CN103387026A - 车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆。车辆（1）包括：车身（2）；前轮（7）；左右一对后轮（9）；左右分离配置的一对后支架（15）；轮内装式马达（17），该轮内装式马达（17）使后轮（9）在左右侧分别单独地旋转；前支承部（6），该前支承部（6）被车身（2）支承为能够朝左右侧转动，且该前支承部（6）将前轮（7）支承为能够旋转；以及控制部（18）。各后支架（15）具有与车身（2）连结的一端部（15A）以及将后轮（9）支承为能够旋转的另一端部（15B），并能够以一端部（15A）为中心上下转动。为了使车身（2）左右倾斜而进行转弯，控制部（18）对轮内装式马达（17）进行控制以使左右的后轮（9）产生驱动力差。

Description

车辆

技术领域

本发明涉及车辆。

背景技术

日本特开2010-260531号公报以及日本特开2003-26068号公报中提出有所谓的称之为个人机动车辆（personal mobility vehicle）的小型轿车。这样的小型轿车，通过使车身朝左右侧倾斜（偏斜，lean）而能够朝左右转弯。日本特开2010-260531号公报中的车辆包括：供乘客搭乘的主体部；从下方支承主体部的支承部；被支承部支承为能够旋转的左右一对驱动轮；驱动各驱动轮的驱动马达；使车身朝左右侧倾斜的连杆机构；使连杆机构进行动作的连杆马达；以及连杆马达的控制装置。对于日本特开2010-260531号公报中的车辆而言，当连杆马达响应控制装置的控制而使连杆机构进行动作时，各驱动轮的外倾角发生变化而使得车身朝转弯方向倾斜。

日本特开2003-26068号公报中的车辆，设有左右一对前轮的前车身与设有左右一对后轮的后车身以摇摆（roll）自如的方式连结，左右一对前轮经由转向装置而与杆式方向盘（bar handle）连结。对于日本特开2003-26068号公报中的车辆而言，当驾驶员转动杆式方向盘来使左右的前轮转向时，前车身倾斜。

对于日本特开2010-260531号公报中的车辆而言，为了使车身倾斜，需要复杂的连杆机构、连杆马达（用于使车身倾斜的专用的致动器）以及连杆马达的控制装置。另外，对于日本特开2003-26068号公报中的车辆而言，为了使车身倾斜而需要杆式方向盘以及转向装置。因此，用于使车身倾斜的结构变得复杂，从而存在导致成本增加或尺寸变得大型化的忧虑。

发明内容

本发明提供一种车辆，能够以简易的构成使车身倾斜而进行转弯。

根据本发明的一个例子的特征，本发明是具有车身、前轮以及左右一对后轮的车辆，所述车辆的特征在于，包括：一对后支架，该一对后支架以左右分离的方式配置，具有与所述车身连结的一端部以及将所述后轮支承为能够旋转的另一端部，并且能够以所述一端部为中心上下转动；驱动部，该驱动部使所述后轮在左右侧分别单独地旋转；前支承部，该前支承部被所述车身支承为能够朝左右侧转动，并将所述前轮支承为能够旋转；以及控制单元，为了使所述车身左右倾斜而进行转弯，该控制单元控制所述驱动部以使左右的所述后轮产生驱动力差。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的优选实施方式所进行的详细描述，本发明的上述及其它目的、特征及优点会变得更加清楚，其中，利用例如数字之类的附图标记来表示结构单元。

图1是本发明的一个实施方式所涉及的车辆的示意性的立体图。

图2是从侧面观察车辆的前侧部分的侧视图。

图3是从后方观察车辆的后侧部分的后视图。

图4是从侧面观察车辆的后侧部分的侧视图。

图5A是处于转弯状态下的车辆的示意性的立体图。

图5B是从后方观察处于转弯状态下的车辆的后侧部分的后视图。

图5C是从前方观察处于转弯状态下的车辆的前侧部分的主视图。

图6是用于说明车辆爬越阶梯的状况的示意图。

图7是变形例所涉及的车辆的示意性的立体图。

具体实施方式

以下，参照相应的附图对本发明的具体实施方式进行说明。

图1是本发明的一个实施方式所涉及的车辆1的示意性的立体图。图2是从侧面观察车辆1的前侧部分的侧视图。图3是从后方观察车辆1的后侧部分的后视图。图4是从侧面观察车辆1的后侧部分的侧视图。其中，当确定车辆1的前后左右方向时，以乘坐于车辆1的驾驶员的视线为基准。即，在图1中，左侧设为车辆1的前侧，右侧设为车辆1的后侧。

