CN202046216U - 驾驶席方向可变车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种驾驶席方向可变车辆,其在驾驶席方向可变车辆的驾驶方向为任意方向的情况下,使得前后轮轴重分配偏向前轴,通过使车辆形成转向不足倾向而提高操纵稳定性。驾驶席(5)在如(a)所示朝向车轮侧车体(1)的A侧时(A侧为前方行驶时),以及相反地驾驶席(5)如(b)所示朝向车轮侧车体(1)的B侧时(B侧为前方行驶时),使车辆重心(G0)与驾驶室侧车体(2)的旋转轴线(O)相比向行驶方向前方偏移,使行驶方向前方侧车轮(3或4)的轴重大于行驶方向后方侧车轮(4或3)。由此,前后轮轴重分配成为偏向前轴,使车辆形成转向不足倾向,可以提高车辆的操纵稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种驾驶席方向可变车辆,其中,该驾驶席方向可变车辆由车轮侧车体和驾驶室侧车体构成,该车轮侧车体悬挂在车轮上,通过该车轮旋转而可以行驶,该驾驶室侧车体具有驾驶席收容驾驶室,载置于车轮侧车体上,驾驶席至少可以向朝向车轮侧车体的行驶方向一侧及行驶方向另一侧的位置转向,特别地,本实用新型涉及提高该车辆的操纵稳定性的前后轴重分配控制技术。
背景技术
本发明人等没有发现关于提高上述驾驶席方向可变车辆的操纵稳定性的技术,但在驾驶席朝向固定的普通车辆中,通常通过对前后轮的轮胎特性及前后轮悬架装置的设定进行调整,从而使车辆整体具有转向不足的倾向,由此,可以确保尽可能应对各种运行情况的操纵稳定性。
但是,上述设定是考虑驾驶席朝向固定的普通车辆,向驾驶席所朝向的方向、即车辆向前方前进行驶的情况而进行的,普通车辆在向与驾驶席的朝向相反的方向、即向后方后退行驶时,由于行驶方向相反,所以上述设定对应于行驶方向而反转,车辆在该后退行驶时,具有转向过度的倾向。
该转向过度倾向使车辆的操纵稳定性恶化,导致动作不稳定,该问题在车速越高时就越显著,导致无法实现车辆的操纵稳定性。
在这里,研究作为本实用新型主要结构的基础前提的所述驾驶席方向可变车辆的使用方式。
在该驾驶席方向可变车辆中,通过使驾驶室侧车体在车轮侧车体上转向,从而可以使驾驶席的朝向在车轮侧车体的行驶方向一侧和行驶方向另一侧之间切换,进行该动作的理由在于设想为下述情况,即,通过驾驶席方向的该切换,使车辆以相同频率向以车轮侧车体的行驶方向一侧为前方的方向行驶、和相反地向以车轮侧车体的行驶方向另一侧为前方的方向行驶。
这样,对于以相同频率进行一个方向行驶以及另一方向行驶的驾驶席方向可变车辆,如果在结构下不特别地想办法,则根据常识,要将前后轮的轮胎特性及前后轮悬架装置设定为,即使在切换驾驶席的朝向而切换行驶方向的情况下,也不会使转向特性反转或较大地变化,另外,前后轮轴重分配也根据常识而确定为与驾驶席的朝向(行驶方向)无关的大致50∶50。
因此,驾驶席方向可变车辆通常无法像驾驶席朝向固定的普通车辆那样使前后轮的轮胎特性及前后轮悬架装置的设定进行较大地变化。
因此,驾驶席方向可变车辆的转向特性通常为中性转向倾向,无法采用针对普通车辆进行的方法,即,通过利用车轮定位调整等而使车辆具有转向不足倾向,从而确保充分的操纵稳定性。
如上述所示,作为缓和在车辆的行驶方向相反的情况下(后退行驶时)转向特性反转而转向过度化(或者中性转向化),以提高操纵稳定性的技术,当前,例如专利文献1所示,提出了一种通过对车轮的车轮定位控制以实现该目的的技术。
该专利文献1所记载的提案技术,并不是针对驾驶席方向可变车辆,而是针对驾驶席朝向固定的普通车辆,通过在行驶方向切换至后退的情况下,由于行驶方向切换而从前轮变为后轮的车轮(前进行驶中为前轮的车轮)的束角向后束方向变化,由此,可以缓和车辆后退时操纵稳定化恶化的上述转向过度化(或者中性转向化),使车辆的转向特性变化为转向不足倾向。
专利文献1:日本特开2009-120037号公报
实用新型内容
但是,在将上述现有技术思想应用在驾驶席方向可变车辆的情况下,产生下述新问题。
即,在通过行驶方向切换而从前轮变为后轮的车轮的束角向后束方向变化时,如果将该车轮的后束角设定为特别大,则相应地得到转向不足化的效果,但会导致左右轮间横向力差,除了在不平整道路上车辆的稳定性降低之外,还产生由于行驶阻力的大幅增加而使油耗恶化,车轮轮胎的磨损加快等新问题。
这些问题在如驾驶席方向可变车辆这种,通过切换驾驶席的方向,以相同频率进行向以车轮侧车体的行驶方向一侧为前方的方向的行驶、和相反地向以车轮侧车体的行驶方向另一侧为前方的方向的行驶的车辆的情况下是无法忽略的重大问题,这样,在驾驶席方向可变车辆的情况下,如果不牺牲这种无法忽视的重大问题,则无法追求上述转向不足化。
即使在考虑到上述问题,使通过行驶方向切换而从前轮变为后轮的车轮产生的后束角变小的情况下,该后束角也最多只能设定为0.5度左右,作为上述很小的后束角,无法进行所期望的转向过度化(或者中性转向化)的缓和,其结果,无法使车辆变化为转向不足倾向,因此,无法确保操纵稳定性。
在基于上述后束角设定的车轮定位控制中,产生上述新问题,无法解决根本问题,本实用新型从这个角度出发,基于下述事实认识,即,利用行驶方向前侧车轮及行驶方向后侧车轮之间的前后轴重分配控制,也可以对车辆的转向特性进行操作,从而无论驾驶席的朝向(行驶方向)如何,都能够使中性转向倾向的驾驶席方向可变车辆形成转向不足倾向,而不会伴随上述新问题,在向任意方向行驶时都可以确保操纵稳定性,由此,提出一种将该构思具体化而得到的驾驶席方向可变车辆,这是本实用新型的目的。
为了该目的,本实用新型所涉及的驾驶席方向可变车辆如下所示构成。
首先,对作为本实用新型主要结构的基础前提的驾驶席方向可变车辆进行说明,其由车轮侧车体和驾驶室侧车体构成,该车轮侧车体悬架在车轮上,通过该车轮旋转而能够行驶,该驾驶室侧车体具有驾驶席收容驾驶室,载置于所述车轮侧车体上,驾驶席至少可以向朝向所述车轮侧车体的行驶方向一侧及行驶方向另一侧的位置转向。
本实用新型的特征在于,所述驾驶席方向可变车辆构成为还具有前后轴重可变构造,该前后轴重可变构造在伴随着所述驾驶室侧车体的转向,所述驾驶席朝向所述车轮侧车体的行驶方向一侧时,使该行驶方向一侧的车轮的行驶方向一侧轴重比所述行驶方向另一侧的车轮的行驶方向另一侧轴重更大,在所述驾驶席朝向所述车轮侧车体的行驶方向另一侧时,使所述行驶方向另一侧轴重比所述行驶方向一侧轴重更大。
