DE212018000343U1

DE212018000343U1 - Steuersystem für neigbares Fahrzeug

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Publication number: DE212018000343U1
Application number: DE212018000343.2U
Authority: DE
Original assignee: Sway Motorsports LLC
Current assignee: Sway Motorsports LLC
Priority date: 2017-11-15
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2020-05-29
Anticipated expiration: 2028-11-16
Also published as: US20190144035A1; CN112118974B; TWI839245B; TWI806926B; TW201922533A; GB2607190B; US11904964B2; US10501119B2; TW202337719A; GB202206015D0; GB2582114A; US11427249B2; GB2607190A; JP3229366U; US20200114966A1; WO2019099730A1; DE112018005593T5; GB2582114B; CN112118974A; US20230182813A1

Abstract

Fahrzeug, welches aufweist:
ein Paar von Rädern, die mit einem neigbaren Zentralrahmen durch ein Vierstangengestänge gekoppelt sind, das derart konfiguriert ist, dass das Räderpaar und der Zentralrahmen konfiguriert sind, um sich in Bezug auf eine Medianebene des Zentralrahmens gemeinsam zu neigen;
einen Sensor, der konfiguriert ist, um Richtungsinformation in Bezug auf einen auf den Zentralrahmen ausgeübten Nettokraftvektor zu detektieren, wobei der Nettokraftvektor durch Schwerkraft in Kombination mit einer beliebigen an den Zentralrahmen anlegbaren Zentrifugalkraft bestimmt wird;
einen ersten Aktuator, der mit dem Zentralrahmen betriebsmäßig gekoppelt und konfiguriert ist, um den Zentralrahmen selektiv zu neigen;
einen zweiten Aktuator, der mit dem Räderpaar betriebsmäßig gekoppelt und konfiguriert ist, um das Räderpaar selektiv zu lenken; und
einen Controller, der eine Prozesslogik enthält, die konfiguriert ist, um den ersten Aktuator und den zweiten Aktuator in Antwort auf die Richtungsinformation von dem Sensor selektiv zu steuern, um den Nettokraftvektor automatisch in Ausrichtung der Medianebene des Zentralrahmens zu halten;
wobei die Prozesslogik des Controllers ferner konfiguriert ist, um den zweiten Aktuator zu steuern, um automatisch (a) einen gewählten Lenkdrehmomentbetrag an das Räderpaar anzulegen, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs geringer als ein erster Schwellenwert ist, und (b) einen freien Nachlauf des Räderpaars zu erlauben, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs über dem ersten Schwellenwert liegt; und
wobei der gewählte Lenkdrehmomentbetrag linear auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bezogen ist, wenn die Geschwindigkeit unter dem ersten Schwellenwert und über dem zweiten Schwellenwert liegt.

Description

GEBIET
Diese Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum automatischen oder halbautomatischen Steuern eines neigbaren Fahrzeugs.
EINFÜHRUNG
Gegenwärtig sind die meisten Kraftfahrzeuge, die sich auf Schnellstraßen befinden, vierrädrige Fahrzeuge, die tendenziell größer, schwerer und infolgedessen weniger kraftstoffeffizient sind als dreirädrige Kraftfahrzeuge. Obwohl sich die Tatsache gezeigt hat, dass vierrädrige Fahrzeuge eine weiter verbreitete Nutzung und Akzeptanz genießen, gibt es verschiedene Vorteile, die von modernen dreirädrigen Fahrzeugen geboten werden. Zum Beispiel sind unter den meisten Umständen dreirädrige Fahrzeuge aufgrund ihrer Natur stabiler als vierrädrige Fahrzeuge, aufgrund der Tatsache, dass drei Kontaktpunkte unter allen Umständen eine Ebene bilden, wohingegen vier Kontaktpunkte dies nicht tun. Ein anderer Vorteil ist, dass dreirädrige Fahrzeuge eine nahezu ideale Radlastverteilung für maximale Reifentraktion sowohl bei Beschleunigung als auch Bremssituationen bieten.
Trotz der Vorteile, die dreirädrige Fahrzeuge gegenüber vierrädrigen Fahrzeugen genießen, ist ein Hauptnachteil eines dreirädrigen Fahrzeugs, dass während einer Kurvenfahrt, statt zwei Außenräder in Kontakt mit der Straßenoberfläche zu haben, das dreirädrige Fahrzeug nur ein einziges Außenrad hat, das die gesamte Zentrifugallast aufnehmen muss, die während der Kurvenfahrt von dem Fahrzeug erzeugt wird. In dieser Hinsicht hat die Zentrifugalkraft die Tendenz, das Außenrad zu überlasten, was zur Folge hat, dass das Fahrzeug in Richtung der Kurve hinausrutscht, so lange nicht einige zusätzliche Mittel zur Kraftkompensation vorgesehen werden. Ferner erlaubt die Geometrie des dreirädrigen Fahrzeugs, dass der dem Fahrzeugschwerpunkt zugeordnete Kraftvektor rasch aus dem Radstand des Fahrzeugs hinausfällt, was zu einem unstabilen Zustand führt und die Möglichkeit eines Überschlags des Fahrzeugs vergrößert, und im Falle eines einzelnen hinteren Antriebsrads, Traktion am Hinterrad verliert und zu rutschen beginnt. Da der Schwerpunkt des Fahrzeugs (einschließlich eines Fahrers und einer etwaigen vom Fahrzeug getragenen Last) höher ansteigt, wird das Potential zur Fahrzeuginstabilität und Überschlag noch größer, was diesen Zustand noch schlechter macht.
Die Fähigkeit, die oben erwähnten Handhabungsprobleme in dreirädrigen Fahrzeugen zu überwinden, wird noch wichtiger, wenn Wert auf Alternative-Kraftstoff- und oder Hybridfahrzeuge mit schweren Batterielasten gelegt wird, und der Bedarf nach selbstfahrenden oder halbautonomen Fahrzeugen oder mobilen Robotersystemen zunimmt.
Dementsprechend gibt es Bedarf nach einem Steuersystem für ein neigbares Fahrzeug, das Stabilität und Handhabungscharakteristiken automatisch beibehält und verbessert.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme, Vorrichtungen und Verfahren in Bezug auf Steuersysteme für dynamisch neigbare Fahrzeuge.
In einigen Ausführungen kann ein Fahrzeug enthalten: ein Paar von Rädern, die mit einem neigbaren Zentralrahmen durch ein Vierstangengestänge gekoppelt sind, das derart konfiguriert ist, dass das Räderpaar und der Zentralrahmen konfiguriert sind, um sich in Bezug auf eine Medianebene des Zentralrahmens gemeinsam zu neigen; einen Sensor, der konfiguriert ist, um Richtungsinformation in Bezug auf einen auf den Zentralrahmen ausgeübten Nettokraftvektor zu detektieren, wobei der Nettokraftvektor durch Schwerkraft in Kombination mit einer beliebigen an den Zentralrahmen anlegbaren Zentrifugalkraft bestimmt wird; einen ersten Aktuator, der mit dem Zentralrahmen betriebsmäßig gekoppelt und konfiguriert ist, um den Zentralrahmen selektiv zu neigen; einen zweiten Aktuator, der mit dem Räderpaar betriebsmäßig gekoppelt und konfiguriert ist, um das Räderpaar selektiv zu lenken; und einen Controller, der eine Prozesslogik enthält, die konfiguriert ist, um den ersten Aktuator und den zweiten Aktuator in Antwort auf die Richtungsinformation von dem Sensor selektiv zu steuern, um den Nettokraftvektor automatisch in Ausrichtung mit der Medianebene des Zentralrahmens zu halten.
In einigen Ausführungen kann ein Verfahren zum automatischen Betreiben eines neigbaren Fahrzeugs enthalten: Sensieren eines Nettokraftvektors auf ein Zentralchassis eines Radfahrzeugs, wobei das Zentralchassis mit einem Paar von seitlich angeordneten Rädern durch eine Vierstangengestängeanordnung gekoppelt ist, wobei das Zentralchassis von Seite zu Seite neigbar ist und die Vierstangengestängeanordnung konfiguriert ist, um die Räder gemeinsam mit dem Zentralchassis zu neigen, und wobei das Zentralchassis eine Medianebene definiert; in Antwort auf den Empfang von Information in Bezug auf einen gewünschten Fahrweg, Vergleichen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit einem ersten Schwellenwert und einem zweiten Schwellenwert, der größer ist als der erste Schwellenwert; und in Antwort darauf, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs geringer als der erste Schwellenwert ist, Drehen des Fahrzeugs durch gleichzeitiges und automatisches Lenken der Räder und Veranlassen einer Neigung des Zentralchassis, so dass eine Fehlausrichtung zwischen dem Nettokraftvektor und der Medianebene minimiert wird.
Merkmale, Funktionen und Vorteile können in verschiedenen Ausführungen der vorliegenden Offenbarung unabhängig erreicht werden, oder können mit noch anderen Ausführungen kombiniert werden, wobei weitere Details davon in Bezug auf die folgende Beschreibung und die Zeichnungen ersichtlich sind.
Figurenliste

1 ist eine Vorderansicht eines Fahrers auf einem illustrativen neigbaren Fahrzeug gemäß Aspekten der vorliegenden Lehren.
2 ist eine Vorderansicht des Fahrzeugs der 1, geneigt in Bezug auf eine Medianebene des Fahrzeugs.
3 ist eine schematische Ansicht eines anderen illustrativen neigbaren Fahrzeugs gemäß Aspekten der vorliegenden Lehren.
4 ist eine schematische Vorderansicht einer illustrativen Fahrzeugradanordnung, die zur Verwendung in einem Fahrzeug der vorliegenden Lehren geeignet ist.
5 ist ein schematisches Blockdiagramm des Fahrzeugs von 3 und von ausgewählten Komponenten seines Steuersystems.
6 ist eine schematische Vorderansicht eines Radanordnungsabschnitts eines neigbaren Fahrzeugs gemäß Aspekten der vorliegenden Lehren.
7 ist eine andere schematische Vorderansicht des Fahrzeugs von 6, die die Radanordnung in einer geneigten Position darstellt.
8 ist eine Vorderansicht eines illustrativen Fahrzeugs mit einer Radanordnung und einem Neigungswählaktuator gemäß Aspekten der vorliegenden Lehren.
9 ist eine andere Vorderansicht des Fahrzeugs von 8, die das Fahrzeug in einer geneigten Position darstellt.
10 ist eine Vorderansicht eines anderen illustrativen Fahrzeugs mit einer Radanordnung und einem anderen Neigungswählaktuator gemäß Aspekten der vorliegenden Lehren.
11 ist eine andere Vorderansicht des Fahrzeugs von 10, die das Fahrzeug in einer geneigten Position darstellt.