该车辆1例如是单人乘坐的小型汽车（所谓的个人机动车辆或个人用短途车辆）。车辆1包括车身2、座椅3、操纵杆4、前悬架5、前支承部6、前轮7、后悬架8以及后轮9。前悬架5、前支承部6、前轮7、后悬架8以及后轮9分别在左右侧设置有一对。此处，针对前悬架5、前支承部6、前轮7、后悬架8以及后轮9中的每一个部件，当指左侧的部件时则在各自的附图标记的末尾附加“L”，当指右侧的部件时则在各自的附图标记的末尾附加“R”（对于后述的后支架15或轮内装式马达17也进行同样的表示）。

本实施方式中，虽然车身2形成为在前后方向上较长的箱状，但车身2的形状能够任意地设定。座椅3被固定在车身2的上部。操纵杆4例如是所谓的控制杆（joy stick），且被安装在处于车身2的上部的座椅3的前侧。驾驶员就坐于座椅3而对操纵杆4进行操纵，由此能够使车辆1进行运动。本实施方式中，若向前侧推动操纵杆4，则能够使车辆1前进，若向左前侧推动操纵杆4，则能够使车辆1向左转弯，若向右前侧推动操纵杆4，则能够使车辆1向右转弯（后文中进行详细叙述）。此外，在图2之后的附图中，为了便于说明，有时将座椅3以及操纵杆4的图示省略。

在车身2的前部的左右侧分别设有一个前悬架5。各前悬架5为双叉形臂式的悬架，各前悬架5分别包括上下一对的支架10、立板（upright）11以及减振器12。上下一对的支架10从车身2的前部朝左右方向上的外侧突出。各支架10的根部经由前后延伸的摆动轴13而与车身2连结，各支架10能够以摆动轴13为中心上下地摆动。立板11以上下延伸的状态架设在上下一对的支架10的前端部分（离车身2最远的一侧的端部）之间。立板11与上下一对的支架10的各前端部分经由前后延伸的摆动轴14而连结，立板11能够借助摆动轴14而分别相对于上下一对的支架10进行相对摆动。

减振器12例如配置在上下一对的支架10之间，且从下侧的支架10朝斜上方延伸而与车身2连结。即，减振器12架设在下侧的支架10与车身2之间。减振器12构成为包括朝上述斜上方延伸的弹簧或缓冲器（damper）而能够弹性地伸缩。此外，在图2之后的附图中，为了便于说明，有时将减振器12的图示省略。

在左右侧的前悬架5中，当上下一对的支架10以摆动轴13为中心上下地摇动时，减振器12进行伸缩。并且，当减振器12欲返回到原来的状态时，上下一对的支架10恢复为进行摆动之前的姿势。在左右侧的前悬架5的立板11分别安装有一个前支承部6。因此，在立板11对前支承部6进行支承的各前悬架5夹装于前支承部6与车身2之间。

前支承部6例如形成为棒状，且该前支承部6具有基端部6A与前端部6B。基端部6A固定于立板11。前支承部6从基端部6A（车身2）朝前侧下方延伸。基端部6A为前支承部6的上端部，前端部6B为前支承部6的下端部。前轮7的旋转中心安装于前端部6B。前轮7被前端部6B支承为能够旋转。

如图1所示，当从正面侧观察车辆1时，前支承部6在中间部被朝车辆2的车宽方向（左右方向）的内侧折弯成曲柄状。此外，安装于前端部6B的前轮7与前支承部6的曲柄状部分6C不接触。

各前支承部6被立板11（换言之，是安装有前悬架5的车身2）支承为能够朝左右侧转动。各前支承部6的转动轴6D（相当于所谓的中心立轴（kingpin））与前支承部6的从基端部6A到曲柄状部分6C的部分处于同一直线上。另外，在主视图中，各前支承部6的转动轴6D以与路面大致垂直的方式延伸（所谓的中心立轴的倾角约为0°）。

如图2所示，当从车辆的侧面观察时，各前支承部6（转动轴6D）从基端部6A（车身2侧）朝向前端部6B且朝向前侧下方延伸成直线状。在车辆1载置于水平的路面X的状态下，从车宽方向观察时的各前支承部6（转动轴6D）与垂直线（假想线）Y的交叉角度（各前轮7的后倾角）α被设定为0°～30°（0°以上30°以下）。

