CN105189266A - 可牵拉的道路机动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可牵拉的道路机动车辆(20)，该道路机动车辆包括：至少三个车轮(42，44)，这三个车轮能够使该机动车辆在水平道路(22)上行驶并且在该机动车辆的前后两个车轮组之间分布；底盘，该底盘包括铰接装置，该铰接装置被插在该底盘的前部分与后部分之间并且使得该前部分能够相对于该后部分枢转，其方式为修正该车辆的铰接角度；分别被定位在该机动车辆的前部和后部处的前挂钩(34)和后挂钩(36)。该机动车辆进一步包括转向装置(32)，该转向装置能够响应于该车辆驾驶员的命令来修正前车轮组中每个车轮的转向角度，所述转向装置能够独立于该铰接装置被致动。

Description

可牵拉的道路机动车辆

本发明涉及一种可牵拉的道路机动车辆。本发明还涉及一种由这些车辆形成的道路机动车队以及一种控制这些车辆的方法。

存在已知的铰接的道路机动车辆，这些车辆被适配成通过多个挂钩在横摆方面没有旋转自由度的情况下彼此联接从而形成单轨道路机动车队(trajectoiremonotrace)。这样的车队可以由单一驾驶员来驾驶。专利EP-1046574-B1(WILLIAMM.C.RENDALL)描述了一种此类车辆用于城市交通系统的实例。

这些车辆典型地包括：

-至少三个车轮，该至少三个车轮能够使机动车辆在平坦道路上行驶并且在该机动车辆的前车轮组与后车轮组之间分布；

-底盘，该底盘包括：

·前部分，该前车轮组固定至该前部分上；

·后部分，该后车轮组固定至该后部分上；

·被布置在该底盘的前部分与后部分之间的铰接装置，这个铰接装置允许该前部分相对于该后部分围绕垂直于该车辆的滚动平面的铰接轴线枢转以用于修正该车辆的铰接角度，这个滚动平面被定义为经过在道路与该车辆的这些车轮之间的接触区域的平面；

-分别位于该机动车辆的前部处和后部处的前挂钩和后挂钩，

·该前挂钩是在以下位置之间交替地可移动的：

o联接位置，在该联接位置中这个前挂钩与同这个车辆的后挂钩相同且位于另一车辆上的后挂钩相协作，以便在横摆方面没有旋转自由度的情况下将这些车辆彼此机械相联接并且将这个车辆的前部分与该另一车辆的后部分对齐，以及

o未联接位置，在该未联接位置中这些车辆是彼此未联接的；

·该后挂钩是在以下位置之间交替地可移动的：

o联接位置，在该联接位置中这个后挂钩与同这个车辆的前挂钩相同且位于另一车辆上的前挂钩相协作，以便在横摆方面没有旋转自由度的情况下将这些车辆彼此机械相联接并且将这个车辆的后部分与该另一车辆的前部分对齐，以及

o未联接位置，在该未联接位置中这些车辆彼此未联接。

以下现有技术文献也是已知的：

-WO2007/10062A2(RENDALLWILLIAMMICHAEL)；

-US5417300A(SCHULTZRICHARDE)；

-WO98/40263(TOITCHARLWILHELMUSDU)。

因此可以形成更紧凑的车队。然而，这些车辆具有多个缺点。具体而言，由这些车辆形成的道路机动车队具有受限的可操纵性，如果位于该车队队首处的车辆必须就地转弯时，例如以便离开停车空间并且进入交通流中。事实上，位于该车队队首的车辆的前车轮组的就地转弯致使这个车辆的后车轮组在相反方向上转弯。在相反方向上的这种转弯传播到该道路机动车队的其他车辆，从而导致该车队的“折叠(enaccordéon)”。图1示意性地表示出这样折叠的车队2。在此，这个车队2是由通过多个挂钩10、12在横摆方面没有旋转自由度的情况下彼此联接的三个相同的机动车辆4、6、8形成的。这些车辆4、6、8各自的相应的转向装置14、16、18(在此由底盘铰接装置提供)两两在相反方向上转弯。由于该车队的这种折叠，必须向队首车辆的转向装置施加非常高的力来就地转弯从而改变车道。事实上，有待施加的力对应于使队首车辆的车轮转弯所需要的力加上使该车队折叠所需要的力。这使其难以移动。

因此，需要一种可牵拉的铰接的道路机动车辆，该车辆的挂钩在横摆方面没有旋转自由度，当该车辆联接至另外的机动车辆上以形成道路机动车队时这个车辆在就地转弯的情形下具有提高的可操纵性。

在本描述中，“铰接的车辆”是指包括铰接装置的机动车辆。

在此，在横摆方面的旋转是指仅围绕一条垂直于车辆的滚动平面的轴线的旋转移动。车辆的滚动平面被定义为经过在该车辆的车轮与该车辆在其上行驶的道路之间的接触区域的平面。

如果在前挂钩和后挂钩彼此相联接时，由于机械游隙造成的这些挂钩相对于彼此在横摆方面的最大旋转角度是小于10°或5°或3°或2°，则称这个挂钩没有自由度。

因此本发明涉及一种如权利要求1所述的可牵拉的道路车辆。

通过对该车辆的前车轮组装配可以独立于该铰接装置被致动的转向装置，该车辆因此可以在不致使后车轮组在相反方向上转弯的情况下被就地操纵。于是使车队的队首车辆转弯所需要的力则明显地减小，因为使用这个车辆的转向装置不导致该车队折叠。

本发明的实施例可以具有权利要求2至11的这些特征中的一个或多个。

此外，这些实施例具有以下优点：

-底盘前部分和后部分的铰接部的瞬时旋转轴线相对于车辆的这些车轮组的横向轴线的等距位置使得道路车队的每个被牵拉车辆能够遵循一条弯曲的单轨，该道路车队包括多个彼此相联接的这些被牵拉车辆，表述被牵拉车辆是指为位于该车队队首处的车辆后方的这些车辆；这个车队于是被称为“单轨”车队；

-可以彼此嵌套的前车轮组和后车轮组能够减小彼此相联接的两个机动车辆相隔的空间并且因此能够减小由彼此相联接的多个车辆形成的道路车队的总大小；

-嵌套前车轮组和后车轮组以使得它们的横向轴线重合，这消除了这些车轮组的车轮在弯曲路径上的侧滑；

-前车轮组的主销后倾偏距(déportdechasse)的低值限制了有待被施加以使用转向装置来使这个前车轮组转弯的机械力；

-用于实现队首车辆的转向装置的最小转向半径比其他车辆的铰接装置所产生的最小转向半径更大，这些机械止动件的构型能够形成由彼此相联接的并且具有不同轴距的车辆形成的车队、同时降低了由于这些车辆之一的铰接装置抵靠止动件变成被固定不动而使得这个道路车队固定不动的风险的；

-将乘客隔间附接至车辆的前部分上并且将驾驶员座椅固定在该乘客隔间中防止了这个车辆的方向盘在该车队转弯时相对于驾驶员移动。这因此防止了驾驶员或者乘客隔间的乘客由于该方向盘的移动而受伤。

根据另一方面本发明还涉及一种如权利要求12所述的道路机动车队。

根据另一方面本发明还涉及一种如权利要求13所述的、用于控制可牵拉的道路机动车辆的方法。

本发明的实施例可以具有权利要求14的特征。

根据另一方面本发明还涉及如权利要求15所述的、用于控制道路机动车队的方法。

本发明的实施例可以具有权利要求16的特征。

通过阅读以下仅以非限制性实例的方式给出的说明并且参照附图来更好地理解本发明，在附图中：

-图1以平面视图图示了在就地转弯的操纵之后被折叠的道路机动车队；

-图2以透视图图解地表示可牵拉的道路机动车辆；

-图3和图4以平面视图图解地表示图2的车辆的前车轮组和后车轮组的几何形状；

-图5图解地表示在图2的车辆的前底盘部与后底盘部分之间的铰接装置的一个实例；

-图6以立面图图解地表示图5的铰接装置的机械铰接；

-图7和图8图解地表示图2的车辆的前挂钩和后挂钩；

-图9以前视图图解地表示图2的车辆的后车轮组；

-图10以前视图图解地表示图2的车辆的前车轮组和转向装置；

-图11以立面图图解地表示图10的转向装置和前车轮组的主销后倾偏距；

-图12和图13分别以立面图和平面视图图解地表示包括图2车辆的道路机动车队；

-图14图解地表示图12和图13中的道路车队的车轮组沿着弯曲路径的安排；

-图15是用于控制图2中的车辆的转向装置的方法的流程图；

-图16以平面视图图解地表示彼此相联接以形成图13中的车队的多个车辆的前车轮组的另一种安排；

-图17至图19以平面视图图解地表示图5中的铰接装置的多个变体；

-图20以平面视图图解地表示在图2中的车辆的前车轮组包括多于一个车轮时图10中的转向装置的另一个实施例；

-图21和图22图解地表示由两个图2中的可牵拉机动车辆彼此相联接形成的道路机动车队；

-图23图解地表示将车轮组限定成与图2中的机动车辆的车轮组相同的一个实例；

-图24是在图20中的车队倒车时的转弯方法的流程图。

在这些附图中，使用相同的参考号指示相同的要素。

在本说明书的其余部分中，本领域技术人员所熟知的特征和功能并不在此详细描述。

图2至图4表示可牵拉的道路机动车辆20。这个车辆20能够在道路22(图2)、例如平坦道路上移动。在此，这个道路22是平坦且水平的。在这个实例中，这个车辆20包括：