实用新型的效果
在上述本实用新型所涉及的驾驶席方向可变车辆中,由于在驾驶席朝向车轮侧车体的行驶方向一侧时,该行驶方向一侧的车轮的行驶方向一侧轴重与行驶方向另一侧的车轮的行驶方向另一侧轴重相比更大,在驾驶席朝向车轮侧车体的行驶方向另一侧时,行驶方向另一侧轴重比行驶方向一侧轴重更大,所以,根据驾驶席的朝向确定的行驶方向前侧的车轮的前侧轴重,必然比相反侧的车轮的后侧轴重更大。
所述前后轴重的大小关系,可以使驾驶席方向可变车辆与驾驶席的朝向(行驶方向)无关地形成转向不足倾向,在向任意方向行驶时都可以确保规定的操纵稳定性。
而且,如果确保利用所述前后轴重可变构造得到的所述转向不足倾向(操纵稳定性),则无需依靠现有的车轮定位控制(针对后轮的后束角设定)就可以实现上述作用效果,因此,不会产生依靠车轮定位控制的情况下的所述新问题,即,导致左右轮间横向力差,在不平整道路上车辆的稳定性降低,由于行驶阻力的大幅增加而使油耗恶化,车轮轮胎的磨损加快等新问题,可以实现上述作用效果。
附图说明
图1是表示作为本实用新型的第1实施例的驾驶席方向可变车辆的概略俯视图。
图2是图1中的驾驶席方向可变车辆的概略侧视图。
图3是表示图1、2中的驾驶席方向可变车辆的驾驶席方向控制程序的流程图。
图4是图1、2中的驾驶席方向可变车辆的驾驶席所朝向的方向和车辆整体的重心位置之间的关系的说明图,(a)是表示驾驶席朝向车轮侧车体的A侧方向的情况下的车辆重心位置的说明图,(b)是表示驾驶席朝向车轮侧车体的B侧方向的情况下的车辆重心位置的说明图。
图5是分别表示构成图1、2中的驾驶席方向可变车辆的车轮侧车体及驾驶室侧车体的各自重心位置的分解说明图。
图6是对于图1、2的驾驶席方向可变车辆,在表示车轮侧车体的前后方向重量分配的K1、以及表示驾驶室侧车体的前后方向重量分配的K2的二维坐标上,表示K1及K2的组合中能够采用的组合的区域线图。
图7是在驾驶席方向可变车辆的各要素为特定值的情况下,表示图6中的能够采用的K1及K2的组合的图,是与图6相同的区域线图。
图8是将图1、2中的驾驶席方向可变车辆的前后轴重分配和横摆共振频率之间的关系,与应用现有技术时的横摆共振频率的上升量相比较而表示的特性线图。
图9是表示作为本实用新型的第2实施例的驾驶席方向可变车辆的驾驶席所朝向的方向和车辆整体的重心位置之间的关系的说明图,(a)是表示驾驶席朝向车轮侧车体的A侧方向的情况下的车辆重心位置的说明图,(b)是表示驾驶席朝向车轮侧车体的B侧方向的情况下的车辆重心位置的说明图。
图10是分别表示构成图9所示的第2实施例的驾驶席方向可变车辆的车轮侧车体及驾驶室侧车体的各自重心位置的分解说明图。
图11是将图9、10所示的驾驶席方向可变车辆的前后轴重分配和横摆共振频率之间的关系,与应用现有技术时的横摆共振频率的上升量相比较而表示的特性线图。
图12是表示作为本实用新型的第3实施例的驾驶席方向可变车辆的图,是与图2相同的概略侧视图。
图13是表示作为图12所示的第3实施例的驾驶席方向可变车辆的驾驶席方向控制及蓄电池行程控制程序的流程图。
图14是将图12的驾驶席方向可变车辆进行分解,表示驾驶室侧车体的重心位置、和由该驾驶室侧车体及车轮侧车体构成的驾驶席方向可变车辆的重心位置的分解说明图,(a)是表示驾驶席朝向车轮侧车体的A侧方向的情况下的车辆重心位置的说明图,(b)是表示驾驶席朝向车轮侧车体的B侧方向的情况下的车辆重心位置的说明图。
具体实施方式
下面,基于附图所示的实施例,详细说明本实用新型的实施方式。
(第1实施例)
图1、2分别表示作为本实用新型的第1实施例的驾驶席方向可变车辆,图1是其概略俯视图,图2是其概略侧视图。
图1、2所示的第1实施例的驾驶席方向可变车辆,大致由车轮侧车体1及驾驶室侧车体2构成。
车轮侧车体1在该车轮侧车体1的行驶方向一侧,利用悬架装置3a悬挂在左右轮3上,并且在该车轮侧车体1的行驶方向另一侧,利用悬架装置4a悬挂在左右轮4上,通过上述车轮3、4的驱动及制动,可以使车轮侧车体1行驶及停止。
驾驶室侧车体2形成圆顶形状,具有驾驶室8,该驾驶室8收容驾驶席5、驾驶席前方的驾驶位模块6、以及驾驶席斜后方的2个乘客席7,该驾驶室侧车体2载置在车轮侧车体1上,可以绕驾驶室侧车体2的中心铅垂线O旋转而转向。
在进行该载置时,使用球轴承型式的轴承9,其通过在固定设置在车体1侧的外座圈9o及固定设置在车体2侧的内座圈9i之间设置球体9b而构成。
驾驶室侧车体2围绕中心铅垂线(旋转轴线)O的转向,是利用设置在驾驶位模块6中的电动机等转向致动器11,经由与其输出轴结合的齿轮11a而进行的。
转向致动器11内置用于检测驾驶室侧车体2的旋转位置的驾驶室侧车体旋转位置传感器(未图示),基于来自该驾驶室侧车体旋转位置传感器的信号及来自驾驶席方向指令开关(未图示)的信号,在驾驶位模块6中设置的控制器12驱动控制转向致动器11,将驾驶室侧车体2围绕旋转轴线O的转向位置,按照来自驾驶席方向指令开关的指令,设置为使驾驶席处于朝向车轮侧车体1的行驶方向一侧(如图所示的车轮3侧)或行驶方向另一侧(与图示相反的车轮4侧)的位置上。
此外,驾驶室侧车体2的旋转量,只要是可以如上述所示将驾驶席的朝向相互反转的量即可,可以是任意的,驾驶室侧车体2可以仅以180度往复旋转,驾驶室侧车体2也可以在360度的范围内旋转。
下面,说明负责车轮侧车体1的行驶及停止的车轮3、4的车轮驱动部及车轮制动部。
首先,说明车轮驱动部,与各车轮3、4进行驱动结合而设置车轮驱动电动机21、22,将这些电动机21、22搭载在车轮侧车体1上。
车轮驱动电动机21、22分别利用由逆变器及控制器构成的驱动控制单元24、25的控制,供给来自收容在驾驶室侧车体2的地板下的蓄电池23的电力,从而被驱动控制,通过所述车轮驱动电动机21、22的驱动控制,使驾驶席方向可变车辆(车轮侧车体1及驾驶室侧车体2)可以行驶。
此外,来自蓄电池23的电力也用于对负责驾驶室侧车体2的旋转(转向)的转向致动器11进行驱动等其他电气致动器的驱动。
