DE102007043159B4

DE102007043159B4 - Fahrzeug mit Radnabenmotor

Info

Publication number: DE102007043159B4
Application number: DE102007043159A
Authority: DE
Inventors: Ichiji Toyota Yamada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2027-09-12
Also published as: JP4207075B2; US7543825B2; JP2008068832A; US20080066976A1; CN100579805C; CN101143553A; DE102007043159A1

Abstract

Ein vierrädriges Fahrzeug, das mit einem Radnabenmotor sowohl in einem Vorder- als auch in einem Hinterrad versehen ist und bei dem ein Winkel zwischen einem momentanen Drehzentrum und einer Aufstandsfläche des Vorderrads ungefähr gleich einem Winkel zwischen einem momentanen Drehzentrum und einer Aufstandsfläche des Hinterrads ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beziehung zwischen einer Änderung eines Achsschenkelversatzes und einer Änderung eines Radhubs für zumindest entweder das Vorderrad oder das Hinterrad so ist, dass eine Proportion eines Verhältnisses der Änderung des Achsschenkelversatzes zu der Änderung des Radhubs für das Vorderrad zu einem Verhältnis der Änderung des Achsschenkelversatzes zu der Änderung des Radhubs für das Hinterrad als größer als ein Verteilungsverhältnis einer Bremskraft für das Vorderrad relativ zu einem Verteilungsverhältnis der Bremskraft für das Hinterrad des vierrädrigen Fahrzeugs beim Bremsen bestimmt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein vierrädriges Fahrzeug, das Radnabenmotoren in Vorder- und Hinterrädern aufweist, und bei dem ein Achsschenkelversatz des Vorder- und/oder Hinterrads festgelegt wird, um die Stabilität des Fahrzeugs zu verbessern.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Es sind Fahrzeuge mit Radnabenmotoren im Stand der Technik bekannt, bei denen elektrische Motoren in den Vorder- und Hinterrädern als Antriebseinrichtung vorgesehen sind. In solchen Fahrzeugen mit Radnabenmotoren gibt es den Nachteil, dass eine starke Lenkanstrengung fühlbar sein kann, weil jedes Rad einen Elektromotor aufweist, folglich ein Kugelgelenk in einem Dämpfersystem innerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist und daher der Achsschenkelversatz groß wird. Um einem solchen Nachteil vorzubeugen, beschreibt beispielsweise die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 5-116545 ( JP-A-5-116545 ), dass eine Radscheibe in einer nach innen konkaven Form entlang einer Achswelle gebildet wird, das Kugelgelenk eines unteren Arms in dem Raum angeordnet wird, der durch die konkave Form bestimmt wird, um in der Nähe der Radscheibe zu sein, und so der Achsschenkelversatz gering gehalten wird.
Die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2005-329817 ( JP-A-20005-329817 ) beschreibt einen Radnabenmotor mit einem ersten hohlen Motor und einer zweiten dazu konzentrischen hohlen Motor. Der Außendurchmesser des zweiten Motors wird so bestimmt, dass er kleiner als der Innendurchmesser des ersten Motors ist, so dass ein Teil des zweiten Motors innerhalb des ersten Motors angeordnet ist. In Übereinstimmung damit wird ein unteres Gelenk benachbart zu einer inneren Umfangsoberfläche einer Felge des Rads angeordnet, und eine Achsschenkelachse wird in einer geeigneten Position und einem geeigneten Winkel festgelegt.
Zudem beschreibt die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2006-67646 ( JP-A-2006-67646 ) die Steuerung des Antriebs- und Bremsmoments eines Radnabenmotors auf der Grundlage eines Kreiselmoments um die Achsschenkelachse und des Achsschenkelversatzes des Radnabenmotors, um eine Vibration, die durch das Antriebsmoment verursacht wird, zu unterdrücken.
Die DE 699 18 572 T2 offenbart ein vierrädriges Fahrzeug mit vier Radnabenmotoren, bei dem die Radaufhängung durch eine Längenänderung der beiden Spurstangenhebel verstellbar ist. Die Verstellung der Radaufhängugn und damit auch des Sturzwinkels wird dabei aktiv geregelt, um sie in Reaktion auf den momentanen Betriebszustand des Fahrzeugs zu optimieren.
Die genannten Dokumente beschreiben oder lehren jedoch überhaupt nicht, wie der Achsschenkelversatz zu bestimmen ist, um das Fahrzeugverhalten zu stabilisieren.
In Bezug auf die Bestimmung des Achsschenkelversatzes werden beim herkömmlichen heckgetriebenen vierrädrigen Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine als der Antriebseinrichtung wie in 4A gezeigt Antriebs- und Bremskraft an verschiedenen Punkten an dem Rad erzeugt, und es ist daher möglich, den Punkt des Wirkens der Antriebskraft und den Punkt des Wirkens der Bremskraft auf den einander gegenüberliegenden Seite entlang der Achsschenkelachse festzulegen. Mit anderen Worten ist der Punkt, an dem die Antriebskraft mit einer Antriebswelle erzeugt wird, die Mitte des Rads, der Punkt, an dem die Bremskraft erzeugt wird, ist der Latsch bzw. die Aufstandsfläche eines Reifens, und daher werden diese Kräfte an unterschiedlichen Positionen erzeugt. Die Achsschenkelachse (oder fiktive Achsschenkelachse, wenn das Feder-Dämpfersystem die Achsschenkelachse nicht aufweist; nachfolgend wird die tatsächliche Achsschenkelachse und die fiktive Achsschenkelachse gemeinsam als „Achsschenkelachse” bezeichnet) ist zwischen dem Punkt, an dem die Antriebskraft erzeugt wird, und dem Punkt angeordnet, an dem die Bremskraft erzeugt wird, um einen negativen Versatz aufzuweisen. Daher wird beim Bremsen das Moment einer Kraft um die Achsschenkelachse erzeugt, das den Reifen in Richtung eines Radsturzes nach innen ausrichtet und daher kann sich das Fahrzeug stabilisieren.
Beim Fahrzeug mit Radnabenmotoren liegen dagegen, wie in 4B gezeigt, beide Krafteinwirkungspunkte der Antriebskraft und der Bremskraft auf dem Latsch des Reifens, so dass die Achsschenkelachse nicht wie beim herkömmlichen Fahrzeug zwischen dem Punkt, an dem die Antriebskraft erzeugt wird, und dem Punkt, an dem die Bremskraft erzeugt wird, positioniert werden kann, und daher muss der Achsschenkelversatz auf Null gesetzt werden. Dennoch kann das Fahrzeughalten aufgrund der Änderung des Ein- oder Ausfederns des Fahrzeugs, das durch eine Lastverschiebung während des Bremsens und des Antreibens verursacht wird, instabil werden.
KURZE ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung schlägt ein vierrädriges Fahrzeug mit Radnabenmotoren vor, bei dem ein Achsschenkelversatz so bestimmt wird, dass das Rad des Fahrzeugs stabilisiert wird.
Das vierrädrige Fahrzeug nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Vorderrad und ein Hinterrad, die jeweils mit einem Radnabenmotor versehen sind. Das vierrädrige Fahrzeug weist ungefähr dieselben Rollmittelhöhen der Vorder- und Hinterräder auf. Eine Beziehung zwischen einer Änderung des Achsschenkelversatzes und einer Änderung eines Radhubs für mindestens entweder das Vorderrad oder das Hinterrad wird auf der Grundlage mindestens entweder einer Bremskraftverteilung oder einer Antriebskraftverteilung zwischen dem Vorderrad und dem Hinterrad bestimmt. In Übereinstimmung damit kann das Verhalten des vierrädrigen Fahrzeugs mit Radnabenmotoren beim Bremsen und/oder Antreiben stabilisiert werden.
