CN103124668A - 具有可变轮距的车辆 - Google Patents

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Abstract

一种车辆，包括具有一对前轮(111，112)的前轴，一对前轮具有在宽轮距和窄轮距之间可调的轮距宽度；具有后轮(121)的后驱动轴；当前轮(111，112)设置成窄轮距时配置成控制后轮(121)转动的转向装置；和轮距宽度控制装置，其配置成改变前轮(111，112)的轮距宽度并改变前轴和后轴之间的轴距，以使得处于前轮(111，112)的宽轮距时轴距比处于前轮(111，112)的窄轮距时长。

Description

具有可变轮距的车辆
技术领域
本发明涉及具有可变轮距的车辆。
背景技术
进行了持续的尝试以增强车辆的机动性和稳定性。
例如，已知的可变轮距的车轴便于在不同环境中车辆的使用，在不同速度时的车辆空气动力学的调整或者在不同驾驶条件下的车辆稳定性的调整。也存在已知的具有可倾斜框架以增加高速时车辆的驾驶性能的三轮车辆。
例如，美国专利US6902022提出了一种具有可变换的前端和可变轮距宽度的拖拉机。该拖拉机具有可转向、可更换的前轮组件和可调整的后轮距宽度。可移除的前轮组件允许在单轮和两轮的前轮组件间方便的转换。结合可更换的前轮组件，可调整的后轮距宽度允许拖拉机的回转半径的改变。这种配置显然可以用到宽回转半径的大型和重型车辆，回转半径由后轮距的宽度进行调整。
另外，PCT申请WO9950128提出了一种短的窄型机动车辆，其在每侧具有平行四边形联接装置，前轮或后轮连接到该联接装置上，能使车轮以协调方式布置。车辆通过前轮转向并且转向机构配置成不管车轮的布置范围如何都能使前轮转向，尽管在缩回位置回转的范围受限。后轮是非可转向的。
美国专利US4717164提出了一种道路车辆，其包括相对于固定底盘部分可转动的可旋转的底盘部分，转向机构和限制机构，其用于无论何时致动转向机构以转向车辆时都绕水平轴自动转动所述可旋转的底盘部分。这样的车辆在低速和突然回转时可能变得不稳定。
美国专利US5927424提供了一种具有至少三个车轮的自平衡车辆：一个可转向的车轮和两个非可转向的车轮，其中车辆的至少一部分通过辅助动力倾斜元件绕车辆的纵轴可倾斜。倾斜是作为行驶期间在可转向车轮的方向上改变的大小和/或方向的传感器测量值的函数产生的。车辆由于仅有的一个可转向车轮而限制了转向能力。
美国专利申请US20060170171提出了一种具有倾斜底盘和为了倾斜所述底盘适于横向于它们的旋转轴移动的前轮。前轮具有可变轮距宽度，配置成适于低速宽轮距和高速窄轮距，以便允许在高速时倾斜。车辆是通过倾斜整个底盘和所有车轮进行倾斜的。
上述车辆的缺点是当停车时占用相对多的空间和/或由于宽轮距或小范围的转向而在低速时具有有限的转向能力。
本发明的目的是提供一种在高速时能以容易且稳定的方式驱动的车辆，同时允许在低速时具有高机动能力且需要较小的停车空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆，包括具有一对前轮的前轴，一对前轮在宽轮距和窄轮距之间具有可调的轮距宽度，具有后轮的驱动后轴，配置成当前轮设置成窄轮距时控制后轮转动的转向装置，配置成改变前轮的轮距宽度并改变在前轴和后轴之间的轴距的轮距宽度控制装置，以便对前轮的宽轮距来说轴距比前轮的窄轮距的长。
转向装置还可以配置成基于前轮的轮距宽度控制前轮绕基本垂直的轴的转向以及后轮绕基本垂直的轴的转向。
转向装置还可以配置成当前轮设置成宽轮距时控制前轮的转向，而当设置成窄轮距时前轮是不可转动的。
当前轮设置成宽轮距时后轮可以是不可转动的。
轮距宽度控制装置可包括连接每个前轮的成对的叉骨件，每对叉骨件在一点枢转连接到中心框架和在另一点连接到推拉杆的一端，推拉杆的另一端与中心线致动器的活塞枢转连接，以便活塞的运动导致轴距和前轮的轮距宽度的改变。
轮距宽度控制装置可配置成当从宽轮距配置转换成窄轮距配置时朝向车辆的中心轴线转向前轮，以及当从窄轮距配置转换成宽轮距配置时将前轮转离车辆的中心轴线。
轮距宽度控制装置可包括连接到前轮的可变长度的转向杆。
轮距宽度控制装置可包括连接到每个前轮的成对的叉骨件，每对叉骨件连接到伸缩臂，所述伸缩臂在一点枢转安装到中心框架并且在另一点安装到推拉杆的一端，推拉杆的另一端与中心线致动器的活塞枢转连接，以便活塞的运动导致轴距和前轮的轮距宽度的变化。