12 ist eine schematische Vorderansicht einer noch anderen illustrativen Radanordnung mit einem anderen Neigungswählaktuator gemäß Aspekten der vorliegenden Lehren.
13 ist eine andere schematische Vorderansicht der Radanordnung von 12, die die Radanordnung in einer geneigten Position darstellt.
14 ist eine Vorderansicht eines noch anderen illustrativen Fahrzeugs mit einer Radanordnung und einem Neigungswählaktuator gemäß Aspekten der vorliegenden Lehren.
15 ist eine andere Vorderansicht des Fahrzeugs von 14, die das Fahrzeug in einer geneigten Position darstellt.
16 ist eine schematische Vorderansicht einer noch anderen illustrativen Radanordnung mit einem Neigungswählaktuator gemäß Aspekten der vorliegenden Lehren.
17 ist eine andere schematische Vorderansicht der Radanordnung von 16, die die Radanordnung in einer geneigten Position darstellt.
18 ist eine Vorderansicht einer illustrativen Gestängekomponente, die zur Verwendung in einer Fahrzeugradanordnung geeignet ist, in einer ersten Position.
19 ist eine andere Vorderansicht der Gestängekomponente von 18, die die Gestängekomponente in einer zweiten Position darstellt.
20 ist eine Vorderansicht einer anderen illustrativen Gestängekomponente, die zur Verwendung in einer Fahrzeuganordnung geeignet ist, in einer ersten Position.
21 ist eine andere Vorderansicht der Gestängekomponente von 20, die die Gestängekomponente in einer zweiten Position darstellt.
22 ist eine Vorderansicht eines illustrativen neigbaren Fahrzeugs mit illustrativen Radanordnungsgestängekomponenten gemäß Aspekten der vorliegenden Lehren.
23 ist eine andere Vorderansicht des Fahrzeugs von 22, die das Fahrzeug in einer geneigten Position darstellt.
24A ist eine partielle, isometrische, schematische Ansicht eines anderen illustrativen neigbaren Fahrzeugs mit einem A-Rahmengestänge, mit einem in einer ersten Richtung geneigten Rahmen, gemäß Aspekten der vorliegenden Lehren.
24B ist eine partielle, isometrische, schematische Ansicht des Fahrzeugs von 24A, das in einer zweiten Richtung geneigt ist.
25 ist eine isometrische Ansicht einer illustrativen Fahrzeuglenkanordnung, die zur Verwendung in Fahrzeugen der vorliegenden Lehren geeignet ist.
26 ist eine Seitenansicht eines noch anderen illustrativen neigbaren Fahrzeugs gemäß Aspekten der vorliegenden Lehren.
27 ist eine Vorderansicht eines noch anderen illustrativen neigbaren Fahrzeugs in einer neutralen Position.
28 ist eine andere Vorderansicht des Fahrzeugs von 27, die das Fahrzeug in einer Kurvenfahrtposition darstellt.
29 ist eine noch andere Vorderansicht des Fahrzeugs von 27, die das Fahrzeug in einer geneigten Kurvenfahrtposition darstellt.
30 ist eine noch andere Vorderansicht des Fahrzeugs von 27, die das Fahrzeug in einer geneigten Position darstellt.
31 ist eine schematische Vorderansicht eines noch anderen illustrativen neigbaren Fahrzeugs gemäß Aspekten der vorliegenden Lehren.
32 ist eine andere schematische Vorderansicht des Fahrzeugs von 31, die das aufrecht bleibende Fahrzeug darstellt, während es ein Hindernis überfährt.
33 ist noch andere schematische Vorderansicht des Fahrzeugs von 31, die das Fahrzeug in einer geneigten Position darstellt.
34 ist eine noch andere schematische Vorderansicht des Fahrzeugs von 31, die das Fahrzeug in einer geneigten Position darstellt, während es ein Hindernis überfährt.
35 ist ein Flussdiagramm, das Schritte eines illustrativen Verfahrens zum Steuern eines neigbaren Fahrzeugs gemäß den vorliegenden Lehren darstellt.
36 ist ein anderes Flussdiagramm, das Schritte eines illustrativen Verfahrens zum Steuern eines neigbaren Fahrzeugs gemäß den vorliegenden Lehren darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden verschiedene Aspekte und Beispiele eines Fahrzeugs mit automatischen Neige- und/oder Lenksteuerungen sowie diesbezügliche Verfahren beschrieben und in den zugeordneten Zeichnungen dargestellt. Solange nicht anderweitig angegeben, kann ein Fahrzeug gemäß den vorliegenden Lehren und/oder dessen verschiedene Komponente zumindest eine der Strukturen, Komponenten, Funktionalitäten, und/oder Varianten enthalten, die hierin beschrieben, dargestellt und/oder enthalten sind. Ferner können, solange nicht besonders ausgeschlossen, Prozessschritte, Strukturen, Komponenten, Funktionalitäten und/oder Varianten, die hierin in Verbindung mit den vorliegenden Lehren beschrieben, dargestellt und/oder enthalten sind, auch in anderen ähnlichen Vorrichtungen und Verfahren enthalten sein, einschließlich austauschbar zwischen offenbarten Ausführungen. Die folgende Beschreibung verschiedener Beispiele ist lediglich illustrativ und soll die Offenbarung, deren Anwendung und/oder Gebrauch keineswegs einschränken. Darüber hinaus sind die Vorteile, die durch die unten beschriebenen Beispiele und Ausführungen angegeben sind, nur illustrativ, und nicht alle Beispiele und Ausführungen bieten die gleichen Vorteile oder den gleichen Grad an Vorteilen.
Diese detaillierte Beschreibung enthält die folgenden Abschnitte, welche unmittelbar folgen: (1) Definitionen; (2) Überblick; (3) Beispiele, Komponenten und Alternativen; (4) Vorteile, Merkmale und Nutzen; und (5) Schlussfolgerung. Der Abschnitt Beispiele, Komponenten und Alternativen ist ferner in Unterabschnitte A und B unterteilt, deren jeder entsprechend markiert ist.
Definitionen
Es gelten die folgenden Definitionen, solange nicht anderweitig angegeben.
„Im Wesentlichen“ bedeutet mehr oder weniger Übereinstimmung mit der bestimmten Dimension, dem Bereich, der Form, dem Konzept, oder einem anderen durch den Begriff modifizierten Aspekt, so dass ein Merkmal oder eine Komponente nicht exakt übereinstimmen muss. Zum Beispiel bedeutet „im Wesentlichen zylindrisches“ Objekt, dass das Objekt einem Zylinder ähnelt, aber eine oder mehrere Abweichungen von einem wahren Zylinder haben kann.
„Aufweisen“, „enthalten“ und „haben“ (und Beugungen davon) werden austauschbar mit der Bedeutung „enthalten“ verwendet, sind aber nicht notwendigerweise darauf beschränkt, und sind offen-endige Begriffe, die nicht zusätzliche, ungenannte Elemente oder Verfahrensschritte ausschließen sollen.
Begriffe wie etwa „erster“, „zweiter“ und „dritter“ werden dazu benutzt, verschiedene Elemente einer Gruppe, einer Kategorie oder dergleichen zu unterscheiden oder zu identifizieren, und sollen keine Serien oder numerische Einschränkung aufzeigen.
„AKA“ bedeutet „auch bekannt als“, und kann dazu benutzt werden, einen alternativen oder entsprechenden Begriff für ein Element oder Elemente anzugeben.
Die Begriffe „innenbords“, „außenbords“, „vorwärts“, „rückwärts“ und dergleichen sollen im Kontext eines Fahrzeugs oder eines Hostfahrzeugs verstanden werden (wenn eine Komponente beschrieben wird). Zum Beispiel kann „außenbords“ eine relative Position angeben, die seitlich weiter von der Mittellinie des Fahrzeugs entfernt ist, oder eine Richtung, die von der Fahrzeugmittellinie weggeht. Umgekehrt kann „innenbords“ eine Richtung zur Mittelinie hin angeben oder eine relative Position, die der Mittellinie näher ist. Ähnlich bedeutet „vorwärts“ zum vorderen Abschnitt des Fahrzeugs, und bedeutet „hinten“ zur Rückseite des Fahrzeugs. In Abwesenheit eines Hostfahrzeugs können die gleichen Richtungsbegriffe auch so benutzt werden, als ob das Fahrzeug vorhanden wäre. Zum Beispiel kann, auch bei Betrachtung in Isolation, eine Vorrichtung einen „vorderen“ Rand haben, basierend auf der Tatsache, dass die Vorrichtung so installiert würde, dass der fragliche Rand in der Richtung des vorderen Abschnitts des Hostfahrzeugs weist.
Richtungsbegriffe wie etwa „oben“, „unten“, „vertikal“, „horizontal“ und dergleichen sollten im Kontext des jeweiligen beschriebenen Fahrzeugs in dessen normalen Betriebskonfiguration verstanden werden. Zum Beispiel kann ein Fahrzeug um definierte X-, Y- und Z-Achsen herum orientiert sein. In diesen Beispielen wird die X-Y Ebene horizontal definiert, während oben als positive Z-Richtung und unten als negative Z-Richtung definiert wird. Allgemein wird im hiesigen Gebrauch die Z-Achse mit der Schwerkraft fluchten.
„Gekoppelt“ bedeutet verbunden, entweder permanent oder lösbar, ob direkt oder indirekt durch dazwischen eingreifende Komponenten, und ist (in Abhängigkeit vom Kontext) nicht notwendigerweise auf physikalische Verbindung(en) beschränkt.
„Federnd“ beschreibt ein Material oder eine Struktur, die so konfiguriert ist, dass sie unter normalen Betriebslasten elastisch verformbar ist (z. B. wenn sie komprimiert wird) und beim Entlasten zu einer ursprünglichen Form oder Position zurückkehrt.
„Starr“ beschreibt ein Material oder eine Struktur, die unter normalen Betriebsbedingungen als steif, nicht verformbar oder im Wesentlichen nicht flexibel konfiguriert ist.
„Prozesslogik“ kann eine beliebige geeignete Vorrichtung oder Hardware enthalten, die konfiguriert ist, um durch Ausführen von einer oder mehreren logischen und/oder arithmetischen Operationen (z. B. Ausführen von codierten Instruktionen) Daten zu bearbeiten. Zum Beispiel kann eine Prozesslogik einen oder mehrere Prozessoren (z. B. zentrale Prozessoreinheiten (CPUs) und/oder Graphikprozessoreinheiten (GPUs)), Mikroprozessoren, Gruppen von Prozessorkernen, FPGAs (feldprogrammierbare Gate-Arrays), künstliche Intelligenz (AI) Beschleuniger, digitale Signalprozessoren (DSPs) und/oder jede andere geeignete Kombination von Logik-Hardware enthalten.