各前支承部6以转动轴6D为中心转动，与上述转动联动地，被支承于各前支承部6的前端部6B的前轮7也以转动轴6D为中心转动（转向）（参照图1中的虚线箭头）。另外，为了满足所述后倾角α，转动轴6D与路面X的交点S被设定成位于比前轮7的相对于路面X的接地点T靠前方的位置（即，使得交点S与接地点T之间的车轮拖曳距（trail amount）E与接地点T相比朝前方增大）。

如图1所示，后悬架8在车身2的后部的左右侧各设置有一个。后悬架8为从动支架式的悬架。后悬架8包括减振器16以及构成从动支架的后支架15。在左右侧的后悬架8整体中设有一对后支架15，所述后支架15以左右分离的方式配置（参照图3）。一对后支架15的形状及大小相同。参照图4，各后支架15从车身2向下延伸。在驾驶员乘坐于车辆1的状态下，各后支架15相对于前后延伸的水平线Z的交叉角度θ被设定为0°～90°（0°以上90°以下）。各后支架15具有与车身2连结的一端部15A以及离车身2最远的一侧的另一端部15B。在朝后侧下方延伸的后支架15中，其上端部为一端部15A，其下端部为另一端部15B。对于左右侧的后支架15L、15R而言，一端部15A在车身2的前后方向上的位置相同。各后支架15能够以一端部15A为中心上下转动。由于左右侧的后支架15并未互相连结，因此能够单独地进行转动。在后视图中，一对后支架15以彼此平行且相对于路面垂直的方式延伸（参照图3），但所述一对后支架15也可以以下述方式倾斜：随着从一端部15A朝向另一端15B，一对后支架15的左右方向上的间距逐渐扩宽或缩窄。一个后轮9的旋转中心安装于各后支架15的另一端部15B。即，各后支架15的另一端部15B将一个后轮9支承为能够旋转。

减振器16例如上下地延伸、且架设在各后支架5的长度方向上的中间部分与车身2之间。减振器16构成为包括沿上述上下方向延伸的弹簧、缓冲器且能够弹性地伸缩。在左右侧的后悬架8中，当后支架15以一端部15A为中心上下转动时，减振器16进行伸缩。并且，当减振器16欲返回到原来的状态时，后支架15恢复为进行转动之前的姿势。

此处，轮内装式马达17（驱动部）分别安装于左右方向上的每个后轮9。轮内装式马达17是构成车辆1的电动部件。轮内装式马达17通过从设置于车身2的电池等电源（未图示）接受电力而使后轮9旋转。由于轮内装式马达17安装于各后轮9，因此左右侧的后轮9能够分别独立地进行旋转。此处，当车辆1前进时，轮内装式马达17使后轮9绕图4中的逆时针方向旋转。此外，左右的后轮9是通过轮内装式马达17而进行旋转的驱动轮，与此相对，前轮7是从动轮，从而并未对该前轮7施加驱动力。

并且，车辆1包括由微计算机等构成的控制部18（控制单元）。控制部18例如设置于车身2。操纵杆4（参照图1）以及安装在左右侧的后轮9的轮内装式马达17与控制部18电连接。参照图1，如前所述，当驾驶员为了使车辆1前进而朝前侧推动操纵杆4时，控制部18对左右侧的后轮9L、9R的轮内装式马达17L、17R（参照图3）进行控制以使它们产生同样的驱动力。由此，从轮内装式马达17对左右侧的后轮9所施加的驱动力相同，因此左右侧的后轮9在前后方向上并未错位的状态下以相同的转速进行旋转。因此，车身2保持水平状态而并不左右倾斜地前进（参照图3）。

