CZ20023816A3 - Naklánějící se vozidlo s řiditelnými zadními koly - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká naklánějícího se vozidla majícího přední rámovou sekci s podélnou osou, sedadlo řidiče a jedno nebo více kol, která jsou schopna otáčet se kolem řídící osy předního kola, umístěné napříč k podélné ose a zadní rámovou sekci se dvěma koly, která je připojena k přední rámové sekci tak, že se může naklánět kolem osy naklánění umístěné v podstatě ve směru podélné osy.

Dosavadní stav techniky

Naklánějící se vozidlo tohoto typu je popsáno v přihlašovatelově mezinárodní patentové přihlášce č. WO 95/34459.

V případě známého naklánějícího se vozidla se přední rámová část vyklání vůči zadní rámové sekci pomocí dvou válců během zatáčení. Přední rámová sekce má jedno kolo, zatímco zadní rámová sekce je opatřena dvěma koly. Moment na přední kolo kolem řídící osy předního kola se měří silovým čidlem. Řídící signál, který pohání naklánějící válce, je vytvářen tímto momentem a jako výsledek se získá v podstatě stabilní naklánění. Pohyb naklánějících válců je zastaven v takovém okamžiku, když je síla nebo moment na přední kolo nulový, což je případ v okamžiku, kdy se v závislosti na poloměru zatáčení, rychlosti vozidla a jeho hmotnosti, včetně řidiče, dosáhne správného stupně náklonu pro projetí zatáčky. Když je síla nebo moment na předním kolu kolem řídící osy předního kola nulový, je náklon přední rámové sekce udržován konstantní. Rovněž je možné zkonstruovat čidlo jako indikátor polohy tak, jak je to popsáno v přihlašovatelově mezinárodní patentové přihlášce č. WO 99/14099. U tohoto uspořádání může řidič aktivovat naklánějící válce otáčením řídícím prvkem s ohledem na řídící osu předního kola, přičemž přední kolo je řízeno skrz správný úhel automaticky a jako funkce rychlosti současně naklánějícím mechanismem, popsaným v tomto patentu.

Bylo ale zjištěno, že při vysokých rychlostech, tj. nad 60 km/h, se objevuje nestabilní klikatá jízda celého vozidla, jak když jede rovně dopředu, tak když zatáčí. Výsledkem je vznik nežádoucích kmitů v naklánějící se kábině, následkem čehož je nepříznivě ovlivněna manipulace s naklánějícím se vozidlem.

Jedním cílem předmětného vynálezu je poskytnout naklánějící se vozidlo u kterého se zabrání kmitům i při relativně vysokých rychlostech.

Podstata vynálezu

Naklánějící se vozidlo podle vynálezu spočívá v tom, že se kola zadní rámové sekce dají otáčet kolem řídící osy zadního kola umístěné v podstatě napříč k podélné ose nebo se dají naklánět kolem naklánějící osy zadního kola, umístěné v podstatě ve směru podélné osy.

Vynález je založen na nápadu, že s nakloněním přední rámové sekce a odpovídající nakloněnou polohou, kterou zaujme přední kolo, vyžadují zadní kola relativně dlouhou dobu k vytvoření příčné síly. Tím, že se v souladu s předmětným vynálezem řídí také zadní kola jako funkce náklonu kolem v podstatě vertikálně orientované řídící osy zadního kola nebo nakloněním zadních kol kolem osy náklonu zadního kola, která probíhá v podstatě v podélném směru, jsou zadní kola schopna vyvinout dostatečně vysokou příčnou sílu dostatečně rychle a je zcela vyloučena relativně nestabilní vibrující manipulace při vysokých rychlostech jak v zatáčkách, tak i při jízdě rovně, za zachování výhodných řídících parametrů a pocitu při řízení pro řidiče.

• · ·· · · • · · · · • · · · • · · 4

4444 4 · 444·

Naklánění přední rámové sekce může být řízeno samovyvažováním na straně řidiče pomocí řízení předního kola a přesunem hmotnosti. V tomto případě není naklánějící se vozidlo opatřeno aktivním naklánějícím prostředkem.