Überblick
Allgemein kann ein Fahrzeug der vorliegenden Lehren zumindest ein Paar von neigbaren Rädern und ein Steuersystem mit einer Prozesslogik enthalten, da konfiguriert ist, um das Chassis des Fahrzeugs automatisch zu neigen, und in einigen Fällen die Räder des Fahrzeugs aktiv zu lenken, um das Fahrzeug einen gewählten Weg hinabzuführen, während eine Medianebene des Fahrzeug-Chassis in Ausrichtung mit einem Nettokraftvektor verbleibt, der aus Schwerkraft und (falls vorhanden) Zentrifugalkraft resultiert. Das Fahrzeug kann eine beliebige geeignete Konstruktion haben, die konfiguriert ist, um in einem koordinierten und im Wesentlichen identischen Neigen des Chassis und der Räder zu resultieren. Zum Beispiel kann ein Lenk- oder Aufhängungssystems des Fahrzeugs ein Vierstangen-Parallelogramm-Gestänge aufweisen, das die linken und rechten Räder mit einem zentralen Chassis koppelt. Beispiele dieses Fahrzeugtyps werden nachfolgend beschrieben. In einigen Fällen kann das Fahrzeug ein robotisches Fahrzeug, ein halbautonomes Fahrzeug oder ein Fly-by-Wire-Fahrzeug sein.
Verfahren und Systeme der vorliegenden Offenbarung können zum Beispiel für die Auslieferung von Artikeln, Objekten, Produkten oder Waren von einem Ort zu einem anderen Ort mittels des Radfahrzeugs sorgen. Steuerverfahren können computerimplementiert sein, entweder teilweise oder vollständig. Wie oben beschrieben, kann das Radfahrzeug optional ferngesteuert sein, halbautonom oder gemischt autonom sein. Das Fahrzeug kann optional eines oder mehrere Radfahrzeuge sein, zum Beispiel eines einer Mehrzahl von identischen Radfahrzeugen. In einigen Ausführungen kann das Radfahrzeug optional ein fahrerloses Radfahrzeug sein, das als fahrerloses Fahrzeug oder Roboter, als autonomes Fahrzeug oder Roboter, als autonomes Radfahrzeug oder Roboter eine beliebige Kombination dieser Begriffe bezeichnet werden kann. Das System der vorliegenden Offenbarung kann als Radfahrzeug oder Roboterauslieferungssystem, fahrerloses Fahrzeug oder Roboterauslieferungssystem, autonomes Fahrzeug oder Roboterauslieferungssystem, fahrerloses oder autonomes Auslieferungssystem oder eine beliebige Kombination des vorstehenden bezeichnet werden. Das Verfahren und das System der vorliegenden Offenbarung können optional in einem Indoor- oder Outdoor-Landtransportnetzwerk verwendet werden, das Straßen, Fahrradwege, Gehsteige, Gassen, Wege, Übergänge und eine beliebige Route enthalten kann, auf denen ein Radfahrzeug fahren kann oder eine beliebige Kombination des vorstehenden. Das Transportnetzwerk der vorliegenden Offenbarung kann als Outdoor-Netzwerk, Outdoor-Transportnetzwerk, Landtransportnetzwerk oder dergleichen bezeichnet werden.
Elektromechanisch steuerbare Variablen des Fahrzeugs können die ChassisNeigung in Bezug auf das Radgestänge, das Lenken der Räder, die Drossel- oder Fahrzeuggeschwindigkeit und Bremsung beinhalten. Allgemein ist das Steuersystem konfiguriert, um bei Kurvenfahrt Zentrifugal- und Schwerkräfte im Gleichgewicht zu halten, so dass die kombinierten Zentrifugal- und Schwerkraftvektoren einen Nettokraftvektor parallel zu dem Chassis und den Radmedianebenen erzeugen. Durch Ausrichtung der kombinierten Kräfte parallel zu dem Chassis wird die Belastung der Fahrzeugaufhängungskomponenten (sowie auch Fahrern, falls anwendbar) reduziert, wird das Überschlagrisiko verringert und wird Traktion bei Kurvenfahrt verbessert oder maximiert.
Die ideale Wankposition des Chassis kann durch eine Kombination von Aktuatoren und Steuersoftware erzielt werden, um die gewünschte Leistung zu erzeugen. In einigen Beispielen werden Neigungs- und Lenkwinkel für eine gegebene Kurvenfahrt gesondert gesteuert. Allgemein wird das Neigung-zu-Lenkverhältnis in Abhängigkeit von Geschwindigkeit und Terrain gesteuert, und eine höhere Geschwindigkeit führt zu mehr Fahrzeug-Chassis-Wanken und weniger Radlenkung. Die am Chassis wahrgenommene Neigung ist eine Summe des Winkels der Straßenoberfläche plus des Winkels der Radgestängegelenke. Das Detektieren der Ebene der Straßenoberfläche (oder Chassis-Neigungsverlagerung zur Korrektur) könnte in einigen Fällen mittels eines geeigneten Sensors nahe der Straßenoberfläche erfolgen. Jedoch könnte es effizienter sein, den absoluten Neigungswinkel des Chassis zu bestimmen und beizubehalten, indem man dessen Beziehung zu dem Nettokraftvektor misst, der durch Schwerkraft und etwaige Zentrifugalkräfte hervorgerufen wird.
In einigen Fällen muss die Wechselwirkung von balligen Reifen mit dem Terrain berücksichtigt werden, da, wenn man der Seite des Rads entlang folgt, bei einem gegebenen Kurvenfahrtvektor über unebenes oder geneigtes Terrain, die ballige Form einiger Räder Scheuern erzeugen könnte. Für neigbare dreirädrige Fahrzeuge kann in Abhängigkeit vom Terrain Untersteuern oder Übersteuern erforderlich sein, um dem natürlichen Effekt des balligen Rads in die Kurve hinein zu übersteuern oder untersteuern entgegenzuwirken. Allgemein gesagt, ist dieses Reifenscheuern ist für den Verlust des gewünschten Wegs des Fahrzeugs bevorzugt.
Aspekte der hierin beschriebenen Steuersysteme können als Prozesslogik verkörpert werden, die ein Computerverfahren, ein Computersystem oder ein Computerprogrammprodukt beinhaltet. Dementsprechend können Aspekte der Steuersysteme die Form einer vollständigen Hardwareausführung, einer vollständigen Softwareausführung (einschließlich Firmware, residenter Software, Micro-Code und dergleichen), oder einer Ausführung einnehmen, die Software- und Hardwareaspekte kombiniert, die alle allgemein hierin als „Schaltung“, „Modul“ oder „System“ bezeichnet werden können. Ferner können Aspekte der Steuersysteme die Form eines Computerprogrammprodukts einnehmen, das in einem computerlesbaren Medium (oder Medien) verkörpert ist, auf dem computerlesbare Programmcode/-Anweisungen verkörpert sind.
Es kann eine beliebige Kombination von computerlesbaren Medien verwendet werden. Computerlesbare Medien können ein computerlesbares Signalmedium und/oder ein computerlesbares Speichermedium sein. Ein computerlesbares Speichermedium kann ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- und/oder Halbleitersystem, Gerätschaft oder Vorrichtung oder eine beliebige Kombination von diesen enthalten. Spezifischere Beispiele eines computerlesbaren Speichermediums können die folgenden enthalten: eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, einen Festzustandsspeicher, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EPROM oder Flash-Speicher), eine Optikfaser, einen tragbaren Compact-Disc Festwertspeicher (CD-ROM), eine optische Speichervorrichtung, eine magnetische Speichervorrichtung und/oder eine beliebige geeignete Kombination dieser und/oder dergleichen. Im Kontext dieser Offenbarung kann das computerlesbare Speichermedium ein beliebiges geeignetes nichtflüchtiges, berührbares Medium enthalten, das ein Programm zur Verwendung durch oder in Verwendung mit einem Instruktionsausführungssystem, Gerätschaft oder Vorrichtung enthalten oder speichern kann.
Ein computerlesbares Signalmedium kann ein fortgepflanztes Datensignal enthalten, in dem ein computerlesbarer Programmcode verkörpert ist, zum Beispiel im Basisband oder als Teil einer Trägerwelle. Ein solches fortgepflanztes Signal kann eine beliebige Vielzahl unterschiedlicher Formen einnehmen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, elektromagnetisch, optisch, und/oder eine beliebige geeignete Kombination davon. Ein computerlesbares Signalmedium kann ein beliebiges computerlesbares Medium enthalten, das kein computerlesbares Speichermedium ist, das in der Lage ist, ein Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Instruktionsausführungssystem, Gerät oder Vorrichtung zu kommunizieren, propagieren oder zu transportieren.
Ein in einem computerlesbaren Medium verkörperter Programmcode kann mittels eines beliebigen geeigneten Mediums übertragen werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf drahtlos, Drahtleitung, Optikfaserkabel, HF, und/oder dergleichen und/oder eine beliebige geeignete Kombination von diesen.
Ein Computerprogrammcode zur Ausführung von Operationen für Aspekte der Steuersysteme können in einer oder einer beliebigen Kombination von Programmiersprachen geschrieben sein, einschließlich einer objektorientierten Programmiersprache wie etwa Java, C++, und/oder dergleichen, und konventionelle prozedurale Programmiersprachen, wie etwa C. Mobile Apps können mittels einer beliebigen geeigneten Sprache entwickelt werden, einschließlich den zuvor erwähnten, sowie auch Objective-C, Swift, C#, HTML5 und dergleichen. Der Programmcode kann vollständig auf einem Benutzer-Computer ausgeführt werden, teilweise auf dem Benutzer-Computer, als alleinstehende Softwarepackung, teilweise auf dem Benutzer-Computer und teilweise auf einem entfernten Computer, oder vollständig auf dem entfernten Computer oder Server. Im letzteren Szenario kann der entfernte Computer mit dem Benutzer-Computer durch einen beliebigen Typ von Netzwerk verbunden werden, einschließlich einem Local Area Network (LAN) oder einem Wide Area Network (WAN) und/oder kann die Verbindung mit einem externen Computer hergestellt werden (zum Beispiel durch das Internet mittels eines Internet Service Providers).