上述驾驶席方向可变车辆(车轮侧车体1及驾驶室侧车体2)的行驶中的转向操纵如下所示进行,即,与来自于设置在驾驶位模块6中的方向盘26的转向操纵指令随动,同样设置在驾驶位模块6中的所述控制器12经由电子转向式的转向操纵致动器27、28,使对应的车轮3、4转向,由此进行该转向操纵。
下面,说明车轮制动部,与各车轮3、4相关联地在车轮侧车体1上设置鼓式制动器或盘式制动器等摩擦制动单元29、31。
利用这些摩擦制动单元29、31进行的车轮3、4的摩擦制动如下所示地进行,即,通过与来自设置在驾驶位模块6中的制动器踏板32的制动指令随动,同样设置在驾驶位模块6中的控制器12以电子制动方式使摩擦控制单元29、31进行液压动作,由此,使对应的车轮3、4进行该摩擦制动。
所述电子制动式摩擦制动控制,与利用转向致动器11进行的驾驶室侧车体2的旋转位置控制(驾驶席方向控制),都是通过所述控制器12执行的。
因此,在控制器12中,分别输入与制动踏板32的踏入量相关的信号、与左右轮3的旋转速度及左右轮4的旋转速度相关的信号、来自所述驾驶席方向指令开关(未图示)的信号、以及由所述转向致动器11内的驾驶室侧车体旋转位置传感器(未图示)检测出的与驾驶室侧车体2的旋转位置相关的信号。
控制器12基于上述输入信息及内部信息,如下所示进行驾驶席方向控制,并且进行电子制动式摩擦制动控制,由于电子制动式摩擦制动控制与本实用新型无关,所以在本说明书中省略说明。
(驾驶席方向控制)
控制器12执行图3的控制程序而执行驾驶席的方向控制(驾驶室侧车体2的旋转位置控制)。
在步骤S11中,基于来自所述驾驶席方向指令开关的信号,检测驾驶员是否指示驾驶席5的方向转换(行驶方向转换)。由于直至指示驾驶席5的方向转换为止,步骤S11不执行,所以在这一步进行待机。
如果指示驾驶席5的方向转换,步骤S11执行,则在步骤S12中,基于车轮3、4的旋转速度推定车体速度V。
在之后的步骤S13中,根据从上述推定出的车体速度V检查驾驶席方向可变车辆是否成为停车状态,如果处于行驶状态,则在这一步进行待机,即使存在驾驶席5的方向转换指令,也将驾驶席5的方向保持当前的朝向。
在步骤S13中判定为驾驶席方向可变车辆处于停车状态的情况下,在步骤S14中,通过禁止车辆行驶而维持停车状态,如下所示进行驾驶席的方向变更控制。
在步骤S15中,根据使驾驶席侧车体2旋转的转向致动器11的旋转位置,检测当前的驾驶席5的朝向。
在之后的步骤S16中,对检测出的当前驾驶席5的朝向是否与在步骤S11中检测出的驾驶席指令方向一致进行检查。
在步骤S16中判定为当前驾驶席5的朝向与驾驶席指令方向不一致的情况下,在步骤S17中,驱动转向致动器11,使驾驶席侧车体2围绕中心铅垂线O旋转。
在通过转向致动器11的驱动而使驾驶室侧车体2围绕中心铅垂线O旋转,驾驶席5的朝向与驾驶员期望的驾驶席指令方向一致时,步骤S16跳过步骤S17而使控制前进至步骤S18,因此,转向致动器11的驱动停止,可以将驾驶室侧车体2的旋转位置保持在使驾驶席5的朝向与驾驶员期望的驾驶席指令方向一致的旋转位置处。
在步骤S18中,解除在步骤S14中执行的车辆的行驶禁止,许可车辆行驶,如上所示,可以在驾驶席5的朝向与驾驶员期望的驾驶席指令方向一致的状态下行驶。
(前后轴重可变构造)
在本实施例中,在通过驾驶室侧车体2的上述旋转位置控制,驾驶席5如图4(a)所示朝向车轮侧车体1的行驶方向一侧即图2的A侧时(以A侧作为前方行驶时),以及相反地驾驶席5如图4(b)所示朝向车轮侧车体1的行驶方向另一侧即图2的B侧时(以B侧作为前方行驶时),都使得行驶方向前方侧车轮3或4的轴重与行驶方向后方侧车轮4或3的轴重相比更大,下面,说明为此的前后轴重可变构造。
该前后轴重可变构造如下所示,在驾驶席5如图4(a)所示朝向车轮侧车体1的A侧而向以该A侧为前方的方向行驶时,驾驶席方向可变车辆的重心GO如图4(a)所示,与车轮3及4之间的中间位置(在图示例中为驾驶室侧车体2的旋转轴线O的位置)相比,向成为行驶方向前方的A侧方向偏移,使得该A侧的车轮3(前轮)的轴重与行驶方向后方的B侧的车轮4的轴重相比更大,相反地,在驾驶席5如图4(b)所示朝向车轮侧车体1的B侧而向以该B侧为前方的方向行驶时,驾驶席方向可变车辆的重心G0如图4(b)所示,与车轮3及4之间的中间位置(驾驶室侧车体2的旋转轴线O的位置)相比,向成为行驶方向前方的B侧方向偏移,使得该B侧的车轮4(前轮)的轴重与行驶方向后方的A侧的车轮3的轴重相比更大。
为了使驾驶席5方向切换时,如上述所示车辆重心GO可以从前后车轮间中间位置(驾驶室侧车体旋转轴线O)进行偏移(前后车轮间轴重分配的切换),所述轴重可变构造如下述所示构成。
即,如图5所示,将用于产生驾驶室侧车体2的所述转向的由转向致动器11以及其输出轴上的齿轮11a构成的转向驱动部,如上述所示设置在驾驶位模块6中,从而设置在驾驶室侧车体2中,并且将车辆的蓄电单元即蓄电池23收容在驾驶室侧车体2的地板下,将这些转向驱动部11、11a以及蓄电池23配置为,使得驾驶室侧车体2的重心G2如图5所示,位于与驾驶室侧车体2的旋转轴线O相比向驾驶席5所朝向的方向偏移ε2的位置处。
并且,驾驶室侧车体2的重心G2相对于驾驶室侧车体2的旋转轴线O向驾驶席5所朝向的方向偏移的量ε2,与同样在图5中例示的以车轮侧车体1的G1表示的重心位置,详细地说车轮侧车体重心G1相对于位于车轮3、4之间的中间位置的驾驶室侧车体2的旋转轴线O向车轮3或4侧的偏移量(在图5中为向车轮3侧的偏移量ε1)之间的关系,确定为ε2>ε1。
对通过这样设置,使驾驶室侧车体2的重心G2及车轮侧车体1的重心G1分别为如图5所示的情况进行说明,在驾驶席5如图4(a)所示朝向车轮侧车体1的A侧而向以该A侧为前方的方向行驶时,驾驶席方向可变车辆的重心G0如图4(a)所示,与车轮3及4间的中间位置(驾驶室侧车体2的旋转轴线O的位置)相比,向成为行驶方向前方的A侧方向偏移(ε2+ε1),该A侧的车轮3(前轮)的轴重与行驶方向后方的B侧的车轮4的轴重相比,与偏移量相应地增加。
另外,相反地在驾驶席5如图4(b)所示朝向车轮侧车体1的B侧而向以该B侧为前方的方向行驶时,驾驶席方向可变车辆的重心G0如图4(b)所示,与车轮3及4间的中间位置(驾驶席侧车体2的旋转轴线O的位置)相比,向成为行驶方向前方的B侧方向偏移(ε2-ε1),该B侧的车轮4(前轮)的轴重与行驶方向后方的A侧的车轮3的轴重相比,与偏移量相应地增加。