-三个车轮；

-底盘，该底盘包括前部分24和后部分26(图3和图4)；

-铰接装置30和转向装置32(图3和图4)；

-前挂钩34和后挂钩36(图7和图8)；

-能够推进该车辆20的马达，例如电动马达。

车辆20是由驾驶员控制的。为此，车辆20包括驾驶员座椅21和驾驶台。这个驾驶台包括该马达的和用于使车辆20转向的方向盘23的多个控制件。因此这个车辆20还包括乘客座椅25。在此该驾驶台和驾驶员座椅21被固定至车辆20的乘客隔间27的内部。乘客隔间27在横摆方面没有自由度的情况下附接至部分24上并且在此完全搁置在这个部分24上。乘客隔间27和该底盘的前部分24因此同时移动。乘客隔间27不是机械地直接连接至部分26上的。因此当底盘的后部分26相对于前部分24移动时，乘客隔间27以横摆方式相对于该后部分26移动。

在此，驾驶员座椅21被固定在乘客隔间27的内部、但是允许有限的移动以用于例如根据这个座椅21的乘客的坐高和腰身来调整座椅21的位置。例如，座椅21可以提供相对于乘客隔间27的有限平移移动，例如以一个自由度。在此，表述“有限移动”是指座椅21能够相对于乘客隔间27移动小于或等于50cm或25cm的行程。

在此，车辆20进一步包括搁置在这两个部分24和26上的本体。

车辆20可以用这些车轮在道路22上行驶。这些车轮被放在该车辆上以形成前车轮组38和后车轮组40。在此，这些车轮组38和40分别被固定至底盘的部分24和26上。例如，这些车轮配备有充气轮胎。

“横向轴线”是以如下方式针对这些车轮组中的每一个车轮定义的：

-如果该车轮组包括仅一个车轮，则该横向轴线是以下轴线：平行于这个车轮围绕其轮毂的滚动轴线并且经过这个车轮没有转向时在道路22与该车轮之间的接触区域的几何中心，并且

-如果该车轮组包括多于一个车轮，则该横向轴线是以下轴线：经过这些车轮没有转向时在道路22与这些车轮之间的接触区域的几何中心。

这些横向轴线各自是相对于与固定该横向轴线所关联的相应的车轮组的底盘部分在没有自由度的情况下固定的。

车轮的滚动轴线被定义为是一条水平旋转轴线，当车轮在道路22上滚动时该车轮围绕这条水平旋转轴线进行旋转。

在此，装置32被适配成用于使该车辆的一个或多个车轮转向。可以被转向的这些车轮被称为“可转向”车轮。不可转向车轮是不能被转向的并且因此永久性地位于不被转向的位置中。

当车辆的车轮在一个位置中彼此对齐而出现以下情况时，这些车轮被称为不可转向车轮：使得与车辆20相同、但是其中的装置30被用于防止部分24和26相对于彼此进行任何移动的刚性连接件代替的机动车辆能够以直线方式移动。

同一车轮组的所有车轮在这些车轮没有转向时基本上是沿着这个车轮组的横向轴线对齐的。

在这个实例中，车轮组38包括单一车轮42。车轮组40包括两个车轮44和46，在此这两个车轮是相同的且彼此平行。车轮44、46的滚动轴线相对于底盘的后部分26被固定成在横摆方面没有旋转自由度。根据以上定义，横向轴线48和50因此分别是针对车轮组38和40定义的。

车轮20的纵向平面同样被定义为以下平面：

-当这些轴线48和50彼此平行并且车辆20的车轮没有转向时，垂直于这些轴线48和50，并且

-经过了车轮组38和40的中点。

本说明书的其余部分提及了这个平面向该滚动平面上的正交投影。表述纵向轴线则用于指示由这个投影产生的轴线。在此，车轮组38的中点是车轮42的中心并且车轮组40的中点是离在道路22与车轮44和46之间的接触中心等距的这个点。

车辆20的部分24的纵向轴线47被定义为相对于部分24固定的轴线，当轴线48和50平行并且车辆20的这些车轮没有转向时，该轴线与该车辆的纵向轴线重合。

类似地，部分26的纵向轴线49被定义为以下轴线：该轴线相对于部分26是固定的、当轴线48和50平行并且车辆20的这些车轮没有转向时与车辆20的纵向轴线重合。

该滚动平面是经过了在道路22与车轮42、44和46之间的接触区域的平面。在此这个滚动平面是水平的。

装置30允许部分24和26相对于彼此围绕垂直于车辆的滚动平面的一条铰接轴线39进行枢转以用于修正车辆20的铰接角度θ(图4)。这个角度θ在此被定义为部分24和26的相应的纵向轴线47与49之间的锐角。在此，这条轴线39与部分24和26相对于彼此的瞬时旋转轴线重合。在此，轴线47和49与轴线39相交。

图5更详细地表示了这个装置30的一个实例。在这个实例中，这个装置30包括：

-机械铰接部31；

-可控制机构31C，用于锁定该铰接部31从而将角度θ维持在零值；

-被适配成用于控制该机构31C的自动控制单元33A，

-被安排在该底盘上以用于限制装置30所允许的最小转向半径的多个止动件35和37。

机构31C被适配成在以下位置之间交替地移动：

-锁定位置，在该锁定位置中该机构保持车辆20的部分24和26彼此对齐，以及

-未锁定位置，在该未锁定位置中部分24和26是相对于彼此以旋转方式围绕铰接轴线39自由枢转的。

在此，如果部分24和26的纵向轴线47和49重合，则称这两个部分是相对于彼此对齐的。

在此，这个机构31C包括：

-致动器33，以用于响应于单元33A所提供的命令来修正角度θ，以及

-用于测量角度θ的传感器33B。

装置30完全归因于其机械构型而有利地能够将部分24相对于部分26的瞬时旋转轴线维持成：

-在这些横向轴线平行时离该车辆的这些车轮组的横向轴线48、50是等距的，并且

-当这些横向轴线48、50不平行并且车辆20的这些车轮没有转向时位于由这些横向轴线形成的锐角的平分线上。

在此，当轴线48和50平行时铰接部31离这些轴线是等距的。部分24相对于部分26的瞬时旋转中心因此位于轴线39上并且在此离轴线48和50是等距的。

铰接部31优选地包括俯仰限制器，该俯仰限制器被配置成用于限制部分24和26相对于彼此的俯仰。在此，底盘部分的俯仰运动是指当车辆20以直线方式在道路22上移动时这个底盘部分的前后摆动的移动。铰接部31有利地进一步包括横摇限制器，以用于限制部分24与26之间的横摇移动。在此，底盘部分的横摇运动是指当车辆20以直线方式在道路22上移动时围绕这个底盘部分的纵向轴线侧向枢转的移动。

在此，铰接部31将这两个部分24与26以不可拆卸的方式固定在一起。

在此，致动器33机械地直接连接在部分24与26之间。除了锁定该铰接部31之外，致动器33在此通过致使部分24、26围绕轴线39进行枢转而能够交替地将这两个部分推离彼此并且拉向彼此。致动器33被适配成用于响应于命令来移动这些部分24和26以便产生角度θ的预定的值并且接着将角度θ维持在这个值直至接收到新的命令。例如，致动器33包括一个或多个气缸，例如液压气缸。

在此，止动件35、37是在没有自由度的情况下固定到部分24上的。这些止动件被布置成与在没有自由度的情况下安装在部分26上的相应的反止动件相抵，以便限制铰接部31的角运动。因此它们将角度θ的值维持在一个范围[θ_最小；θ_最大]内。部分24与26相对于彼此对齐时的位置对应于角度θ的零值。例如，角度范围[θ_最小；θ_最大]是关于零值对称的并且是在-90°与+90°之间或者在-55°与55°之间。

因此当部分24与26对齐并且这些车轮没有转向时，该车辆能够以直线方式移动。

图6表示装置30的铰接部31的一个实例。这个铰接部31包括：

-竖直轴51，该竖直轴通过杆52在没有自由度的情况下机械地连接至部分26上，以及

-多个环56、57，这些环通过杆55在没有自由度的情况下机械地连接至底盘的部分24上。

轴51被可旋转地接收在环56、57内。在轴51的两端处的肩台53、54将该轴固持在环56、57内。在此，环56、57分别被布置在杆52与肩台53之间以及杆52与肩台54之间。部分24和26因此可以围绕轴线39进行枢转。在此，轴51与环56、57的内部之间的减小的间隙限制了部分24、26相对于彼此的俯仰和横摇移动。