轮距宽度控制装置可包括转向杆，其在一端连接到转向致动器和在另一端连接到前轮的转向关节轴承，以操纵前轮绕它们各自的垂直轴的转动，其中转向致动器连接到中心框架并具有可变长度。
轮距宽度控制装置可包括成对的上下前悬臂，其在一端枢转连接到驱动臂并且在另一端枢转连接到一对上下后悬臂，所述一对上下后悬臂在一端枢转连接到中心框架并且在另一端枢转连接到前轮的转向关节轴承，驱动臂枢转安装到中心框架并且在连接到中心框架的点绕基本垂直的轴线可转动，以便控制前轮的轮距宽度和车辆的轴距。
车辆还可包括轮趾端控制机构，其包括定位臂，转向杆可安装到其上，以控制前轮的轮趾端。
轮趾端控制机构可安装到基部上，基部通过轴承枢转连接到车辆框架，以允许通过转动基部借助于转向杆来操纵前轮的转动。
前轮可绕各自的轴转动。
前轮可绕共同的轴转动。
前轴可由线性致动器转动。
后轮可绕从后轮的中心偏移距离大于后轮的半径的轴线转动。
后轴可由线性致动器转动。
车辆还可包括选择器，其配置成控制轮距宽度控制装置和转向装置的操作。
选择器可与变速杆连接。
车辆还可包括框架，其包括绕倾斜轴线倾斜且与具有后轮的后驱动轴连接的倾斜部分，与具有一对前轮的前轴连接的非倾斜部分；与倾斜框架部分连接的主体部分；当前轮设置成宽轮距时用于倾斜可倾斜的框架部分的倾斜装置。
倾斜轴线可位于车辆的对称的纵向垂直平面内。
倾斜装置可配置成当前轮处于窄轮距时比当前轮处于宽轮距时将可倾斜的框架部分倾斜更小的程度。
倾斜装置可配置成当前轮处于窄轮距时阻止可倾斜的框架部分的倾斜。
倾斜装置可包括倾斜致动器。
倾斜装置可包括由后轮的转动致动的自倾斜机构。
纵向倾斜轴线可相对于路面倾斜。
车辆可包括弹性外壳，其形成车辆的车厢并具有由与联接装置连接的线性致动器控制的宽度，以使得车厢的宽度在前轮处于宽轮距时比在前轮处于窄轮距时宽。
附图说明
本发明通过附图所示的实施例示出，其中：
图1A-1C示出根据本发明的不同类型车辆的侧视图，宽轮距配置相应于高速驱动模式，窄轮距配置相应于低速停车模式。
图2A，2B示出处于宽轮距和窄轮距配置的车辆的主视图。
图3A，3B示出处于宽轮距和窄轮距配置的车辆的透视形象化视图。
图4示出处于宽轮距配置的车辆底盘的第一实施例的俯视图。
图5示出具有绕各自的轴转向的前轮的处于宽轮距配置的车辆底盘的第一实施例的俯视图。
图6和图7示出具有被转向的后轮的处于窄轮距配置的车辆底盘的第一实施例的俯视图。
图8和9示出具有绕共同的轴线可转动的前轮的底盘的第二实施例的俯视图。
图10示出处于宽轮距配置的车辆的底盘的第三实施例的俯视图。
图11A-11B示出图10中处于宽轮距配置的车辆的底盘分别向右和向左转向的俯视图。
图12A-12C示出图10中从宽轮距配置向窄轮距配置转换期间的车辆的底盘俯视图。
图13A-13C示出从窄轮距配置向宽轮距配置转换期间的车辆底盘的俯视图。
图14A-14C示出处于宽轮距配置、转换期间和窄轮距配置时车辆底盘的第四实施例的俯视图。
图15A，15B示出第四实施例处于宽轮距和窄轮距配置时的主视图。
图16A-16F示出轮趾端控制机构的细节。
图17A-17C示出前轮方向转向的一个实施例。
图18示出选择器操作的流程图。
图19，20和21分别示出具有倾斜框架的车辆的侧视图、主视图和透视图。
图22示出具有倾斜框架的车辆的选择器操作的流程图。
图23A，23B示出具有弹性部件和轮廓调整机构的车辆的车体。
具体实施方式
根据本发明的车辆在图1A-1C中示出相应于高速驱动模式的宽轮距配置以及相应于低速停车模式的窄轮距配置的侧视图。图2A和2B分别示出处于宽轮距和窄轮距配置的车辆的主视图。图3A和3B分别示出宽轮距和窄轮距配置的车辆的透视图。优选的，车辆是用于一人或两人的客车，具有在窄轮距配置时约1米的宽度以及约2-3米的长度。图1A示出具有封闭罩部分的典型的乘客运输车辆，图1B示出具有透明罩部分的运输车辆以及图1C示出敞开式车顶休闲娱乐运输车辆。车辆优选是三轮车辆，具有带一对前轮111、112的前轴和带后轮121的后轴。然而，在某些实施例中，车辆可具有更多的轴和/或在每个轴上有更多的车轮。前轮111、112具有在如图2A和3A所示的宽轮距和如图2B和3B所示的窄轮距之间可调的轮距宽度。对于前轮111、112的宽轮距，轴距，即前轮轴和后轮轴之间的距离，比对于前轮111、112的窄轮距的轴距长，如图3A与图3B比较所示。