此外,在本实施例中,将转向驱动部11、11a及蓄电池23这两者设置在驾驶室侧车体2上,通过这些转向驱动部11、11a及蓄电池23的所述配置,使得驾驶席侧车体2的重心G2相对于驾驶室侧车体2的旋转轴线O,向驾驶席5所朝向的方向偏移ε2,但在要求偏移量ε2较小的情况下,当然也可以仅将转向驱动部11、11a及蓄电池中的任意一个设置在驾驶室侧车体2上,配置在可以满足上述要求的位置处,另外,当然也可以取代转向驱动部11、11a及蓄电池23,而将其他重物设置在驾驶室侧车体2上,配置在可以满足上述要求的位置处。
(前后轴重分配的设定)
在这里,针对上述所示与驾驶席5的朝向(驾驶席方向可变车辆的行驶方向)无关地,使得行驶方向前方一侧的车轮3或4(前轮)的轴重大于行驶方向后方即相反侧的车轮4或3的轴重时,前后车轮间轴重分配要点进行研究。
作为驾驶席方向可变车辆整体的前后轴重分配的限制条件,如果将车辆整体的前后轴重分配比设为
K∶(1-K)
其中K∶(0<K<1),
则针对图4(a)、(b),为了如上述所示使得与驾驶席5的朝向(驾驶席方向可变车辆的行驶方向)无关地,使行驶方向前方一侧的车轮3或4(前轮)的轴重大于行驶方向后方即相反侧的车轮4或3(后轮)的轴重,则必须为
K>0.5 …(1)。
另一方面,与驾驶席5的朝向(驾驶席方向可变车辆的行驶方向)无关地,在向驾驶席方向可变车辆施加可产生的最大前后加速度的情况下,也要在行驶方向任一侧的车轮上留有轴重,这是为了确保车辆的动作安全性而非常重要的。
在本实施例中,由于如上述所示,驾驶席方向可变车辆的轴重分配为偏向前轴,另外,对于车辆,通常减速时比加速时施加更大的前后加速度,所以上述可产生的最大前后加速度视为可产生的最大减速度,将车辆的前后轴重分配设定为,在该最大减速度施加在驾驶席方向可变车辆中的情况下,也留有行驶方向后侧的车轮的轴重。
在这里,在将驾驶席方向可变车辆的可产生的最大减速度设为α(符号以减速方向为正,其值为制动减速度和与路面倾斜度对应的重力加速度分量的合成加速度,只要考虑为最大值1.4G左右即可),将车辆的前后车轮间的轴距设为L,将车辆的重心高度设为h时,为了即使在向车辆施加最大减速度α的情况下,也可以留有成为行驶方向后侧的车轮的轴重,需要使上述K满足
K<{1-(h/L)×α} …(2)
的条件。
由此,为了与驾驶席5的朝向(驾驶席方向可变车辆的行驶方向)无关地,使得行驶方向前方一侧的车轮3或4(前轮)的轴重大于行驶方向后方即相反侧的车轮4或3(后轮)的轴重,并且与驾驶席5的朝向(驾驶席方向可变车辆的行驶方向)无关地,在向驾驶席方向可变车辆施加可产生的最大前后加速度的情况下,也会在行驶方向任一侧的车轮上留有轴重,而作为在确定驾驶席方向可变车辆整体的前后轴重分配时使用的所述K,根据所述式(1)及式(2),必须满足
0.5<K<{1-(h/L)×α} …(3)
的条件。
因此,在本实施例中,在驾驶席5的朝向(驾驶席方向可变车辆的行驶方向)为任意方向的情况下,都将驾驶席方向可变车辆的前后轴重分配设定为,成为由满足上述式(3)的K所确定的分配。
下面,针对用于使驾驶席方向可变车辆的前后轴重分配如上述所示形成的、车轮侧车体1及驾驶室侧车体2的前后方向重量分配设定进行说明。
车轮侧车体1的前后方向重量分配越接近50∶50,并且车轮侧车体1的质量越小,考虑方法越简单,所以优选,在此情况下,只要将驾驶室侧车体2设定为满足所述式(3)的前后方向重量分配即可。
下面,具体进行说明。
将车轮侧车体1和驾驶室侧车体2之间的质量比设为P∶(1-P)(其中,0<P<1),将车轮侧车体1的前后方向重量分配比(将图5的A侧设为前方)设为K1∶(1-K1)(其中,0<K1<1),将驾驶室侧车体2的前后方向重量分配比设为K2∶(1-K2)(其中,0<K2<1),在此情况下,为了满足上述式(3)的条件,需要与驾驶席5的朝向相应地满足下述式(4)及式(5)。
即,在如图3(a)所示,将驾驶席5的朝向设为以车轮侧车体1的A侧为前方的方向而行驶的情况下,需要满足
0.5<P·K1+(1-P)K2<{1-(h/L)×α} …(4),
另外,在如图3(b)所示,将驾驶席5的朝向设为以车轮侧车体1的B侧为前方的方向而行驶的情况下,需要满足
0.5-P<-P·K1+(1-P)K2<{1-(h/L)×α}-P …(5)。
对于上述式(4)及式(5),如果在以表示车轮侧车体1的前后方向重量分配的K1以及表示驾驶室侧车体2的前后方向重量分配的K2的二维坐标上进行表示,则成为如图6所示的情况。
由此可知,为了与驾驶席5的朝向(驾驶席方向可变车辆的行驶方向)无关地,使得行驶方向前方一侧的车轮3或4(前轮)的轴重大于行驶方向后方即相反侧的车轮4或3(后轮)的轴重,并且与驾驶席5的朝向(驾驶席方向可变车辆的行驶方向)无关地,在向驾驶席方向可变车辆施加可产生的最大前后加速度的情况下,也会在行驶方向任一侧的车轮上留有轴重,需要使表示车轮侧车体1的前后方向重量分配的K1以及表示驾驶室侧车体2的前后方向重量分配的K2,为在图6中添加阴影线而表示的区域内的组合。
例如,对于表示车轮侧车体1和驾驶室侧车体2之间的质量比的P为0.3,另外所述式(4)及式(5)中的{1-(h/L)×α}为0.7的情况,如果将这些式(4)及式(5)在K1及K2的二维坐标上表示,则成为如图7所示的情况,如果将车轮侧车体1的前后方向重量分配及驾驶室侧车体2的前后方向重量分配确定为,成为该图7中添加阴影线而表示的区域内的K1及K2的组合,则与驾驶席5的朝向(驾驶席方向可变车辆的行驶方向)无关地,使得行驶方向前方一侧的车轮3或4(前轮)的轴重大于行驶方向后方即相反侧的车轮4或3(后轮)的轴重,并且与驾驶席5的朝向(驾驶席方向可变车辆的行驶方向)无关地,在向驾驶席方向可变车辆施加可产生的最大前后加速度的情况下,也会在行驶方向任一侧的车轮上留有轴重。
并且,如果车轮侧车体1的前后方向重量分配为50∶50,则仅通过使驾驶室侧车体2构成为K2大于0.5,就可以满足上述要求。
对于具有上述前后轴重分配可变构造的驾驶席方向可变车辆,在进行驾驶席5的方向切换的情况下,车辆的操作稳定性如以下说明所示提高。