图7和图8分别更详细地表示挂钩34和36。挂钩34和36分别位于车辆20的前部和后部处。在此，这些挂钩34和36以在横摆方面在没有旋转自由度的情况下分别锚固至该底盘的部分24和26上。

挂钩34是在联接位置与未联接位置之间交替地可移动的。在其联接位置(图7)中，挂钩34与位于另一车辆62上的后挂钩60相协作以便将其机械地联接至车辆20上。在此车辆62与车辆20相同。在图7中，车辆62的后车轮组的横向轴线带有参考号64。此外，为了使得图7和图8更易读，这些相联接的车辆的车轮组的横向轴线以一段距离并排表示出。

在该联接位置中，车辆20的前部分24在横摆方面没有旋转自由度的情况下机械地连接至车辆62的底盘的后部分上。为此，例如，挂钩34和60各自配备有具有互补形状的、被适配成彼此嵌套的多个刚性零件。例如，挂钩34包括凸形形状的刚性零件并且挂钩60包括凹形形状的刚性零件。这些凹形和凸形形状优选地不是圆化的以便在这些挂钩34和60相联接时防止挂钩34相对于挂钩60围绕竖直轴线旋转。例如，这些刚性零件是由金属制成的并且在横摆方面没有旋转自由度的情况下固定至车辆20和62的底盘的对应部分上。部分24和车辆62的后部分的相应纵向轴线因此彼此平行地对齐。此外，例如通过固持装置将轴线48和64保持成彼此相距一段距离，这个距离始终在±1％或3％之内。在此，例如这个固持装置包括两个相反极性的磁体，这两个磁体在部分24和26上被布置成面向彼此。

为了限制在联接位置中的车辆20与62之间的空间，车辆20的前部和车辆62的后部具有互补的形状以允许轴线48和64在该联接位置中重合。为此，车辆20的前车轮组38和车辆62的后车轮组具有互补的形状。

在这些条件下，在联接位置中，车辆20的车轮42与车辆62的后车轮组的车轮在同一横向轴线上对齐。这些车轮组于是被称为完全嵌套。这减少了当彼此相联接的这些车辆遵循一条弯曲路径例如转弯时这些嵌套的车轮组的车轮所经受的侧滑。这降低了这些车轮的充气轮胎的磨损并且提高了这些车辆的道路抓地性能。

在未联接位置中，这两个车辆20和62是彼此未联接的并且是独立于彼此自由移动的。

以相似的方式，挂钩36是在联接位置与未联接位置之间交替地可移动的。在其联接位置(图8)中，挂钩36与位于车辆68上的前挂钩66相协作以便将这些车辆彼此机械地相联接。为此，挂钩36和66分别是与挂钩60和34相同的。例如车辆68是与车辆20相同的。在图8中，车辆68的前车轮组的横向轴线带有参考号70。

图9更详细地表示了车轮组40。这个车轮组40包括：

-车轮44、46，以及

-横梁80，该横梁在横摆方面没有旋转自由度的情况下机械地连接至部分26上。

横梁80平行于车轮组40的轴线50延伸。这个横梁80将车轮44和46的相应的轮毂82、84彼此机械地连接。横梁80相对于车轮44和46的滚动轴线是升高的以便在这些车辆通过挂钩36彼此联接时为车辆68的前车轮留下空间86。例如，将这个横梁80升高了比车轮42的半径更大的距离。

这些互补的形状能够减小彼此相联接的两个车辆相隔的空间并且因此能够减小由这些相联接的车辆形成的道路车队的总大小。

图10表示了用于修正车辆20的路径方向的装置32的一个实例。装置32被适配成用于响应于车辆20驾驶员的命令来修正车轮42的转向角度(图4)。在此，车辆20的前车轮的转向角度被定义为在垂直于该车轮的滚动轴线的竖直平面与包含了部分24的纵向轴线47的竖直平面之间的锐角。为了简化图4，装置32被表示成朝向车轮42的后部偏离。当车轮42没有转向时，这个角度是零。

这个装置32值得注意地被适配成由驾驶员这样来致动：

-独立于装置30，并且

-仅在车辆20的挂钩34处于其未联接位置中时。

参照图15更详细地描述了这个装置32的控制。

在此，装置32包括：

-附接至车辆42上的轮叉90，

-转向柱91，以及

-在没有旋转自由度的情况下附接至该柱91上的方向盘23。

这个轮叉90包括转向杆92，该转向杆在其下端处分成两个分支93和95。分支93和95被固定至该杆92上。在此，该柱91也固定至该杆92上。这两个分支93和95的下端机械地连接至车轮42的轮毂94上以允许车轮42围绕其滚动轴线旋转。在此，装置32包括轴承96，该轴承在没有自由度的情况下机械地连接至车辆20的底盘的部分24上。为了允许车轮42旋转，杆92在这个轴承内部、在此围绕轴承96的旋转轴线进行枢转。

图10还表示了装置34A的一个实施例，该装置用于当挂钩34处于其联接位置中时将车辆42的转向角度维持在零值。事实上，当车辆20联接至车辆62上时，车轮42的滚动轴线保持与车辆62的后车轮组的车轮的滚动轴线平行。当车辆20的前车轮组包括单一车轮42时，这相当于在这些车辆20和62相联接时维持横向轴线48和64彼此平行。例如，挂钩34和60将部分24和车辆62的后部分的相应纵向轴线保持彼此对齐。使车轮42与轴线47对齐直至转向角度为零。接着轴线48和64彼此平行地对齐。

在这个实施例中，装置34A被适配成用于使车轮42自动转向成使得转弯角度变为零(并且横向轴线48因此变得平行于横向轴线64)并且接着在挂钩34处于其联接位置中时将车轮42锁定在这个位置中。为此，在这个实施例中，装置34A包括：

-可控制锁定装置97A，

-感测挂钩34的位置的传感器97B，

-可控制电动致动器97C，该可控制电动致动器被适配成用于将车轮42转动至使其转向角度为零的位置，以及

-单元97D，该单元用于根据传感器97B所传递的信息来控制致动器97C和锁定装置97A。

在此致动器97C还包括用于测量转向角度的传感器97E，这个传感器被适配成与单元97D通信以便提供这个角度的值。

在此，装置97A是电气锁定件。因此这个装置97A在下文中被称为“锁定件”。锁定件97A被配置成用于在车辆20的挂钩34处于其联接位置中时防止装置32被驾驶员致动。为此，这个锁定件97A在以下位置之间是可移动的：

-锁定位置，在该锁定位置中该锁定件防止转向柱91旋转，以及

-未锁定位置，在该未锁定位置中驾驶员可以移动该柱91来使车轮42转向。

传感器97B感测挂钩34的联接位置和未联接位置并且将这个信息递送至控制单元33A和97D。参照图15更详细地描述装置34A的功能。

装置32有利地具有主销后倾偏距D，该主销后倾偏距的绝对值小于当轴线48和50平行时轴线39与轴线48相隔的最短距离。在此，这个主销后倾偏距的绝对值比这个最短距离小三倍或十倍并且优选地比这个距离小二十倍。

主销后倾偏距是指以下两者之间的代数距离：

-在道路22与车辆42之间的接触区域的几何中心，与

-装置96在旋转轴线的滚动平面中的投影。

在此，主销后倾偏距D是通过选择主销“后倾角度”α而获得的，这个角度的绝对值小于15°或10°并且大于0°。图11更详细地表示这个主销后倾角度α。在此，这个主销后倾角度α是正的。由于主销后倾偏距D的较小的值，用于使车轮组38的车轮42转向所需要的机械力较少。这因此提高了车辆20的可操纵性。

通过独立于装置30来致动装置32，车辆20在联接至另一车辆上以形成道路车队时其可操纵性增大。具体而言，降低了就地转弯时这样的道路车队折叠的风险。

当车辆20处于包括多个彼此相联接的其他车辆的道路车队的队首处时，即，当该车辆处于这些其他车辆之一的前方并且自身没有联接至另一车辆的后部上时，装置32的最小转向半径(这个车辆的铰接装置30被锁定)有利地大于这些被牵拉车辆的相应铰接装置(当其相应的转向装置32没有转弯时)所允许的最小转向半径。例如，这个限制是通过止动件35和37以及被布置在装置32上的多个止动件提供的。将这些被牵拉车辆的装置30的转向半径限制为小于装置32的转向半径的值降低了这些被牵拉车辆的装置30被锁住的风险，即使这些被牵拉车辆具有不同的长度。