Eine Proportion eines Verhältnisses der Änderung des Achsschenkelversatzes zur Änderung des Radhubs für das Vorderrad zum selben Verhältnis für das Hinterrad kann als größer als ein Verteilungsverhältnis einer Bremskraft für das Vorderrad relativ zu einem Verteilungsverhältnis an der Bremskraft für das Hinterrad des vierrädrigen Fahrzeugs beim Bremsen bestimmt werden. Dadurch kann das Verhalten des Fahrzeugs beim Bremsen stabilisiert sein.
Eine Proportion eines Verhältnisses der Änderung des Achsschenkelversatzes zur Änderung des Radhubs für das Hinterrad zu demselben Verhältnis wie das Vorderrad, kann als kleiner als ein Verteilungsverhältnis einer Antriebskraft für das Vorderrad relativ zu einem Verteilungsverhältnis einer Antriebskraft für das Hinterrad des vierrädrigen Fahrzeugs beim Antrieb bestimmt sein. Dadurch kann das Verhalten des Fahrzeugs beim Antrieb stabilisiert sein.
Das vierrädrige Fahrzeug nach dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Vorderrad und ein Hinterrad, die jeweils mit einem Radnabenmotor versehen sind. Die Rollmittenhöhen des Vorderrads und des Hinterrads sind verschieden. Eine Proportion des Verhältnisses einer Änderung eines Achsschenkelversatzes zu einer Änderung in einem Radhub des Vorderrads zu demselben Verhältnis bei dem Hinterrad wird als größer als ein Verhältnis einer Anti-Dive-Kraft für das Vorderrad zu einer Anti-Lift-Kraft für das Hinterrad beim Bremsen bestimmt. Daher kann das Verhalten des Fahrzeugs mit verschiedenen Rollmittelhöhen der Vorder- und Hinterräder beim Bremsen stabilisiert sein.
Das vierrädrige Fahrzeug nach dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Vorderrad und ein Hinterrad, die jeweils mit einem Radnabenmotor versehen sind, und die Rollmittenhöhen des Vorderrads und des Hinterrads sind verschieden. Eine Proportion eines Verhältnisses einer Änderung eines Achsschenkelversatzes zu einer Änderung eines Radhubs für das Hinterrad zu demselben Verhältnis für das Vorderrad wird als kleiner als ein Verhältnis einer Anti-Lift-Kraft für das Vorderrad zu einer Anti-Eintauchkraft für das Hinterrad beim Antrieb bestimmt. Daher kann das Verhalten des Fahrzeugs mit verschiedenen Rollmittenhöhen der Vorder- und Hinterräder beim Antrieb stabilisiert sein.
Das vierrädrige Fahrzeug nach dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Vorderrad und ein Hinterrad, die jeweils mit einem Radnabenmotor versehen sind. Die Achsschenkelversätze für das Vorderrad und das Hinterrad werden als beim Bremsen negativ festgelegt. Dadurch kann das Verhalten des vierrädrigen Fahrzeugs mit Radnabenmotoren beim Bremsen stabilisiert sein.
Das vierrädrige Fahrzeug nach dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Vorderrad und ein Hinterrad, die jeweils mit einem Radnabenmotor versehen sind. Ein Verhältnis einer Änderung eines Achsschenkelversatzes zu einer Änderung eines Radhubs für das Vorderrad wird als größer als ein Verhältnis einer Änderung eines Achsschenkelversatzes einer Änderung eines Radhubs für das Hinterrad bestimmt, wenn das Fahrzeug bremst oder angetrieben wird. Daher kann das Verhalten des vierrädrigen Fahrzeugs mit Radnabenmotor stabilisiert werden.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
Die vorstehenden und weitere Objekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher, in denen ähnliche Bezugszeichen verwendet werden, um ähnliche Elemente wiederzugeben, und in denen:
1A ein Diagramm ist, das ein Beispiel von Eigenschaften einer Radaufhängung eines Hinterrads eines herkömmlichen hinterradgetriebenen Fahrzeugs zeigt;
1B Schaubilder zeigt, welche Eigenschaften der Radaufhängung eines vierrädrigen Fahrzeugs mit Radnabenmotor nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
2A die Kräfte zeigt, die beim Bremsen auf das vierrädrige Fahrzeug mit Radnabenmotor nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wirken;
2B Schaubilder zeigt, die bestimmte Beispiele der Eigenschaften der Radaufhängung eines vierrädrigen Fahrzeugs mit Radnabenmotoren beim Bremsen nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
2C die Kräfte zeigt, die auf ein Rad des vierrädrigen Fahrzeugs mit Radnabenmotoren nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beim Bremsen wirken;
3A die Kräfte zeigt, die beim Antrieb auf das vierrädrige Fahrzeug mit Radnabenmotoren nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wirken;
3B Schaubilder zeigt, welche bestimmte Beispiele der Eigenschaften der Radaufhängung eines vierrädrigen Fahrzeugs mit Radnabenmotoren nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beim Antrieb veranschaulichen;
3C die Kräfte zeigt, die auf einen Reifen des vierrädrigen Fahrzeugs mit Radnabenmotoren nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beim Antrieb wirken;
4A die Kräfte zeigt, die auf einen Reifen des herkömmlichen Fahrzeugs wirken;
4B die Kräfte zeigt, die auf einen Reifen des Fahrzeugs mit Radnabenmotoren wirken;
5A Beziehungen von resultierenden Kräften zeigt, die beim Bremsen auf das vierrädrige Fahrzeug mit Radnabenmotoren wirken, das unterschiedliche Rollmittenhöhen zwischen einem Vorderrad und einem Hinterrad aufweist;
5B Anti-Dive-Kräfte auf das Vorderrad zeigt, die auf das vierrädrige Fahrzeug mit Radnabenmotoren nach der Ausführungsform wirken;
5C senkrecht wirkende Trägheitskräfte zeigt, die auf die vorderen und hinteren Räder des vierrädrigen Fahrzeugs mit Radnabenmotoren nach der Ausführungsform wirken;
5D Anti-Lift-Kräfte für das Hinterrad zeigt, die auf das vierrädrige Fahrzeug mit Radnabenmotoren nach der Ausführungsform wirken;
6A resultierende Kräfte zeigt, die auf das vierrädrige Fahrzeug mit Radnabenmotoren mit verschiedenen Rollmittenhöhen für ein Vorderrad und ein Hinterrad beim Antrieb wirken;
6B Anti-Lift-Kräfte für das Vorderrad zeigt, die auf das vierrädrige Fahrzeug mit Radnabenmotoren nach der Ausführungsform wirken;
6C senkrecht wirkende Trägheitskräfte zeigt, die auf die vorderen und die hinteren Räder des vierrädrigen Fahrzeugs mit Radnabenmotoren nach der Ausführungsform wirken;
6D Antieintauchkräfte auf das Hinterrad zeigt, die auf das vierrädrige Fahrzeug mit Radnabenmotoren nach der Ausführungsform wirken;
7A ein Schaubild ist, das eine Beziehung zwischen Änderungen eines Radhubs und Änderungen des Achsschenkelversatzes für ein Vorderrad zeigt;
7B ein Schaubild ist, das eine Beziehung zwischen Änderungen eines Radhubs und Änderungen eines Achsschenkelversatzes für ein Hinterrad zeigt;
8A ein schematisches Schaubild ist, das einen Arm 10 zeigt, der in einer Radaufhängung verwendet wird;
8B ein Schaubild ist, das ein Radaufhängungssystem vom Typ mit Federbein zeigt;
8C ein Diagramm ist, das ein Radaufhängungssystem vom Typ mit Doppelquerlenker zeigt; und
9 ein Schaubild ist, das ein Beispiel einer Radaufhängungscharakteristik nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
GENAUE ERLÄUTERUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Figuren beschrieben.
