CZ298674B6 - Naklánející se vozidlo s riditelnými zadními koly - Google Patents

Abstract

Naklánející se vozidlo (1) zahrnuje prední rámovou sekci (2), mající podélnou osu (8), sedadlo (7) ridice a nejméne jedno prední kolo (4) zpusobilé kotácení se kolem rídicí osy (5) predního kola (4), umístené napríc k podélné ose (8), a zadní rámovou sekci (3) se dvema koly (14, 15), která je pripojena k prední rámové sekci (2) tak, že je naklonitelná kolem osy (8´) naklánení, umístené ve smeru podélné osy (8). Zadní kola (14, 15) zadní rámové sekce (3) jsou otocná kolem rídicí osy (19, 20) zadního kola (14, 15), umístené napríc vuci podélné ose (8) nebo jsou vyklopitelná kolem osy (17, 18) náklonu zadního kola (14, 15), umístené ve smeru podélné osy (8). Naklánející se vozidlo (1) muže také být opatreno naklánejícím zarízením (9), které je aktivovatelné ridicem a je pripojeno na jedné strane k prední rámové sekci (2) a na druhé strane k zadní rámové sekci (3) k relativnímu naklonení rámových sekcí (2, 3) kolem osy (8´) naklánení a cidlem (12) schopným vytváret pro rízení naklánejícího zarízení (9) rídicí signál jako funkci relativního naklonení prední rámové sekce (2) vuci zadní rámové sekci (3). Tím se zabrání oscilacím vozidla (1) pri relativne vysokých rychlostech.

Description

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 řídicí 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 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 řídicí osy předního kola se měří silovým čidlem. Řídicí 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, dosáh25 ne správného stupně náklonu pro projetí zatáčky. Když je síla nebo moment na předním kolu kolem řídicí 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 WO 99/14099. U tohoto uspořádání může řidič aktivovat naklánějící válce otáčením řídicím prvkem s ohledem na řídicí 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 nežádou35 cích kmitů v naklánějící se kabině, 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

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje a požadovaných cílů dosahuje naklánějící se vozidlo, zahrnující přední rámovou sekci, mající podélnou osu, sedadlo řidiče a nejméně jedno přední kolo způsobilé k otáčení se kolem řídicí osy předního kola, umístěné napříč k podélné ose a zadní rámovou sekci se dvěma koly, která je připojena k přední rámové sekci tak, že je naklonitelná kolem osy naklánění, umístěné ve směru podélné osy.

Jeho podstatou podle vynálezu je, že zadní kola zadní rámové sekce jsou otočná kolem řídicí osy zadního kola, umístěné napříč vůči podélné ose nebo jsou vyklopitelná kolem osy náklonu zadního kola, umístěné ve směru podélné osy.

Podle vynálezu je každé zadní kolo zadní rámové sekce připojeno k zadní rámové sekci pomocí příslušné vertikálně orientované řídicí osy zadního kola.

-1 CZ 298674 B6

Ve výhodném provedení podle vynálezu je každé zadní kolo zadní rámové sekce opatřeno řídicím ramenem, které je umístěno napříč k řídicí ose zadního kola, a připojeno volným koncem příslušnou řídicí tyčí ke klikovému ramenu, které je připojeno k přední rámové sekci tak, že je otočné kolem podélné osy a které sahá příčně k podélné ose a j e otočné kolem podélné osy přední rámovou sekcí při naklonění přední rámové sekce kolem osy naklánění.

Je výhodné jestliže řídicí rameno je připojeno druhým koncem přes první kloub k příčnému rameni, které je rovnoběžné k odpovídající řídicí tyči a které je napojené přes druhý kloub k zad10 ní rámové sekci.

Pro správnou funkci je rovněž výhodné, když každé příčné rameno zadních kol je spojeno pomocí rotačního kloubu k podélnému vedení, které sahá ve směru podélné osy.

Výhodné pro správnou funkci je i to, že podélná vedení pro každé paralelní rameno jsou k sobě napojena torzní, umístěnou napříč k směru podélné osy.