S výhodou ale má naklánějící se vozidlo aktivně poháněné naklánění s naklánějícím zařízením, které může být aktivováno řidičem a je připojeno na jedné straně k přední rámové sekci a na druhé straně k zadní rámové sekci pro relativní naklánění rámových sekcí kolem osy náklonu a čidlo k vytváření řídícího signálu, jako funkce relativního náklonu přední a zadní rámové Části pro řízení naklánějícího zařízení.

U výhodného provedení je každé zadní kolo nezávisle zavěšeno na své vlastní řídící ose zadního kola. Zadní kola jsou spojena pomocí řídícího ramena umístěného napříč k řídící ose zadního kola a pomocí řídící tyče v každém případě k klikovému ramenu, umístěnému na podélné ose. Toto klikové rameno je připojeno k přední rámové sekci tak, že se může otáčet kolem podélné osy a sahá příčně k podélné ose. Při naklánění přední rámové sekce kolem podélné osy se klikové rameno otočí tak, že se řídící ramena zadních kol pohybují a dosáhne se řízení zadních kol, které závisí na délce klikového ramena. Stupeň řízení se dá přesně nastavit změnou geometrie klikového ramena a řídícího ramena.

Přehled obrázků na výkrese

Několik provedení naklánějícího se vozidla podle vynálezu bude podrobněji vysvětleno s odkazem na připojený výkres na kterém obr. 1 znázorňuje schematický, prostorový pohled na rám naklánějícího se vozidla podle předmětného vynálezu a obr. 2 a 3 znázorňují výhodná provedení řídící konstrukce pro zadní kola naklánějícího se vozidla podle předmětného vynálezu • · ·· · ·· ·· · · • » · ♦ · · ♦ · · ♦ ····· · · · · · • · · · · » ··· ·· ·· ··· ···· ·♦ ····

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje schematicky šasi naklánějícího se vozidla 1 podle vynálezu, opatřeného přední rámovou sekcí 2_ a zadní rámovou sekcí 2' připojenou k přední rámové sekci 2_ tak, že se dá naklánět. Přední rámová sekce _2 má přední kolo £, kterým se dá otáčet pomocí volantu _6 kolem řídící osy 5 předního kola _4, která je znázorněna schematicky. Přední rámová sekce 2_ má sedadlo 1_ pro řidiče, které je na obrázku znázorněno schematicky. Přední rámová sekce 2 se dá naklánět kolem osy 8 ¹ naklánění, která na obr. 1 souhlasí s podélnou osou 2· Naklánění přední rámové sekce 2 je poháněno naklánějícím zařízením 9, které se skládá ze dvou hydraulických válců 10, AA/ které jsou na jednom konci připojeny k zadní rámové sekci ^{a na} druhém konci k přední rámové sekci 2. Hydraulické válce 10, AA i^sou připojeny k řídící jednotce, která není na obrázku podrobněji znázorněna. Když řidič otočí volantem 6, řídící síla nebo řídící moment přenášený na přední kolo 4 se měří pomocí čidla 12. Čidlem 12 se aktivuje naklánějící zařízení 9_ přes vedení 13, které je znázorněno schematicky, čímž se naklání přední rámová sekce 2 vůči zadní rámové sekcí 3. Naklánění pokračuje dokud není síla nebo moment detekovaný čidlem 12 nulový. Když je síla nebo moment registrovaný čidlem 12 nulový, udržuje se přední rámová sekce 2_ v dosažené nakloněné poloze a válce 10, AA í^sou zafixovány v této poloze. Namísto silového nebo momentového čidla 12 je také možné použít úhlové čidlo, které je popsáno v přihlašovatelově mezinárodní patentové přihlášce č. WO 99/14099.

Také je možné ovládat naklánění počítačem na základě zrychlení nebo úhlových poloh přední rámové části, rychlostí anebo úhlových poloh předního kola 4_, detekovaných čidly. Vynález je také použitelný k naklánění vozidel u kterých je naklánějící zařízení 9 vynecháno.