1A und 1B sind Schaubilder, welche die Bestimmung eines Achsschenkelversatzes für das vierrädrige Fahrzeug mit Radnabenmotor nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Mit den 1A und 1B wird zunächst eine Beschreibung eines Falls durchgeführt, in dem die Rollmittenhöhen für die Vorder- und Hinterräder ungefähr gleich sind.
1A ist ein Schaubild, das ein Beispiel einer Radaufhängungscharakteristik eines Hinterrads eines herkömmlichen hinterradgetriebenen Fahrzeugs zeigt, das von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird. In 1A zeigt die senkrechte Achse einen Radhub, und die waagrechte Achse zeigt einen Achsschenkelversatz. Der Radhub in der senkrechten Achse gibt eine Länge der senkrechten Bewegung des Rads wieder, und die positive Seite zeigt den Zustand an, in welchem eine Radaufhängungsfeder zusammengedrückt ist, das heißt, eine Last auf dem Reifen wirkt, und die negative Seite zeigt den Zustand an, in dem die Radaufhängungsfeder ausgestreckt ist, das heißt, dass keine Last auf den Reifen wirkt. Der Achsschenkelversatz in der anderen Achse entspricht einer Strecke zwischen einem Punkt, in dem eine verlängerte Linie der Achsschenkelachse eine Straßenoberfläche schneidet, und dem Mittelpunkt des Latschs bzw. der Aufstandsfläche des Reifens. In anderen Worten bedeutet es, dass der Achsschenkelversatz negativ ist, wenn der Punkt, in dem die verlängerte Linie der Achsschenkelachse die Straßenoberfläche schneidet, außerhalb des Mittelpunkts bzw. mittleren Aufstandspunkts des Reifens angeordnet ist, wie in 4A gezeigt. Wenn der Punkt, an dem die verlängerte Linie der Achsschenkelachse die Straßenoberfläche schneidet, weiter innen als der Mittelpunkt des Reifens liegt, bedeutet dies, dass der Achsschenkelversatz positiv ist. Die horizontale Achse der 1A zeigt die Größe der Strecke an. 1A gibt wieder, wie sich der Achsschenkelversatz relativ zu den Änderungen der Länge der senkrechten Bewegung des Rads während der Fahrt des Fahrzeugs verändert.
In 1A ist eine gerade Linie nach links unten und nach rechts oben gezogen, die eine Radaufhängungscharakteristik darstellt, die ein Beispiel einer herkömmlichen Hinterradaufhängung zeigt. Diese Radaufhängungscharakteristik wird so festgelegt, dass der Achsschenkelversatz soweit wie möglich negativ festgelegt ist. Das heißt, dass der Achsschenkelversatz als negativ bestimmt wird, wenn der Radhub im Ausfederbereich und in einem Teil des Einfederbereichs bis zu einem bestimmten Punkt (Punkt A) liegt. Beispielsweise wird die beim Bremsen auf das Fahrzeug wirkende Last auf das Vorderrad groß, so dass das Hinterrad ausfedert. Der Achsschenkelversatz wird als zu dieser Zeit verlässlich negativ festgelegt. Andererseits wird die auf das Fahrzeug beim Antreiben wirkende Last auf das Hinterrad groß, so dass das Hinterrad einfedert. Zu dieser Zeit wird der Achsschenkelversatz in dem Bereich bis zu dem bestimmten Punkt (Punkt A) beim Einfedern als negativ bestimmt und als positiv, wenn eine Einfedergröße den Punkt A übersteigt. Dies ist so, weil, wie in 4A gezeigt, das herkömmliche Fahrzeug die Angriffspunkte der Antriebskraft in der Nähe des Mittelpunkts des Rads und die Angriffspunkte der Bremskraft in der Aufstandsfläche des Reifens auf der Straßenoberfläche aufweist, und daher das Moment erzeugt wird, das das Rad dazu veranlasst, stets im negativen Zustand in eine Richtung nach Innen zu zeigen, um die Kraft aufzubringen, welche den Sturz des Rads nach innen erzeugt. Das heißt, die Bestimmung des Achsschenkelversatzes als negativ unabhängig davon, ob das Fahrzeug bremst oder beschleunigt, erlaubt es, dass das Fahrzeug das Geradeausfahrverhalten verbessert, und die Kraft in die Richtung, welche das Fahrzeug zu einem schwachen Untersteuern drängt, wird angewendet, um das normale Verhalten zu stabilisieren und zurückzubringen. Wenn daher die Charakteristik des Hinterrads als Antriebsrad auf die weiter negative Seite als die in 1A gezeigte Charakteristik der Radaufhängung festgelegt wird, kann die herkömmliche Aufhängung mit einer allgemein stabilen Charakteristik eingestellt werden.
Andererseits zeigt die 1B Schaubilder, die Beispiele der Bestimmung der Eigenschaften der Radaufhängung eines vierrädrigen Fahrzeugs mit Radnabenmotoren nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Bei dem vierrädrigen Fahrzeug mit Radnabenmotor greift die Antriebskraft an demselben Punkt wie die Bremskraft an, wie in 4B gezeigt, und daher kann es einen Fall geben, dass das vorstehend erwähnte Moment nicht erfolgreich erzeugt wird, wenn die Charakteristik des Rads einfach wie im Stand der Technik negativ festgelegt wird. Daher wird die in 1B gezeigte Festlegung durchgeführt.
Das rechte Schaubild der 1B zeigt die Beziehung zwischen dem Radhub und dem Achsschenkelversatz für das Hinterrad, und das linke Schaubild der 1B zeigt die Beziehung zwischen dem Radhub und dem Achsschenkelversatz für das Vorderrad. Das rechte Schaubild der 1B zeigt eine gerade Linie nach links unten und rechts oben als die in 1A angezeigte Charakteristik, weist jedoch einen anderen Punkt auf, an dem der Achsschenkelversatz Null wird, wenn der Radhub Null wird. Andererseits zeigt das linke Schaubild der 1B eine umgekehrte Charakteristik für das Hinterrad mit einem Anstieg nach links oben und rechts unten. Die Festlegung des Achsschenkelversatzes auf Null, wenn der Radhub Null wird, ist gleich wie für das Hinterrad.
Als Erstes wird das Verhalten des Fahrzeugs beim Bremsen studiert. Beim Bremsen des Fahrzeugs wird das Gewicht in Vergleich zum Antreiben bzw. zum Beschleunigen auf die Vorderseite verschoben, und daher wirkt eine größere Last auf das Vorderrad als auf das Hinterrad. Das heißt, das Vorderrad federt ein, das Hinterrad federt aus. Zu dieser Zeit wird eine Reibkraft auf dem Reifen groß und die Greifcharakteristik des Reifens wird effektiv ausgeübt, wenn eine größere Last auf dem Reifen wirkt, weil der Reifen lastabhängig ist und daher wird eine größere Bremskraft auf das Vorderrad als auf das Hinterrad ausgeübt und der Anteil der Bremskraft, die auf die Vorderräder verteilt wird, wird groß.
