CN1261323C - 设置有可转向后轮的倾斜式车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及倾斜式车辆，包括前构架部分(2)，它具有纵向轴线(8)、驾驶员座(7)和可绕着与纵向轴线(8)横向的前轮转向轴线(5)转向的一个或多个轮子(4)。车辆还具有设置有两个轮子(14，15)的后构架部分(3)，后构架部分与前构架部分连接成它可倾斜。车辆也可设置有由驾驶员操作的倾斜装置(9)，以使前后构架部分相对倾斜。传感器(12)测量例如前轮(4)上的力或者移动以控制倾斜装置(9)。后构架部分(3)的轮子(14，15)可绕着与纵向轴线横向的后轮转向轴线(19，20)转向，或者可绕着基本上沿着纵向轴线(8)方向的后轮倾斜轴线(17，18)倾斜，以防止在相对高速时车辆(1)震动。

Description

设置有可转向后轮的倾斜式车辆
技术领域
本发明涉及一种倾斜式车辆，包括一个前构架部分，它具有一条纵向轴线、驾驶员座和可绕着与纵向轴线横向的前轮转向轴线转向的一个或多个轮子；以及具有两个轮子的后构架部分，后构架部分与前构架部分连接成，它可绕着基本上沿着纵向轴线方向的一条倾斜轴线倾斜。
背景技术
这种倾斜式车辆公开在本申请人提交的国际专利申请WO95/34459中。
在公知的倾斜式车辆的情况下，当转弯时前构架部分通过两个缸体可相对于后构架部分倾斜。前构架部分具有一个轮子，而后构架部分设置有两个轮子。前轮上绕着前轮转向轴线的力矩通过一个力传感器被测量。驱动倾斜缸体的控制信号产生于该力矩，结果可获得内在稳定的倾斜。当前轮上的力或者力矩为零时，倾斜缸体的移动停止，这是根据转弯半径、车辆速度以及包括驾驶员的车辆重量，已经获得合适的转弯倾斜度时的一种情况。当前轮上绕着前轮转向轴线的力或者力矩为零时，前构架部分的倾斜位置保持恒定。也可以将传感器制作成一个位置指示器，如本申请人提交的国际专利申请WO99/14099所述。由于这种结构，驾驶员可以通过相对于前轮转向轴线转动转向元件来驱动倾斜缸体，前轮被操纵自动通过合适的角度并且通过所述专利中描述的倾斜机构同时随速度而变化。
但是，已经发现在高速即在大约60km每小时之上，驾驶直行向前和转弯时，整个车辆进行不稳定的之字形运动。结果，活动驾驶室中产生不希望出现的震动，这又导致倾斜式车辆的操作受到不利的影响。
发明内容
本发明的目的是要提供一种倾斜式车辆，即使在相对高速时可以避免震动。
为此，根据本发明的倾斜式车辆的特征在于，后构架部分的轮子可绕着与纵向轴线基本上横向的后轮转向轴线转向，或者可绕着基本上沿着纵向轴线方向的后轮倾斜轴线倾斜。
本发明是基于这种观察，在前构架部分倾斜和前轮所呈现的对应倾斜位置的情况下，后轮需要相当长的时间建立横向力。根据本发明，通过使后轮随着倾斜变化而绕着基本上竖直定向的后轮转向轴线转向、或者使后轮绕着基本上沿着纵向方向延伸的后轮倾斜轴线倾斜，后轮可以充分迅速地建立足够高的横向力，无论在转弯还是驾驶直行高速时的相对不稳定的震动操作被完全消除，同时可保持有利的转向特性和驾驶员的转向操作感。
借助于前轮转向和移位重量通过驾驶员方面的自平衡可以驱动前构架部分的倾斜。在这种情况下，倾斜式车辆不设置有起作用的倾斜装置。
但是，优选地，倾斜式车辆具有通过倾斜装置和传感器实现的积极驱动的倾斜，倾斜装置能够由驾驶员启动，并且一方面与前构架部分连接而另一方面与后构架部分连接，以使构架部分绕着倾斜轴线相对倾斜，传感器产生随着前后构架部分相对倾斜而变化的控制信号，以控制倾斜装置。