Nachfolgend werden Aspekte der Steuersysteme in Bezug auf Flussdiagrammillustrationen und/oder Blockdiagramme von Verfahren, Vorrichtungen, Systemen und/oder Computerprogrammprodukten beschrieben. Jeder Block und/oder Kombination von Blöcken in einem Fluss und/oder Blockdiagramm kann durch Computerprogrammanweisungen implementiert werden. Die Computerprogrammanweisungen können einem Prozessor eines Mehrzweckcomputers, eines Sonderzweckcomputers und/oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung geliefert werden, um eine Maschine herzustellen, so dass die Anweisungen, wenn sie über den Prozessor des Computers oder der anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, Mittel zum Implementieren der Funktionen/Wirkungen erzeugen, die in dem Flussdiagramm und/oder Blockdiagramm (Block oder Blöcken) spezifiziert sind. In einigen Beispielen können maschinenlesbare Anweisungen auf eine programmierbare Logikvorrichtung programmiert werden, wie etwa ein feldprogrammierbares Gate Array (FPGA).
Diese Computerprogrammanweisungen können auch in einem computerlesbaren Medium gespeichert werden, das einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung und/oder eine andere Vorrichtung anweisen kann, um in einer bestimmten Weise zu funktionieren, so dass die in dem computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsgegenstand produzieren, der Anweisungen enthält, die die in dem Flussdiagramm und/oder Blockdiagramm-Block oder Blöcken spezifizierte Funktion/Wirkung implementieren.
Die Computerprogrammanweisungen können auch auf einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung und/oder eine andere Vorrichtung geladen werden, um zu bewirken, dass eine Serie von Operationsschritten an der Vorrichtung ausgeführt werden, um einen computerimplementierten Prozess zu erzeugen, so dass die Anweisungen, die auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Vorrichtung ausgeführt werden, Prozesse zum Implementieren der in dem Flussdiagramm und/oder Blockdiagramm-Block oder Blöcken spezifizierten Funktionen/Wirkungen zu implementieren.
Ein beliebiges Flussdiagramm und/oder Blockdiagramm in den Zeichnungen dient zur Darstellung der Architektur, Funktionalität und/oder des Betriebs möglicher Implementationen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß Aspekten der Steuersysteme. In dieser Hinsicht kann jeder Block ein Modul, ein Segment oder einen Abschnitt eines Codes repräsentieren, der einen oder mehrere ausführbare Anweisungen aufweist, um die spezifische Logikfunktion(en) zu implementieren. In einigen Implementierungen können die in dem Block angegebenen Funktionen in der in den Zeichnungen angegebenen Reihenfolge auftreten. Zum Beispiel können zwei Blöcke aufeinanderfolgend gezeigt sein, aber tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blöcke können manchmal in einer umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden, in Abhängigkeit von der involvierten Funktionalität. Jeder Block und/oder jede Kombination von Blöcken kann durch Sonderzweck-Hardware-basierte Systeme implementiert werden (oder Kombinationen von Sonderzweck-Hardware und Computeranweisungen), die die spezifizierten Funktionen oder Wirkungen durchführen.
Beispiele, Komponenten und Alternativen
Die folgenden Abschnitte beschreiben ausgewählte Aspekte beispielhafter Fahrzeuge und Steuersysteme, sowie diesbezogene Systeme und Verfahren. Die Beispiele in diesen Abschnitten dienen zur Illustration und sollten nicht so interpretiert werden, dass sie den Umfang der vorliegenden Offenbarung beschränken. Jeder Abschnitt kann einen oder mehrere gesonderte Ausführungen oder Beispiele enthalten, und/oder kontextuelle oder bezogene Information, Funktion und/oder Struktur enthalten.
Illustrative Fahrzeuge und Steuerungen
Wie in den 1-26 gezeigt, beschreibt dieser Abschnitt illustrative neigbare Fahrzeuge und zugeordnete elektromechanische Steuerungen. Diese Fahrzeuge sind Beispiele von neigbaren Fahrzeugen und diesbezogene Steuerungen, die oben im Überblick beschrieben sind.
In Bezug auf die 1-2 ist ein dreirädriges Neigefahrzeug 12 gezeigt, und allgemein dargestellt mit einer Radgestängeanordnung 10, die an einem vorderen Ende installiert ist (auch als Aufhängungsanordnung bezeichnet). Das Fahrzeug 12 ist in einer aufrechten (siehe 1) und geneigten (siehe 2) Position dargestellt und ist im Kontext eines Radfahrzeugs dargestellt. Das Fahrzeug 12 enthält einen Zentralrahmen 14 (AKA Chassis) mit einer Front, einem Heck und einem Trägerabschnitt 16 für einen Fahrer 18. Eine Vorderradgestängeanordnung 10 kann an der Front des Zentralrahmens 14 an Gelenken 19 angebracht sein. Die Vorderradgestängeanordnung 10 enthält eine obere Aufhängungsstange 20 und eine untere Aufhängungsstange 22, deren jede ein jeweiliges linkes Ende und rechtes Ende hat. Die Radgestängeanordnung 10 enthält ferner eine linke Aufhängungsstange 24 und eine rechte Aufhängungsstange 26 jeweils mit oberen und unteren Enden.
Die Geometrie der Radgestängeanordnung 10 ist derart angeordnet, dass die linken Enden der oberen und unteren Aufhängungsstangen 20, 22 an den jeweiligen oberen und unteren Enden der linken Aufhängungsstange 24 schwenkbar angebracht sind, und die rechten Enden der oberen und unteren Aufhängungsstangen 20, 22 an den jeweiligen oberen und unteren Enden der rechten Aufhängungsstange 26 an Gelenken 17 schwenkbar angebracht sind. Dementsprechend sind die oberen und unteren Aufhängungsstangen 20, 22 zueinander im Wesentlichen parallel und sind die linken und rechten Aufhängungsstangen 24, 26 zueinander im Wesentlichen parallel. Ein mittlerer Abschnitt der oberen und unteren Aufhängungsstangen ist an der Front des Zentralrahmens 14 schwenkbar befestigt. Wie oben beschrieben, ist die Geometrie der Radgestängeanordnung 10 als Vierstangengestänge implementiert. Insbesondere sind die vier Aufhängungsstangen 20, 22, 24, 26 der Anordnung 10 in einer Parallelogrammform angeordnet, wobei die oberen und unteren Aufhängungsstangen 20, 22 im Wesentlichen parallel entlang der Ober- und Unterseite der Aufhängungsanordnung sind, und die linken und rechten Aufhängungsstangen 24, 26 im Wesentlichen parallel zueinander entlang den linken und rechten Seiten der Aufhängungsanordnung sind. Die Enden von jeder der Aufhängungsstangen 20, 22, 24, 26 sind zur Bildung eines Gelenkparallelogramms aneinander schwenkbar angebracht.
In einigen Beispielen, wie etwa den in den 1 und 2 gezeigten, kann die untere Aufhängungsstange 22 in der Tiefe vergrößert sein und sich nach hinten erstrecken, um ein Aufbewahrungsabteil 28 zu bilden, das Aufbewahrungskapazität zur Installation von schweren Gegenständen, wie etwa Batteriebänken 30 dient, um für einen abgesenkten Schwerpunkt des Fahrzeugs 12 zu sorgen. Auf diese Weise bietet das Aufbewahrungsabteil 28 einen Ort für die Anordnung von Batterien 30, die das Fahrzeug 12 antreiben, in einer relativ tiefen Position, um die Stabilität zu verbessern und den Schwerpunkt abzusenken. Insbesondere weil die untere Aufhängungsstange 22 (in diesem Beispiel) sich relativ zu dem Zentralrahmen 14 nicht neigt, wird das Gewicht der Batterien 30 von den Neigeaspekten der Aufhängungsanordnung getrennt. Im Ergebnis bleibt die Neigemasse des Fahrzeugs 12 leicht und agil. Dies erlaubt dem Fahrzeug 12 eine leichtgewichtige Handhabungsreaktion und Gesamtgefühl, während es noch immer eine wesentliche Batterielast trägt.
Das Fahrzeug 12 ist ein Schwenkfahrzeug mit einer ersten vertikalen Achse 32 des Zentralrahmens 14, die eine Medianebene definiert, die den Rahmen oder das Chassis in linke und rechte Abschnitte unterteilt, sowie zweiten und dritten vertikalen Achsen 34, 36, die durch jeden von zwei beabstandeten Reifen 38, 40 (AKA Rädern) verläuft. Diese drei Achsen sind so konfiguriert, dass sie parallel verbleiben, wenn sich das Fahrzeug 12 neigt. Beine 42 des Benutzers 18 können in einigen Beispielen dazu benutzt werden, die Neigung des Fahrzeugs 12 zu steuern, obwohl nachfolgend automatisierte Beispiele (in einigen Fällen unbemannt) beschrieben werden. Ob das Fahrzeug zwei, drei, vier oder mehr Räder hat, ist der Zentralrahmen 14 mit zumindest zwei Rädern 38, 40 gekoppelt, die sich neigen, wenn sich der Zentralrahmen 14 neigt (d.h. gemeinsam), so dass diese Elemente in ihrer parallelen Orientierung in Bezug auf die gerade definierten Achsen verbleiben.
Die Anordnung des vorliegenden Beispiels erleichtert die freie Wankfähigkeit eines Motorrads, ohne eine besonders hohe Traktion zwischen den Reifen und der Fahroberfläche des Fahrzeugs zu benötigen, um aufrecht zu bleiben. Im Ergebnis kann das Fahrzeug auf Schnee, Eis, Schmutz, etc. sicher betrieben werden. Allgemein sind Fahroberflächen-Schnittstellen (z. B. Reifen, Ski, Laufflächen, etc.) zur Fahrt über eine Oberfläche 44 an den linken und rechten Aufhängungsstangen 24, 26 und am Heck des Zentralrahmens 14 befestigt, um den Betrieb des Fahrzeugs 12 auf einer Oberfläche 44 zu erlauben. Im dargestellten Beispiel hat ein dreirädriges Fahrzeug 12 Fahroberflächen-Schnittstellen in der Form eines einzigen hinteren Antriebsrads 46 und zwei vorderen Rädern 38, 40. Jedoch sollte es sich für Fachkundige verstehen, dass die Lehren der vorliegenden Offenbarung auch für ein zweirädriges oder vierrädriges Fahrzeug gelten, sowie auch ein Wasserfahrzeug, das auf Schwimmern arbeitet, oder Schneefahrzeugen, die auf Skiern arbeiten.