Der vorstehend genannte Zustand bedeutet, das in 1B das Vorderrad in einem Zustand ist, der in einem Bereich (a) liegt und das Hinterrad in einem Zustand ist, der als ein Bereich (b) gezeigt ist. In diesem Zustand wird der Achsschenkelversatz sowohl in dem Bereich (a) für das Vorderrad als auch in dem Bereich (b) für das Hinterrad als negativ festgelegt, das heißt, der Achsschenkelversatz wird so bestimmt, dass das Fahrzeug zu seinem normalen Verhalten zurückgeführt und stabilisiert wird. Weil jedoch in diesem Zustand eine größere Bremskraft auf das Vorderrad als auf das Hinterrad wirkt, wird das Verhalten des Fahrzeugs stabiler, wenn der Achsschenkelversatz des Vorderrads stärker negativ festgelegt wird, so dass eine größere Kraft auf das Vorderrad als auf das Hinterrad wirkt, die den Sturz nach innen erzeugt. Um die vorstehend erwähnte Bedingung zu erfüllen, wird die Änderungsrate des Achsschenkelversatzes relativ zur Änderung des Radhubs für das Vorderrad größer festgelegt als für das Hinterrad. Das heißt, der Anstieg der Linie (der Absolutwert; dieselbe Bedeutung wird nachstehend verwendet), welche die Radaufhängungscharakteristik in den Bereich (a) in 1B zeigt, wird als kleiner als der Anstieg der Linie festgelegt, welche die Radaufhängungscharakteristik in dem Bereich (b) zeigt. Zudem kann ein ausreichender Effekt proportional zur Bremskraft erreicht werden, wenn das Verhältnis der Anstiegs der Linie, welche die Radaufhängungscharakteristik in dem Bereich (a) zeigt, zum Anstieg der Linie, welche die Radaufhängungscharakteristik in dem Bereich (b) zeigt, größer ist als das Verteilungsverhältnis der Bremskraft zwischen dem Vorderrad und dem Hinterrad. Daher kann die Proportion des Verhältnisses der Veränderung des Achsschenkelversatzes zur Veränderung des Radhubs für die Linie, welche die Radaufhängungscharakteristik in dem Bereich (a) zeigt, zu demselben Verhältnis für die Linie, welche dieselbe Charakteristik in dem Bereich (b) zeigt, als größer bestimmt werden als das Verteilungsverhältnis der Bremskraft des Vorderrads zu der des Hinterrads. Weil die Änderung des Achsschenkelversatzes für die gleiche Größe des Radhubs größer wird, wenn der Anstieg der Aufhängungscharakteristik gering ist, wird die vorstehende Bedingung ausgedrückt als: Anstieg im Bereich (a)/Anstieg im Bereich (b) < Verteilungsverhältnis der Bremskraft für das Hinterrad/Verteilungsverhältnis der Bremskraft für das Vorderrad.
Die 2A bis 2C zeigen die auf das vierrädrige Fahrzeug mit Radnabenmotor beim Bremsen wirkenden Kräfte nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Bestimmen des Achsschenkelversatzes.
2A zeigt die Kräfte, die beim Bremsen auf das Fahrzeug wirken. Eine Trägheitskraft F wirkt auf den Schwerpunkt des Fahrzeugs in derselben Richtung wie die Fahrtrichtung, und Bremskräfte BF und BR wirken jeweils auf die Vorder- und die Hinterräder des Fahrzeugs in der Richtung entgegen der Fahrtrichtung. Durch die Trägheitskraft wird das Gewicht des Fahrzeugs nach vorne verschoben und eine große Bremskraft wird auf das Vorderrad ausgeübt, auf das eine große Last wirkt.
Beispielsweise wird ein Fall studiert, in welchem das Verhältnis der Bremskraft zwischen dem Vorderrad und dem Hinterrad ungefähr 7:3 ist.
2B ist ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen dem Radhub und dem Achsschenkelversatz zeigt, wenn das Verhältnis der Bremskraft des Vorderrads zu dem Hinterrad ungefähr 7:3 beträgt. Wenn der Anstieg der Linie, welche die Radaufhängungscharakteristik des Hinterrads im Bereich (b) zeigt, auf 1 festgelegt wird, wird der Anstieg der Linie, die dasselbe für das Vorderrad im Bereich (a) zeigt, in Übereinstimmung mit dem Verteilungsverhältnis der Bremskraft zwischen Vorderrad und Hinterrad kleiner als 3/7 festgelegt. Diese Charakteristik wird in Anbetracht der Balance zwischen dem Vorderrad und dem Hinterrad bestimmt, und daher kann der Anstieg der Linie, welche die Radaufhängungscharakteristik des Hinterrads zeigt, auf 7 festgelegt werden und der Anstieg der Linie, welche dasselbe für das Vorderrad zeigt, kann kleiner als 3 festgelegt werden. In dieser Ausführungsform werden zum besseren Verständnis gerade Linien verwendet, es kann jedoch eine Kurve verwendet werden, solange die Proportion des Verhältnisses der Änderung des Achsschenkelversatzes zur Änderung des Radhubs für das Vorderrad zu demselben Verhältnis für das Hinterrad die vorstehend beschriebene Beziehung erfüllt. Zudem muss die Radaufhängungscharakteristik nicht so festgelegt sein, dass der Achsschenkelversatz auf Null festgelegt wird, wenn der Radhub Null ist, und kann in Anbetracht verschiedener Bedingungen beliebig bestimmt werden.
2C zeigt die Kraft, die auf den Reifen des Fahrzeugs mit Radnabenmotor wirkt, wenn der Achsschenkelversatz beim Bremsen negativ festgelegt ist. Das rechte Schaubild der 2C ist eine Ansicht des Reifens von der Rückseite des Fahrzeugs. Wie in der Figur gezeigt wirkt das Moment in der Richtung, in welcher das Rad zu einem Sturz nach innen neigt, wenn der Achsschenkelversatz als negativ bestimmt wird, und daher wirkt die Kraft, um das Fahrzeug auf sein normales Verhalten zu stabilisieren und zurückzuführen. Die Bestimmung der Proportion des Verhältnisses der Änderung des Achsschenkelversatzes zu der Änderung des Radhubs für das Vorderrad zu demselben Verhältnis für das Hinterrad durch Anpassen in Übereinstimmung mit dem Verteilungsverhältnis der Bremskraft des Vorderrads zu dem Hinterrad er laubt es dem Fahrzeug mit Radnabenantrieb, sein Verhalten beim Bremsen zu stabilisieren.
Mit Bezug zurück zu 1 wird als Nächstes das Verhalten des Fahrzeugs beim Antreiben studiert. Beim Antreiben des Fahrzeugs wird das Gewicht stärker als in einem ruhenden Zustand nach hinten verschoben, und daher wirkt mehr Last auf das Hinterrad als auf das Vorderrad. Das heißt, das Hinterrad federt ein, und das Vorderrad federt aus. Zu dieser Zeit wirkt aufgrund der vorstehend beschriebenen Lastabhängigkeit des Reifens eine größere Greifkraft auf das Hinterrad, auf das eine größere Last wirkt als auf das Vorderrad, und eine größere Antriebskraft wird verteilt, um die Antriebskraftverteilung auf das Hinterrad größer zu machen als auf das Vorderrad. Im Gegensatz dazu wird die Antriebskraftverteilung auf das Vorderrad klein.