优选的，处于宽轮距配置时，前轮的轮距宽度至少等于处于窄轮距配置时轮距宽度的150％，即其实质上更宽。
优选的，处于宽轮距配置时，轴距至少等于处于窄轮距配置时轴距的120％，即其实质上更长。
通过将前轮设置成宽轮距并且延长轴距，这样的结构使得在较高速时车辆的稳定性增加，同时通过将前轮设置成窄轮距并且缩短轴距，允许保持窄车辆尺寸，以允许在窄空间停车并且在低速时增加机动性。
图4示出在宽轮距配置时车辆底盘的第一实施例的俯视图。车辆底盘包括前轴，其是具有一对前轮111、112的分离轴，前轮具有在如图4和5所示的宽轮距和如图6和7所示的窄轮距之间可调的轮距宽度。在一个简单的实施例中，前轮可设置成仅宽轮距或窄轮距中的一个。在一个更复杂的实施例中，前轮可设置成在宽轮距和窄轮距间的多个位置，例如取决于所希望的速度或舒适度。在一个实施例中，可调轮距的前轮是非转向的并且只有后轮是可转向的，以允许车辆的定向转向。在另一个实施例中，当前轮111、112设置成宽轮距时，前轮111、112可绕各自的、由转向关节轴承131、132所限定的轴转向，如图5所示，以允许车辆在高速时通过前轮进行定向转向。当前轮设置成窄轮距时，它们是非转向的并且车辆通过后轮的转动定向转向。前轮111、112的非转向配置可电动触发，例如，通过车辆的中央处理单元，或者通过断开或锁止前轮111、112的转向装置进行机械触发。由于前轮111、112设置成窄轮距时是非转向的，所以前轮111、112可靠车体非常近，无需提供额外的空间用于车体中车轮的转向，因此得到非常窄的车辆宽度，如图2B和3B所示。
前轮111、112的轮距宽度由轮距宽度控制装置改变，该装置可配置成在前轴和后轴之间改变轴距，以便在前轮111、112处于宽轮距时轴距比前轮111、112处于窄轮距时长。
尤其是，轮距宽度控制装置可包括连接到前轮111、112的叉骨对113、114，各叉骨对113、114在一点枢转连接到中心框架117并且在另一点连接到推拉杆115、116的一端，推拉杆的另一端与中心线性致动器119的活塞118枢转连接，以便活塞118的运动引起轴距和前轮111、112的轮距宽度的变化。中心线性致动器119对当车辆在低速运动时改变轮距宽度尤其有用。
轮距宽度控制装置的另一个实施例可包括可变长度的转向杆141、142，其在前轮111、112的轮距收缩或伸展时临时改变其有效长度，以代替中心线性致动器119。增加转向杆141、142的长度使得前轮111、112都朝向车辆的中心轴线转向，其在车辆运动期间向车辆的中心推动车轮并且使轮距变窄。缩短转向杆141、142使得前轮111、112都远离车辆的中心轴线转动，并且使得前轮111、112向外侧同时运动，从而加宽它们的轮距。
轮距宽度控制装置也可包括可变长度转向杆141、142和中心致动器119。
可选择的，除了上述双叉骨悬架，可以使用其他类型的悬架，例如摆臂悬架或Macpherson悬架，为每个轮提供各自的旋转轴。
车辆底盘还包括具有后轮121的后轴。如图6和7所示，后轮121是可转动的，例如通过线性致动器124，围绕由偏离后轮121的中心的距离大于后轮121的半径的轴承123所限定的轴线可转动，这便于车辆的机动性。如果前轮是可转向的，当前轮111、112设置成宽轮距时，后轮121可被锁止，以便车辆在高速运行时只通过前轮111、112转向车辆。
后轴是车辆的驱动轴，与发动机122连接。前轴可以是死轴。
车辆还包括转向装置，例如转向轮，为简便未在附图中示出，其配置成控制后轮121的转向。在前轮可转向的实施例中，当前轮111、112设置成宽轮距时同样的转向装置也可用于控制前轮111、112。在特别的实施例中，当前轮111、112设置成宽轮距时，转向装置可配置成控制前轮111、112的转向，当前轮111、112设置成窄轮距时，配置成控制后轮121的转向。术语“转向”可理解为车轮绕非水平轴线转动，优选绕基本垂直的轴线转动。在另一个实施例中，当前轮111、112不设置成窄轮距时，前轮111、112和后轮121的转向可同时控制。在另一个实施例中，仅控制后轮121，而不管前轮111、112的轮距如何。转向装置可以任何传统的机械的或电动的方式与前轮111、112及后轮121连接和脱离。
图8和9示出具有绕共同的轴线转向的前轮的底盘的第二实施例的俯视图。