图5A～图5C示出了处于转弯状态下的车辆1。其中，为了便于说明，在图5A～图5C中以夸张（变形）的方式示出了各部件的动作。当驾驶员为了使车辆1（可以是行驶过程中，也可以是停止状态下）转弯（此处为向左转弯）而朝左前侧推动操纵杆4时，控制部18对左右的轮内装式马达17L、17R（参照图3）进行控制以使对左右的后轮9L、9R所施加的驱动力产生差异。具体而言，在向左转弯的情况下，控制部18将左右的轮内装式马达17控制成使得右侧的轮内装式马达17R的驱动力大于左侧的轮内装式马达17L的驱动力。于是，如图5A所示，被施加的驱动力较大的右侧的后轮9R比左侧的后轮9L朝前侧前进。此时，由于右侧的后支架15R处于比左侧的后支架15L更接近直立的状态（接近垂直的状态），因此，如图5B所示，在车身2的后部形成为左侧低于右侧，使得后部向左侧倾斜。与此相对应，如图5C所示，在左侧的前悬架5L中，其上下一对支架10朝上侧摆动，在右侧的前悬架5R中，其上下一对支架10朝下侧摆动，因此，在车身2的前部也形成为左侧低于右侧，使得前部也朝左侧倾斜。即，车身2整体朝左侧倾斜（参照图5A）。另外，与车身2的前部朝左侧倾斜相对应地，左右的前轮7L、7R朝左侧转向。由此，使得车辆1向左转弯。

在使车辆1向右转弯的情况下，与向左转弯的情况相比，仅左右方向相反而已。具体而言，控制部18将左右的轮内装式马达17控制成使得左侧的轮内装式马达17L的驱动力大于右侧的轮内装式马达17R的驱动力。于是，左侧的后轮9L比右侧的后轮9R朝前侧前进，在车身2的后部形成为右侧低于左侧，使得后部朝右侧倾斜。与此相对应地，通过左右的前悬架5L、5R中而使上下一对的支架10适当地进行摆动，由此使得车身2的前部也朝右侧倾斜。即，车身2整体朝右侧倾斜。另外，与车身2的前部朝右侧倾斜相对应地，左右的前轮7L、7R朝右侧转向。由此，车辆1向右转弯。

这样，为了使车身2左右倾斜而转弯，控制部18对左右的轮内装式马达17进行控制以使施加于左右的后轮9L、9R驱动力产生差异。因此，当施加于左右的后轮9的驱动力产生差异时，如图5A所示，左右的后轮9的前后的位置错开，与此相对应地，分别独立地对后轮9进行支承的左右一对的后支架15相对于水平面的倾斜角度（与前述的交叉角度θ相同）在左右侧变得不同。在倾斜角度相对较大的（接近垂直的状态下的）一方的后支架15中，其一端部15A朝上推动车身2，而在倾斜角度相对较小的（接近水平的状态下的）另一方的后支架15中，其一端部15A朝下拉动车身2，因此，车身2以其另一侧低于一侧的方式在左右方向上倾斜，由此使得车辆1进行转弯。

另外，与车身2倾斜相对应地，由于前支承部6朝车身2倾斜的方向转动，因此被支承于前支承部6的前轮7像自行车等两轮车那样地，与前支承部6的转动相对应地朝车身2倾斜的方向转向（参照图5C）。即，无需设置用于使前轮7转向的转向机构这样的复杂的机构。

这样，形成为通过用于旋转驱动后轮9并使该后轮9旋转的轮内装式马达17而使得对（上下转动的）一对后支架15的后轮9所施加的驱动力产生差异，借助上述这样的简易的结构便能够使车身2倾斜。由此，能够使车辆1的结构变得简化、轻量化、低成本化。进而，即使车辆1的重心较高，在车辆1转弯时通过使车辆1倾斜而抵消离心力，由此也能够不使车辆1翻倒而以稳定的姿势进行转弯。另外，在以上述方式通过操纵操纵杆4而控制左右侧的轮内装式马达17的驱动力的结构中，还具有如下优点：使所谓的线控转向系统（将对操纵杆4的操作信息转换为电信号而经由控制部18向各轮内装式马达17传递该电信号的系统）的应用变得容易。

另外，由于利用从动支架式后悬架8而能够使一对后支架15（从动支架）顺畅地转动，因而，由此能够实现车身2的顺畅的倾斜（转弯）。若各后支架15相对于所述水平线Z的交叉角度θ（参照图4）为0°～90°，则各后支架15能够顺畅地转动，由此，能够实现车身2的顺畅的倾斜（转弯）。另外，利用双叉形臂式前悬架5而能够实现前支承部6的顺畅的转动（换言之，是前轮7的顺畅的转向）。特别地，若前轮7的后倾角α（参照图2）为0°～30°，则能够实现前轮7的更加顺畅的转向。此外，在前轮7的宽度方向上，若使前支承部6的转动轴6D（参照图1）与前轮7的与路面X接触的领域的宽度方向中央处一致（将该宽度方向中央处与转动轴6D在宽度方向上的错动量设为0“零”），则能够实现车身2的更加顺畅的倾斜（转弯）。并且，通过实现车身2的顺畅的转弯而能够实现驾驶的自由度的提高。