Der vorstehend erörterte Zustand bedeutet, dass in 1B das Vorderrad in einem Zustand ist, der als ein Bereich (c) gezeigt ist, und das Hinterrad in einem Zustand ist, der als ein Bereich (d) gezeigt ist. Dieser Zustand bedeutet außerdem, dass sowohl das vordere als auch das hintere Rad einen positiven Achsschenkelversatz aufweisen. Wenn jedoch beim Antrieb des Fahrzeugs der Achsschenkelversatz groß ist, kann das Moment einer Kraft um die Achsschenkelachse erzeugt werden und als eine überschüssige Kraft wirken, welche die Antriebskraft behindert. Um eine stabile Antriebskraft zu erzeugen, muss daher der Achsschenkelversatz so nahe bei Null wie möglich festgelegt sein. Das Verhältnis der Änderung des Achsschenkelversatzes zur Änderung des Radhubs für das Hinterrad, wo eine größere Antriebskraft verteilt wird, wird bevorzugt als kleiner als dasselbe Verhältnis für das Vorderrad bestimmt. Um das vorstehend Erörterte zu erreichen, wird der Anstieg der Linie, welche die Radaufhängungscharakteristik in dem Bereich (d) in 1B zeigt, größer als der Anstieg der Linie bestimmt, welcher die Radaufhängungscharakteristik in dem Bereich (c) zeigt. Zudem wird die Proportion des Verhältnisses der Änderung des Achsschenkelversatzes zu der Änderung des Radhubs für das Hinterrad zu demselben Verhältnis für das Vorderrad in Anbetracht der Proportion der Verhältnisse bevorzugt als kleiner als das Verteilungsverhältnis der Antriebskraft des Vorderrads relativ zu dem Verteilungsverhältnis der Antriebskraft des Hinterrads bestimmt. Zusätzlich wird die Proportion des Verhältnisses der Änderung des Achsschenkelversatzes zu der Änderung des Radhubs für das Hinterrad zu demselben Verhältnis für das Vorderrad bevorzugt als kleiner bestimmt, wenn die Antriebskraft steigt. Die vorstehend erörterte Bedingung wird ausgedrückt als: Anstieg im Bereich (c)/Anstieg im Bereich (d) < Verteilungsverhältnis der Antriebskraft für das Vorderrad/Verteilungsverhältnis der Antriebskraft für das Hinterrad.
Die 3A bis 3C zeigen die Kräfte, die auf das vierrädrige Fahrzeug mit Radnabenmotoren nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beim Antrieb wirken, um den Achsschenkelversatz zu bestimmen.
3A zeigt die Kräfte, die beim Antrieb auf das Fahrzeug wirken. Die Kraft wirkt in der Gegenrichtung zu dem Fall des Bremsens, der für 2A beschrieben wird. Das heißt, eine Trägheitskraft F entgegen der Antriebsrichtung wirkt auf den Schwerpunkt. Mit dieser Trägheitskraft wird das Gewicht auf das Hinterrad verlagert, und die auf das Hinterrad wirkende Last wird größer als jene auf das Vorderrad. Aufgrund der Lastdifferenz kann sich die Verteilung von Antriebskräften MF und MR für die Vorder- und die Hinterräder unterscheiden. In dieser Ausführungsform wird ein Fall betrachtet, in dem die Verteilung der Antriebskraft zwischen Vorder- und Hinterrad 3:7 ist.
3B zeigt die Radaufhängungscharakteristik der Änderung des Achsschenkelversatzes zu der Änderung des Radhubs für die Vorder- und Hinterräder beim Antrieb. Weil es bevorzugt wird, dass der Achsschenkelversatz des Hinterrads, an dem eine große Antriebskraft wirkt, so klein wie möglich bestimmt wird, wird der Anstieg der Linie, welche die Radaufhängungscharakteristik in dem Bereich (d) zeigt, als groß bestimmt. Beispielsweise wird der Anstieg der Linie, welche dieselbe in dem Bereich (d) zeigt, größer als 7/3 gewählt, wenn der Anstieg der Linie, welche dieselbe für das Hinterrad in dem Bereich (c) zeigt, auf 1 festgelegt ist. Ähnlich zu der Beschreibung des in 2B gezeigten Bremsens wird in dieser Ausführungsform verlangt, dass das Verteilungsverhältnis der Antriebskraft nur in dem vorab bestimmten Bereich liegt, weil die Verteilungsbalance der Antriebskraft zwischen den Vorder- und den Hinterrädern auch beim Antrieb wichtig ist. Beispielsweise kann der Anstieg in dem Bereich (c) auf 3 festgelegt werden und der Anstieg in dem Bereich (d) kann auf grö ßer als 7 festgelegt werden, oder die Eigenschaften der Radaufhängung können als eine Kurve darstellbar sein. Zusätzlich muss der Achsschenkelversatz ähnlich wie bei der Beschreibung für das Bremsen erörtert nicht notwendigerweise auf Null festgelegt sein, wenn der Radhub Null ist.
3C zeigt die auf den Reifen beim Antrieb mit der Festlegung nach der Ausführungsform wirkende Kraft. Das rechte Diagramm der 3C ist eine Ansicht des Reifens von der hinteren Seite des Fahrzeugs. Wie in 3B gezeigt, werden die Achsschenkelversätze sowohl für die Vorder- als auch für die Hinterräder als positiv bestimmt, und der Reifen empfängt die Antriebskraft in der Fahrtrichtung, so dass das stabile Moment in der Richtung des Sturzes nach innen wirkt. Wie vorstehend beschrieben, wird der Achsschenkelversatz so klein wie möglich bestimmt. Genauer gesagt wird die Proportion des Verhältnisses der Änderung des Achsschenkelversatzes zu dem Verhältnis der Änderung des Radhubs für das Hinterrad zu demselben Verhältnis für das Vorderrad als kleiner als das Verteilungsverhältnis der Antriebskraft des Vorderrads relativ zu dem Verteilungsverhältnis der Antriebskraft des Hinterrads bestimmt. in diesem Fall wird es beispielsweise als kleiner als 3/7 festgelegt.
Wie mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben kann das vierrädrige Fahrzeug unter Verwendung des Radnabenmotors nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu einer untersteuernden Charakteristik neigen, um das Verhalten des Fahrzeugs auf sein normales Verhalten beim Bremsen und Antreiben zu stabilisieren und zurückzuführen, indem die Beziehung zwischen der Änderung des Radhubs und der Änderung des Achsschenkelversatzes für das vordere und/oder das hintere Rad (bzw. die Räder) auf der Grundlage der Bremskraftverteilung und der Antriebskraftverteilung zwischen den Vorder- und Hinterrädern durch die Lastverschiebung beim Bremsen und Antreiben bestimmt wird.
Als Nächstes wird ein Fall beschrieben, in welchem die Rollmittenhöhen des vierrädrigen Fahrzeugs mit Nabenmotor nach der Ausführungsform zwischen den Vorder- und Hinterrädern verschieden sind. Wenn sich die Rollmittenhöhen unterscheiden, werden aufgrund der Radaufhängungsgeometrie oft eine Anti-Dive-Kraft für das Vorderrad und eine Anti-Lift-Kraft für das Hinterrad beim Bremsen erzeugt und eine Anti-Lift-Kraft für das Vorderrad und eine Anti-Abtauchkraft für das Hinterrad werden oft beim Antrieb erzeugt. In Anbetracht sowohl dieser vorstehend beschriebenen Kräfte als auch des Verteilungsverhältnisses der Bremskraft und der Antriebskraft wird daher die Beziehung zwischen der Änderung in dem Radhub und der Änderung in dem Achsschenkelversatz für die Vorder- und/oder die Hinterräder bestimmt. Nachfolgend wird ein solcher Fall beschrieben.