Podle vynálezu je výhodné i to, že řídicí osy zadních kol nejsou kolmé na podélnou osu, každá je nezávisle zavěšena na zadní rámové sekci a každá je opatřena tlumičem.

Ve výhodném provedení podle vynálezu je naklánějící se vozidlo opatřeno naklánějícím zařízením, které je aktivovatelné řidičem a je připojeno na jedné straně k přední rámové sekci a na druhé straně k zadní rámové sekci k relativnímu naklonění rámových sekcí kolem osy naklánění a čidlem schopným vytvářet pro řízení naklánějícího zařízení řídicí signál jako funkci relativního naklonění přední rámové sekce vůči zadní rámové sekci.

Vynález je založen na nápadu, že s nakloněnou 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 řídicí 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 řídicích parametrů a pocitu při řízení pro řidiče.

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.

Naklánějící se vozidlo může mít 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 řídicího signálu, jako funkce relativního náklonu přední a zadní rámové části pro řízení naklánějícího zařízení.

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 řídicí ramena zadních kol pohybují a dosáhne se řízení zadních kol, které závisí na délce klikového ramena. Stupeň řízení se dá přesně nastavit změnou geometrie kliko50 vého ramena a řídicího ramena.

-2CZ 298674 B6

Přehled obrázků na výkresech

Několik provedení naklánějícího se vozidla podle vynálezu bude podrobněji vysvětleno s odkazem na připojené výkresy na kterých obr. 1 znázorňuje schematický, prostorový pohled na rám naklánějícího se vozidla podle předmětného vynálezu a obr. 2 a 3 znázorňují výhodná provedení řídicí konstrukce pro zadní kola naklánějícího se vozidla podle předmětného vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje schematicky šasi naklánějícího se vozidla I podle vynálezu, opatřeného přední rámovou sekcí 2 a zadní rámovou sekcí 3, připojenou k přední rámové sekci 2 tak, že se dá naklánět. Přední rámová sekce 2 má přední kolo 4, kterým se dá otáčet pomocí volantu 6 kolem řídicí osy 5 předního kola 4, která je znázorněna schematicky. Přední rámová sekce 2 má sedadlo

7 pro řidiče, které je na obrázku znázorněno schematicky. Přední rámová sekce 2 se dá naklánět kolem osy 8' naklánění, která na obr. 1 souhlasí s podélnou osou 8. Naklánění přední rámové sekce 2 je poháněno naklánějícím zařízením 9, které se skládá ze dvou hydraulických válců 10, 11, které jsou na jednom konci připojeny k zadní rámové sekci 3 a na druhém konci k přední rámové sekci 2. Hydraulické válce JO, 11 jsou připojeny k řídicí jednotce, která není na obrázku podrobněji znázorněna. Když řidič otočí volantem 6, řídicí síla nebo řídicí 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 sekci 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 hydraulické válce 10, 11 jsou zafixovány v této poloze. Namísto silového nebo momentového čidla 12 je také možné použít úhlové čidlo, které je popsáno v přihlašovatelově mezinárodní patentové přihlášce 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.

Poloha zadních kol 14, 15 se dá seřídit, aby se zabránilo kmitům při relativně vysokých rychlostech, jak když se jede rovně tak když se zatáčí. Zadní kola 14, 15 se dají řídit kolem řídicí 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 náklonu zadního kola 14, 15, která probíhá v podstatě ve směru podélné osy 8, přičemž se použijí řídicí parametry nakloněných zadních kol 14,15. Řízení pro naklonění kolem osy 17, 18 náklonu zadního kola 14, J_5 nebo rotaci kolem řídicí osy 19, 20 zad40 ního kola 14, 15 může záviset na velkém počtu měřicích signálů, jako na úhlu náklonu přední rámové sekce 2, rychlostí 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 řídicí osy 19, 20 zadního kola 14,15. Každé zadní kolo 14, Γ5 je zavěšeno pomocí vlastního tlumiče 22, 23 na podpěrném členu 40 zadní rámové sekce 3. Obě zadní kola 14, Γ5 jsou opatřena řídicím ramenem 24, přičemž řídicí ramena jsou připojena pomocí řídicí tyče 25, 26 ke konci klikového ramena 27. Řídicí tyče