底盘具有带一对前轮111、112的前轴，前轮具有以与图4-7所示的第一实施例相似的方式在宽轮距和窄轮距之间可调节的轮距宽度。因此，图8和9的附图标记指代与图4-7中相同或相似的元件。然而，在第二种配置中，前轮111、112绕共同的轴线转向，例如绕轴承151转动，整个前轴通过线性致动器152绕轴承151可转向。线性致动器152的伸展导致前轴向右旋转，如图9所示，而线性致动器152的缩回导致前轴向左旋转。这样的配置简化了车辆转向机构。
第二种配置中的后轴具有与如图6和7所示的第一种配置相同的结构和操作原理。
图10示出处于宽轮距配置中的车辆的底盘的第三实施例的俯视图。其在轮距宽度控制装置的配置上不同于图4所示的第一实施例。如图10所示，轮距宽度控制装置包括连接到前轮111、112并安装在伸缩臂143、144上的叉骨对113、114。每个伸缩臂143、144在一点枢转连接到中心框架117并且在另一点枢转连接到推拉杆115、116的一端，推拉杆的另一端与中心线性致动器119的活塞118枢转连接，以便活塞118的运动引起轴距和前轮111、112的轮距宽度的变化。
轮距宽度控制装置也可包括在一端连接到转向致动器147、148并在另一端连接到转向关节轴承131、132以使车辆绕它们各自的轴转向的转向杆145、146，代替中心线性致动器119或除其之外。转向致动器147、148在另一端连接到中心框架117并且改变它们的有效长度以控制前轮转向，如下面的附图详细示出。
图11A-11B示出当分别向右和向左转时处于宽轮距配置的图10中车辆底盘的俯视图。当车辆向右转时，如图11A所示，左转向致动器147延伸并且右转向致动器148缩回，这导致左推拉杆145向左运动以及右推拉杆146向右运动，两轮111、112都绕它们的旋转垂直轴线分别向右转向。另一方面，当车辆向左转向时，如图11B所示，左转向致动器147缩回并且右转向致动器148伸展，这导致左推拉杆145向右运动以及右推拉杆146向左运动，两轮111、112都绕它们的旋转垂直轴线分别向左转向。
图12A-12C示出图10中车辆的底盘从宽轮距配置向窄轮距配置转换期间的俯视图，即当车辆运行时从高速驱动模式向低速停车模式转换。首先，如图12A所示，转向致动器147、148均伸展，这导致两前轮111、112朝向车辆的中心纵轴转向。当车轮111、112转向且车辆运行时，车辆的牵引和中心致动器119的活塞118的延伸导致前轮111、112的轮距变窄。如图12B所示，前轮111、112朝向后轮121移动，因此同时缩短前轮111、112的轮距宽度和前轮111、112与后轮121之间的轴距。在转换的最后阶段，如图12C所示，当中心致动器119的活塞118达到其完全伸展位置之后，转向致动器147、148缩回以便将前轮111、112转向笔直位置，与车辆的纵轴平行。
当车辆运行时，如上所述的机构通过控制转向致动器147、148影响从宽轮距配置到窄轮距配置的变化，这需要相对小的动力。当车辆静止时，也可能改变从宽轮距到窄轮距的配置，反之亦然-可启动中心致动器119以便给车轮施加力来改变它们的位置，这需要更多的动力，但是提高了车轮运动和定位的控制水平。
图13A-13C示出从窄轮距配置向宽轮距配置转换期间的车辆底盘的俯视图，即当车辆运行时从低速停车模式向高速驱动模式转换。首先，如图13A所示，转向致动器147、148均收缩，这导致前轮111、112均从车辆的中心纵轴线转离。当车轮111、112转向且车辆运行时，车辆的牵引和中心致动器119的活塞118的缩回导致前轮111、112的轮距变宽。如图13B所示，前轮111、112从后轮121移动离开，因此同时伸展前轮111、112的轮距宽度和前轮111、112与后轮121之间的轴距。在转换的最后阶段，如图13C所示，当中心致动器119的活塞118达到其完全缩回位置之后，转向致动器147、148伸展，以便将前轮111、112转向笔直位置，与车辆的纵轴平行。