• · · · · »· ·· · · ·*· φ · · · ··· ····· · · · · ····· · · · · · ·

Poloha zadních kol 14, 15 se dá seřídit, aby se zabránilo kmitům při relativně vysokých rychlostech, jak když se jede rovně a když se zatáčí. Zadní kola 14, 15 se dají řídit kolem řídící osy 19, 20 zadních kol 14, 15, která je v podstatě kolmá na podélnou osu 8_. Zadní kola 14, 15 mohou být také připojena k zadní ose 16 tak, že se mohou naklánět, tj. že rovina zadních kol 14, 15 se může naklánět kolem osy 17, 18 naklánění zadního kola 14, 15, která probíhá v podstatě ve směru podélné osy 13, přičemž se použijí řídící parametry nakloněných zadních kol 14, 15. Řízení pro naklonění kolem osy náklonu 17, 18 zadního kola 14, 15 nebo rotaci kolem řídící osy 19, 20 zadního kola 14, 15 může záviset na velkém počtu měřících signálů, jako na úhlu náklonu přední rámové sekce 2, rychlosti náklonu nebo zrychlení náklonu přední rámové sekce 2, valivém úhlu, valivé rychlosti nebo valivém zrychlení nenaklánějící se zadní rámové sekce 3, na silách pneumatik na zadní kola 14, 15 nebo na jejich kombinaci. Bylo zjištěno, že nežádoucí kmity při manipulaci s naklánějícími se vozidly mohou být potlačeny správným řízením zadních kol 14, 15.

Obr. 2 znázorňuje výhodné provedení s nezávisle zavěšenými zadními koly 14, 15, přičemž každé z nich je zavěšeno tak, že se může otáčet kolem své vlastní řídící osy 19, 20 zadního kola 14, 15. Každé zadní kolo 14, 15 je zavěšeno pomocí vlastního tlumiče 22, 23 na podpěrném členu 40 zadní rámové sekce 3^. Obě zadní kola 14, 15 jsou opatřena řídícím ramenem 24, přičemž řídící ramena jsou připojena pomocí řídící tyče 25, 26 ke konci klikového ramena 27. Řídící tyče 25, 26 jsou připojeny pomocí příslušných kulových kloubů 28 ke konci příslušného řídícího ramena 24. Klikové rameno 27 je na tuho připojeno k přední rámové sekci 2_ a rotuje kolem podélné osy <3 při naklánění přední rámové sekce 2. Výsledkem je, že se konce řídících ramen 24 pohybují a vytáčejí zadní kola 14, 15 kolem řídících os 19, 20, zadních kol 14, 15, přičemž řídící osy 19, 20 zadních kol 14, 15 • · • · ·· • · «

- 6 probíhají skrz horní závěsný bod tlumičů 22, 23 a kulový kloub

28.

Druhý konec s kloubem 28' řídících ramen 24 je připojen k zadní rámové sekci .3 pomocí příčných ramen 29, 30 a kulové klouby 31, 32 na konci příčných ramen 29, 30. Každé příčné rameno 29, 30 je připojeno pomocí pryžového závěsu 33¹ k podélnému vedení 33, přičemž podélná vedení 33 jsou navzájem spojena torzní tyčí 36, která také slouží jako valivý stabilizátor pro zadní rámovou sekci 3^.

Jak je to patrné na obr. 3, při naklánění přední rámová sekce 2_ doprava (v pohledu z místa řidiče) se klikové rameno 27 otáčí doleva, což má za následek, že se zadní kola 14, 15 otáčejí doprava kolem řídících os 19, 20 zadních kol 14, 15. Výsledkem je, že zadní kola 14, 15 jsou schopna vytvářet příčnou sílu dostatečně rychle, aby se získala výhodná manipulace v zatáčkách, což je důležité hlavně při rychlostech nad 60 km/h. Seřízení stupně řízení zadních kol 14, 15 se dá získat změnou délky klikového ramena 27, délky řídícího ramena 24 nebo polohy upevňovacího bodu 35 řídících tyčí 25, 26 na klikovém rameni 27.