图12和图13表示道路22上的道路车队110。在这个实例中，这个车队110是由通过多个挂钩34、36、60和66彼此成对地相联接的车辆20、62和68形成的。为简单起见，图12和图13中未示出车队110中的这些车辆的细节。在此，这些车辆20、62和68是以直线的方式对齐的，这样使得这些车辆的相应的纵向轴线重合。这些车辆各自的前组和后车轮组的横向轴线是两两平行的。在此，车辆62的后车轮组是与车辆20的车轮组38完全嵌套的(图13)。同样，车辆68的前车轮组与车辆20的车轮组40是完全嵌套的。这些嵌套的车轮组因此表现为单一车轮组120、122(图13)。车辆62位于车队110的队首，其前挂钩处于未联接位置中。下文中，车辆60被称为车队的“队首车辆”。车辆20和68被称为“被牵拉车辆”。这个车辆62的装置32可以由车辆62的驾驶员控制来使车队110转向。在此，车辆62的装置30是被致动器33锁定的并且角度θ被维持在零值，使得该底盘的部分24和26是纵向对齐的。这些被牵拉车辆20和68的装置32不能由这些车辆20和68的相应驾驶员来致动。

图14表示在弯曲路径上的车队110，例如当车队110在进行转弯时。

车队110的每个被牵拉车辆的相应车轮组(因此在此为车轮组120和122以及车辆68的后车轮组)的几何中心遵循相同路径130。在此，路径130是具有中心132的圆弧。中心132是车队110的这些被牵拉车辆的车轮组的相应横向轴线会聚到的那个点。被牵拉车辆20和68相对于队首车辆62的车轮组120遵循单轨，即，每个被牵拉车辆的相应车轮组的中心都在离中心132的相同距离处。在此，随后以此方式通过装置30的机械构型获得了单轨，这样能够将部分24相对于部分26的瞬时旋转轴线的位置维持成：

-在这些横向轴线平行时离该车辆的这些车轮组的横向轴线48、50是等距的，并且

-当这些横向轴线48、50不平行并且车辆20的这些车轮没有转向时位于由这些横向轴线形成的锐角的平分线上。

以与已经参照车辆62和20所描述的类似的方式，挂钩36和66保持部分26和车辆68的前部分的相应纵向轴线彼此对齐。车辆68的前车轮组的车轮被保持与车轮组40对齐，因为其转向装置在这个车轮不转向时是不移动的。

接下来参照图15的流程图描述了一种用于控制车辆62的方法的一个实例。

刚开始，假设车辆68与车辆20未联接。在步骤200过程中，车辆20的驾驶员将其车辆从车辆62上拆下。例如，为此目的，当车辆62处于静止时，驾驶员选择倒车。响应于此，挂钩34自动地朝向其未联接位置移动。装置34A的传感器97B立刻检测到向该未联接位置中的这种移动并且将这个信息传输至控制单元33A和97D。响应于此，单元33A控制致动器33以便将角度θ带到零值并且接着锁定该铰接部31从而在挂钩34处于其未联接位置中时防止部分24和26相对于彼此围绕轴线39枢转。只有在此之后，单元97D才致使锁定件97A从其锁定位置进入其未锁定位置。车辆20接着可以由驾驶员使用方向盘23来驾驶。在步骤200完成之后，车辆20、62和68各自由相应的驾驶员通过其相应的装置32来独立地驾驶并转向。

在步骤202过程中，车辆20联接至车辆62的后部上。为此，当车辆62处于静止时，车辆20朝向车辆62的后部移动以便将挂钩34和60彼此嵌套。这自动地致使挂钩34和60进入其联接位置中。车辆20的装置34A的传感器97B于是感测到该联接位置并且立刻将这个信息传输至控制单元33A和97D。响应于此，单元33A控制该致动器33以便允许铰接部31进行旋转。车辆20的部分24和26接着可以相对于彼此围绕轴线39自由地枢转。与此同时，车辆62的前挂钩仍处于其未联接位置中。此后，单元97D控制致动器97C以便使前车轮组38的车轮42自动地转弯至使其转向角度为零的这个位置中。此后，单元97D控制锁定件97A朝向其锁定位置的移动以便在挂钩34处于其联接位置中时使转向柱91固定不动以防止旋转。这个车辆20的装置32因此不再能被该车辆的驾驶员所致动。具体而言，车辆62的铰接部在其铰接角度为零同时其转向装置自由地允许驾驶这个车辆62的位置中被固定不动。车辆62的驾驶员使用这个车辆的方向盘23将以此方式所形成的车队转向。

在步骤204的过程中，车辆68联接至车辆20的后部上以形成车队110。步骤204与步骤202相同，但是它涉及车辆20和68。此外，与位于车队110队首处的车辆62相反，铰接部31保持自由，同时装置32被保持在使得它不能被车辆20的驾驶员所控制的状态中。

于是车队110的这些车辆可以彼此脱联接，如对于步骤200所描述的。

多个其他实施例也是可能的。例如，可以将该车辆的这些车轮进行不同的分布。因此，在一个变体中，前车轮组包括至少两个车轮并且后车轮组包括仅一个车轮。在另一个变体中，车辆20包括多于三个车轮。在这个其他变体中，每个车轮组包括至少两个车轮。车辆20还可以包括多个“导向轮”(也被称为“脚轮”或“旋动轮”)，这些导向轮被固定至底盘上、但是不形成前和后车轮组的一部分。具体而言，这些导向轮不能被装置30和32所控制。这些轮的方向自动地与该车辆的路径对齐，因为它们具有正的主销后倾偏距。

车辆20可以是与所描述的不同的形状。例如，车辆20是包括单一前部座椅的四轮车。乘客座椅25可以省略或放置在座椅21的后方。

驾驶员座椅21同样在没有自由度的情况下固定至乘客隔间27上。乘客座椅25也是类似。这些座椅还可以是以两个自由度可调节的。

形成车队110的这些车辆可以是彼此不同的。例如，这些车辆可以是不同长度的。这些车辆中的两个车辆的前和/或后车轮组可以具有不同的间距。这些车辆可以具有不同数量的车轮。例如，一些车辆包括三个车轮，其他车辆包括四个车轮。然而，这些车辆的相应前挂钩和后挂钩是相同的(或至少兼容的)以便有助于将这些车辆成对地联接。还能够将拖车联接至车辆上。例如，这个拖车是与该车辆相同的，但是它不包括转向装置32并且前车轮组的横向轴线是永久地锁定在与该拖车所联接到的车辆的后车轮组的横向轴线相平行的位置中。该拖车优选地没有座椅以便留下更多的空间来运输行李。

当两个相联接车辆具有不同直径的车轮时，空间86的形状和/或尺寸是适合的。

这些车辆的车轮组可以在联接位置中是不完全嵌套的。在这种情况下，这些相联接车辆的前部分和后部分优选地是一致的，这样使得在联接位置中，这些相联接车辆的后车轮组和前车轮组的相应横向轴线彼此间隔开一段距离，该距离小于车轮42的半径(或者该被牵拉车辆的前车轮的半径，如果这些车轮具有不同直径)与车轮44或46的半径之和。在另一个变体中，这个距离可以大于这些半径之和，如图16所示。例如，车辆20联接至车辆62的后部上。车辆62的后车轮组的横向轴线64与轴线48相隔大于这些半径之和的距离(如箭头220所示)。在这种情况下，这些车轮组被称为“串联”。例如，参照文献US-3294418-A(T.A.MIDDLESWORTHETAL)的图3和图4，在该文献中描述了此类串联的车轮组。

如果这些车轮组在联接位置中不是完全嵌套的，则装置32可以进一步包括自动控制装置，该自动控制装置被配置成用于响应于命令来修正车轮组24的这些车轮的转向角度，只有在这个车辆连接至另一车辆的后部上时才如此。

铰接部31可以不同地实施。例如，铰接部31被球窝接头代替。

图17表示可以用来代替装置30的装置250。这个装置250包括梁252以及代替致动器33的多个致动器253、255。这个梁252平行于车轮20的滚动平面、在通过锚固点254和256分别锚固至部分24和26上的两端之间延伸。致动器253在部分24与梁252上的锚固点258之间延伸。同样，致动器255在部分26与梁252上的锚固点260之间延伸。每个锚固点254、256、258和260包括枢转连接件，该枢转连接件的旋转轴线垂直于该滚动平面。修正该单元33A以便控制致动器253和255从而以与在装置30情况下所描述的相同的方式来修正角度θ。在此，控制包括这个装置250的车辆的方法包括步骤200至步骤204并且有利地包括步骤206。在这个步骤206的过程中，在发生步骤204之后并且在该车辆移动之后，控制这些致动器253、255以便将部分24与26相对于彼此的瞬时旋转轴线维持成：