在这里,作为对车辆的操作稳定性进行评价的指标,使用在图8的纵轴上标刻的横摆共振频率(Hz)。
该横摆共振频率是与车辆相对于转向操纵的响应性高低、以及车辆相对于干扰的自律稳定性高低具有直接关系的指标,数值越高,表示车辆的操纵稳定性越高。
图8的实线为,在由于在车轮侧车体1的行驶方向两侧车轮3、4均安装相同的轮胎,利用相同特性的悬架系统进行悬挂,因此前后的等价侧抗刚度倍率相同的驾驶席方向可变车辆中,例示将车辆整体的前后轴重分配(前轮轴重相对于后轮轴重的比例)逐次改变的情况下的横摆共振频率的变化特性。
根据该图8可知,在前侧轴重从50%至70%的前后轴重分配中,前后轴重分配越偏向前方,由于转向不足倾向而横摆共振频率越高,相对于转向操纵的车辆响应性变高,并且相对于干扰的车辆的自律稳定性变强,操纵稳定性增加。
并且,图8中的A1点是在如图4(a)所示驾驶席5朝向车轮侧车体1的A侧时(以A侧为前方的行驶时)的横摆共振频率,另外,图8中的B1点,是相反地在驾驶席5如图4(b)所示朝向车轮侧车体1的B侧时(以B侧为前方行驶时)的横摆共振频率。
在任一种情况下,驾驶席方向可变车辆的重心G0都与驾驶室侧车体2的旋转轴线O相比向行驶前方偏移,与该偏移量(ε2+ε1、ε2-ε1)对应,行驶方向前方侧车轮3或4的轴重与行驶方向后方侧车轮4或3的轴重相比变大,使车辆成为转向不足倾向,因此,横摆共振频率变高,相对于转向操纵的车辆响应性变高,并且相对于干扰的车辆的自律稳定性变强,操纵稳定性增加。
图8中的C1点,是针对前后轴重分配为50∶50、车轮轮胎前后都相同、且除了初始束角之外的悬架设定也前后都相同的车辆,使用现有技术的方法而在行驶方向后方侧的车轮形成后束角的情况下,仅作为参考而示出横摆共振频率的上升。
但是,如果将上述后束角设定为特别大,则如上述所示会导致左右轮间横向力差,除了在不平整道路上车辆的稳定性降低之外,还产生由于行驶阻力的大幅增加而使油耗恶化,车轮轮胎的磨损加快等对于驾驶席方向可变车辆来说无法忽略的新问题,因此,图8中的C1点表示下述情况下的横摆共振频率的上升,即,考虑上述问题而使上述后束角成为大约0.6度,使行驶方向前方车轮的等价侧抗刚度倍率为0.9倍左右。
因此,在现有技术的对策中,横摆共振频率的上升量仅可以得到图8的C1点处的程度,非常小。
(第1实施例的作用效果)
与此相对,在本实施例中,形成具有下述前后轴重可变构造的结构,即,使得在驾驶席如图4(a)所示朝向A侧方向的情况下,车辆重心G0与驾驶室侧车体2的旋转轴线O相比向行驶方向偏移(ε2+ε1),在驾驶席如图4(b)所示朝向B侧方向的情况下,车辆重心G0与驾驶室侧车体2的旋转轴线O相比向行驶方向偏移(ε2-ε1),从而与驾驶席的朝向无关地,使车辆重心G0与驾驶室侧车体2的旋转轴线O相比位于行驶方向前方,从而与上述偏移量(ε2+ε1、ε2-ε1)对应地,使行驶方向前方侧车轮3或4的轴重与行驶方向后方侧车轮4或3的轴重相比更大,因此,可以通过该前后轴重分配而使驾驶席方向可变车辆的转向特性为转向不足倾向,由此,车辆的横摆共振频率变高,相对于转向操纵的车辆响应性变高,并且相对于干扰的车辆的自律稳定性变强,从而可以提高操纵稳定性。
并且,如本实施例所示,在与驾驶席的朝向无关地,使行驶方向前方侧车轮3或4的轴重与行驶方向后方侧车轮4或3的轴重相比更大,从而在任意朝向的行驶时都得到高操纵稳定性的情况下,根据图8的A1、B1和C1之间的对比可以明确,与驾驶席方向可变车辆应用所述现有技术而依靠车轮定位控制的情况相比,横摆共振频率的上升量变得非常大,可以可靠且较大地提高车辆的操纵稳定性,其中,车轮定位控制是指与行驶方向对应而变更轮胎束角的控制。
而且,如果应用现有技术,通过对行驶方向后侧的车轮设定后束角的车轮定位控制而确保规定的操纵稳定性,则如上述所示,会导致左右轮间横向力差,除了在不平整道路上车辆的稳定性降低之外,还产生由于行驶阻力的大幅增加而使油耗恶化,车轮轮胎的磨损加快等对于驾驶席方向可变车辆来说无法忽略的新问题,但如本实施例所示,在不依靠车轮定位控制而通过前后轴重可变构造确保规定的操纵稳定性的情况下,不会产生对于驾驶席方向可变车辆无法忽略的上述新问题,可以实现所述的作用效果。
此外,在本实施例中,在设计实现上述作用效果的前后轴重可变构造时,如上述所示,即使在与驾驶席5的朝向(驾驶席方向可变车辆的行驶方向)无关地,对车辆施加可产生的最大前后加速度的情况下,在行驶方向任一侧的车轮上也留有轴重,因此,在任何条件下,在车轮上都存在设置负载,可以确保驾驶席方向可变车辆在加减速时的动作稳定性。
另外,在本实施例中,因为使驾驶席方向可变车辆形成下述车辆,即,驾驶室侧车体2相对于车轮侧车体1,围绕沿车体上下方向延伸的旋转轴线O相对旋转而使驾驶席5的朝向改变,使驾驶室侧车体2的重心位置G2与驾驶室侧车体旋转轴线O相比,向驾驶席5所朝向的方向偏移(ε2),从而得到实现所述作用效果的前后轴重可变构造,所以,不需要任何前后轴重分配控制机构这样的附加设备,仅通过对驾驶席方向可变车辆中不可缺的构成要件的配置下功夫,就可以得到上述前后轴重可变构造,可以廉价地确保基本的操纵稳定性。
此外,在对驾驶席方向可变车辆中不可缺的构成要件的配置下功夫,以可以确保上述基本的操纵稳定性时,在如本实施例所示,将驾驶室侧车体2的转向驱动部11、11a设置在驾驶室侧车体2中,将该转向驱动部11、11a配置为,使驾驶室侧车体2的重心位置G2与驾驶室侧车体旋转轴线O相比,向驾驶席5所朝向的方向偏移(ε2)的情况下,无需搭载多余的压载物、或变更其他构成物的配置,由此,无需伴随着车辆重量的增加,另外无需考虑确保压载物设置空间,就可以确保基本的操纵稳定性。
另外,在对驾驶席方向可变车辆中不可缺的构成要件的配置下功夫,以可以确保上述基本的操纵稳定性时,在如本实施例所示,将积蓄用于车辆行驶的电力的蓄电池23设置在驾驶室侧车体2中,将该蓄电池23配置为,使驾驶室侧车体2的重心位置G2与驾驶室侧车体旋转轴线O相比,向驾驶席5所朝向的方向偏移(ε2)的情况下,无需搭载多余的压载物、或变更其他构成物的配置,就可以确保基本的操纵稳定性,此外,由于蓄电池23的质量比其他构成物大,所以可以更高效地确保基本的操纵稳定性。
(第2实施例)
