要被锁定的部分是仿形板7的一部分。

在图7和图8中示出制动机构。图8中，制动机构包括连接到车辆底盘上的卡爪81以及连接到竖琴形状的仿形板80上的一构件，该构件是圆盘82的一段并能够由卡爪81锁定：这样锁定了车辆的倾斜。图7示出了倾斜锁定制动机构的另一实施例。在这种情况下齿轮系83连接到竖琴状仿形板80上。齿轮系83与可转动地连接到底盘上的小齿轮84啮合。

在本发明的优选实施例的上下文中，当车辆减速到速度的下限值以停止时，以及当车辆停止时，制动机构自动地操作以锁定车辆的倾斜。同样地，当车辆开动时，车辆将开始移动或超过一定速度时，制动机构自动地释放。

当剩余横向加速度(RTA)不为零时，制动机构有利地可以用于锁定车辆的倾斜，从而防止车辆沿离心力的方向将其自身正位并且防止在该方向上可能的翻转。

图1中示出的车辆设计成平衡装置同时使全部四个车轮10倾斜。为了实现这个目的，车辆1还具有位于后部的两个臂，这两个臂与安装到底盘3后部的第二仿形板一起成对地在底盘3的任一侧转动，第二仿形板与前仿形板7类似并且以类似的方式安装到所述车辆的后部的底盘3上。

使用相同类型的仿形板7，也可以使用由平行于底盘的臂保持的牵引式后轮。

此外，车辆1可以配备有自动倾斜车辆1的系统。在图中未示出的该系统以非不平衡的方式使车辆发生实际倾斜。电脑具有向系统输送信息的任务，该系统基于供给的信息例如RTA值来控制车辆的倾斜。

驾驶员也可以基于驾驶习惯向系统发出指令。例如，驾驶员可以在设有滑块的壳体的帮助下告诉系统(他的驾驶习惯)，该滑块能够移动到多个位置，滑块的每个位置对应于一种预定的驾驶风格。

由地面上的支承多边形表示的区域意味着，可以观察到存在一些不准确度的理想倾斜角，而不会影响转弯时车辆稳定性；这与其中如果车辆不允许立即翻倒则需要最大精确度的两轮车辆的情况形成对比。

该系统最好设计为能够自动修正车辆的倾斜。

为了实现这个目的，计算机基于要考虑的各种参数(值得注意的是车辆的负载重量、速度和车辆停止的地面相对于水平面的坡度)来确定车辆的理想倾角，并且将理想倾角与车轮、底盘和驾驶室的实际倾角进行比较。反馈机构确保车辆的倾角与驾驶员的选择相对应。

许多中间方案是可想像的。具体而言，该系统可以根据驾驶员给出的信息使车轮、驾驶室和底盘倾斜。驾驶员可以选择让系统一旦检测到在实际倾角和理想倾角之间存在一定的偏差就让系统修正车辆倾角。

使系统能够确定理想倾角的装置可以是多个元件的组合，这些元件例如加速度计，或其指针连接到稍微衰减的振动体以减少不希望的振动的电流计。

车辆具有至少一个滑动门13，从而驾驶员能够进入车辆1的内部。滑动门13使得当门打开时车辆在车辆周围比安装有传统的铰接门的车辆占用较少的空间。此外，由于在铰接门的重量作用下车辆将晃动，所以选择滑动门13提供了当车门打开时不会使车辆不平衡的优点。

车辆1包括当车辆在低速、中速、或高速移动时分别允许车门打开较大或较小的装置。为了这个目的，车体配备有将车门锁定在稍微打开的位置的装置。由于安全原因，超过车辆的预定速度时该锁定装置可以自动地接合。在该实施例中，车门不需要窗户。

图7和图8是根据本发明的例如在转弯时倾斜的车辆的局部视图。车辆具有正位装置，以在车辆不处于垂直位置时容易地将车辆正位。

在图7所示的最初的实施例中，正位装置是可以通过车辆的内壁滑动的两个踏板71和72。在每个踏板的下端是一种叉子74，当臂5在最高位置时，叉子正好接触靠近车轮轮毂的平衡平行四边形的水平上臂5的端部52。当驾驶员希望将车辆正位时，他推动位于车辆最下侧的踏板，这符合本能动作；这样他能够将车辆正位并使车辆回到垂直位置。操作正位踏板可以自动地释放锁定装置，从而驾驶员不需要执行任何其它的动作来释放锁定装置并且使得将车辆正位变得可能，或可以通过另外的手动控制释放，例如驾驶员很容易接触到的按钮。当以这种方式压下时，踏板被推向位于车辆最下侧的臂5的端部52，从而施加向下并基本垂直的力，该力会使可变形的平行四边形返回到如图3所示基本相当于矩形的正常位置。