Um das Lenken des Fahrzeugs 12 zu erleichtern, enthält die Radgestängeanordnung 10 Vorderräder 38, 40, die an jeweiligen Achsschenkeln 48 angebracht sind, die mit den linken und rechten Aufhängungsstangen 24, 26 schwenkbar verbunden sind und mit Spurstangen 29 verbunden sind. Wenn das Fahrzeug 12 geneigt wird, neigen sich die Achsschenkel 48 und Räder 38, 40, die an den linken und rechten Aufhängungsstangen 24, 26 an Zapfen 17 angebracht sind, auch, um die Geometrie des Parallelogramms beizubehalten. In dieser Hinsicht werden, wenn das Fahrzeug 12 geneigt wird, die linken und rechten Räder 38, 40 auch geneigt und bleiben in einer im Wesentlichen parallelen Beziehung zum Zentralrahmen 14. Darüber hinaus erlaubt jedoch die Fähigkeit zum Verschwenken der Achsschenkel 48 relativ zu der Radgestängeanordnung 10 an Lagern 25, dass die Räder 38, 40 gedreht werden, um die Kurvenfahrt des Fahrzeugs 12 zu erleichtern.
In einigen Beispielen ist ein Vierstangengestänge der Radgestängeanordnung 10 mit dem vorderen Ende einer motorisierten Version des Fahrzeugs 12 gekoppelt, wie etwa einem Moped, einem Elektrofahrrad oder einem Motorrad. Auf diese Weise dient das Hinterrad 46 als Antriebsrad und wird das Vorderrad durch eine Radgestängeanordnung 10 und Vorderräder 38, 40 ersetzt. In dieser Konfiguration sind Achsschenkel 48 für Vorderräder 38, 40 an linken und rechten Aufhängungsstangen 24, 26 in einer Weise angebracht, die erlaubt, dass die Achsschenkel 48 und Räder 38, 40 um die Achse der linken und rechten Aufhängungsstangen 24, 26 herum schwenken. Darüber hinaus sind die Achsschenkel 48 durch eine eine Spurstange enthaltende Anordnung miteinander verbunden, die auch mit einem Lenkgestänge verbunden ist, um es einem Benutzer (oder einem automatisierten Controller) zu erlauben, das Fahrzeug 12 zu lenken. Um die Stabilisierung des Fahrzeugs 12 weiter zu unterstützen, können die Vorderräder 38, 40 zumindest einen geringen Nachlaufbetrag zum Heck der Radgestängeanordnung 10 hin haben, um die Selbstzentrierung der Lenkung zu erleichtern, sowie einen leichten Sturzbetrag, um das Fahrzeug 12 zu einer normalen aufrechten Position zu drücken.
Ein dem Fahrzeug 12 ähnliches illustratives Radfahrzeug 300 ist schematisch in 3 dargestellt. Das Radfahrzeug 30 enthält ein Chassis 322 (AKA Rahmen) mit einem ersten Ende 323 und einem entgegengesetzten zweiten Ende 324. Ein oder mehrere Räder sind mit dem ersten Ende 323 des Chassis 322 drehbar gekoppelt, und ein oder mehrere Räder sind mit dem zweiten Ende 324 des Chassis 322 drehbar gekoppelt. In einigen Ausführungen sind die ersten und zweiten Räder 326, 327 mit dem ersten Ende 323 drehbar gekoppelt und ist ein Einzelrad 328 mit dem zweiten Ende 324 drehbar gekoppelt. Das erste Ende 323 kann die Front oder das Heck des Fahrzeugs 300 sein, und in einigen Ausführungen ist das erste Ende das vordere Ende des Fahrzeugs. In einigen Ausführungen sind die ersten und zweiten Räder 326, 327 jeweils das vordere linke Rad und das vordere rechte Rad des Radfahrzeugs 300.
Eine Aufhängungsanordnung 331 (AKA Radanordnung, Radgestänge, Gestängeanordnung) ist vorgesehen, um die ersten und zweiten Räder 326, 327 mit dem Chassis 322 zu koppeln. Die Aufhängungsanordnung 331 kann ein beliebiges geeignetes Gestänge enthalten. In einigen Beispielen enthält die Aufhängungsanordnung 331 ein Querelement 332 mit einem ersten oder linken Ende 332A und einem zweiten oder rechten Ende 332B. Ein erster Träger 333 ist mit dem ersten Ende 332A des Querelements 332 verbunden, und ein zweiter Träger 334 ist mit dem zweiten Ende 332B des Querelements 332 verbunden. Das Querelement 332 und die Träger 333, 334 können aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, wie etwa Metall, und die Träger 333, 334 können an das Querelement 332 geschweißt sein oder anderweitig starr verbunden.
Erste und zweite Räder 326, 327 sind mit jeweiligen Enden der Aufhängungsanordnung 331 schwenkbar gekoppelt. In einigen Ausführungen ist eine Schwenkanordnung 336 an jedem Ende der Aufhängungsanordnung 331 vorgesehen, um die Räder 326, 327 mit der Aufhängungsanordnung zu koppeln. Die Schwenkanordnungen 336 erleichtern die Drehung der Räder 326, 327 in einer Weise, die das Drehen und/oder Lenken der Räder relativ zu der Aufhängungsanordnung 331 erleichtert (z. B. um jeweilige vertikale oder Z-Schwenkachsen). In einigen Ausführungen enthält jede Gelenkanordnung 336 einen Achsschenkel 337, der mit einem jeweiligen Träger 333, 334 z. B. durch einen Schwenkzapfen oder Bolzen gekoppelt ist, der sich durch den Achsschenkel hindurch erstreckt und an jedem Ende mit dem jeweiligen Träger verbunden ist. Eine Mutter und/oder ein beliebiger anderer geeigneter Befestiger kann vorgesehen sein, zur Kopplung mit einem Ende des Schwenkzapfens, um den Schwenkzapfen an dem jeweiligen Träger 333, 334 zu sichern.
Die ersten und zweiten Räder 326, 327 sind mit jeweiligen Enden der Aufhängungsanordnung 331 drehbar gekoppelt. In einigen Ausführungen ist eine geeignete Raddrehanordnung 346 an jedem Ende der Aufhängungsanordnung 331 vorgesehen, um die Räder 326, 327 mit der Aufhängungsanordnung in einer beliebigen Weise zu koppeln, welche eine Drehung der Räder relativ zu der Aufhängungsanordnung gestattet, z. B. um eine horizontale (Y) Achse senkrecht zur vertikalen (Z) Schwenkachse jedes Rads. Jede Raddrehanordnung 346 kann eine Achse, ein Lager und/oder einen beliebigen anderen geeigneten Mechanismus enthalten, um eine Drehung des Rads am Fahrzeug zu gestatten.
Das Radfahrzeug 300 kann einen beliebigen geeigneten Lenkmechanismus oder Anordnung 356 enthalten, um zu veranlassen, dass jedes der ersten und zweiten Räder 326, 327 um ihre jeweiligen Enden der Aufhängungsanordnung 331 herum schwenkt, um das Lenken des Fahrzeugs 300 zu gestatten. Geeignete Lenkmechanismen 356 enthalten bekannte Anordnungen oder Mechanismen zum Lenken von Automobilen, Lastwägen und/oder beliebigen anderen Fahrzeugen, die dazu geeignet sind, auf Transportnetzwerken eines beliebigen Typs zu fahren. In einigen Ausführungen enthält die Lenkanordnung 356 erste und zweite Lenkstangen 357, 358 (AKA Spurstangen oder Schwenkstangen oder Arme), die mit einer Lenkwelle 359 derart gekoppelt sind, dass eine Drehung der Lenkwelle 359 veranlasst, dass sich die Lenkstangen 357, 358 relativ zu der Lenkwelle seitlich bewegen und veranlassen, das die Räder 326, 327 im Wesentlichen gemeinsam um ihre jeweiligen Schwenkachsen herum schwenken. In einigen Ausführungen hat jede der Lenkstangen 357, 358 ein Außenende, das mit dem jeweiligen Achsschenkel 337 schwenkbar gekoppelt ist, z. B. an einem Arm 361 der Achse, und ein Innenende, das mit dem unteren oder Bodenende der Lenkwelle 359 gekoppelt ist. Eine Längsbewegung an einer der Lenkstangen 357, 358 veranlasst, dass der jeweilige Arm 361 den jeweiligen Achsschenkel 337 um seine Schwenkachse herum dreht. In einigen Ausführungen enthält das Unterende der Lenkwelle einen Kopplungsträger 362, der sich in Bezug auf die Welle 359 im Wesentlichen senkrecht erstreckt und erste und zweite mit Abstand angeordnete Halterungsmechanismen aufweist, die mit dem Innenende der ersten und zweiten Lenkstangen 357, 358 schwenkbar gekoppelt sind. Der Lenkmechanismus 356 kann auch beliebige andere geeignete bekannte Mechanismen enthalten, wie etwa Zahnstangen- und Ritzelanordnungen, etc., um zu veranlassen, dass sich die ersten und zweiten Lenkstangen 357, 358 bei Drehung der Lenkwelle 359 längs in entgegengesetzte erste und zweite Richtungen bewegen. Eine Lenkgriffstange oder ein Lenkrad 366, oder irgendein anderes mit der Menschenhand ergreifbares Element kann an der Lenkwelle 359 gesichert sein, um zu erlauben, dass ein Fahrer den Lenkmechanismus 356 betätigt.
Das Chassis 322 enthält einen Hals oder Schaft 371 (AKA Lenkrohr) am Vorderende 323 des Chassis. Die Lenkwelle 359 wird von dem Schaft 371 drehbar getragen, z. B. durch ein Drehgelenk oder eine Anordnung, die ein oder mehrere Lager enthalten kann. Ein oberes Rohr 372 erstreckt sich von dem oberen Ende des Schafts 371 nach hinten, und ein unteres Rohr oder Abwärtsrohr 373 erstreckt sich von dem unteren Ende des Schafts 371 nach hinten. Eine Mittelsäule oder ein Sitzrohr 374 ist mit den jeweiligen hinteren Enden jeweils des oberen Rohrs 372 und des unteren Rohrs 373 verbunden. Das Hinterrad 328 ist mit dem zweiten oder hinteren Ende 324 des Chassis 322 drehbar gekoppelt. Zum Beispiel kann ein unterer Arm oder eine untere Gabel 376, die als Soft-Tail bezeichnet werden kann, mit dem Heck des Sitzrohrs 324 schwenkbar, z. B. am unteren Ende des Sitzrohrs, durch eine Schwenkanordnung 377 gekoppelt sein, die zum Schwenken um eine horizontale (Y) Achse herum konfiguriert ist. Eine Raddrehanordnung 347 ist am Ende der Gabel 376 angeordnet, um das Rad 328 mit dem hinteren Ende 324 des Chassis 322 zu koppeln. Eine Feder und/oder ein anderes auslenkbares Aufhängungselement 381 kann in dem Fahrzeug 300 enthalten sein, um ein Verschwenken der Gabel 376 um die Schwenkanordnung 377 herum zu dämpfen und/oder zu begrenzen. In einigen Ausführungen hat die Feder 381 ein erstes Ende, das mit der Mittelposition des Chassis 322 gekoppelt ist (z. B. mit dem oberen Ende des Sitzrohrs 374) und ein entgegengesetztes zweites Ende, das mit dem freien Ende der Gabel 376 gekoppelt ist (z. B. benachbart der Hinterraddrehanordnung 347). Es kann auch ein Sitz 382 vorgesehen sein, um zu erlauben, dass ein Fahrer auf dem Fahrzeug 300 sitzt.