图14A-14C示出处于宽轮距配置、转换期间和窄轮距配置时作为实施本发明的最佳模式的车辆底盘的第四实施例的俯视图。图15A，15B示出第四实施例处于宽轮距和窄轮距配置时的主视图。底盘包括前悬架，前悬架包括用于每个前轮111、112的四个悬臂171-174。有两个上臂171、172和两个下臂173、174。每对下臂173、174和上臂171、172由前臂171、173和后臂172、174组成。前悬臂171、173在一端枢转连接到驱动臂175并且在另一端(也枢转)连接到后臂172、174的某一点。后臂172、174在一端枢转连接到车辆框架117并且在另一端(也枢转)连接到转向关节轴承132。驱动臂175通过具有基本垂直的转向轴线的铰链176连接到车辆框架117。驱动臂175绕铰链176转向以便能处于相应于图14A和15A所示的车辆的前悬架的宽轮距配置的最前位置和相应于图14C和15B所示的车辆悬架的窄轮距配置的最后位置之间的多个位置。驱动臂175的运动和位置由车辆中央处理单元和一套机电联接装置控制。图14A-14C和15A-15B示出这样的系统的一个典型实施例。它包括中心线性致动器181和推拉连接杆182，每个推拉连接杆在一端连接到在中心线性致动器181一端的T形元件183，在另一端连接到驱动臂175的某一点。这个实施例中，驱动臂175的位置通过线性致动器181沿着其纵向轴线的位置控制。如果线性致动器181处于其极限伸展位置，如图14A和15A所示，则驱动臂175处于它们相应于车辆的宽轮距配置、相应于高速驱动模式的最前位置。如果线性致动器181处于其极限缩回位置，则驱动臂175处于它们的相应于车辆的窄轮距配置、相应于低速停车模式的最后位置。在线性致动器181的端部位置之间的转换，如图14B所示，相应于在车辆的窄轮距和宽轮距配置之间的转换。
在该实施例中后悬架和后轮的转向等同于前面的实施例所描述的内容。
在该实施例中前轮111、112以等同于前面的实施例所描述的方式可沿基本垂直的轴线转向以有助于在宽轮距和窄轮距配置之间的转换，并且用于车辆的定向转向的目的。
在特殊实施例中，车辆的前轮111、112的方向控制可由轮趾端控制机构(为了简化附图，仅在图14A-14C中由附图标记190表示的基部190)实现并在图16A-16F中以俯视图和主视图详细示出。该机构包括转向杆191，其在一端枢转连接转向关节臂192并在另一端枢转连接定位臂193。定位臂193通过推拉杆194与线性致动器195连接。轮趾端控制机构的基部190可通过轴承196连接到车辆的底盘。
如图16A-16F所示，为了将前轮朝向车辆的中心转向(正向的轮趾端)，为了从宽轮距配置到窄轮距配置的转换，线性致动器195伸展，向外和向后移动定位臂193的端部。定位臂193所产生的位移推动转向关节臂192并且前轮111、112朝向车辆的中心转向，即它们的轮趾端变成如图16A所示的正向。然后向车辆的中心和后部推动车轮111、112，如图16B所示。重要的是，“向内地”转向位置或正向的轮趾端在从它们的最前的拉出位置到它们的最后的收回位置的整个车轮的行进过程中被保持。达到伸展位置后，线性致动器195缩回，将定位臂193移动回到它们的中间位置，然后车轮111、112返回它们的基本平行于车辆的纵向轴线的惯常的轮趾端位置，如图16C所示。以此类推地，为了执行从窄轮距配置到宽轮距配置的转换，线性致动器195收缩，将定位臂193的端部向车辆的中心和向前移动，如图16D所示。转向杆191所产生的位移拉动转向关节臂192并且前轮111、112从车辆的中心向外转向，如图16E所示。然后从车辆的中心向外和向车辆的前部推动车轮111、112。在车轮从它们的最后的收回位置到它们的最前的伸出位置的整个行进过程中保持“向外的”转向位置或反向的轮趾端。车轮达到它们的伸出位置后，线性致动器195伸展，将定位臂193移动回到它们的中间位置，然后车轮111、112返回它们的基本平行于车辆的纵向轴线的惯常的轮趾端位置，如图16F所示。
轮趾端控制系统还有其他可能的实施例，例如包括由电动机驱动的罗马螺丝钉的系统。
在一个实施例中，如图17A-17C所示，当宽轮距配置时前轮用于定向转向。在该例中，基于车辆转向所期望的方向通过在相同方向转向前轮111、112来获得定向转向。可以通过绕轴承196所限定的轴线转向轮趾端控制机构组件的基部190来获得这样的转向。如果该组件如图17B所示顺时针转动，则车轮111、112也通过转向杆191的运动顺时针转动并且车辆向右转。轮趾端控制组件的逆时针转动具有对应的相反的效果，如图17C所示。转向组件的转动可由标准转向机构来启动，所述标准转向机构例如为齿条和齿轮或循环滚珠。
如图14-17所示的特殊角度出于显示和清楚的目的而放大了。在实际情况中，在特定驱动模式之间的轮趾端控制转换以及在高速驱动模式中的转动仅需要悬架的特定元件的很小的运动，通常在几度之内运动。