在上述第1实施例中,以在驾驶席如图4(a)所示朝向A侧方向的情况下,车辆重心G0与驾驶室侧车体2的旋转轴线O相比向行驶方向偏移(ε2+ε1),在驾驶席如图4(b)所示朝向B侧方向的情况下,车辆重心G0与驾驶室侧车体2的旋转轴线O相比向行驶方向偏移(ε2-ε1)的方式,根据驾驶席的朝向(行驶方向)而车辆重心G0相对于驾驶室侧车体2的旋转轴线O的偏移量不同,实现操纵稳定性的转向不足倾向的程度根据行驶方向而不同。
但是,优选与驾驶席5的朝向无关而转向不足倾向的程度相同,这从在任意朝向行驶时都成为相同的操纵稳定性,不会对驾驶员带来不适感的理由出发,是优选的。
第2实施例鉴于该要求,使得在驾驶席5如图9(a)所示朝向车轮侧车体1的行驶方向一侧即A侧时(以A侧为前方行驶时),以及相反地,驾驶席5如图9(b)所示朝向车轮侧车体1的行驶方向另一侧即B侧时(以B侧为前方行驶时),车辆重心G0相对于驾驶室侧车体2的旋转轴线O的向行驶方向前方的偏移量,如图9(a)、(b)中ε2所示大致相同。
在此情况下,与驾驶席5的朝向(行驶方向)无关地,行驶方向前方侧车轮3或4的轴重与行驶方向后方侧车轮4或3的轴重相比,增加与上述偏移量ε2对应的量,在驾驶席5的朝向(行驶方向)切换时,保持前后轴重分配、以及由此得到的操纵稳定性的提高量不变。
下面,说明用于得到下述情况的前后轴重可变构造,即,无论驾驶席5的朝向(行驶方向)如何,都使车辆重心G0相对于驾驶室侧车体2的旋转轴线O的向行驶方向前方的偏移量大致相同,以在驾驶席5的朝向(行驶方向)切换时,保持前后轴重分配不变。
此外,在本实施例中,驾驶席方向可变车辆基本上为与基于图1、2相同的结构,驾驶室侧车体2的转向(驾驶席5的方向)控制与基于图3的所述内容相同地进行,但在本实施例中,前后轴重可变构造在下述方面与第1实施例不同。
即,在本实施例中,前后轴重可变构造如图10所示,首先将车轮侧车体1自身构成为,使得行驶方向一侧车轮3的轴重及行驶方向另一侧车轮4的轴重大致相同,其重心G1在车辆行驶方向上,存在于车轮3、4之间的中间位置(在将轴距设为L时,距离车轮3的触地点为La=(1/2)L的位置,以及距离车轮4的触地点为Lb=(1/2)L的位置)。
并且,将驾驶室侧车体2的旋转轴线O配置在与车轮侧车体1的重心G1大致相同的位置处,即,存在于车轮侧车体1的行驶方向一侧车轮3及行驶方向另一侧车轮4之间的中间位置上,使车轮侧车体1的重心G1相对于驾驶室侧车体2的旋转轴线O的偏移量ε1大致为0。
另外,作为驾驶室侧车体2的转向驱动部的转向致动器11及其输出轴上的齿轮11a,与第1实施例相同地设置在驾驶位模块6中,从而设置在驾驶室侧车体2中,并且,将作为车辆的蓄电单元的蓄电池23收容在驾驶室侧车体2的地板下,将上述转向驱动部11、11a以及蓄电池23配置在下述位置上,即,使驾驶室侧车体2的中心G2如图10所示,与驾驶室侧车体2的旋转轴线O相比向驾驶席5所朝向的方向偏移ε2。
针对通过这样进行设置,使驾驶室侧车体2的重心G2及车轮侧车体1的重心G1分别如图10所示而进行说明,在驾驶席5如图9(a)所示朝向车轮侧车体1的A侧而向以该A侧为前方的方向行驶时,驾驶席方向可变车辆的重心G0如图9(a)所示,与车轮3及4间的中间位置(驾驶室侧车体2的旋转轴线O的位置)相比,向为行驶方向前方的A侧方向偏移(ε2),该A侧的车轮3(前轮)的轴重与行驶方向后方即B侧的车轮4(后轮)的轴重相比,与上述偏移量相应地增加。
另外,相反地,在驾驶席5如图9(b)所示朝向车轮侧车体1的B侧而向以该B侧为前方的方向行驶时,驾驶席方向可变车辆的重心G0如图9(b)所示,与车轮3及4间的中间位置(驾驶席侧车体2的旋转轴线O的位置)相比,向为行驶方向前方的B侧方向偏移(ε2),该B侧的车轮4(前轮)的轴重与行驶方向后方即A侧的车轮3(后轮)的轴重相比,与上述偏移量相应地增加。
如上述所示,由于在驾驶席5如图9(a)所示朝向车轮侧车体1的行驶方向一侧即A侧时(以A侧为前方行驶时),以及相反地,驾驶席5如图9(b)所示朝向车轮侧车体1的行驶方向另一侧即B侧时(以B侧为前方行驶时),使得车辆重心G0相对于驾驶室侧车体2的旋转轴线O的向行驶方向前方的偏移量,如图9(a)、(b)中的ε2所示大致相同,所以与驾驶席5的朝向(行驶方向)无关地,保持行驶方向前方车轮的轴重和行驶方向后方车轮的轴重为大致相同的比例,使前方车轮的轴重大于后方车轮的轴重。
此外,由于车轮侧车体1的重心G1与驾驶室侧车体旋转轴线O位于相同位置,K1=0.5,所以与图10所示的驾驶室侧车体2的重心位置G2相关的K2(其中,0<K2<1),只要以满足将该K1=0.5代入所述式(4)及式(5)而得到的下式的方式进行确定即可,其中,该K2表示驾驶室侧车体2的所述前后方向重量分配比例K2∶(1-K2)。
0.5<K2<{1/(1-P)}{1-(h/L)-0.5P} …(6)
(第2实施例的作用效果)
根据上述第2实施例的结构,可以在实现所有第1实施例的所述作用效果之外,还得到下述作用效果。
即,由于在驾驶席5如图9(a)所示朝向车轮侧车体1的行驶方向一侧即A侧时(以A侧为前方行驶时),以及相反地,驾驶席5如图9(b)所示朝向车轮侧车体1的行驶方向另一侧即B侧时(以B侧为前方行驶时),使得车辆重心G0相对于驾驶室侧车体2的旋转轴线O的向行驶方向前方的偏移量,如图9(a)、(b)中ε2所示大致相同,所以与驾驶席5的朝向(行驶方向)无关地,在行驶方向前方车轮的轴重大于行驶方向后方车轮的轴重时,前后轴重分配大致相同,无论向任意朝向行驶时,都形成预期的相同的操纵稳定性,不会对驾驶员带来不适感。
使用与图8相同的图11,进一步说明本实施例的作用效果。
在本实施例中,由于与驾驶席5的朝向(行驶方向)无关地,使得车辆重心G0相对于驾驶室侧车体2的旋转轴线O的向行驶方向前方的偏移量,如图9(a)、(b)中ε2所示大致相同,在行驶方向前方车轮的轴重大于行驶方向后方车轮的轴重时,前后轴重分配大致相同,所以在驾驶席5如图9(a)所示,朝向车轮侧车体1的行驶方向一侧即A侧时(以A侧为前方行驶时)的横摆共振频率(A1点的横摆共振频率),以及相反地,驾驶席5如图9(b)所示朝向车轮侧车体1的行驶方向另一侧即B侧时(以B侧为前方行驶时)的横摆共振频率(B1点的横摆共振频率),成为在图11的横轴上标刻的前后轴重分配相同时的值,无论向任意朝向行驶时,都形成预期的相同的操纵稳定性,不会对驾驶员带来不适感。