Das Chassis 322 ist um eine Achse (z. B. eine horizontale (X) Achse) herum seitlich neigbar, so dass es relativ zu der Oberfläche neigbar ist, auf der das Fahrzeug fährt (d.h. nach links und rechts). In einigen Beispielen kann das Chassis 322 an der Aufhängungsanordnung 331 in einer Weise gesichert sein, die ein Schwenken oder Neigen des Chassis 322 relativ zu der Aufhängungsanordnung gestattet, und somit relativ zu den Vorderrädern 326, 327. In einigen Beispielen ist das Chassis 322 mit einer Schwenkanordnung 386 schwenkbar gekoppelt, die mit der Mitte der Aufhängungsanordnung 331 (z.B. am Querelement 332) und dem Boden des Schafts 371 des Chassis verbunden ist. Die Schwenkanordnung 386 kann auch als Drehgelenk oder Neigedrehgelenk bezeichnet werden. Die Schwenkanordnung 386 erlaubt, dass der Schaft 371 um eine horizontale (X) Achse herum schwenkt. Dieses Schwenken und/oder Neigen des Chassis 322 kann Querbeschleunigungen und/oder Zentrifugalkräfte kompensieren, die auf das Chassis 322 und einen etwaigen Fahrer während des Betriebs des Fahrzeugs 300 einwirken (siehe unten). Solche Querbeschleunigungen und/oder Zentrifugalkräfte können zum Beispiel während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs 300 auftreten.
Das Radfahrzeug 300 kann einen oder mehrere Behälter zum Aufbewahren und/oder Transportieren von Waren enthalten. Als Beispiel ist in 3 mit gestrichelten Linien ein erster Behälter 391 gezeigt, der mit der Front des Chassis 322 gekoppelt ist, und ist in gestrichelten Linien ein zweiter Behälter 392 gezeigt, der mit dem Heck des Chassis 322 gekoppelt ist.
Das Fahrzeug 300 kann optional wenigstens einen Mechanismus, Anordnung, Apparat und/oder Vorrichtung eines beliebigen geeigneten Typs enthalten, der optional von einem der Behälter getragen werden kann, zum Beseitigen oder Unterstützen des Beseitigens der Inhalte des Behälters, zum Bewegen von Artikeln zwischen Behältern, zum Platzieren oder Bewegen oder Unterstützen beim Platzieren oder Bewegen von Artikeln in den Behälter, oder eine beliebige Kombination des Vorstehenden. Der zumindest eine Mechanismus kann einen Kran, einen Aufnehmer oder anderen Arm, einen Heber, eine Schaufel, eine Roller, eine Klaue, einen Magneten, einen Förderer, ein Band, Rollen, Kugeln, eine bewegbare Oberfläche, eine bewegbare Wand, einen Schlitten, eine Greifvorrichtung und/oder eine beliebige Kombination des Vorstehenden enthalten. Der zumindest eine Transportmechanismus kann sich optional innerhalb eines der Behälter befinden.
Das Rad 326, das Rad 327 und/oder das Rad 328 kann von einem oder mehreren Motoren oder Antriebsaktuatoren 396 angetrieben werden, die optional von einem Controller gesteuert werden können, um das Radfahrzeug 300 zu bewegen. In einigen Ausführungen werden mehrere Räder von einem mehreren Motoren angetrieben oder sind motorisiert. In einigen Ausführungen wird das Vorderrad 326 und das Vorderrad 327 von einem oder mehreren Motoren angetrieben, zum Beispiel von einem jeweiligen Motor für jedes Rad. In einigen Ausführungen werden alle Räder des Radfahrzeugs 300 von einem oder mehreren jeweiligen Motoren angetrieben oder motorisiert. Die vorstehenden Motoren oder Antriebsaktuatoren können jeweils von einem beliebigen geeigneten Typ sein, zum Beispiel einem Elektromotor oder Aktuator. In einigen Ausführungen wird jedes der Räder intern von einem Elektromotor oder Aktuator angetrieben, z.B. einem Nabenmotor, einem Rollernabenmotor, einem Radmotor, einem Radnabenantrieb und/oder einem beliebigen anderen Im-Rad-Motor eines beliebigen geeigneten Typs. Das Fahrzeug 300 kann von einem einzigen Aktuator oder Motor angetrieben sein, z.B. einem Elektromotor, der von dem Chassis 322 getragen wird und mit einem oder mehreren der Räder gekoppelt ist, zum Beispiel durch einen Kettenantrieb, einen Riemenantrieb, einen Wellenantrieb und/oder eine beliebige Kombination des Vorstehenden.
Der Lenkmechanismus 356 des Fahrzeugs 300 kann von einem oder mehreren Motoren oder Lenkaktuatoren 101 angetrieben werden, die optional von dem Controller gesteuert werden können, um das Fahrzeug zu lenken. In einigen Ausführungen können einer oder mehrere Lenkaktuatoren 101 von dem Chassis 322 getragen werden, um eine Drehung der Lenkwelle 359 relativ zu dem Chassis zu bewirken. Zum Beispiel kann ein Lenkaktuator 101 oben auf dem Schaft 371 vorgesehen sein, um die Lenkwelle 359 innerhalb des Schafts 371 zu schwenken und/oder zu drehen. In einigen Ausführungen können einer oder mehrere Lenkaktuatoren 101 an der Aufhängungsanordnung 331 vorgesehen sein, um zu veranlassen, dass die Räder 326, 327 um jeweilige Schwenkanordnungen 336 in beliebiger Weise schwenken. Zum Beispiel können einer oder mehrere Lenkaktuatoren 101 vorgesehen sein, um eine oder beide der Lenkstangen 357, 358, eine oder beide Achsschenkel 337 und/oder eine beliebige Kombination des Vorstehenden zu bewegen. Die vorstehenden Motoren oder Aktuatoren können jeweils von einem beliebigen geeigneten Typ sein, zum Beispiel ein Elektromotor oder ein Aktuator.
Die Schwenkanordnung 386 des Radfahrzeugs 300 kann von einem oder mehreren Motoren oder Aktuatoren 102 angetrieben werden, die optional von einem elektronischen Controller, oder motorisiert oder aktiviert werden können, um das Chassis 322 relativ zu der Oberfläche zu neigen, auf der das Radfahrzeug fährt, oder irgendeine Linie, die sich im Wesentlichen parallel zu dieser Oberfläche erstreckt. Jeder solcher einer oder mehrerer Motoren oder Aktuatoren kann als Neigeaktuator 102 bezeichnet werden. In einige Ausführungen können einer oder mehrere Neigeaktuatoren 102 an dem Chassis 322 getragen sein, um zu veranlassen, dass sich das Chassis relativ zu der Aufhängungsanordnung 331 neigt, und hierdurch zu veranlassen, dass sich das Chassis 322 relativ zu der Oberfläche neigt, auf der das Fahrzeug 300 fährt. Zum Beispiel kann ein Neigeaktuator 102 in der Nähe der Schwenkanordnung 386 vorgesehen sein, zum Beispiel wie in 3 gezeigt, getragen von einem unteren Rohr 373 des Chassis 322. Einer oder mehrere Neigeaktuatoren 102 können in der Schwenkanordnung 386 vorgesehen sein, die an der Aufhängungsanordnung 331 angebracht ist, an dem Schaft 371 angebracht ist, an dem unteren Rohr 373 angebracht ist und/oder einer beliebigen Kombination des Vorstehenden. Die vorstehenden Motoren oder Aktuatoren können von einem beliebigen geeigneten Typ sein, zum Beispiel ein Elektromotor oder Aktuator.
Ein beliebiges oder alle der Räder 326, 327, 328 des Radfahrzeugs 300 können durch einen Bremsmechanismus eines beliebigen geeigneten Typs (nicht gezeigt) verlangsamt und/oder gestoppt werden, zum Beispiel durch einen beliebigen geeigneten bekannten Bremsmechanismus, der an Automobilen, Lastwägen, Motorrädern und/oder anderen Fahrzeugen verwendet wird, die dazu geeignet sind, auf Transportnetzwerken eines beliebigen Typs zu fahren. In einigen Ausführungen hat jedes der Räder 326, 327, 328 einen separaten Bremsmechanismus zum Verlangsamen oder Stoppen des jeweiligen Rads. Jeder der Bremsmechanismen des Radfahrzeugs 300 kann optional von einem Motor einer Aktuator 106 gesteuert werden, der optional von dem Controller gesteuert werden kann, um das jeweilige Rad des Fahrzeugs 300 zu verlangsamen, zu bremsen und/oder zu stoppen. Jeder solcher Motoren oder Aktuatoren kann als Bremsaktuator 106 bezeichnet werden. In einigen Ausführungen wird ein separater Bremsaktuator 106 an dem Chassis 322 in der Nähe einer oder aller Raddrehanordnungen 346 des Fahrzeugs 300 getragen. In einigen Ausführungen wird ein Bremsaktuator 106 von dem Chassis 322 in der Nähe jeder Raddrehanordnung 346 getragen, um das jeweilige Rad 326, 327, 328 des Fahrzeugs 300 zu verlangsamen und/oder zu stoppen. Ein Bremsaktuator 106 für ein Rad kann innerhalb des Rads getragen sein. In einigen Ausführungen kann ein Bremsaktivierungsmechanismus (nicht gezeigt) für jedes Rad 326, 327, 328 vorgesehen sein, und kann einen Bremsrotor enthalten, der an dem drehenden Rad starr befestigt ist, einen Bremssattel, der an der jeweiligen Raddrehanordnung und/oder einem anderen Drehlagerpunkt starr befestigt ist, sowie einen Mechanismus zum Ausüben einer Kraft auf den Sattel, um für eine Bremsreibung an dem Bremsrotor und somit an dem Rad zu sorgen. In einigen Ausführungen kann der Bremsaktivierungsmechanismus anstelle eines Bremsaktuators 106, als Teil eines Bremsaktuators 106 und/oder zusätzlich zu einem Bremsaktuator 106 einen Hydraulikmechanismus enthalten. In einigen Ausführungen kann der Bremsmechanismus unabhängig von einem Fahrer und/oder dem elektronischen Controller, der eine an dem Fahrzeug 300 vorgesehene Prozesslogik enthält, aktiviert werden, so dass entweder der Fahrer oder der Controller das Fahrzeug vollständig stoppen kann.