-在这些横向轴线平行时离该车辆的这些车轮组的横向轴线48、50是等距的，并且

-当这些横向轴线48、50不平行并且车辆20的这些车轮没有转向时位于由这些横向轴线形成的锐角的平分线上。

替代地，当部分24和26对齐时这个梁252是与车轮20的这些部分的相应的轴线47和49平行地对齐的。锚固点254和256的中点与横向轴线48和50等距。限定了经过这个中点并且离锚固点254和256等距的竖直平面。致动器253、255的相应的锚固点与点258和260是相对于这个竖直平面成对地对称的。这些致动器253和255是用同一控制法则来管理的并且具有相同的冲程。-于是轴线39为经过该中点的竖直轴线。当车辆20作为被牵拉车辆包含在道路车队中时，该车辆因此可以遵循单轨。

图18表示可以用来代替装置30或250的转向装置280。这个装置与装置250相同，但是：

-省略了致动器255，

-增加了第二梁282，并且

-梁252和258不是相对于车辆20的纵向轴线对齐的。

在平面视图中，梁282在部分24相对于部分26的瞬时旋转轴线39的高度处与梁252交叉。当这两个底盘部分对齐时，这两个梁252和282此时是相对于竖直平面283镜像对称的，该竖直平面经过了轴线39并且垂直于车辆20的纵向轴线。然而，这两个梁在这个轴线39的高度处不是机械连接的。例如，梁282是与梁252相同的，但是其末端是分别通过锚固点284和286机械地连接至车辆20的底盘的相应的部分24和26上的。锚固点284、286是与点254和256相同的，但是它们被定位成使得梁282与梁252交叉，如以上所描述的。轴线39优选地是离该车辆的轴线48和50等距的。因此当车辆20作为被牵拉车辆包含在道路车队中时该车辆能够遵循单轨。

也可以省略致动器253。

图19表示适合用来代替装置30、250或280中一者的铰接装置290。这个装置290是与装置280相同的，但是：

-梁252和282被布置成使得当部分24与26对齐时梁252平行于轴线47和49；

-省略了致动器253。

轴线39是位于这两个梁的交叉点处的竖直轴线。然而，即使当部分24与26纵向地对齐时轴线39离轴线48和50是等距的，但是一旦铰接角度不再为零，这个装置290的构型则不能再将瞬时旋转轴线维持在横向于相邻车轮组的这两条横向轴线的正平分线上。该装置因此偏离了车辆20的单轨特性，当该车辆作为被牵拉车辆包含在道路车队中时该车辆不再能够遵循单轨。

可以将铰接部31放在经过了横向轴线48和50的多个相应竖直平面之间的任何地方。具体而言，能够将铰接部31布置在经过了轴线48和50的这些平面之一中。在这种情况下，该瞬时旋转轴线离这两条横向轴线不再是等距的。于是车队110不是单轨车队。

装置32可以是不同的，特别是在车轮组38包括多于一个车轮时。例如，图20表示了转向装置300，如果车轮组38包括两个车轮301、302则该转向装置可以代替装置32。这个装置300使用了一种阿克曼(Ackermann)转向几何形状。为此，这个装置300包括：

-多个短轮轴304、305，这些支撑轮轴分别连接至车辆301和302上并且各自具有转向杠杆，

-梁306，这个梁在横摆方面没有旋转自由度的情况下被固定至底盘的部分24上并且通过枢转连接件机械地连接至短轮轴304和305的转向杠杆上，使得这些短轮轴304和305可以围绕这些车轮的相应枢转轴线进行枢转，以及

-机械地连接至这些转向杠杆上的杆307。

车轮的枢转轴线被定义为当车轮被转向时进行枢转所围绕的轴线，这条枢转轴线在没有自由度的情况下相对于这个车轮组(该车轮是其一部分)所附接的底盘部分是固定的。这条竖直轴线典型地是在2°或3°或5°或10°以内竖直的。

这个转向装置300被配置成使得这些转向杠杆的焦点310位于分别经过了(该被牵拉车辆的)轴线70和39的多个平行的竖直平面之间并且优选地位于轴线50与39之间。这个转向装置300包括例如齿条-小齿轮转向机构(图18中未示出)。

在另一个变体中，装置32包括“驿马车(diligence)”式转向机构，其中的车轮组通过能够围绕竖直“主销”进行枢转的轮轴连接至底盘上。

当前车轮组包括多于一个车轮时，这个前车轮组的所有车轮的转向角度被定义为在包含有部分24的纵向轴线47的竖直平面与转向平面之间形成的锐角。这个转向平面被定义为：

-当这些车轮平行时离这些车轮的相应平面等距的这个平面，以及

-当这些车轮不平行(这就是例如当这些车轮没有转向时装置300中的车轮的情况)时在这个车轮组的车轮的平面之间形成平分平面的这个竖直平面；这些车轮平面因此相交。

车轮的平面是垂直于车轮的滚动轴线向该滚动平面上的正交投影的、并且经过了在这个车轮与该滚动平面之间的接触区域的几何中心的这个竖直平面。在这些实例中，前车轮组的车轮具有为零的外倾角和前束角。因此，这些车轮垂直于该滚动平面延伸。本领域技术人员熟知的是，替代地这些外倾角和/或前束角可以不为零。当前束角不为零时，这些车轮平面被定义为：如果该前束角为零时本来会与这些车轮对齐的这个平面。

装置32还可以用电子转向装置来代替，该电子转向装置包括能够使每个前车轮转弯的电动致动器。例如，这个电动致动器是由驾驶员通过人机界面来控制的。该人机界面可以包括方向盘23，该方向盘是与用于感测这个方向盘的角度位置的传感器相关联的。在这种情况下，转向柱被省略并且用控制单元来代替，该控制单元作为该传感器所测量的角度的函数来控制该电动致动器。

替代地，省略了分支93或95中的一者。

例如，装置30和32还能够同时在未联接位置中使用。当驾驶员转动该方向盘23时，这因此致使转向柱91旋转并且与此同时控制致动器33来修正铰接角度θ。当车辆20与任何其他车辆未联接时联合使用装置30和32能够增大其最大转向角度。

装置32的主销后倾角度α可以为零或负数。装置32还可以具有由装置96的旋转轴线相对于这个车轮42的中心的未对齐造成的额外的主销后倾偏距。

可以省略机构31C。在这种情况下，还省略了单元33A。于是对位于车队110队首的车辆而言，可以使装置30是自由的。接着改变该方法的步骤200至204。

机构31C可以省略致动器33。这个致动器33可以用一对夹爪来代替，例如这对夹爪被固定至部分24上并且被适配成用于将轴51夹紧以便在机构31C处于锁定位置中时防止部分24和26相对于彼此旋转。

固持装置34A可以不同地实施。例如，在简化情况下，车轮42的主销后倾角度α是正数并且轮叉90在轴承96中自由地旋转。在这些条件下，一旦该车队由于所选定的主销后倾角度α的值而移动，转向角度就自动取消。在这个实施例中，锁定件97A被将转向柱91从轮叉90上解除紧固的机构代替。因此，在联接位置中驾驶员可以一直转动该方向盘23，但是这对车轮42的方向没有影响。在以上所描述的这些实施例中，除了锁定件97A之外还可以使用此类解除机构。

装置34A也可以是纯机械装置。例如，该固持装置替代地包括被紧固至车辆62的底盘的后车轮组上的多个引导件。在挂钩34嵌套在挂钩60中时这些引导件被适配成用于使车轮42变直。例如，这些引导件以可滑动的方式接纳短轮轴94的两端以便在挂钩34嵌套在挂钩60内时使车轮42变直。正是这些引导件在挂钩34和60处于联接位置中时有利地防止车轮42转向从而完成与锁定件97A相同的功能。要注意，在这个变体中，用于将车辆20的车轮42的转向角度维持在零值的这个装置被部分地或完全地容纳在车辆62上并且不在车辆20上。

可以将在此所描述的装置34A的多个变体容易地平移到前车轮组包括多个车轮的情况。

挂钩34和/或60可以不同地实施。例如，挂钩34替代地包括多个钩子并且挂钩60替代地包括多个杆或环，在联接位置中这些钩子接合到这些杆或环上以便将这两个车辆相联接。例如，挂钩34、60形成了类似地用于将拖车挂在牵引器上的三点式挂钩。

挂钩34和60不必直接固定至底盘部分24和26上。例如，挂钩34和60中的一者被直接固定至该车轮组上。这两个挂钩34、60也可以直接固定至这些车轮组上。

替代地，挂钩34和60被配置成使得在联接状态下，车轮42通过嵌套在车辆62的后车轮组中而与轴线47对齐。

车轮42、44和46不一定包括充气轮胎。

替代地，同一车辆的车轮组的中心可以不是纵向对齐的。

图21表示道路机动车队400，其倒车时的转弯得到辅助。倒车是指该车队实质上在与该同一车队的向前移动的方向相反的方向上的移动。倒车移动的方向在此由箭头402表示。

车队400是由两个彼此相联接的可牵拉的道路机动车410和412形成的。在本说明书中，按照惯例，车队的向前移动方向是为了定义车队400的这些车辆中的哪一个车辆位于在该车队的队首的参照物。这同样适用于：当应用于车队400或构成这个车队400的要素时的术语“前部”或“后部”。在此车辆410位于车队400的队首。在此车辆412位于车队400的后部或尾端。