图6是用于说明车辆爬越阶梯Q的状况的示意图。可以将制动器19设置于前轮7。例如，当在路面X上车辆1的行进方向（参照图6中的箭头A）的前方存在阶梯Q时，使左右侧的轮内装式马达17进行驱动，并使制动器19工作。于是，左右侧的后轮9朝前侧错开，前轮7与后轮9的轴距（wheel base）缩短。此外，在图6中，利用虚线示出轴距缩短之前的后轮9，利用实线示出轴距缩短之后的后轮9。与轴距较长的情况相比，轴距缩短后的状态下的车辆1能够容易地爬越阶梯Q。或者，先使前轮7爬越阶梯Q，然后再使制动器19工作而缩短轴距，由此也能够使车辆1容易地爬越阶梯Q。

图7是变形例所涉及的车辆1的示意性的立体图。在前述的实施方式中，车辆1是在左右侧分别设置一对前轮7以及一对后轮9的四轮车，但如图7所示，车辆1也可以是仅设置有一个前轮7的三轮车。在该情况下，在所述前支承部6中，其基端部6A被车身2的前端部支承为转动自如。并且，在前支承部6中，从其长度方向的中间到前端部6B的部分分叉而形成为两股，从而具有两个前端部6B。前轮7在其旋转中心夹持于两个前端部6B的状态下被前支承部6支承为能够旋转。可以将前述的减振器12内置于前支承部6的分叉的部分。

本发明并不局限于以上说明的实施方式，能够在权利要求书所记载的范围内进行各种变更。例如，虽然将轮内装式马达17安装于各后轮9，但也可以将通用的驱动部（马达等）配置于车身2等，并将该驱动部所产生的驱动力分配而分别施加于左右侧的后轮9L、9R，由此使左右侧的后轮9L、9R分别独立地进行旋转。

另外，虽然将轮内装式马达17安装于各后轮9而独立地驱动各后轮9，但还可以在左右侧的前轮7也安装轮内装式马达17从而独立地驱动每个前轮7以及每个后轮9。在该情况下，若在前轮7与后轮9之间产生驱动力差，则与使前述的制动器19工作时相同，能够使车辆1的轴距发生变化。

另外，作为对各车轮施加驱动力的驱动部，除了轮内装式马达17之外，还能够使用汽油发动机等。

另外，虽然在左右侧各设置一个后轮9，但也可以在左右侧分别设置多个后轮9。例如，各后支架15的另一端部15B可以支承前后排列的两个后轮9。同样，在四轮车的情况下，也可以在左右侧设置多个前轮7。

另外，虽然在本实施方式中以双叉形臂式的悬架作为前悬架5，以从动支架式的悬架作为后悬架8，但也可以将其他构造的悬架用作前悬架5及后悬架8。

Claims (6)

1.一种车辆，具有车身、前轮以及左右一对后轮，

所述车辆的特征在于，包括：

一对后支架，该一对后支架以左右分离的方式配置，具有与所述车身连结的一端部以及将所述后轮支承为能够旋转的另一端部，并且能够以所述一端部为中心上下转动；

驱动部，该驱动部使所述后轮在左右侧分别单独地旋转；

前支承部，该前支承部被所述车身支承为能够朝左右侧转动，并将所述前轮支承为能够旋转；以及

控制单元，为了使所述车身左右倾斜而进行转弯，该控制单元控制所述驱动部以使左右的所述后轮产生驱动力差。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，

所述车辆包括以所述后支架为从动支架的从动支架式后悬架。

3.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，

所述从动支架从所述车身向下延伸，所述从动支架相对于前后延伸的水平线的交叉角度为0°～90°。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆，其特征在于，

所述驱动部包括分别安装于左右的所述后轮的轮内装式马达。

5.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，

所述车辆包括夹装于所述前支承部与所述车身之间的双叉形臂式前悬架。

6.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，

所述前支承部的转动轴从所述车身朝前侧下方延伸，所述前轮的后倾角为0°～30°。

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