Andere geeignete Aufhängungsanordnungen können vorgesehen sein, um die Räder des Fahrzeugs 300, zum Beispiel die ersten und zweiten Räder 326, 327, mit dem Chassis 322 zu koppeln. Zum Beispiel kann eine Aufhängungsanordnung vorgesehen sein, um zu veranlassen, dass die damit gekoppelten Räder schwenken und/oder neigen, zum Beispiel um eine Achse im Wesentlichen parallel und/oder entlang der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 300, während sich die Räder drehen. In einigen Ausführungen können sich die Räder im Wesentlichen gemeinsam mit der Neigung des Chassis 322 des Fahrzeugs 300 neigen, zum Beispiel während einer Kurvenfahrt.
Eine geeignete Aufhängungsanordnung 431 ist in 4 dargestellt, wo gleiche Bezugszahlen dazu benutzt worden sind, um die gleichen Komponenten der Aufhängungsanordnungen 331 und 431 zu beschreiben. In einigen Ausführungen ist jedes der ersten und zweiten Räder 326, 327 zum Beispiel durch eine geeignete Raddrehanordnung 346 mit einer geeigneten Schwenkanordnung, zum Beispiel der Schwenkanordnung 336, drehbar gekoppelt. Zum Beispiel gestattet in der oben diskutierten Weise jede Schwenkanordnung 346 ein Schwenken und/oder Drehen des jeweiligen Rads 326, 327 relativ zu der Aufhängungsanordnung 431 und somit zum Fahrzeug 300.
Die Aufhängungsanordnung 431 kann ein zentrales Element 432 enthalten, das mit dem Chassis 322 starr gekoppelt und/oder anderweitig daran gesichert ist, um sich während Kurvenfahrt und/oder bestimmten anderen Operationen des Fahrzeugs 300 gemeinsam mit dem Chassis 322 zu neigen. In einigen Ausführungen erstrecken sich die Schwenkanordnungen 336, während Kurvenfahrt und/oder bestimmten anderen Operationen des Fahrzeugs 300, im Wesentlichen parallel zueinander und zu dem zentralen Element 432. Die Aufhängungsanordnung 431 kann ein Paar von oberen Aufhängungsarmen zum Koppeln der Oberseite jeder Schwenkanordnung 336 mit der Oberseite des zentralen Elements 432 sowie ein Paar von unteren Aufhängungsarmen zum Koppeln des Bodens jeder Schwenkanordnung mit dem Boden des zentralen Elements 432 enthalten. Zum Beispiel kann ein oberer erster Aufhängungsarm 433 vorgesehen sein, dessen inneres Ende mit der Oberseite des zentralen Elements 432 schwenkbar gekoppelt ist, zum Beispiel an einem Schwenkelement oder Zapfen 434, dessen äußeres Ende mit der Oberseite der ersten Schwenkanordnung 336 schwenkbar gekoppelt ist, zum Beispiel an einem Schwenkelement oder Zapfen 436. Ein oberer zweiter Aufhängungsarm 441 kann vorgesehen sein, dessen inneres Ende mit der Oberseite des zentralen Elements 432 zum Beispiel an dem Schwenkelement 434 schwenkbar gekoppelt ist, und dessen äußeres Ende mit der Oberseite der zweiten Schwenkanordnung 336 zum Beispiel an dem Schwenkelement oder Zapfen 442 schwenkbar gekoppelt ist. Ein unterer erster Aufhängungsarm 466 kann vorgesehen sein, dessen inneres Ende mit dem Boden des zentralen Elements 432 zum Beispiel an dem Schwenkelement oder Zapfen 447 schwenkbar gekoppelt ist, und dessen äußeres Ende mit dem Boden der ersten Schwenkanordnung 336 zum Beispiel an dem Schwenkelement oder Zapfen 448 schwenkbar gekoppelt ist. Ein unterer zweiter Aufhängungsarm 451 kann vorgesehen sein, dessen inneres Ende mit dem Boden des zentralen Elements 432 zum Beispiel am Schwenkelement 447 schwenkbar gekoppelt ist, und dessen äußeres Ende mit dem Boden der zweiten Schwenkanordnung 336 zum Beispiel an dem Schwenkelement oder Zapfen 452 schwenkbar gekoppelt ist. In einigen Ausführungen erstreckt sich jeder Satz von oberen und unteren Aufhängungsarmen parallel zueinander. Zum Beispiel kann sich der obere erste Aufhängungsarm 443 parallel zu dem unteren ersten Aufhängungsarm 446 erstrecken, und kann sich der obere zweite Aufhängungsarm 441 parallel zu dem unteren zweiten Aufhängungsarm 451 erstrecken. In dieser Hinsicht kann das zentrale Element 432 zum Beispiel eine Länge haben, die angenähert gleich der Länge der jeweiligen Schwenkanordnung 336 ist.
Die schwenkbare Kopplung jedes Aufhängungsarms mit dem zentralen Element 432 und dessen jeweiliger Schwenkanordnung 336 bewirkt, dass sich jede Schwenkanordnung im Wesentlichen gemeinsam mit dem zentralen Element 432, und somit mit dem Chassis 322 passiv neigt. Diese schwenkbare Kopplung jedes Aufhängungsarms mit dem zentralen Element 432 und dessen jeweiliger Schwenkanordnung kann zusätzlich eine relative Aufwärts- und Abwärtsbewegung zwischen dem zentralen Element 432 und der jeweiligen Schwenkanordnung gestatten, um zum Beispiel Stöße oder Hindernisse aufzunehmen, auf die das jeweilige Rad während des Betriebs des Fahrzeugs 300 trifft.
Es kann ein beliebiger geeigneter Lenkmechanismus oder Anordnung 356 vorgesehen sein, um zu veranlassen, dass jedes der ersten und zweiten Räder 326, 327 um das jeweilige Ende der Aufhängungsanordnung 431 herum schwenkt, um das Lenken des Fahrzeugs 300 zu gestatten. In einigen Ausführungen enthält ein Lenkmechanismus oder Anordnung 356 erste und zweite Lenkstangen 357, 358, die in beliebiger geeigneter Weise mit der Lenkwelle 359 gekoppelt sein kann, so dass eine Drehung der Lenkwelle 359 bewirkt, dass sich die Lenkstangen 357, 358 relativ zu der Lenkwelle seitlich bewegen, so dass die Räder 326, 327 im Wesentlichen gemeinsam um die Schwenkachse der jeweiligen Schwenkanordnung 336 schwenken. In einigen Ausführungen hat jede der Lenkstangen 357, 358 ein Außenende, das in einer beliebigen geeigneten Weise mit der jeweiligen Schwenkanordnung 336 schwenkbar gekoppelt sein kann, zum Beispiel mit einem Arm 361, der sich im Wesentlichen von der Schwenkanordnung weg erstreckt, um dieses Schwenken und/oder Lenken des jeweiligen Rads 326, 327 zu bewirken.
Das Chassis 322 des Fahrzeugs 300 kann mit der Aufhängungsanordnung 431 durch eine beliebige geeignete Schwenkanordnung 461 schwenkbar gekoppelt sein, zum Beispiel einer Schwenkanordnung, die Schwenkelemente 434, 447 enthält, um eine Neigung des Chassis 322 relativ zu der Aufhängungsanordnung 431 zu erlauben. Die Schwenkanordnung 461 kann von einem oder mehreren Motoren oder Aktuatoren 102 angetrieben werden, welche optional von dem Computernetzwerk der vorliegenden Offenbarung oder gesteuert oder motorisiert oder aktiviert werden können, um das Chassis 322 relativ zu der Oberfläche zu neigen, auf der das Radfahrzeug fährt, und/oder zu einer beliebigen Referenzlinie oder Ebene 462, die sich im Wesentlichen parallel zu dieser Oberfläche erstreckt. Jeder des einen oder der mehreren Motoren oder Aktuatoren kann als Neigeaktuator 102 bezeichnet werden. In einigen Ausführungen können einer oder mehrere Neigeaktuatoren 102 an dem Chassis 322 getragen sein, um zu bewirken, dass sich das Chassis relativ zu der Aufhängungsanordnung 431 neigt, um hierdurch zu bewirken, dass sich das Chassis relativ zu der Oberfläche neigt, auf der das Fahrzeug 300 fährt, und/oder zu der Referenzlinie 462. Zum Beispiel kann ein Neigeaktuator in der Nähe eines oder beider Schwenkelemente 434, 447 vorgesehen sein. Zum Beispiel kann, wie in 4 gezeigt, ein erster Neigeaktuator 463 an dem zentralen Element 432, der Aufhängung 446 oder beider getragen sein, um eine relative Schwenkbewegung zwischen dem zentralen Element 432 und dem Aufhängungsarm 446 um das Schwenkelement 447 herum zu veranlassen. Eine solche relative Schwenkbewegung zwischen dem zentralen Element 432 und dem Aufhängungsarm 446 kann passiv eine relative Schwenkbewegung zwischen dem zentralen Element 432 und dem Aufhängungsarm 433 um das Schwenkelement 434 herum bewirken. Ähnlich kann ein zweiter Neigeaktuator 464 an dem zentralen Element 432, der Aufhängung 451 oder beiden getragen sein, um eine relative Schwenkbewegung zwischen dem zentralen Element 432 und dem Aufhängungsarm 451 um das Schwenkelement 447 herum zu bewirken. Eine solche relative Schwenkbewegung zwischen dem zentralen Element 432 und dem Aufhängungsarm 451 kann passive eine relative Schwenkbewegung zwischen dem zentralen Element 432 und dem Aufhängungsarm 441 um das Schwenkelement 434 herum bewirken.