在图8所示的第二实施例中，该正位装置由能够通过车辆的前板滑动的两个连杆75和76构成。每个连杆的下端与平衡平行四边形的水平上臂5的端部52连接，并靠近车轮轮毂。当驾驶员希望将车辆正位时，他拉动位于车辆的最上侧的连杆，这也符合本能动作，以将车辆正位并使车辆回到垂直位置。

连杆上的该动作拉动位于车辆的最上侧的臂5的端部52，并且施加向上并基本垂直的力，该力会使可变形的平行四边形返回到如图3所示基本相当于矩形的正常位置。

另一可能的变型使用与图7的踏板71和72类似的两个踏板，每个都设计为通过拉动位于踏板本身的相对侧的臂5而操作。以这种方式，可以垂直地作用在臂上而不是在如图7所示的实施例中沿倾斜轴(作用在臂上)。以这种方式，踏板的工作行程能够缩短。应当指出作用在踏板上的脚可以施加比拉动连杆的臂更大的力。

也可提供使用电动或液压致动器例如致动缸的正位装置的实施例。

正如车辆和四个车轮的倾斜能够通过仅倾斜底盘而不必须同时既倾斜前轮又倾斜后轮一样，没有必要在前部和后部都安装正位装置。由于正位装置与需要作用在前轮转向几何结构上的转向轮主销(wheel caster)一起更有效率，所以更优选地将正位装置只安装在前部。

图7和图8示出正位装置，如果车辆不在垂直位置，则通过该正位装置能够将车辆正位。正位装置采用两根弹簧的形式，例如螺旋弹簧77，该弹簧的上端固定到底盘3一构件上的支点，并且该弹簧的下端固定到减振弹簧8的上端。特别是当静止时，该正位装置缓慢地将车辆返回到对称的垂直位置，然后锁定车辆。

在图7和图8中，双向箭头表示弹簧77的固定点例如通过致动缸能够在两个极限位置之间垂直地移动的事实。当该连接点(固定点)上升时，该连接点会拉伸弹簧77。这能够用于随速度的变化而增加驾驶员使车辆倾斜的力，例如在低速时的力大于在高速时的力。

图9和图10示出根据本发明的车辆相对于根据本发明没有平衡装置的车辆的某些优点。在图9的情况中，车辆的一侧在人行道上，车辆移动或停止。即使车辆很窄，平衡装置也能使车辆保持垂直从而不存在远离人行道翻转的危险。

图10是车辆拐小弯或快速转弯时的情况。因为车辆1的倾斜，主要取决于车辆的负载重量P、速度、和车辆停靠的地面的坡度(并且因此取决于所形成的水平取向的离心力C)、并且如果有风的话还取决于风的方向的通过车辆的重心G作用的合力R，穿过车辆的支承多边形，换句话说，合力R在车辆的四个车轮之间穿过。

本发明的一个特征是车辆的倾斜有利地限制为可以小于所谓的理想倾斜的值。车辆的理想倾斜是车辆的可倾斜部分的合力R穿过车辆支承多边形的对称的纵向轴线。在这种情况下，只存在会将车辆向地面下压的力R，并且没有会引起车辆向其侧面倾翻的剩余力。

图10示出了实际倾斜(轴线85)小于理想倾斜的情况。在这种情况下，合力R能够分解为沿轴线85将车辆向地面下压的力V以及垂直于倾斜轴线85的力RTF(在图中表示为FTR)。该力RTF对应于剩余横向加速度RTA，并与其成比例。根据本发明，检测或测量该剩余横向加速度RTA以控制并限制车辆倾斜。为此，在底盘上优选在靠近车辆可倾斜部分的平均重心的车辆对称轴线上安装单轴加速度计，从而该加速度计的灵敏性取向成例如与底盘的对称面成直角。