车辆410是与车辆20相同的，但是车辆410另外包括控制单元430，如将在下文中更详细描述的。

在此车辆410和412是相同的。

为简单起见，仅详细描述车辆410。属于车辆412的单元430在此同样用参考号432表示。

在此车辆410和412分别通过其前挂钩和后挂钩彼此相联接。在此，车辆410和412的前车轮组和后车轮组分别彼此嵌套并且形成了等效的“中间”车轮组414。在这个实例中，车辆410和412的所述前车轮组和后车轮组因此在单一车轮组中重合并且当车辆410和412相联接以形成车队时这些车轮组可互换地用参考号414表示。在此，车辆410的前车轮组带有参考号416并且车辆412的后车轮组带有参考号418。

车轮组416的主销后倾偏距的绝对值有利地比车辆410的部分24的长度(下文中被表示为长度a)小十倍或二十倍。当车队400处于静止或以低速移动时，这能够限制车辆410的部分24在车轮组416的车轮转向时围绕车辆410的轴线39经受横摆方面的高旋转的风险。下文中定义了部分24的长度。

当车辆410和412的相应部分24和26全部彼此对齐时并且前车轮组的车轮没有转向时，车队400被称为处于对齐位置中。更准确地说，如果角度θ₁和θ₂以及都小于10°或5°或2°，则该车队被称为处于对齐位置中。车辆410和412的铰接装置30的铰接角度在此分别表示为θ₁和θ₂。

单元430被编程为使得当车队从对齐位置倒车并且属于车队400的车辆位于该车队的队首时，车辆410和412的角度θ₁和θ₂被管控为设定值cθ₁和cθ₂，这两个值分别是始终作为车辆410的前车轮组的转向角度的函数来计算的。下文中更详细地描述了设定值cθ₁和cθ₂的定义。

如以上所指示，每个铰接装置30包括致动器33，该致动器在此被适配成用于使部分24和26移动以获得其相应的铰接角度θ₁或θ₂的预定值(或设定值)并且接着将这个角度维持在这个设定值直至接收到新的命令。例如，这种移动以及这个值的这种维持是通过将该铰接角度管控为所获得的设定值而实现的。为此，单元33A被编程为用于作为该设定值的函数来控制致动器33并且控制传感器33B所测量的角度而使得装置30具有等于这个设定值的铰接角度θ₁或θ₂。在此，单元33A为此包括PID型控制器。

单元430因此被编程为：

-在此通过装置34A的传感器97E来测量车辆410的前车轮组的转向角度

-作为所测量的角度的函数分别计算角度θ₁和θ₂的设定值cθ₁和cθ₂；

-将所计算出的设定值递送至车辆410和412的相应铰接装置30。

为此，单元430包括：

-计算机装置442，该计算机装置被编程来执行图24的方法；

-数据交换接口444，该数据交换接口被适配成：

·用于收集传感器97E所供应的数据信号；

·用于将数据信号递送至形成车队400的车辆410和412的装置30。

例如通过连接线将接口444连接至装置30上并且连接至车辆410的传感器97E上。例如，接口444还通过无线连接446而连接至单元432上。

装置442在此包括电子计算机，例如微处理器。

设定值cθ₁和cθ₂被选择成使得当车队400例如从图21中所表示的车队对齐位置倒车时，车轮组414、416和418的横向轴线总是在车队400的同一瞬时旋转中心Ω处相交。

图22更详细地表示用于限定设定值cθ₁和cθ₂的尺寸参数。更准确地说，图22图解地表示了车辆410和412。为简单起见，这些车轮组在图22中用单一车轮以图形表示。图23中图解地示出了掌控这些车轮组的图解表示以及前车轮组车轮的转向角度的限定的规则。在此，前车轮组的两个车轮460和461被认为是离单一车轮462等距的。这个车轮462的转向角度463于是被定义为在纵向轴线47与将前车轮组的几何中心与焦点X相连的直线464之间形成的角度。焦点是参照图20定义的。

针对车队400定义了以下尺寸参数(图22)：

-γ1是在车辆410的部分24的轴线47与在车队处于对齐位置中与该车队对齐的起始轴线470之间的角度；

-γ2是在车辆410的部分26的轴线49与该起始轴线470之间的角度；

-γ3是在车辆412的部分24的轴线47与该起始轴线470之间的角度；

-γ4是在车辆412的部分26的轴线49与该起始轴线470之间的角度；

-Ω是由车队400的这些车轮组414和418的轮轴所限定的瞬时旋转中心，这个瞬时中心是车轮组414和418的相应横向轴线的相交点；

-a和c分别是车辆410和412的部分24的长度，这些长度各自是沿着这个部分24的纵向轴线47、在铰接部分30的轴线39与这个车辆的前车轮组的中心之间测量的；

-b和d分别是车辆410和412的部分26的长度，这些长度各自是沿着这个部分26的纵向轴线49、在铰接部30的铰接轴线39与这个车辆的后车轮组的中心之间测量的。

在此，所有的距离是在平行于该车队的滚动平面中测量的。

在这个实例中，车辆410和412是相同的并且长度a和b因此是相等的，同样长度c和d也是相等的。但是，下文中所使用的符号和公式在车辆410和412不相同并且a、b、c、d的值不同时的一般情况下是有效的。

总体而言，设定值被选择成使得车轮组416的几何中心所遵循的路径是与以瞬时旋转中心Ω为中心的转弯圆相切的。这尤其有助于在就地转弯时前车轮组不发生侧滑。中心Ω的位置通过车轮组414和418的横向轴线的相交处限定。这种条件在下文中被称为最佳条件。

在此以车队400倒车之前车轮组418的几何中心的初始位置为原点并且采用以下各项来限定一个笛卡尔坐标轴系统：

-横坐标轴为轴线470，以及

-纵坐标轴为垂直于轴线470且平行于道路平面的轴线。

通过这些，中心Ω是由以下等式限定的：并且 $\stackrel{\‾}{\mathrm{\Ω}MI}.\stackrel{\‾}{TM}I=0,$ 其中：

-点AR是车轮组418的几何中心；

-是在就地转弯的操纵过程中与源自点AR的车轮组418几何中心的路径相切的矢量；

-点MI是车轮组414的几何中心；

-是在就地转弯的操纵过程中与源自点MI的车轮组414几何中心的路径相切的矢量；

-和分别是将中心Ω与相应的点AR和MI相连的矢量。

在车队400的移动过程中，点AR在这个坐标轴系统中具有如下限定的坐标x_AR和y_AR：

x_AR＝d×(1-cos(γ₄))

$y_{AR}=\frac{d}{2}\×ln\left(\frac{1+sin\left({\mathrm{\γ}}_4\right)}{1-sin\left({\mathrm{\γ}}_4\right)}\right)-d\×sin\left({\mathrm{\γ}}_4\right)$

其中：

${\mathrm{\γ}}_4=asin\left(\frac{{\left(\frac{1+sin\left({\mathrm{\γ}}_3\right)}{1-sin\left({\mathrm{\γ}}_3\right)}\right)}^{\frac{c}{d}}-1}{{\left(\frac{1+\sin \left({\mathrm{\γ}}_3\right)}{1-\sin \left({\mathrm{\γ}}_3\right)}\right)}^{\frac{c}{d}}+1}\right)$

同样，当车队400移动时，点MI必须在这个坐标轴系统中具有如下限定的坐标x_MI和y_MI：

x_MI＝d+c×cos(γ₃)

$y_{MI}=\frac{c}{2}\×ln\left(\frac{1+sin\left({\mathrm{\γ}}_3\right)}{1-sin\left({\mathrm{\γ}}_3\right)}\right)-c\×sin\left({\mathrm{\γ}}_3\right)$

矢量和具有以下值：

于是以下等式给出了最佳条件：

其中：

-点AV是车轮组416的几何中心；

-是与由车轮组416的几何中心所勾画出的路径相切并且在就地转弯的操纵过程中以点AV为起点的矢量；

-是将中心Ω与点AV相连的矢量。

在这个实例中，矢量被如下表示：

最佳条件因此能够建立一个作为角度γ3的函数来限定角度γ1的微分方程。这个微分方程可以作为初始条件γ1(γ3＝0)＝0的函数进行积分，该初始条件对应于车队400的对齐条件。