在一个优选实施例中，后轮分别独立地悬挂在它们自己的后轮转向轴上。后轮通过与后轮转向轴线横向的转向臂以及在每种情况下通过轨距杆连接到位于纵向轴线上的曲柄臂上。曲柄臂连接到前构架部分上使得它可以绕着纵向轴线转动并且与纵向轴线横向地延伸。在使前构架部分绕着纵向轴线倾斜时，曲柄臂被转动，使得后轮的转向臂被移动并且获得取决于曲柄臂长度的后轮转向。通过改变曲柄臂和转向臂的几何形状可以精确地调节转向度。
附图说明
以下将参照附图对本发明的倾斜式车辆的实施例进行描述。其中：
图1是根据本发明的倾斜式车辆的构架的示意立体图；以及
图2和图3是根据本发明的倾斜式车辆的后轮的操作结构的优选实施例。
具体实施方式
图1示意地显示了根据本发明的倾斜式车辆1的车架，它设置有前构架部分2和后构架部分3，后构架部分连接到前构架部分2上使得它可以倾斜。前构架部分2具有前轮4，前轮4借助于方向盘6可以绕着示意显示的前轮转向轴线5转向。前构架部分2具有示意地显示在图中的驾驶员座7。前构架部分2可以绕着倾斜轴线8’倾斜，倾斜轴线8’在图1中与纵向轴线8重合。前构架部分2的倾斜是通过倾斜装置9来驱动，倾斜装置9包括两个液压缸10，11，它们一端与后构架部分3连接，另一端与前构架部分2连接。液压缸10，11连接到附图中没有详细显示的控制单元上。当驾驶员转动方向盘6时，前轮4上的转向力或者转向力矩通过传感器12被测量。倾斜装置9由传感器12通过示意地显示的线路13被启动，以使前构架部分2相对于后构架部分3倾斜。只要传感器12检测的力或者力矩不为零，倾斜继续进行。当传感器12记录的力或者力矩为零时，前构架部分2保持在已经达到的倾斜位置，液压缸10，11固定在该位置。代替力或者力矩传感器12，也可以使用本申请人提交的国际专利申请WO99/14099描述的角度传感器。
也可以根据传感器检测的前构架部分的加速度或角向位置、前轮4的速度和/或角向位置，通过计算机来驱动倾斜。本发明也适用于倾斜装置9被省略的倾斜式车辆。
后轮14，15的位置是可调节的，以防止驾驶直行向前和转弯时在相对高速的情况下出现震动。后轮14，15可绕着基本上垂直于纵向轴线8的后轮转向轴线19，20转向。后轮14，15也可以连接到后轴16上，使得它们可以倾斜，也就是说，后轮平面可以绕着后轮倾斜轴线17，18倾斜，后轮倾斜轴线17，18基本上是沿着纵向轴线8的方向，以利用倾斜轮胎14，15的转向特性。为绕着后轮倾斜轴线17，18的倾斜或者绕着后轮转向轴线19，20的转动的驱动取决于多个测量信号，诸如前构架部分2的倾斜角度、前构架部分2的倾斜速度或倾斜加速度、非倾斜的后构架部分3的滚动角度、滚动速度或滚动加速度、后轮14，15上的轮胎力、或者它们的组合。已经发现的是，通过后轮14，15的合适转向，在操作倾斜式车辆时不希望出现的震动可被消除。
图2显示了带有独立悬挂的后轮14，15的一个优选实施例，每个后轮被悬挂成它可以绕着其自己的后轮转向轴线19，20转向。后轮14，15分别通过位于后构架部分3的支撑部件40上的单个减震器22，23被悬挂。后轮14，15分别设置有转向臂24，转向臂24通过轨距杆(track rod)25，26与曲柄臂27的端部连接。轨距杆25，26通过相应的球形接头28与相应的转向臂24连接。曲柄臂27刚性地连接到前构架部分2上，并且在前构架部分2倾斜时可绕着纵向轴线8转动。结果，转向臂24的端部被移动并且发生后轮14，15绕着后轮转向轴线19，20转向，后轮转向轴线延伸通过减震器22，23的上部安装点和球形接头28。