25, 26 jsou připojeny pomocí příslušných kulových kloubů 28 ke konci příslušného řídicího ramena 24. Klikové rameno 27 je na tuho připojeno k přední rámové sekci 2 a rotuje kolem podélné osy 8 při naklánění přední rámové sekce 2. Výsledkem je, že se konce řídicích ramen 24 pohybují a vytáčejí zadní kola 14, 15 kolem řídicích os 19, 20, zadních kol 14, 15, přičemž řídicí osy 19, 20 zadních kol 14,15 probíhají skrz horní závěsný bod tlumičů 22, 23 a kulový kloub 28.

-3CZ 298674 B6

Druhý konec s kloubem 28' řídicích ramen 24 je připojen k zadní rámové sekci 3 pomocí příčných ramen 29, 30 a kulových kloubů 31, 32 na konci příčných ramen 29, 30. Každé příčné rameno 29, 30 je připojeno pomocí pryžového závěsu 33' k podélnému vedení 33, přičemž podélná vedení 33 jsou navzájem spojena torzní tyčí 36, který 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 2Π_ otáčí doleva, což má za následek, že se zadní kola 14, 15 otáčejí doprava kolem řídicích os 19, 20 zadních kol 14,15. Výsledkem je, že zadní kola 14, 15 jsou schopna ío 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 řídicího ramena 24 nebo polohy upevňovacího bodu 35 řídicích tyčí 25, 26 na klikovém rameni 27.

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

Claims (7)

1. Naklánějící se vozidlo (1), zahrnující přední rámovou sekci (2), mající podélnou osu (8),

25 sedadlo (7) řidiče a nejméně jedno přední kolo (4) způsobilé k otáčení se kolem řídicí osy (5) předního kola (4), umístěné napříč k podélné ose (8) a zadní rámovou sekci (3) se dvěma koly (14, 15), která je připojena kpřední 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 řídicí osy (19, 20) zadního kola (14, 15), umístěné

30 napříč vůči podélné ose (8) nebojsou vyklopitelná kolem osy (17, 18) náklonu zadního kola (14, 15), umístěné ve směru podélné osy (8).

2. Naklánějící 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 verti35 kálně orientované řídicí 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 řídicím ramenem (24), které je umístěno napříč k řídicí ose (19, 20) zadního kola (14, 15), a připojeno volným koncem příslušnou řídicí tyčí (25,

40 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) aje otočné kolem podélné osy (8) přední rámovou sekcí (2) při naklonění přední rámové sekce (2) kolem osy (8') naklánění.

4. Naklánějící se vozidlo podle nároku 3,vyznačující se tím, že řídicí rameno (24)

45 je připojeno druhým koncem přes první kloub (28') k příčnému rameni (29, 30), které je rovnoběžné k odpovídající řídicí tyči (25, 26) a které je napojené přes druhý kloub (31, 32) k zadní rámové sekci (3).

5. Naklánějící se vozidlo podle nároku 4, vy z n a čuj í c í se t í m, že každé příčné rame50 no (29, 30) zadních kol (14, 15) je spojeno pomocí rotačního kloubu (33') k podélnému vedení (33), které sahá ve směru podélné osy (8).

-4CZ 298674 B6

6. Naklánějící se vozidlo podle nároku 5, v y z n a ě uj í c í se t í m, že podélná vedení (33) pro každé paralelní rameno (29, 30) jsou ksobě napojena torzní tyčí (36), umístěnou napříč k směru podélné osy (8).

7. Naklánějící se vozidlo podle nároků 2 až 6, v y z n a č uj í c í se t í m , že řídicí osy (19, 20) a náklonu (17, 18) zadních kol nejsou kolmé na podélnou osu (8), každá je nezávisle zavěšena na zadní rámové sekci (3) a každá je opatřena tlumičem (22, 23).

ío 8. Naklánějící se vozidlo podle některého z předchozích nároků, v y z n a ě uj í c í 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) řídicí signál jako funkci relativního naklonění přední rámové sekce (2)

15 vůči zadní rámové sekci (3).