接着通过以下等式来限定角度

假设角度γ1、和γ2较小，则可以近似地求解这个微分方程。于是由于在此情况下角度γ1至γ4也较小，获得了以下近似：

-γ2＝γ3；

-γ4＝γ3×c/d；

-b×γ2＝a×γ1。

在这些条件下求解这个等式得到以下解：

-θ₁等于并且

-θ₂等于

在此，设定值cθ₁和cθ₂因此分别被选择成等于 和在这些条件下，通过将角度θ₁或θ₂分别管控为这些设定值cθ₁和cθ₂，在就地转弯或倒车过程中，车轮组416的路径是以车轮组414和418的瞬时旋转中心Ω为中心。

因此车队400在倒车时以简化的方式进行，因为车队400的所有车轮组具有以同一瞬时旋转中心Ω为中心的一条路径，正如对于具有两个轮轴、没有铰接装置30的标准机动车辆的情况。并且，这个构型减小或甚至消除了该车队的其余部分发生折叠的缺点，由于负的主销后倾偏距，如果车辆410和412的装置30是以不受控的方式自由地移动，则车轮组418在倒车过程中本来会自然地受其影响。因此辅助了车队400的倒车，因为在使车轮组416的车轮转向(无论是就地转弯或倒车过程中)时车队400因此具有较低的折叠风险。此外，这个优点是在不必致使车轮在道路上发生侧滑的情况下，即在车轮不必垂直于其路径滑动的情况下实现的。这因此限制了车轮轮胎的磨损。

在这个实例中，的值优选地局限在预定范围内。例如，的绝对值小于或等于20°或15°或10°。

在此，cθ₁和cθ₂是实时计算的，无论该车队400是静止的或在倒车。当车队400倒车时，这个计算是在车队400移动时通过更新所测量和计算出的值、尤其作为的变化值的函数来进行的。因此在车队400的倒车过程中的不同时刻重新计算cθ₁和cθ₂的值并且接着传输至相应的装置30。例如，将cθ₁和cθ₂的值每10ms或每100μs更新一次。

单元430有利地被适配成，如果车队400的驾驶员(即，在此为位于车队400队首处的车辆410的驾驶员)想要开启倒车操纵，检测车队400是否处于未对齐位置中。

在这种情况下，如果车队没有处于对齐位置中，则单元430能够阻止倒车。

接下来参照图24的流程图并且借助于图21和图22描述了一种用于将车队400倒车的方法的一个实例。

在步骤500的过程中，单元430自动检验车队是否处于对齐位置中。例如，单元430收集由车辆410和412的装置30的相应传感器33B所测量的角度θ₁和θ₂的值并且将这些测量值与预定的极限值进行比较。在这个实例中，如果所测量的角度θ₁、θ₂和的绝对值中的至少一个值大于预定极限值(等于10°或5°或3°或1°)，则车队被认为没有处于对齐位置中。

如果车队400被认为没有处于对齐位置中，则只要该车队400不处于对齐位置中就抑制倒车。事实上，如果在该车队处于静止或没有对齐时尝试倒车，则存在致使车轮组414、416或418之一中的车轮的轮胎发生明显侧滑的风险。

在此，然后车队400在步骤502过程中被自动地重新对齐。

如果该车队被认为处于对齐位置中，则该方法前进到步骤504。

于是，一旦车队400处于对齐位置中，则在步骤504过程中单元430允许车队400倒车。

在步骤506的过程中，单元430管控角度θ₁和θ₂。在此，步骤506在车队400静止在对齐位置中时开始、并且接着伴随车队400的倒车而继续。

首先，车辆410和412的装置30被单元430控制来伴随进行该车队驾驶员所施加的车队400的转弯移动。更准确地说，在此单元430：

-收集传感器97E所测量的角度的当前值；

-计算出设定值cθ₁和cθ₂；

-向车辆410和412的相应铰接装置30递送命令、尤其是包含这些设定值的命令。例如，在此包含设定值cθ₁的命令经由连接件446被传输至车辆410的单元33A并且包含设定值cθ₂的命令经由单元432被传输至车辆412的单元33A。车辆410的装置30的单元33A作为由传感器33B所测量的角度θ₁的函数来控制该单元所属的装置30的致动器33，使得铰接角度θ₁等于设定值cθ₁。同样，对于车辆412的装置30的单元33A，参照角度θ₂和设定值cθ₂。

在此当车队400静止时以及当车队400倒车时，这些收集、计算和递送步骤在不同时刻进行重复。

在这个实例中，单元432起到被动作用，即设定值cθ₁和cθ₂是完全由单元430计算出的。这是因为车辆412不是处于车队400的队首。在此，当车辆412联接至车辆410的后部上时，单元432的唯一作用是将命令从单元430转发至车辆412的装置30。为此，通过使用传感器97B，每个单元430或432提前确定挂钩34的位置，如果该挂钩所属的车辆位于车队的队首。

最终，在步骤508的过程中，停止倒车。车队400于是可以变得静止或向前移动。车队400同样可以再次倒车。在这种情况下，再次应用步骤500。

可以用不同方式来计算能够将角度θ₁和θ₂维持在使得最佳条件被满足的值的这些设定值cθ₁和cθ₂值。例如，除了上述为了作为角度的函数获得设定值cθ₁和cθ₂的等式所作的近似之外，还可以产生其他的近似。总体而言，无论使用什么等式，针对角度的较低值，设定值cθ₁和cθ₂都分别等于和 ±20％或10％或5％。

车队400的变体包括多个非机动车辆。例如，车队400是由机动车辆和拖车形成的。

车辆412的一个变体不包括装置32。

替代地，车辆410和412可以展现出不同，尤其在其尺寸方面。因此，长度a和c可以是不同的。同样，长度b和d可以是不同的。

在一个变体中，车辆410和412的相应后车轮组和前车轮组不是嵌套的。例如，这些车轮组处于如上所描述的“串联”构型。在这种情况下，中间车轮组是由这些串联的车轮组形成的等效车轮组。

在一个变体中，单元430和432被配置成使得单元430向单元432传输的值并且这个单元432由这个传输的值来计算设定点cθ₂。

单元430有利地能够命令车队400在其对齐位置中变直。为此，单元430尤其能够收集由车辆410和412的装置30的相应传感器33B、以及由传感器97E所测量的角度值。

单元430和432可以不同地实施。例如，这些单元430和432是通过机械机构，例如杆式传动装置、链条、绳索或皮带提供的。这个机构的大小是为了将角度θ₁和θ₂管控为设定值cθ₁和cθ₂。

可以不同地限制的值或者甚至可以省略这个限制。

在一个变体中，角度463的值被限定为两个车轮460和461的转向角度的平均值。如果车轮组包括仅一个车轮，则角度463被定义为这个车轮的转向角度。当车轮组包括驿马车式转向装置时也是如此。在一个变体中，这个角度463可以通过将传感器安装在机械装置上以便近似地重现这个角度463的运动学而进行估算。

该控制单元所测量和计算的值可以在不同的时刻被更新。这种更新还可以仅在车队400的驾驶员操纵方向盘23时发生。

管控这些角度以便执行倒车还可以在车队400处于静止时、在倒车情况下并且在驾驶员就地转动车轮组416的车轮时实施。当车队400的驾驶员开始倒车但是没有开始移动车队400时，车队400被称为处于倒车情形中。因此参照车队倒车所描述的步骤可以应用于当车队400处于静止时的情况。具体而言，在步骤500的过程中，当车队400处于倒车情形中而不处于对齐位置中时，方向盘23被抑制。在步骤504的过程中，单元540进一步允许方向盘23移动以便使这些车轮就地转弯。在步骤506的过程中，接下来伴随着车辆驾驶员对方向盘23的就地致动来重复进行管控、收集、计算和递送操作。

管控铰接角度θ₁和θ₂以便如在此参照车队400所描述地进行倒车可以独立于与车辆410和412的可牵拉特性有关的特征来使用。因此它可以用于道路机动车队，其中车辆410和412不能脱联接或者在彼此未联接时不能自主地循环。例如，这种管控可以应用于具有三个车轮组的任何机动车辆中，多对车轮组各自通过具有装置30的特征的铰接装置分开。例如，这种管控可以在机动车辆例如道路列车或挂接式公车中实施。

Claims (16)

1.一种可牵拉的道路机动车辆(20)，包括：

-至少三个车轮(42，44，46)，该至少三个车轮能够使该机动车辆在平坦道路(22)上行驶并且在该机动车辆的前车轮组(38)与后车轮组(40)之间分布；

-底盘，该底盘包括：

·前部分(24)，该前车轮组固定至该前部分上；

·后部分(26)，该后车轮组固定至该后部分上；

·被布置在该底盘的前部分与后部分之间的铰接装置(30)，这个铰接装置允许该前部分相对于该后部分围绕垂直于该车辆的滚动平面的铰接轴线(39)枢转以用于修正该车辆的铰接角度(θ)，这个滚动平面被定义为经过在道路与该车辆的这些车轮之间的接触区域的平面；