另外,由于在构筑用于实现所述作用效果前后轴重可变构造时,在本实施例中,如图10所示,使车轮侧车体1自身构成为,行驶方向一侧车轮3的轴重及行驶方向另一侧车轮4的轴重大致相同,使其中心G1存在于车轮3、4间的中间位置上,并且将驾驶室侧车体2的重心G2配置在与车轮侧车体1的重心G1大致相同的位置上,使驾驶室侧车体2的重心G2如图10所示,与驾驶室侧车体2的旋转轴线O相比,向驾驶席5所朝向的方向偏移ε2,所以通过使驾驶室侧车体2的重心G2具有上述偏移ε2,可以简单且容易地实现第2实施例所特有的上述作用效果。
(第3实施例)
图12示出第3实施例所涉及的驾驶席方向可变车辆,在本实施例中,驾驶席方向可变车辆基本上为与基于图1、2相同的结构,但前后轴重可变构造特别地形成下述构造。
即,将蓄电池23以可以沿车轮侧车体1的行驶方向位移地设置在车轮侧车体1上。
在设置该蓄电池23时,在车轮侧车体1上设置沿其行驶方向延伸的线性导轨41,在由该线性导轨41引导的基础上,将蓄电池23支撑为,可以相对于车轮侧车体1而沿其行驶方向位移。
为了使蓄电池23相对于车轮侧车体1而沿车轮侧车体1的行驶方向位移,在车轮侧车体1中安装设置滚珠丝杠式或液压式的线性致动器42,将该线性致动器42的致动器杆42a与蓄电池23连结而构成蓄电池位移机构。
由此,利用线性致动器42的驱动,可以使蓄电池23相对于车轮侧车体1而沿车轮侧车体1的行驶方向自由位移。
将蓄电池行程位置传感器43沿线性致动器42设置在车轮侧车体1中,该蓄电池行程位置传感器43用于检测通过所述位移而蓄电池23相对于车轮侧车体1位于怎样的相对位置。
通过线性致动器42使蓄电池23位于的行程位置,由负责驾驶席方向控制的控制器12进行控制,因此,来自上述蓄电池行程位置传感器43的检测信号输入控制器12。
(驾驶席方向控制及蓄电池位置控制)
控制器12基于来自蓄电池行程位置传感器43的检测信号和所述各种输入信息,执行图13的控制程序,进行与基于图3所述的控制相同的驾驶席5的方向控制,并且通过线性致动器42的驱动而进行蓄电池23的行程位置控制。
步骤S21~步骤S24进行与图3中的步骤S11~步骤S14相同的处理,因此,在这里省略这些步骤S21~步骤S24的说明。
在步骤S21中,检测出驾驶员指示驾驶席5的方向转换(行驶方向转换),在步骤S22~步骤S24中执行了禁止行驶的期间所选择的步骤S25中,根据使驾驶室侧车体2旋转的转向致动器11的旋转位置,检测当前的驾驶席5的朝向,并且根据来自上述蓄电池行程位置传感器43的检测信号,检测当前的蓄电池23的行程位置。
在之后的步骤S26中,检查当前的驾驶席5的朝向是否与在步骤S21中检测出的驾驶席指令方向一致,并且检查当前的蓄电池23的行程位置是否与蓄电池目标位置一致,该蓄电池目标位置是与上述驾驶席指令方向对应而实现如上述所示确定的车辆重心G0的目标位置所必需的位置。
在步骤S26中判定为驾驶席5的朝向与驾驶席指令方向不一致的情况下,或判定为蓄电池23的行程位置与蓄电池目标位置不一致的情况下,在步骤S27中,驱动转向致动器11,使驾驶室侧车体2围绕中心铅垂线O旋转而使驾驶席5侧朝向与驾驶席指令方向一致,或者驱动线性致动器42,使蓄电池23向目标位置位移,使得蓄电池23的行程位置与蓄电池目标位置一致。
在这里,通过线性致动器42的驱动进行的蓄电池23的行程位置控制,在下面详细记载。
如图14(a)所示,在驾驶席5朝向车轮侧车体1的A侧时(以A侧为前方行驶时),使蓄电池23向该图(a)中箭头所示的A侧方向移动,使成为行驶方向前方车轮的对应侧车轮3的轴重增加,同时使成为行驶方向后方车轮的相反侧车轮4的轴重减少,使车辆重心G0位于与驾驶室侧车体旋转中心O相比向行驶方向前方偏移ε0的位置上,如图14(b)所示,在驾驶席5朝向车轮侧车体1的B侧时(B侧为前方行驶时),使蓄电池23向该图(b)中箭头所示的B侧方向移动,使成为行驶方向前方车轮的对应侧车轮4的轴重增加,同时使成为行驶方向后方车轮的相反侧车轮3的轴重减少,使车辆重心G0位于与驾驶室侧车体旋转中心O相比向行驶方向前方偏移ε0的位置上。
在所述的蓄电池23的行程位置(车辆重心G0的位置)控制时,进行该控制以使得在确定驾驶席方向可变车辆整体的前后轴重分配时使用的所述K满足所述式(3),由此,与驾驶席5的朝向(驾驶席方向可变车辆的行驶方向)无关地,即使向驾驶席方向可变车辆施加可产生的最大前后加速度的情况下,在行驶方向任一侧的车轮上都留有轴重。
此外,在本实施例中,由于可以通过蓄电池23的行程位置(车辆重心G0的位置)控制而任意地控制前后轴重分配,所以驾驶室侧车体2的重心G2无需如第1实施例及第2实施例所示,与驾驶室侧车体旋转轴线O相比向驾驶席方向偏移。
但是,如果驾驶室侧车体2的重心G2与驾驶室侧车体旋转轴线O相比向与驾驶席方向相反的方向偏移,则需要与其偏移量相应地,使蓄电池23向图14(a)、(b)中箭头所示的方向移动的量增加,或者移动更大的质量,没有益处,因此,优选驾驶室侧车体2的重心G2如图14所示,从驾驶室侧车体旋转轴线O向与驾驶席方向相同的方向偏移。
在通过转向致动器11的驱动而使驾驶室侧车体2围绕中心铅垂线O旋转,使驾驶席5的朝向与驾驶员期望的驾驶席指令方向一致,并且通过线性致动器42的驱动而使蓄电池23的行程位置与蓄电池目标位置一致时,步骤S26跳过步骤S27而使控制前进至步骤S28,因此,停止转向致动器11及线性致动器42的驱动,可以将驾驶室侧车体2的旋转位置保持在使驾驶席5的朝向与驾驶员期望的驾驶席指令方向一致的旋转位置上,并且可以将蓄电池23保持在使其行程位置与蓄电池目标位置一致的位置上。
在步骤S28中,解除在步骤S24中执行的车辆的行驶禁止,许可车辆行驶,如上述所示,可以在驾驶席5的朝向与驾驶员期望的驾驶席指令方向一致的状态下进行行驶,并且如上述所示,可以在将通过蓄电池23的上述行程位置控制,使得车辆重心G0成为与驾驶席5的朝向(行驶方向)对应而确定的图14所例示的目标位置的状态下,使车辆行驶。
(第3实施例的作用效果)