根据上述实施例的车辆可以下面的方式操作。当车辆在高速驱动时，前轮可设置成宽轮距并且车辆可通过配置成控制前轮和/或后轮转动的转向装置进行控制。这样的“驱动模式”提供给车辆好的稳定性。当车辆要停在窄空间时或者在空间受限的情况下缓慢行驶时，前轮可设置成窄轮距并且车辆可通过配置成控制后轮转动的转向装置进行控制。这样的“停车模式”提供给车辆窄尺寸和好的机动性能。因此车辆可容易地停在窄的停车空间内。当轴距为更窄的前轮距宽度缩短时，转动半径减小且机动性能进一步增加。
轮距宽度控制装置和转向装置的操作可由车辆驾驶员触发的共同的选择器进行控制。选择器可设置成“停车模式”或“驱动模式”。选择器可以是车辆仪表板上的专用开关。可选择地，选择器可与变速杆连接，其中“停车模式”可与变速杆的专用位置或倒档位置关联并且“驱动模式”可与表示前进档的位置关联。
图18示出选择器操作的流程图。操作可由车辆的中央处理单元进行机械或电动控制。当在步骤201中监测到选择器模式变到“停车模式”时，轮距宽度控制装置被触发，以在步骤202中设置前轮111、112的窄轮距，并且接下来在步骤203中转向装置配置成控制后轮121的转动。依次地，当步骤201中监测到选择器模式变成“驱动模式”时，轮距宽度控制装置被触发，以在步骤204中设置前轮111、112的宽轮距并且，接下来在步骤205中转向装置配置成控制前轮111、112和/或后轮121的转动。
上述车辆的底盘的所有实施例可与可倾斜框架连接，该框架包括可倾斜部分163，绕倾斜轴164可倾斜并与带后轮121的后驱动轴连接，倾斜轴处于车辆的对称的纵向垂直平面内，以及非倾斜部分162，其与带一对前轮111、112的前轴连接。图19、20和21分别示出具有倾斜框架的车辆的侧视图、主视图和透视图。倾斜部分163通过枢转接头161与非倾斜部分162连接。纵向轴线164优选相对于驱动表面倾斜一定角度。例如，它可穿过枢转接头161和后轮121与驱动表面的接触的点，这便于车体的倾斜，车体的主要部分165与倾斜框架部分163连接。不管前轮111、112的轮距的当前宽度和倾斜框架部分163的位置如何，前轮111、112总是垂直于驱动表面，这总是提供好的牵引力和制动性能。
当前轮111、112处于宽轮距时，车辆处于高速驱动模式。这样的配置中，前轮的宽轮距提供车辆好的稳定性。在高速驱动模式，当沿曲线行驶时，倾斜框架部分163朝向曲线的中心倾斜并且整车的重心朝向曲线的中心的后续位移抵消所有或部分离心横向力，因此有助于保持横向稳定性。
在高速驱动模式，车辆的定向转向可受倾斜框架部分163的倾斜或前轮111、112的转动或两者的组合的影响。
当前轮111、112处于窄轮距时，车辆处于低速停车模式，对在紧凑的停车空间低速操纵和停车是有用的。在低速停车模式，车辆的定向转向可主要由后轮的转动影响，其中倾斜框架部分163的倾斜至少受限或被锁止。
倾斜优选由倾斜致动器166进行控制，其根据前轮111、112的轮距宽度而进行控制。也可以使用自倾斜机构，其由后轮121的转动致动，其中车辆由于由高速驱动时后轮的转动引起的回转时机而倾斜。
前轮的转动是可选择的，因为车辆能够仅通过后轮的倾斜和转动而转向。因此，前轮可配置成可转动的，例如仅用于急转或仅用于方向的轻微改变。
如上所述的车辆可以下面的方式操作。当车辆在高速驱动时，前轮可设置成宽轮距，倾斜装置166致使主体部分165与倾斜框架部分163一起倾斜，车辆可选择的通过配置成控制前轮和/或后轮转动的转向装置进行控制。这样的“高速驱动模式”提供车辆好的稳定性。当车辆在窄空间中处于低速驱动或在窄空间中停车时，前轮可设置成窄轮距并且车辆可通过配置成控制后轮转动的转向装置进行控制，其中倾斜角度是有限的或倾斜能力受到阻碍。这样的“低速停车模式”提供车辆的窄尺寸和好的机动性能。因此车辆可容易地停在窄停车空间中。当轴距因更窄的前轮距宽度而缩短时，转动半径减小并且机动性能进一步增加。当轴距因更宽的前轮距宽度而增加时，高速时的稳定性增加。
轮距宽度控制装置和转向装置的操作都可以通过由车辆驾驶员触发的共用选择器进行控制。选择器可设置成“低速停车模式”或“高速驱动模式”。选择器可以是车辆仪表板上的专用开关。选择器也可以与车辆的速度监测器连接，允许基于车辆的速度、根据预定的算法和一套参数，例如车辆的速度和车辆轮距的当前宽度，在低速停车模式和高速驱动模式之间自动转换。选择器所遵循的算法也可以考虑一套其他参数，例如车辆的当前重量，或者由适当的传感器检测到的车辆运行表面的侧向倾斜，例如以避免由于为给定的表面倾斜度选择过窄的轮距导致过度转动车辆。