为了在产生剩余横向加速度的力(RTF)时锁定倾斜，可使用由加速度计产生的加速度值RTA，并且一旦该值超过预定阈值就锁定倾斜。当力RTF降低，并当由加速度计测量的剩余横向加速度RTA低于第二阈值(为了提供滞后量，该第二阈值可能与触发阈值不同)时，可以释放倾斜锁定。

另一倾斜锁定的可能性是，在RTA超过阈值时该倾斜锁定接合，以仅在剩余横向加速度的方向上作用并且允许在其它方向自由倾斜。这样可防止车辆在可能使其滚动的RTA方向(朝向转弯处的外部)上正位，而同时允许车辆在与RTA相对的方向倾斜并且因此减少RTA值，至少直到车辆处于最大倾斜。

当RTA突然上升时，锁定优选也可接合，通过将RTA的导数与预定阈值相比较而检测到该突然上升。当例如车辆向其侧面倾斜并且驾驶员迅速对车辆加速时，发生该现象，这样会使车辆直立并且然后在RTA的方向上翻转：这可通过倾斜锁定而停止。在根据本发明的车辆的基本形式中，在没有自动平衡装置时，只需要两个传感器，一个传感器用于检测(可能测量)车辆的速度，从而在某一速度以上释放倾斜制动机构，另一个传感器是加速度计，其安装在底盘上并且检测(可能测量)RTA。

在本发明的车辆的变型中，所有锁定装置结合在一个制动机构中，该制动机构通常处于锁定位置并且只通过在按以上说明而设定的极限内由自动倾斜控制命令释放。

在更复杂的形式中，通过自动装置有利地控制多种功能，所述自动装置包括上述检测器、计算机、和自动车辆倾斜装置，例如致动缸或通过“基本电动的”马达转动的传动小齿轮，该马达本身通过反馈和计算机(例如，从RTA信息)控制。在这种情况下限定倾斜极限的限位器可以内装在齿轮系中，其中扇形齿轮连接到仿形板7或致动缸控制器。

在另一变型中，在车辆的全部四个车轮都倾斜的情况下，可以设有两个倾斜锁定制动机构，一个制动机构在前部并且一个在后部，当RTA(或其导数)大于预定阈值并且处于减速时，前部制动机构锁定倾斜，从而由于前轮转向几何结构更灵活使得锁定动作更柔和；当停止时后部制动机构和前部制动机构一起更刚性地锁定倾斜。最后，在图8中，可以看到固定的限位器90：该限位器安装到底盘上并且限制底盘和仿形板之间的相对倾斜，并且因此限制车辆倾斜的最大值。

上述说明清楚地解释了本发明如何实现其目标。

特别地，在本发明整体构思中将看到，已经详细说明的车辆尽管宽度很小但非常稳定。

特别地，可生产很窄宽度的车辆，例如宽度大约60cm，其重心在车轮与地面的接触面上方大约60cm。在静止或低速时，最大倾斜通过倾斜限定装置限定为大约18度。高速行驶时该限制可以上升到25度，相当于在摩托车的情况下的45度(这是很大的角度)。

然而，非常清楚的是，并不限于已经具体说明和在图中示出的实施例的上述发明。

例如，根据本发明的车辆可以具有两个车门。这允许驾驶员靠墙壁停车，而不需要考虑车辆相对于墙壁的取向以便能够从车上下来。

类似地，可以以这样的方式安装第二车门，以为后面的乘客车座提供直接入口，在这种情况下有利地将车门安装成能从车辆的后部滑到车辆的前部，并且当门打开时不伸出车体的前部。

更简单地，在单个门的情况下，如果车辆滚压在其车门侧上使得所述车门不能打开，安全开口将允许一个乘坐者或多个乘坐者从车辆中出来。

最后，必须理解根据本发明的车辆可以配备所有的安全项目，例如安全带、挡风玻璃雨刮、以及牵引控制装置或防抱死制动系统。车辆还可以配备附件，例如加热器、空调、具有软车顶或可取下硬车顶的遮阳篷顶、收音机、盒式磁带机或CD机、计算机导航系统、电动门打开控制装置，以及车辆可使用的其它舒适或安全附件。根据本发明的车辆还可以配备在一定范围的车辆上，例如小型货车、运货卡车、4×4或越野、以及赛车上。