-分别位于该机动车辆的前部处和后部处的前挂钩(34)和后挂钩(36)，

·该前挂钩(34)是在以下位置之间交替地可移动的：

о联接位置，在该联接位置中这个前挂钩与同这个车辆的后挂钩相同且位于另一车辆上的后挂钩(60)相协作，以便在横摆方面没有旋转自由度的情况下将这些车辆彼此机械地相联接并且将这个车辆的前部分与该另一车辆的后部分对齐，以及

о未联接位置，在该未联接位置中这些车辆是彼此未联接的；

·该后挂钩(36)是在以下位置之间交替地可移动的：

о联接位置，在该联接位置中这个后挂钩与同这个车辆的前挂钩相同且位于另一车辆上的前挂钩(66)相协作，以便在横摆方面没有旋转自由度的情况下将这些车辆彼此机械地相联接并且将这个车辆的后部分与该另一车辆的前部分对齐，以及

о未联接位置，在该未联接位置中这些车辆是彼此未联接的；

其特征在于，该机动车辆包括转向装置(32)，该转向装置被适配成响应于该车辆的驾驶员的命令而用于修正该前车轮组中每个车轮的转向角度这个转向装置被适配成独立于该铰接装置被致动，这个转向装置具有主销后倾偏距(D)，当该前车轮组的横向轴线平行于该后车轮组的横向轴线时，该主销后倾偏距的绝对值严格小于该铰接轴线与该前车轮组的横向轴线相隔的最短距离的三分之一，车轮组的横向轴线被定义为：

·当该车轮组包括多于一个车轮并且这些车轮没有转向时，经过在道路与该车轮组中这些车轮之间的接触区域的几何中心的轴线，以及

·如果该车轮组仅包括一个车轮并且这个车轮没有被转向时，平行于这个车轮的滚动轴线并且经过在道路与这个车轮之间的接触区域的几何中心的轴线。

2.如权利要求1所述的车辆，其中，该车辆包括装置(34A)，以用于将这个车辆或它所联接的另一车辆的前车轮组中每个车轮的转向角度在这个车辆连接至该另一车辆上时维持在零值。

3.如以上权利要求中任一项所述的车辆，其中，该铰接装置(30)包括可控制锁定机构(31C)，该可控制锁定机构被适配成用于在以下位置之间交替地移动：

-锁定位置，在该锁定位置中该可控制锁定机构将该铰接装置锁定在以下位置中，在该位置中如果这个车辆的前挂钩未联接则该车辆的底盘的前部分和后部分相对于彼此对齐，以及

-未锁定位置，在该未锁定位置中如果这个车辆的前挂钩联接则该前部分和后部分是相对于彼此围绕该铰接轴线(39)自由枢转的。

4.如以上权利要求中任一项所述的车辆，其中，该铰接装置(30)包括机械铰接部(31)，该机械铰接部包括围绕该铰接轴线(39)的枢转连接部，该铰接轴线离该车辆(20)的前车轮组(38)和后车轮组(40)的横向轴线(48，50)是等距的。

5.如以上权利要求中任一项所述的车辆，其中，该车辆包括铰接装置(280)，该铰接装置包括第一梁(252)和第二梁(282)，这些梁各自平行于该车辆(20)的滚动平面、在分别经由锚固点(254，256，284，286)锚固至该车辆的前部分和后部分上的两端之间延伸，这些锚固点各自包括枢转连接部，该枢转连接部的旋转轴线垂直于该滚动平面；

这些第一梁和第二梁在该铰接轴线的高度处彼此交叉、并且在该底盘的前部分(24)和后部分(26)对齐时相对于经过该铰接轴线(39)且平行于该后车轮组的横向轴线的竖直平面(283)是镜像对称的，该铰接轴线离该车辆的前车轮组和后车轮组的横向轴线是等距的。

6.如以上权利要求中任一项所述的车辆，其中，该前车轮组(38)和该后车轮组(40)具有互补的形状，这样使得在该联接位置中该另一车辆的前车轮组能嵌套在这个车辆的后车轮组中而使得这个车辆的后车轮组和该另一车辆的前车轮组的横向轴线彼此间隔开一段距离，该距离小于这个前车轮组的车轮半径与这个后车轮组的车轮半径之和并且优选地使得这些横向轴线重合。

7.如权利要求1至5中任一项所述的车辆，其中，该前挂钩和后挂钩被配置成使得在该联接位置中，该另一车辆的前车轮组的横向轴线是在离这个车辆的后车轮组的横向轴线一段距离(224)处，该距离大于或等于这个前车轮组的车轮半径和这个后车轮组的车轮半径之和。

8.如权利要求3所述的车辆，其中，该铰接装置包括多个机械止动件(35，37)，使得当该可命令的锁定机构处于其锁定位置中时，该车辆的转向装置的最小转向半径大于该铰接装置所允许的最小转向半径。

9.根据以上权利要求中任一项所述的车辆，其中：

-该前车轮组包括两个车轮(301，302)；

-该转向装置包括被适配成用于修正这些车轮的转向角度的阿克曼转向机构(300)。

10.如权利要求1至8中任一项所述的车辆，其中：

-该前车轮组包括单一车轮(42)；

-该转向装置(32)包括机械地连接至该车轮的轮毂(94)上的转向杆(92)以及轴承(96)，该转向杆在该轴承内枢转。

11.如以上权利要求中任一项所述的车辆，包括：

·被适配成用于控制该转向装置的方向盘(23)；

·驾驶员座椅(21)，该车辆的驾驶员能从该驾驶员座椅上致动所述方向盘；

·乘客隔间(27)，该乘客隔间在横摆方面没有自由度的情况下被固定至该底盘的前部分上，使得在该铰接角度改变时该乘客隔间相对于该底盘的后部分移动，该控制器件和该驾驶员座椅是固定在这个乘客隔间内的。

12.一种道路机动车队(110)，包括至少两个相联接的道路机动车辆，其特征在于，这些车辆各自是如以上权利要求中任一项所述的，这些车辆是借助于这些车辆的相应的前挂钩和后挂钩而成对地相联接。

13.一种用于控制如以权利要求1至11中任一项所述的可牵拉的道路机动车辆的方法，其特征在于：

-当该前挂钩处于其联接位置(202)中时，该铰接装置被命令来允许该底盘的前部分和后部分围绕该铰接轴线进行枢转并且该转向装置被抑制成使得它不能被驾驶员致动；

-当该前挂钩处于该未联接位置(204)中时，该转向装置被启动而使得它能够被该驾驶员致动。

14.如权利要求13所述的控制方法，包括：

-提供至少一个可命令的致动器，该至少一个可命令的致动器被适配成用于改变该车辆的底盘的前部分相对于后部分的瞬时旋转轴线的位置；

-控制(206)所述至少一个致动器以便将该底盘的前部分相对于该底盘的后部分的瞬时旋转轴线维持成：

·在该车辆的这些车轮组的横向轴线平行时离这些横向轴线是等距的，并且

·当这些横向轴线不平行时位于由这些横向轴线形成的锐角的平分线上。

15.一种用于控制道路机动车队倒车的方法，其特征在于，该方法包括：

-提供如权利要求12所述的道路机动车队(400)，这个车队是由彼此相联接的第一车辆和第二车辆(410，412)形成的，该第一车辆(410)被放置在该机动车队(400)的队首，该车队的队首指定了当该车队向前移动时该机动车队所移动到的该机动车队的那端，向前移动对应于与向后移动相反的移动方向，该第二车辆是联接在该第一车辆的后方；

-该车队倒车移动(504)；

-在倒车过程中，管控(506)该第一车辆和第二车辆的铰接装置以便维持该第一车辆的前车轮组的几何中心所遵循的路径是与转弯圆相切的，该转弯圆的圆心位于该第一车辆和第二车辆的后车轮组(414，418)的横向轴线的相交处。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述管控包括：

·管控该第一车辆(410)的铰接角度θ₁为设定点cθ₁，该第一设定点cθ₁的值始终等于其中：

·是该第一车辆的前车轮组(416)中这些车轮的转向角度的当前值，这个角度的绝对值小于或等于20°；

·a和c分别是该车队(400)的第一车辆(410)和第二车辆(412)的前部分(24)的长度，这些长度是针对每个车辆在所述车辆的铰接轴线(39)与这个车辆的前车轮组(416，414)的几何中心之间测量的；

·b和d分别是该车队(400)的第一车辆(410)和第二车辆(412)的后部分(26)的长度，这些长度是针对每个车辆在所述车辆的铰接轴线(39)与这个车辆的后车轮组(414，418)的几何中心之间测量的；

·同时管控该第二车辆(412)的铰接角度θ₂为设定点cθ₂，该第二设定点cθ₂的值始终等于