倾斜机构如此配置以便在高速驱动模式中车辆的倾斜框架163的位置根据主要考虑车辆速度和转向半径的算法由致动器166控制。倾斜机构所遵循的算法也可考虑一套其他参数，例如车辆的当前重量，车辆运行表面的侧向倾斜度，或由该表面提供的牵引力值。
图22示出用于如图15-17所示具有倾斜框架的车辆的选择器操作的流程图。操作可由车辆的中央处理单元机械或电动控制。当在步骤211中检测到选择器模式变为“低速停车模式”时，轮距宽度控制装置在步骤212中被启动，以设置前轮111、112的窄轮距，并且接下来在步骤213中倾斜装置配置成限制或阻止倾斜，并且在步骤214中转向装置配置成控制后轮121的转动。依次地，当在步骤211中检测到选择器模式变成“高速驱动模式”时，轮距宽度控制装置在步骤215中启动，以设置前轮111、112的宽轮距，并且接下来在步骤216倾斜装置被触发，并且可选择的在步骤217中转向装置配置成控制前轮111、112和/或后轮121的转动。
为了进一步提高车辆在紧凑区域中的机动性同时提供给驾驶员适当程度的舒适性，车体可具有弹性轮廓，如图23A和23B所示，示出车辆的主视图和轮廓调整机构的示意图。对于高速驱动模式，乘客舱的宽度增加，提供增加的肩部空间，如图23A所示，而当低速停车模式时，舱室的宽度减小到所允许的尽可能小，这样使得能够在更窄的空间进行操作，如图23B所示。
在车辆的一个实施例中，车体包括内框架301和外壳302。外壳包括由弹性合成材料制成的面板和窗户。内框架301包括组织在基本垂直于车辆的纵向轴线和线性致动器304的平面内的一套机械联接装置303。如果线性致动器304伸出，联接装置303向外推动外壳302的侧面板。面板变形增加舱室的宽度。以此类推，为了减小舱室的宽度，线性致动器缩回，因此向内拉动外壳302的侧面板。
上面示出的实施例是本发明的典型实施例。不脱离本发明的范围可以进行多种变型，这由所附的权利要求限定。例如，后轴可包括一个以上的车轮，只要后轮的轮距宽度不大于前轮的窄轮距。车辆也可包括两个以上的轴。

Claims (27)

1.一种车辆，包括：
-具有一对前轮(111，112)的前轴，所述一对前轮(111，112)具有在宽轮距和窄轮距之间可调的轮距宽度，
-具有后轮(121)的后驱动轴，
-当前轮(111，112)设置成窄轮距时配置成控制后轮(121)转动的转向装置，
-轮距宽度控制装置，其配置成改变前轮(111，112)的轮距宽度并改变前轴和后轴之间的轴距，以便处于前轮(111，112)的宽轮距时的轴距比处于前轮(111，112)的窄轮距时的轴距更长。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，转向装置还可配置成根据前轮(111，112)的轮距宽度控制前轮(111，112)绕基本垂直的轴线的转动和后轮(121)绕基本垂直的轴线的转动。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中，转向装置还可配置成当前轮(111，112)设置成宽轮距时控制前轮(111，112)的转动，而当前轮(111，112)设置成窄轮距时前轮(111，112)是不可转动的。
4.根据权利要求3所述的车辆，其中，当前轮(111，112)设置成宽轮距时，后轮(121)是不可转动的。
5.根据权利要求1所述的车辆，其中，轮距宽度控制装置包括连接到每个前轮(111，112)上的成对的叉骨件(113，114)，每对叉骨件(113，114)在一点枢转连接到中心框架(117)并且在另一点连接到推拉杆(115，116)的一端，推拉杆(115，116)的另一端与中心线性致动器(119)的活塞(118)枢转连接，以便活塞(118)的运动引起轴距和前轮(111，112)的轮距宽度的变化。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中，轮距宽度控制装置还可配置成当从宽轮距到窄轮距改变车辆的轮距宽度时朝向车辆的中心轴线转动前轮(111，112)，以及当从窄轮距到宽轮距改变车辆的轮距宽度时使得前轮(111，112)转动远离车辆的中心轴线。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中轮距宽度控制装置包括连接到前轮(111，112)上的可变长度的转向杆(141，142)。