5 veranschaulicht die Zustände in Anbetracht der Anti-Dive-Kraft für das Vorderrad und der Anti-Lift-Kraft für das Hinterrad beim Bremsen für das vierrädrige Fahrzeug mit Radnabenmotoren mit verschiedenen Rollmittenhöhen für die Vorder- und Hinterräder.
5A zeigt die Beziehung der resultierenden Kräfte, die auf das Fahrzeug wirken, wenn die Gesamtkraft F als die Bremskraft auf das Fahrzeug wirkt. Wenn man annimmt, dass die auf das Vorderrad wirkende Bremskraft βF ist, wird die auf das Hinterrad wirkende Bremskraft als (1 – β)F bestimmt. Die auf das gesamte Fahrzeug in der Fahrtrichtung wirkende Trägheitskraft ist F. Wenn die Kraft in der senkrechten Richtung in die Anti-Dive-Kraft für das Vorderrad, die Trägheitskraft und die Anti-Lift-Kraft für das Hinterrad aufgeteilt wird, können die jeweiligen Kräfte wie in den 5B, 5C und 5D wiedergegeben werden.
5B zeigt die Anti-Dive-Kraft für das Vorderrad. Wenn man annimmt, dass der momentane Drehpunkt C1 ist und ein Winkel zwischen der Reifenaufstandsfläche und C1 θ₁ ist, kann die Anti-Dive-Kraft für das Vorderrad als β·F·tanθ₁ in der Richtung nach oben ausgedrückt werden.
5C zeigt die senkrechten Trägheitskräfte, die auf die Vorder- und Hinterräder wirken. Wenn man annimmt, dass die Höhe des Schwerpunkts A ist und die Länge des Radstands L ist, erfährt das Vorderrad durch die Gewichtsverlagerung eine nach unten wirkende Trägheitskraft von F × H/L. Zusätzlich erfährt das Hinterrad eine nach oben gerichtete Trägheitskraft von derselben Größe, F × H/L.
5D zeigt die Anti-Lift-Kraft für das Hinterrad. Wenn man annimmt, dass das momentane Drehzentrum des Hinterrads C2 ist und ein Winkel zwischen der Reifenaufstandsfläche und C2 θ₂ ist, kann die Anti-Lift-Kraft für das Hinterrad in der Richtung nach unten als (1 – β)·F·tanθ₂ ausgedrückt werden.
Wenn die Anti-Dive-Kraft für das Vorderrad in der Richtung nach unten die Trägheitskraft für das Vorderrad in der Richtung nach oben ausgleicht, wird die Dive- bzw. Abtauchkraft für das Vorderrad Null, und daher wird die Abtauchkraft für das Vorderrad Null, wenn β·F·tanθ₂ = F × H/L ist. In ähnlicher Weise wird die Lift- bzw. Anhebekraft für das Hinterrad Null, wenn die Anti-Lift-Kraft für das Hinterrad in der Richtung nach unten die Inertialkraft für das Hinterrad in der Richtung nach oben ausgleicht, und daher wird die Anhebekraft für das Hinterrad Null, wenn (1 – β)·F·tanθ₂ = F × H/L ist.
Um das Verhalten des Fahrzeugs zu stabilisieren, wird das Vorderrad, an dem die Anti-Dive-Kraft für das Vorderrad wirkt, bevorzugt mit einem stärkeren Sturz vorgesehen, weil die Anti-Dive-Kraft für das Vorderrad beim Bremsen wichtiger als die Anti-Lift-Kraft für das Hinterrad ist. In Übereinstimmung damit wird die Radaufhängungscharakteristik in der Ausführungsform so festgelegt, dass die Proportion des Verhältnisses der Änderung des Achsschenkelversatzes zu der Änderung des Radhubs für das Vorderrad zu demselben Verhältnis für das Hinterrad als größer als die Proportion der Anti-Dive-Kraft für das Vorderrad zu der Anti-Lift-Kraft für das Hinterrad festgelegt ist.
Wie vorstehend beschrieben werden die Radaufhängungscharakteristiken des Vorderrads und/oder des Hinterrads in Anbetracht der Tatsache bestimmt, dass bei dem Fahrzeug, das verschiedene Rollmittenhöhen zwischen den Vorder- und den Hinterrädern aufweist, die Winkel θ₁ und θ₂ zwischen den momentanen Drehzentren (C1 und C2) und die jeweiligen Reifenaufstandsflächen der Vorder- und Hinterräder verschiedene Werte aufweisen. In diesem Punkt unterscheidet sich diese Ausführungsform von der Ausführungsform mit Bezug auf die 1 bis 3. Die Ausführungsform mit Bezug auf die 1 bis 3 kann als der Fall angesehen werden, dass in dieser Ausführungsform θ₁ = θ₂ ist.
Nach dieser Ausführungsform kann das Verhalten des Fahrzeugs beim Bremsen für das vierrädrige Fahrzeug mit Radnabenmotor mit unterschiedlichen Rollmittenhöhen zwischen den Vorder- und den Hinterrädern stabilisiert werden.
Als Nächstes wird mit Bezug auf 6 eine Beschreibung der Radaufhängungscharakteristik beim Antrieb in Anbetracht eines Falls durchgeführt, in dem die Rollmittenhöhen zwischen den Vorder- und Hinterrädern unterschiedlich sind. 6 zeigt das Verhalten des Fahrzeugs und die Relation von auf das Fahrzeug wirkenden Kräften in Anbetracht der Anti-Lift-Kraft für das Vorderrad und der Anti-Abtauchkraft für das Hinterrad beim Antrieb. Hier wird das mit Bezug auf 5 beschriebene Fahrzeug in dieser Ausführungsform verwendet.
6A zeigt resultierende Kräfte, die auf das vierrädrige Fahrzeug mit Radnabenmotoren beim Antrieb wirken. In 6A empfängt das Gesamtfahrzeug die Trägheitskraft F entgegen der Fahrtrichtung auf den Schwerpunkt und die Antriebskräfte, die auf das Vorderrad und das Hinterrad wirken, werden jeweils als γF und (1 – γ)F bestimmt, wenn man annimmt, dass die gesamte Antriebskraft F ist und das Verteilungsverhältnis der Antriebskraft vom Vorderrad zu dem Hinterrad als γ:1 – γ bestimmt wird. Wenn die Kraft in die Anti-Lift-Kraft für das Vorderrad, die Trägheitskraft und die Anti-Abtauchkraft für das Hinterrad in der senkrechten Richtung aufgeteilt wird, können die jeweiligen Kräfte wie in den 6B, 6C und 6D gezeigt wiedergegeben werden.
6B zeigt die Anti-Lift-Kraft für das Vorderrad. Wenn man annimmt, dass der momentane Drehpunkt des Vorderrads C1 ist und ein Winkel zwischen C1 und der Reifenaufstandsfläche des Vorderrads θ₁ ist, kann die Anti-Lift-Kraft für das Vorderrad als γ·F·tanθ₁ in der Richtung nach unten ausgedrückt werden. Dies entspricht dem Gegenteil der Anti-Dive-Kraft für das Vorderrad beim Bremsen wie mit Bezug zu 5A beschrieben. Das heißt, die Richtung der Kraft wird in die Richtung nach unten umgedreht, und die von dem momentanen Drehzentrum abhängige Tangente, tanθ₁, ist dieselbe wie in der Beschreibung der 5A. In dem vierrädrigen Fahrzeug mit Radnabenmotoren kann die Antriebskraft als das Gegenteil der Bremskraft ange sehen werden, weil die Antriebskraft auf die Reifenaufstandsfläche des Reifens wirkt, welche gleich wie der Punkt der Anwendung der Bremskraft ist.