根据上述第3实施例的结构,在驾驶席5如图14(a)所示朝向车轮侧车体1的行驶方向一侧即A侧时(A侧为前方行驶时),以及相反地驾驶席5如图14(b)所示向车轮侧车体1的行驶方向另一侧即B侧时(B侧为前方行驶时),车辆重心G0相对于驾驶室侧车体2的旋转轴线O的向行驶方向前方的偏移量,如图14(a)、(b)中ε0所示大致相同,因此,可以实现基于图11所述的第2实施例的全部作用效果。
另一方面,在构筑用于实现上述作用效果的前后轴重可变构造时,在本实施例中,如图12~14所示,将蓄电池23可位移地设置在车轮侧车体1中,在驾驶室侧车体2位于使驾驶席5朝向车轮侧车体1的A侧的转向位置时,利用线性致动器42使蓄电池23向驾驶席5所朝向的方向位移而使对应侧车轮的轴重增加,同时使相反侧车轮的轴重减少,在驾驶室侧车体2位于使驾驶席5朝向车轮侧车体1的B侧的转向位置时,利用线性致动器42使蓄电池23向驾驶席5所朝向的方向位移而使对应侧车轮的轴重增加,同时使相反侧车轮的轴重减少,因此,可以任意地控制车辆重心G0相对于驾驶室侧车体2的旋转轴线O的向行驶方向前方的偏移量、即驾驶席方向可变车辆的前后轴重分配,控制的自由度变高,并且还可以针对车辆的各个行驶条件而切换控制方式。
(其它实施例)
此外,在上述第1实施例~第3实施例中,如图1、2、12所示,均经由轴承9而将驾驶室侧车体2可围绕其中心铅垂线O旋转地载置于车轮侧车体1上,通过设置在驾驶位模块6中的电动机等转向致动器11,经由与其输出轴结合的齿轮11a,进行驾驶室侧车体2的转向,但驾驶室侧车体2的转向机构并不限定于此,可以形成任意构造,另外,驾驶室侧车体2的转向也并不限于通过使驾驶室侧车体2向两个方向正反旋转而进行该转向,也可以通过仅向一个方向旋转而进行该转向。
另外,关于车轮3、4的驱动方式,并不限于基于图1、2所述的所谓轮毂电动机(in-wheel motor)式,即,在各个车轮3、4中设置车轮驱动电动机21、22,利用各个车轮驱动电动机21、22驱动各车轮3、4,也可以是下述车轮驱动方式,即,在车轮侧车体1的行驶方向一侧及另一侧分别各设置一个车轮驱动电动机,利用共通的电动机驱动对应侧的左右一对车轮3、4,也可以是下述车轮驱动方式,即,针对所有车轮3、4设置一个共通的电动机,由此,经由差速器装置及传动轴驱动所有车轮3、4。
Claims (9)
1.一种驾驶席方向可变车辆,其由车轮侧车体和驾驶室侧车体构成,该车轮侧车体悬挂车轮,通过该车轮的旋转而可以行驶,该驾驶室侧车体具有驾驶席收容驾驶室,载置于所述车轮侧车体上,使得驾驶席至少可以向朝向所述车轮侧车体的行驶方向一侧及行驶方向另一侧的位置转向,
该驾驶席方向可变车辆的特征在于,
具有前后轴重可变构造,该前后轴重可变构造伴随着所述驾驶室侧车体的转向,在所述驾驶席朝向所述车轮侧车体的行驶方向一侧时,使该行驶方向一侧的车轮的行驶方向一侧轴重与所述行驶方向另一侧的车轮的行驶方向另一侧轴重相比更大,在所述驾驶席朝向所述车轮侧车体的行驶方向另一侧时,使该行驶方向另一侧轴重与所述行驶方向一侧轴重相比更大。
2.根据权利要求1所述的驾驶席方向可变车辆,其特征在于,
所述前后轴重可变构造形成为,在所述驾驶室侧车体位于使所述驾驶席朝向所述车轮侧车体的行驶方向一侧的转向位置时,以及位于使所述驾驶席朝向所述车轮侧车体的行驶方向另一侧的转向位置时这两种状态下,即使在向车辆施加可产生的最大前后加速度的情况下,也使得所述行驶方向另一侧车轮及行驶方向一侧车轮这两者都留有轴重。
3.根据权利要求1或2所述的驾驶席方向可变车辆,其特征在于,该驾驶席方向可变车辆使所述驾驶室侧车体相对于所述车轮侧车体围绕沿车体上下方向延伸的旋转轴线相对旋转而进行所述转向,
所述前后轴重可变构造形成为,使所述驾驶室侧车体的重心位置与所述驾驶室侧车体旋转轴线相比,向所述驾驶席所朝向的方向偏移。
4.根据权利要求3所述的驾驶席方向可变车辆,其特征在于,
所述前后轴重可变构造形成为,在该驾驶室侧车体中设置用于使所述驾驶室侧车体产生转向的转向驱动部,将该转向驱动部配置为,使得所述驾驶室侧车体的重心位置与所述驾驶室侧车体旋转轴线相比,向所述驾驶席所朝向的方向偏移。
5.根据权利要求1或2所述的驾驶席方向可变车辆,其特征在于,该驾驶席方向可变车辆利用来自蓄电单元的电力进行行驶,
所述前后轴重可变构造形成为,将所述蓄电单元设置在该驾驶室侧车体中,将该蓄电单元配置为,使得所述驾驶室侧车体的重心位置与所述驾驶室侧车体旋转轴线相比,向所述驾驶席所朝向的方向偏移。
6.根据权利要求3所述的驾驶席方向可变车辆,其特征在于,
所述前后轴重可变构造形成为,使所述车轮侧车体自身构成为,使得所述行驶方向一侧轴重及行驶方向另一侧轴重大致相同,
使所述驾驶室侧车体旋转轴线位于车轮侧车体的重心位置处,该车轮侧车体的重心位置存在于所述车轮侧车体的行驶方向一侧车轮及行驶方向另一侧车轮之间。
7.根据权利要求4所述的驾驶席方向可变车辆,其特征在于,
所述前后轴重可变构造形成为,使所述车轮侧车体自身构成为,使得所述行驶方向一侧轴重及行驶方向另一侧轴重大致相同,
使所述驾驶室侧车体旋转轴线位于车轮侧车体的重心位置处,该车轮侧车体的重心位置存在于所述车轮侧车体的行驶方向一侧车轮及行驶方向另一侧车轮之间。
8.根据权利要求5所述的驾驶席方向可变车辆,其特征在于,
所述前后轴重可变构造形成为,使所述车轮侧车体自身构成为,使得所述行驶方向一侧轴重及行驶方向另一侧轴重大致相同,
使所述驾驶室侧车体旋转轴线位于车轮侧车体的重心位置处,该车轮侧车体的重心位置存在于所述车轮侧车体的行驶方向一侧车轮及行驶方向另一侧车轮之间。
9.根据权利要求1或2所述的驾驶席方向可变车辆,其特征在于,该驾驶席方向可变车辆利用来自蓄电单元的电力进行行驶,
所述前后轴重可变构造形成为,将所述蓄电单元可位移地设置在该车轮侧车体中,并且
具有蓄电单元位移机构,其在所述驾驶室侧车体位于使所述驾驶席朝向所述车轮侧车体的行驶方向一侧的转向位置时,使所述蓄电单元向该行驶方向一侧位移,从而使对应侧车轮的轴重增加,同时使相反侧车轮的轴重减少,在所述驾驶室侧车体位于使所述驾驶席朝向所述车轮侧车体的行驶方向另一侧的转向位置时,使所述蓄电单元向该行驶方向另一侧位移,从而使对应侧车轮的轴重增加,同时使相反侧车轮的轴重减少。
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