8.根据权利要求1所述的车辆，其中轮距宽度控制装置包括连接到每个前轮(111，112)上的成对的叉骨件(113，114)，每对叉骨件(113，114)连接到伸缩臂(143，144)，所述伸缩臂(143，144)在一点枢转安装到中心框架(117)并且在另一点枢转安装到推拉杆(115，116)的一端，推拉杆(115，116)的另一端与中心线致动器(119)的活塞(118)枢转连接，以便活塞(118)的运动引起轴距和前轮(111，112)的轮距宽度的变化。
9.根据权利要求1所述的车辆，其中轮距宽度控制装置包括转向杆(145，146)，其在一端连接到转向致动器(147，148)，且在另一端连接到前轮(111，112)的转向关节轴承(131，132)，以操纵前轮(111，112)绕它们各自的垂直轴的转动，其中转向致动器(147，148)连接到中心框架(117)并具有可变长度。
10.根据权利要求1所述的车辆，其中轮距宽度控制装置包括成对的上下前悬臂(171，173)，其在一端枢转连接到驱动臂(175)并且在另一端枢转连接到一对上下后悬臂(172，174)，所述一对上下后悬臂(172，174)在一端枢转连接到中心框架(117)并且在另一端枢转连接到前轮(111，112)的转向关节轴承，驱动臂(175)枢转安装到中心框架(117)并且在连接到中心框架(117)的点绕基本垂直的轴线可转动，以便控制前轮的轮距宽度和车辆的轴距。
11.根据权利要求10所述的车辆，还可包括轮趾端控制机构，其包括定位臂(193)，转向杆(191)可安装到其上，以控制前轮(111，112)的轮趾端。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中轮趾端控制机构安装到基部(190)上，所述基部(190)通过轴承(196)枢转连接到车辆框架(117)，以允许通过转动基部(190)借助于转向杆(191)来操纵前轮(111，112)的转动。
13.根据权利要求1-12任一项所述的车辆，其中前轮(111，112)可绕各自的轴(131，132)转动。
14.根据权利要求1-12任一项所述的车辆，其中前轮(111，112)可绕共同的轴线(151)转动。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中前轴可由线性致动器(152)转动。
16.根据前述任一项权利要求所述的车辆，其中后轮(121)可绕从后轮(121)的中心偏移距离大于后轮(121)的半径的轴线(123)转动。
17.根据前述任一项权利要求所述的车辆，其中后轴可由线性致动器(124)转动。
18.根据前述任一项权利要求所述的车辆，还可包括选择器，其配置成控制轮距宽度控制装置和转向装置的操作。
19.根据权利要求18所述的车辆，其中选择器与变速杆连接。
20.根据前述任一项权利要求所述的车辆，还包括：
-框架，其包括：
○可倾斜部分(163)，其绕倾斜轴线(164)可倾斜且与具有后轮(121)的后驱动轴连接，
○非可倾斜部分(162)，其与具有一对前轮(111，112)的前轴连接，
-与可倾斜的框架部分(163)连接的主体部分(165)，
-倾斜装置(166)，用于当前轮(111，112)设置成宽轮距时倾斜所述可倾斜的框架部分(163)。
21.根据权利要求20所述的车辆，其中倾斜轴线(164)位于车辆的对称的纵向垂直平面内。
22.根据权利要求20所述的车辆，其中，所述倾斜装置(166)配置成当前轮(111，112)处于窄轮距时比当前轮(111，112)处于宽轮距时使得所述可倾斜的框架部分(163)倾斜更小的程度。
23.根据权利要求20所述的车辆，其中，所述倾斜装置(166)配置成当前轮(111，112)处于窄轮距时阻止可倾斜的框架部分(163)的倾斜。
24.根据权利要求20所述的车辆，其中，倾斜装置(166)包括倾斜致动器(166)。
25.根据权利要求20所述的车辆，其中，倾斜装置(166)包括由后轮(121)的转动致动的自倾斜机构。
26.根据权利要求20所述的车辆，其中，纵向倾斜轴线(164)可相对于路面倾斜。
27.根据前述任一项权利要求所述的车辆，包括弹性外壳(302)，其形成车辆的车厢并具有由与联接装置(303)连接的线性致动器(304)控制的宽度，使得车厢的宽度在前轮处于宽轮距时比在前轮处于窄轮距时高。
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