6C zeigt senkrechte Trägheitskräfte, die auf die Vorder- und Hinterräder wirken. Wenn man annimmt, dass die Höhe des Schwerpunkts H ist und die Länge des Radstands L ist, empfängt das Vorderrad eine nach oben gerichtete Kraft von F × H/L und das Hinterrad empfängt eine nach unten gerichtete Kraft von F × H/L, weil das Gewicht durch die Trägheitskraft F mehr als in einem ruhenden Zustand zur Seite des Hinterrads verschoben wird.
6D zeigt die Anti-Abtauchkraft für das Hinterrad. Das momentane Drehzentrum des Hinterrads ist dasselbe C2 wie beim Bremsen, und daher wird auch der Winkel zwischen C2 und der Reifenaufstandsfläche ebenfalls derselbe θ₂ wie bem Bremsen sein. Die Anti-Abtauchkraft für das Hinterrad wird daher (1 – γ)·F·tanθ₂ in der Richtung nach oben. Dies entspricht auch dem Gegenteil der Anti-Lift-Kraft für das Hinterrad beim Bremsen wie bei der Beziehung zwischen der Anti-Dive-Kraft für das Vorderrad beim Bremsen und der Anti-Lift-Kraft für das Vorderrad beim Antrieb. Das heißt, die Richtung der Kraft wird in die Richtung nach unten umgekehrt, und die Größe der Kräfte ist jeweils einander gleich, wenn das Verteilungsverhältnis β der Bremskraft und das Verteilungsverhältnis γ der Antriebskraft gleich sind.
Wenn die Anti-Lift-Kraft für das Vorderrad γ·F·tanθ₁ gleich der nach oben gerichteten Trägheitskraft F × H/L wird, die auf das Vorderrad wirkt, wird der Vorderradhub Null und wenn die Anti-Abtauchkraft für das Hinterrad (1 – γ)·F·tanθ₂ gleich der nach unten gerichteten Trägheitskraft F × H/L wird, die auf das Hinterrad wirkt, wird das Abtauchen des Hinterrads Null.
Beim Antrieb wird das Gewicht durch die Trägheitskraft auf die Seite des Hinterrads verschoben, und das Hinterrad spielt oft eine wichtige Rolle. Daher wird bevorzugt die Proportion des Verhältnisses der Änderung des Achsschenkelversatzes zu der Änderung des Radhubs für das Hinterrad zu demselben Verhältnis für das Vorderrad als kleiner als das Verhältnis der Anti-Lift-Kraft für das Vorderrad zu der Anti-Abtauchkraft für das Hinterrad bestimmt. Das heißt, die Bestimmung kann so durch geführt werden, dass: das Verhältnis der Änderung des Achsschenkelversatzes zur Änderung des Radhubs für das Hinterrad/gleichem Verhältnis für das Vorderrad < Anti-Lift-Kraft für das Vorderrad, γ·F·tanθ₁/Anti-Abtauchkraft für das Hinterrad, (1 – γ)·F·tanθ₂.
Nach dieser Ausführungsform kann das Verhalten des Fahrzeugs beim Antrieb für das vierrädrige Fahrzeug mit Radnabenmotoren mit verschiedenen Rollmittenhöhen zwischen den Vorder- und Hinterrädern stabilisiert werden.
Als Nächstes wird ein Beispiel beschrieben, in welchem die Vorder- und Hinterradaufhängungen in Anbetracht der vorstehend beschriebenen einschränkenden Bedingungen bzw. Randbedingungen bestimmt werden. 7A und 7B zeigen Schaubilder, welche Beziehungen zwischen Änderungen des Achsschenkelversatzes und Änderungen des Radhubs für die Vorder- und die Hinterräder zeigen.
7A ist ein Schaubild, das die Beziehung zwischen der Änderung des Radhubs und der Änderung des Achsschenkelversatzes für das Vorderrad zeigt, und 7B ist ein Schaubild, das dieselbe Beziehung für das Hinterrad zeigt. Weil das Vorderrad beim Bremsen einfedert und das Hinterrad ausfedert, wird die Bestimmung bevorzugt so durchgeführt, dass der Achsschenkelversatz im Einfederbereich des Vorderrads stark negativ und der Achsschenkelversatz beim Ausfedern des Hinterrads leicht negativ ist. Der zweite Quadrant in 7A und der dritte Quadrant in 7B entsprechen jeweils den vorstehend beschriebenen Situationen. Das Verhältnis der Änderung für die Kurve, welche die Radaufhängungscharakteristik des zweiten Quadranten in 7A zeigt, ist offensichtlich größer als das Verhältnis der Änderung für die Kurve, welche die Radaufhängungscharakteristik des dritten Quadranten in 7B zeigt, und daher wird die Festlegung durchgeführt, um die vorstehend beschriebenen Randbedingungen zu erfüllen.
Andererseits wird die Festlegung bevorzugt so durchgeführt, dass das Verhältnis der Änderung des Achsschenkelversatzes in dem Einfederbereich des Hinterrads kleiner als das Verhältnis der Änderung des Achsschenkelversatzes in dem Ausfederbereich des Vorderrads ist, weil beim Antreiben das Hinterrad einfedert und das Vorderrad ausfedert. Der vierte Quadrant in 7A und die ersten und zweiten Quadranten in 7B entsprechen jeweils den vorstehend beschriebenen Situationen. Die Radaufhängungscharakteristik des vierten Quadranten in 7A wird als der positive Achsschenkelversatz bestimmt, und die Änderung des Achsschenkelversatzes wird als vergleichsweise klein festgelegt. Andererseits wird der Achsschenkelversatz im eingefederten Zustand für das Hinterrad in 7B auf der Achse festgelegt, welche den Radhub anzeigt, und der Achsschenkelversatz wird selbst dann auf Null festgelegt, wenn sich die Größe des Radhubs ändert. Dies ist ein Beispiel, in dem die Charakteristik des Hinterrads eine ideale Bedingung wiedergibt, bei welcher die Änderung des Achsschenkelversatzes relativ zu dem Radhub für das Hinterrad auf das Minimum von 0 festgelegt wird, und sicher kleiner als dieselbe Änderung für das Vorderrad festgelegt wird.
Ein Beispiel der spezifischen Bestimmungseinrichtung wird als Nächstes für einen Achsschenkelversatz des vierrädrigen Fahrzeugs mit Radnabenmotoren nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 8A bis 8C beschrieben. Die 8A bis 8C zeigen Arme in den Radaufhängungssystemen des Fahrzeugs und die Radaufhängungssysteme, welche diese Arme umfassen.
8A ist ein schematisches Schaubild, das einen Arm 10 zeigt, der in einer Aufhängung verwendet wird. Der Arm 10 umfasst eine Hülse 11, eine Kugelschraube 12, eine Hülse 13 und ein Stellglied 14. Die Hülse 11 ist an der Fahrzeugseite befestigt, und die Hülse 13 ist an der Radseite befestigt. Die Kugelschraube 12 erlaubt eine Anpassung der Länge des Arms 10, und das Stellglied 14 dreht die Kugelschraube 15, um es der Kugelschraube 12 zu ermöglichen, die Länge des Arms 10 anzupassen.