转向臂24的第二端28’通过横向臂29，30和位于横向臂29，30端部的球形接头31，32与后构架部分3连接。横向臂29，30分别通过橡胶悬浮件33’与纵向引导件33连接，纵向引导件通过扭力杆36相互结合起来，扭力杆36也用作后构架部分3的滚动稳定器。
如图3所示，当前构架部分2向着右侧(从驾驶员位置看上去)倾斜时，曲柄臂27向着左侧转动，结果，后轮14，15绕着后轮转向轴线19，20向着右侧转向。结果，后轮14，15能够充分迅速地建立横向力，以便在转弯时获得有利的操作，这主要是在速度为60km每小时之上时是重要的。通过改变曲柄臂27的长度、转向臂24的长度或轨距杆25，26固定到曲柄臂27上的固定点35的位置可以获得对后轮14，15的转向度的调节。
尽管已经参照具有单一前轮4的倾斜式车辆对本发明进行了描述，本发明也可用于具有两个前轮的倾斜式车辆。

Claims (6)

1、一种倾斜式车辆，包括前构架部分(2)，它具有纵向轴线(8)、驾驶员座(7)和可绕着与纵向轴线(8)横向的前轮转向轴线(5)转向的一个或多个轮子(4)；以及具有两个轮子(14，15)的后构架部分(3)，后构架部分与前构架部分连接成，前构架部分(2)可绕着基本上沿着纵向轴线方向设置的倾斜轴线(8’)倾斜，其特征在于，后构架部分(3)的轮子(14，15)可绕着与纵向轴线(8)基本上横向的后轮转向轴线(19，20)转向，后构架部分(3)的轮子(14，15)分别通过相应的基本上竖直定向的后轮转向轴线(19，20)连接到后构架部分(3)上，并且后构架部分(3)的轮子(14，15)分别设置有转向臂(24)，转向臂(24)与后轮转向轴线(19，20)横向地设置并且在其自由端通过相应轨距杆(25，26)连接到曲柄臂(27)上，曲柄臂(27)连接到前构架部分(2)上使得它可绕着纵向轴线(8)转动，曲柄臂与纵向轴线(8)横向地延伸，并且在前构架部分(2)绕着倾斜轴线(8’)倾斜时通过前构架部分(2)绕着纵向轴线(8)转动。
2、如权利要求1所述的倾斜式车辆(1)，其特征在于，转向臂(24)在其第二端通过第一接头(28’)安装到横向臂(29，30)上，横向臂基本上平行于对应的轨距杆(25，26)并且通过第二接头(31，32)连接到后构架部分(3)上。
3、如权利要求2所述的倾斜式车辆(1)，其特征在于，后轮(14，15)的横向臂(29，30)分别通过旋转接头(33’)连接到沿着纵向轴线(8)方向延伸的纵向引导件(33)上。
4、如权利要求3所述的倾斜式车辆(1)，其特征在于，每个横向臂(29，30)的纵向引导件(33)通过与纵向轴线(8)横向的扭力杆(36)相互结合。
5、如权利要求1至4任一所述的倾斜式车辆(1)，其特征在于，后轮转向轴线(19，20)与纵向轴线(8)不垂直，它们分别独立地悬挂在后构架部分(3)并且分别设置有减震器(22，23)。
6、如权利要求1至4任一所述的倾斜式车辆(1)，其特征在于，车辆设置有倾斜装置(9)和传感器(12)，倾斜装置(9)能够由驾驶员启动，并且一方面与前构架部分(2)连接而另一方面与后构架部分(3)连接，以使前构架部分(2)相对于后构架部分(3)绕着倾斜轴线(8’)相对倾斜，传感器(12)产生随着前后构架部分相对倾斜而变化的控制信号，以控制倾斜装置(9)。
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