I když byl vynález popsán s odkazem na naklánějící se vozidlo JL, mající jediné přední kolo 4, je také možné využít tohoto vynálezu u naklánějícího se vozidla se dvěma předními koly.

Claims (8)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Naklánějící se vozidlo (1), zahrnující přední rámovou sekci (2), mající podélnou osu (8), sedadlo (7) řidiče a nejméně jedno přední kolo (4) způsobilé k otáčení se kolem řídící osy (5) předního kola (4), umístěné napříč k podélné ose (8) a zadní rámovou sekci (3) se dvěma koly (14, 15), která je připojena k přední rámové sekci (2) tak, že je naklonitelná kolem osy (8') naklánění, umístěné ve směru podélné osy (8), vyznačující se tím, že zadní kola (14, 15) zadní rámové sekce (3) jsou otočná kolem řídící osy (19, 20) zadního kola (14, 15), umístěné napříč vůči podélné ose (8) nebo jsou vyklopitelná kolem osy (17), 18) náklonu zadního kola (14, 15), umístěné ve směru podélné osy (8).

2. Nakláněj ící se vozidlo podle nároku 1 vyznačující se tím, že každé zadní kolo (14, 15) zadní rámové sekce (3) je připojeno k zadní rámové sekci (3) pomocí příslušné vertikálně orientované řídící osy (19, 20) zadního kola (14, 15).

3. Naklánějící se vozidlo podle nároku 2 vyznačující se tím, že každé zadní kolo (14, 15) zadní rámové sekce (3) je opatřeno řídícím ramenem (24), které je umístěno napříč k řídící ose (19, 20) zadního kola (14, 15), a připojeno volným koncem příslušnou řídící tyčí (25, 26) ke klikovému ramenu (27), které je připojeno k přední rámové sekci (2) tak, že je otočné kolem podélné osy (8) a které sahá příčně k podélné ose (8) a je otočné kolem podélné osy (8) přední rámovou sekcí (2) při naklonění přední rámové sekce (2) kolem osy (8’) naklánění.

4. Naklánějící se vozidlo tím, že řídící rameno první kloub (28') k podle nároku 3 vyznačující se (24) je připojeno druhým koncem přes příčnému rameni (29, 30), které je ·· I» w ·· «0 • 4« «000 · 0 «

0Φ000 0 0 ··

0«·0 00 000 00 ·0 0«0 0040 00 0000 rovnoběžné k odpovídající řídící tyči (25, 26) a které je napojené přes druhý kloub (31, 32) k zadní rámové sekci (3) .

5. Naklánějící se vozidlo podle nároku 4 vyznačující se tím, že každé příčné rameno (29, 30) zadních kol (14, 15) je spojeno pomocí rotačního kloubu (33') k podélnému vedení (33), které sahá ve směru podélné osy (8).

6. Naklánějící se vozidlo podle nároku 5 vyznačující se tím, že podélná vedení (33) pro každé paralelní rameno (29, 30) jsou k sobě napojena torzní tyčí (36), umístěnou napříč k směru podélné osy(8).

7. Nakláněj ící se vozidlo podle nároků 2 až 6 vyznačující se tím, že řídící osy (19, 20) zadních kol (17, 18) nejsou kolmé na podélnou osu (8), každá je nezávisle zavěšena na zadní rámové sekci (3) a každá je opatřena tlumičem (22, 23).

8. Naklánějící se vozidlo podle některého z předchozích nároků vyznačující se tím, že je opatřeno naklánějícím zařízením (9), které je aktivovatelné řidičem a je připojeno na jedné straně k přední rámové sekci (2) a na druhé straně k zadní rámové sekci (3) k relativnímu naklonění rámových sekcí (2, 3) kolem osy (8') naklánění a čidlem (12) schopným vytvářet pro řízení naklánějícího zařízení (9) řídící signál jako funkci relativního naklonění přední rámové sekce (2) vůči zadní rámové sekci (3).