8B zeigt ein Aufhängungssystem vom Federbeintyp. Der vorstehend beschriebene verlängerbare Arm 10 wird in einem unteren Arm 20 in dem Aufhängungssystem verwendet. Der untere Arm 20 wird verlängert und zusammengezogen, um die Lauffläche des Reifens zu ändern und den Achsschenkelversatz anzupassen.
8C zeigt ein Aufhängungssystem vom Doppelquerlenkertyp. Dieses Aufhängungssystem kann die Lauffläche des Reifens ändern und den Achsschenkelversatz anpassen, indem die Beziehung der Armlängen und Winkel sowohl eines oberen Arms 30 als auch eines unteren Arms 40 verändert werden. Außerdem wird in diesem Fall der Arm 10 entweder in einem oder in beiden aus dem oberen Arm 30 und dem unteren Arm 40 in dem Radaufhängungssystem verwendet. Der Arm wird auseinander- und zusammengezogen, um den Achsschenkelversatz anzupassen.
Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann der Achsschenkelversatz durch exzentrische Nocken an Montagepunkten des unteren Arms 20, des oberen Arms 30 und des unteren Arms 40 auf der Fahrzeugseite angepasst werden.
Diese Ausführungsform ist auf jede Art von Festlegungsverfahren oder -Einrichtungen anwendbar, solange der Achsschenkelversatz angepasst werden kann, damit er die gewünschte Aufhängungscharakteristik wie vorstehend beschrieben aufweist. Außerdem kann jeder Aufhängungstyp, wozu ein Aufhängungstyp mit mehreren Verbindungen bzw. eine Mehrlenkerachse gehört, angewendet werden.
Wenn es eine Beschränkung bezüglich der Festlegung der Aufhängungsgeometrie gibt und die vorstehend beschriebene Festlegung nicht bei der Bestimmung des Achsschenkelversatzes durchgeführt werden kann, kann das Verhältnis des Achsschenkelversatzes für die Vorder- und Hinterräder mit einem aktiven Federungssystem angepasst werden.
9 zeigt die Beziehung zwischen der Änderung in dem Radhub und der Änderung des Achsschenkelversatzes, bei dem der Achsschenkelversatz am ursprünglichen Punkt des Radhubs einen Extremwert aufweist. In diesem Fall kann die Größe des Achsschenkelversatzes für die Vorder- und Hinterräder bestimmt werden, indem die Fahrzeughöhe aktiv so angepasst wird, dass der Extremwert des Achsschenkelversatzes genau an dem Ursprungspunkt des Radhubs auftritt. Zusätzlich kann als ein Beispiel der Einrichtung zum Anpassen der Fahrzeughöhe ein elektromagnetisches Federungssystem verwendet werden, und noch genauer kann ein Stellglied an einem Ende eines Stoßdämpfers vorgesehen sein, um die Fahrzeughöhe anzupas sen, und ein Stellglied kann an einer Hülse eines Arms vorgesehen sein und kann den Arm drehen, um die Fahrzeughöhe anzupassen.
In der vorstehend erwähnten Ausführungsform werden das Verteilungsverhältnis der Bremskraft und/oder der Antriebskraft des Vorderrads zu jener des Hinterrads und der Zentrumsdrehwinkel (der Winkel zwischen dem momentanen Drehzentrum und dem Aufstandspunkt eines Reifens) der Vorder- und Hinterräder als Parameter verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch in Anbetracht anderer Elemente bezogen auf Federungssysteme verwendbar. Beispielsweise kann eine Kurvenfahrkraft und Verformung des Reifens in Betracht gezogen werden.
Während vorstehend einige Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht wurden, ist es verständlich, dass die Erfindung nicht auf Details der veranschaulichten Ausführungsformen begrenzt ist, sondern mit verschiedenen für einen Fachmann offensichtlichen Änderungen, Modifikationen oder Verbesserungen ausführbar ist, ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen.

Claims

Ein vierrädriges Fahrzeug, das mit einem Radnabenmotor sowohl in einem Vorder- als auch in einem Hinterrad versehen ist und bei dem ein Winkel zwischen einem momentanen Drehzentrum und einer Aufstandsfläche des Vorderrads ungefähr gleich einem Winkel zwischen einem momentanen Drehzentrum und einer Aufstandsfläche des Hinterrads ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beziehung zwischen einer Änderung eines Achsschenkelversatzes und einer Änderung eines Radhubs für zumindest entweder das Vorderrad oder das Hinterrad so ist, dass eine Proportion eines Verhältnisses der Änderung des Achsschenkelversatzes zu der Änderung des Radhubs für das Vorderrad zu einem Verhältnis der Änderung des Achsschenkelversatzes zu der Änderung des Radhubs für das Hinterrad als größer als ein Verteilungsverhältnis einer Bremskraft für das Vorderrad relativ zu einem Verteilungsverhältnis der Bremskraft für das Hinterrad des vierrädrigen Fahrzeugs beim Bremsen bestimmt wird.
Ein vierrädriges Fahrzeug, das mit einem Radnabenmotor sowohl in einem Vorder- als auch in einem Hinterrad versehen ist und bei dem ein Winkel zwischen einem momentanen Drehzentrum und einer Aufstandsfläche des Vorderrads ungefähr gleich einem Winkel zwischen einem momentanen Drehzentrum und einer Aufstandsfläche des Hinterrads ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beziehung zwischen einer Änderung eines Achsschenkelversatzes und einer Änderung eines Radhubs für zumindest entweder das Vorderrad oder das Hinterrad so ist, dass eine Proportion eines Verhältnisses der Änderung des Achsschenkelversatzes zu der Änderung des Radhubs für das Hinterrad zu einem Verhältnis der Änderung des Achsschenkelversatzes zu der Änderung des Radhubs für das Vorderrad als kleiner als ein Verteilungsverhältnis einer Antriebskraft für das Vorderrad relativ zu einem Verteilungsverhältnis einer Antriebskraft für das Hinterrad des vierradgetriebenen Fahrzeugs beim Antrieb bestimmt wird.
Ein vierrädriges Fahrzeug, das mit einem Radnabenmotor sowohl in einem Vorderrad als auch in einem Hinterrad versehen ist und bei dem ein Winkel zwischen einem momentanen Drehzentrum und einer Aufstandsfläche des Vorderrads sich von einem Winkel zwischen einem momentanen Drehzentrum und einer Aufstandsfläche des Hinterrads unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Proportion eines Verhältnisses einer Änderung eines Achsschenkelversatzes zu einer Änderung in einem Radhub für das Vorderrad zu einem Verhältnis einer Änderung eines Achsschenkelversatzes zu einer Änderung in einem Radhub für das Hinterrad als größer als ein Verhältnis einer Anti-Divekraft für das Vorderrad zu einer Anti-Liftkraft für das Hinterrad beim Bremsen bestimmt wird.
Das vierrädrige Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei eine Proportion des Verhältnisses der Änderung des Achsschenkelversatzes zu der Änderung in dem Radhub für das Hinterrad zu dem Verhältnis der Änderung des Achsschenkelversatzes zu der Änderung des Radhubs für das Vorderrad beim Antrieb als kleiner als ein Verhältnis einer Anti-Liftkraft für das Vorderrad zu einer Anti-Tauchkraft für das Hinterrad bestimmt wird.
Das vierrädrige Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Achsschenkelversätze für das Vorderrad und das Hinterrad beim Bremsen als negativ festgelegt sind.