Claims (12)

1.一种具有四个车轮(10)的机动车(1)，包括：

-驾驶员座椅(2)，该驾驶员座椅容纳在在宽度方向只能容纳一个人的驾驶室中，该驾驶室安装在包括驾驶员保护结构(4)的底盘(3)上；

-平衡装置，该平衡装置连接到所述底盘(3)上并用于在转弯时或在相对于水平面倾斜的地面上时通过相对于地面同时倾斜底盘(3)和所述机动车的至少前轮(10)来平衡机动车，

其特征在于，所述平衡装置允许机动车以其值不同于理想倾斜值的倾角倾斜，在保持机动车平衡时，理想倾角使施加在可倾斜的机动车的重心上的合力穿过机动车支承多边形的对称的纵向轴线；

所述机动车还包括：

-当机动车静止或减速移动时自动锁定所述倾斜的锁定装置；

-以及限定倾斜最大值的限定装置，该限定装置使得在水平地面和在所述最大倾斜时静止的机动车不会倾翻。

2.如权利要求1所述的机动车，其特征在于，所述平衡装置包括控制所述底盘(3)和所述车轮(10)的倾斜的伺服机构。

3.如权利要求2所述的机动车，其特征在于，所述伺服机构形成锁定所述倾斜的装置。

4.如权利要求1所述的机动车，其特征在于，所述平衡装置包括根据车速变化来改变驾驶员需要施加以产生倾斜的力的大小的装置，该装置使得低速时的力大于高速时的力。

5.如权利要求1所述的机动车，其特征在于，所述平衡装置包括在底盘(3)的一端可枢转的仿形板(7)，以及两个减振弹簧(8)，每个减振弹簧的一端在底盘(3)一侧或另一侧上连接到一个车轴臂上并靠近相应的车轮(10)，而两个减振弹簧(8)的另一端直接枢转连接到仿形板(7)。

6.如权利要求3所述的机动车，其特征在于，平衡装置一方面包括检测机动车受到的剩余横向加速度的装置，另一方面包括根据剩余横向加速度的变化至少在该剩余横向加速度的方向锁定机动车的倾斜的装置。

7.如权利要求1所述的机动车，其特征在于，所述限定装置包括根据机动车速度的变化而改变最大倾斜的装置，该装置使得在低速时的最大倾斜小于在高速时的最大倾斜。

8.如权利要求3所述的机动车，其特征在于，该机动车还包括用于在机动车不处于垂直位置时将机动车正位的正位装置。

9.如权利要求3所述的机动车，其特征在于，该机动车包括驾驶员可根据需要释放所述倾斜锁定装置的装置，该装置用于在机动车停止时将机动车正位并将机动车恢复到垂直位置。

10.如权利要求1所述的机动车，其特征在于，所述机动车配备有当打开时在机动车周围占用较少空间的至少一个滑动门(13)，从而避免机动车倾翻的危险。

11.如权利要求1所述的机动车，其特征在于，所述驾驶室包括布置成一个位于另一个后面的前座(2)和后座(14)，以容纳在前方的驾驶员(9)和在后方的乘客，两个车座(2，14)都具有水平的坐垫(21，15)和椅背(22，16)；并且，驾驶员车座的椅背(22)可绕一轴线枢转，从而该椅背可以靠着车体(4)放置以使乘客能够进入所述后座(14)。

12.如权利要求1所述的机动车，其特征在于，该机动车包括布置成一个位于另一个后面的前座(2)和后座(14)，以容纳在前方的驾驶员(9)和在后方的乘客，两个车座(2，14)都具有水平的坐垫(21，15)和椅背(22，16)，如果没有乘客，则后座(14)的椅背(16)能够平移并且靠着前座(2)的椅背(22)放置，以在机动车的后部释放更多的存储空间，后座(14)的椅背(16)配备有托架(17)，该托架铰接到椅背的后部并处于两个位置中的一个，即：当所述后座(14)的椅背(16)靠着所述前座(2)的椅背(22)放置时形成覆盖后座(14)的水平坐垫(15)的行李空间的底板的位置，以及所述托架放置成靠着车座椅背的后部的位置。

Images