Im Betrieb und Gebrauch des Fahrzeugs 300 können die einen oder mehreren Neigungsaktuatoren 102 veranlassen, dass sich das Chassis 322 relativ zu der Oberfläche neigt, auf der das Fahrzeug fährt, oder relativ zu einer Ebene oder Linie, wie etwa die Referenzlinie 462, die sich im Wesentlichen parallel zu der Fahroberfläche erstreckt. Der Grad einer solchen Neigung kann in beliebiger geeigneter Weise gesteuert werden, zum Beispiel durch das Computernetzwerk der vorliegenden Offenbarung, einschließlich des Fahrzeugcontrollers 111 (siehe 5). Zum Beispiel kann, während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs 300, während Querbeschleunigungen und/oder Zentrifugalkräfte auf das Chassis 322 einwirken, der Fahrzeugcontroller 111 und/oder andere Aspekte des Computernetzwerks der vorliegenden Offenbarung den einen oder die mehreren Neigungsaktuatoren 102 anweisen, das Chassis 322 zu schwenken und/oder zu neigen, um solche Querbeschleunigungen und/oder Zentrifugalkräfte insgesamt oder teilweise zu kompensieren. Das Computernetzwerk, zum Beispiel der Fahrzeugcontroller 111, kann eine Eingabe von einem oder mehreren Sensoren erhalten, wie zum Beispiel einem oder mehreren Sensoren 121 (siehe 5), um solche Beschleunigungen, Zentrifugalkräfte und/oder andere Charakteristiken des Chassis 322 zu messen, um den Grad, den Betrag und/oder Winkel zu bestimmen, um den das Chassis 322 mit dem einen oder den mehreren Neigungsaktuatoren 102 geschwenkt und/oder geneigt werden sollte. Zum Beispiel kann ein IMU-Sensor, der in dem einen oder mehreren Sensoren 121 enthalten sein kann und optional einen Festzustandsbeschleunigungssensor enthalten kann und optional einen Festzustandsbeschleunigungsmesser enthalten kann, dazu benutzt werden, um eine beliebige geeignete Beschleunigung und/oder Kraft in dieser Hinsicht zu messen. Der Grad, der Betrag und/oder Winkel einer solchen Neigung kann durch einen beliebigen geeigneten Sensor sensiert oder gemessen werden, zum Beispiel einen Sensor, der in dem einen oder den mehreren Sensoren 121 enthalten ist, und zu dem Controller 11 oder anderen Aspekten des Computernetzwerks als Rückkopplung zurückgeleitet werden. Ein beliebiger geeigneter Algorithmus kann in das Computernetzwerk, entweder als Firmware, Software oder beides, programmiert werden, um die von dem einen oder den mehreren Sensoren bereitgestellten Eingangssignale zu analysieren und/oder den einen oder die mehreren Neigungsaktuatoren 102 zu steuern.
Wendet man sich nun 5 zu, so kann ein Controller 111 des Fahrzeugs 300 eine Prozesslogik einer beliebigen geeigneten Konfiguration enthalten, die sich an dem Fahrzeug 300 befindet. In einigen Ausführungen kann der Controller 111, der auch als Computer oder computerisierter Controller bezeichnet werden kann, einen Prozessor 112 und einen Speicher 113 eines beliebigen geeigneten Typs enthalten. Die Prozesslogik des Controllers 111 kann zum Beispiel elektrisch, optisch, drahtlos, etc. mit einer beliebigen oder allen der elektrisch betätigten Komponenten, Mechanismen oder Vorrichtungen des Fahrzeugs 300 elektronisch gekoppelt sein, um zu gestatten, dass die Prozesslogik diese Komponenten, Mechanismen oder Vorrichtungen steuert. Zum Beispiel kann der Controller mit einem beliebigen oder allen der Aktuatoren des Fahrzeugs, zum Beispiel einem beliebigen oder allen Aktuatoren 396, 101, 102 und 106 elektronisch gekoppelt sein. Die Prozesslogik oder der Controller 111 kann einen Empfänger und/oder eine Antenne 470 enthalten, um Befehle von einer entfernten Quelle zu empfangen, die von dem Controller 111 zu einem oder mehreren der Aktuatoren und/oder anderen elektronisch gesteuerten Mechanismen oder Vorrichtungen des Fahrzeugs 300 gesendet werden können.
In einigen Ausführungen kann der Controller 111 optional mit Eingangssignalen von einer Globalen-Ordnungssystem (GPS)-Vorrichtung oder einem Empfänger 116 eines beliebigen geeigneten Typs versehen sein. In einigen Ausführungen kann der Controller 111 Eingangssignale von einem oder mehreren Sensoren 117 eines beliebigen geeigneten Typs nutzen, einschließlich zum Beispiel einer oder mehreren Sicht- oder anderen Kameras, einer oder mehreren LIDAR-Vorrichtungen oder -sensoren, einer oder mehreren Sonarvorrichtungen oder -sensoren, einer oder mehreren Radarvorrichtungen oder -sensoren, einer oder mehreren Nahes-Infrarot (NIR)-Vorrichtungen oder -sensoren, einer Trägheitsmesseinheit (IMU)-Vorrichtung oder -sensor, einem Sensor zum Messen von Querbeschleunigungen am Chassis und/oder Fahrzeug, einem Festzustandbeschleunigungsmesser oder einer beliebigen Kombination des Vorstehenden. Die Sensoren 117 können auch als High-Level-Sensoren bezeichnet werden. Die Sensoren 117 können Teil des Controllers 111, Teil eines Robotercomputersystems, Teil eines Wahrnehmungssystems (z.B. eines Computersichtsystems) und/oder einer beliebigen Kombination des Vorstehenden sein. In einigen Ausführungen kann der Controller 111 optional zumindest einen Transceiver und/oder eine Antenne 470 eines beliebigen geeigneten Typs enthalten, die optional eine Long-Term Evolution (LTE) und/oder eine andere zelluläre Sende- und Empfangsvorrichtung enthalten kann, eine drahtlose Local Area Networking (Wi-Fi) Sende- und Empfangsvorrichtung, eine Bluetooth® Protokoll-Sende- und Empfangsvorrichtung, eine Funkfrequenz (HF) Sende- und Empfangsvorrichtung, eine leistungsschwache Funkfrequenz-Sende- und Empfangsvorrichtung oder eine beliebige Kombination des Vorstehenden. Der Controller 111 kann weniger elektronische Komponenten als oben beschrieben haben oder zusätzliche Komponenten, die oben nicht beschrieben sind. Der Controller 111 kann irgendwo an dem Fahrzeug 300 angebracht sein. Die Sensoren 117 können irgendwo an dem Fahrzeug 300 angebracht und/oder vorgesehen sein, zum Beispiel an einem oder mehreren Enden des Fahrzeugs, an einer oder mehreren Seiten des Fahrzeugs oder einer beliebigen Kombination des Vorstehenden.
Das Fahrzeug 300 kann optional einen oder mehrere Sensoren 121 enthalten, um physikalische Charakteristiken des Fahrzeugs zu detektieren, zum Beispiel während das Fahrzeug steht, während das Fahrzeug in Betrieb ist, oder beides. Die Sensoren 121 können als Low-Level-Sensoren bezeichnet werden. Die Sensoren 121 können einen geeigneten Wegstreckensensor enthalten, der an oder in Bezug auf jedes Rad des Fahrzeugs 300 vorgesehen ist, einschließlich zum Beispiel an oder in Bezug auf ein beliebiges oder alle der Räder 326, 327 und 328, um eine Rotationsbewegung der Räder zu sensieren. Zum Beispiel könnte ein solcher Rotationssensor an einem oder mehreren der Raddrehungsanordnungen 346 vorgesehen sein. Die Sensoren 321 können optional einen geeigneten Winkel- oder anderen Positionssensor enthalten, der an jedem Gelenk oder Gestänge oder beweglichen Element des Fahrzeugs 300 vorgesehen ist, einschließlich zum Beispiel der Schwenkanordnung 336, der Raddrehanordnung 346, der ersten Lenkstange 357, der zweiten Lenkstange 358, der Lenkwelle 359, dem Kopplungsträger 362, der Gabel 376, der Schwenkanordnung 377, der Schwenkanordnung 386, dem Chassis 322 oder einer beliebigen Kombination des Vorstehenden, um Bewegung oder Position eines solchen Elements zu detektieren oder zu sensieren. Die Sensoren 121 können optional zumindest einen Sensor enthalten, der zwischen dem Fahrzeugchassis 322 und der Aufhängungsanordnung für die Räder 327, 328 gekoppelt ist, um den relativen Winkel zwischen diesen zu detektieren. Die Sensoren 121 können optional zumindest einen Sensor enthalten, der mit dem Neigedrehgelenk oder der Schwenkanordnung gekoppelt ist, um den Fahrzeugneigewinkel zu detektieren. Die Sensoren 121 können optional zumindest einen Sensor enthalten, der mit der Raddrehanordnung 346 eines beliebigen oder aller der Räder 326, 327, 328 gekoppelt ist, um die Position und Geschwindigkeit der Rotation des jeweiligen Rads zu detektieren. Die Sensoren 121 können optional zumindest einen Sensor für jedes nicht aktivierte oder passive Gelenk des Fahrzeugs enthalten, zum Beispiel in der Aufhängungsanordnung 331, um die Fahrzeug- und/oder Chassis-Lage zu detektieren, wenn ein passives Gelenk rotiert oder schwenkt.
Die Sensoren 117 und 121 können optional mit dem Controller der vorliegenden Offenbarung, zum Beispiel dem Controller 111, entweder direkt oder indirekt elektrisch gekoppelt sein, so dass deren Signale von dem Controller 111 und/oder einem beliebigen Aspekt des Controllers der vorliegenden Offenbarung, beim Betrieb des Systems der vorliegenden Offenbarung genutzt werden können, einschließlich dem Betrieb des Fahrzeugs 300. Zum Beispiel können die Eingangssignale von den Sensoren 117 von der Prozesslogik des Controllers der vorliegenden Offenbarung dazu genutzt werden, das Fahrzeug 300 zu navigieren. Die Eingangssignale von den Sensoren 121 können dazu genutzt werden, eine solche Navigation zu erlangen, zum Beispiel Überwachen und Steuern der mechanischen Charakteristiken des Fahrzeugs 300, während es im Gebrauch ist.
Das Fahrzeug 300, das so von den Aktuatoren wie etwa einem beliebigen oder allen der Aktuatoren 396, 101, 102 und 106 oder einer beliebigen anderen elektronisch gesteuerten Vorrichtung zu steuern ist, kann als Fly-by-Wire-Fahrzeug bezeichnet werden. Ein solches Fly-by-Wire-Fahrzeug kann elektronisch gesteuert werden, zum Beispiel durch das Computernetzwerk der vorliegenden Offenbarung, das einen oder mehrere Computer oder andere Prozesslogik enthalten kann, die einen bordeigenen Controller 111 enthalten kann. Der Betrieb eines solchen Fly-by-Wire-Fahrzeugs kann autonom sein, zum Beispiel ohne Eingabe von einer Person an dem Fahrzeug oder einer vom Fahrzeug entfernten Person. Bei einem solchen autonomen Betrieb des Fahrzeugs 300 wird das Fahrzeug vollständig von dem Computernetzwerk der vorliegenden Offenbarung gesteuert, das den bordeigenen Controller 111 enthalten kann. Der Betrieb eines solchen Fly-by-Wire-Fahrzeugs kann halbautonom sein, zum Beispiel partiell von dem Computernetzwerk der vorliegenden Offenbarung gesteuert sein, das den bordeigenen Controller 11 enthalten kann, und teilweise von einer oder mehreren Personen, die sich auf dem Fahrzeug befinden können, entfernt von dem Fahrzeug oder beides.
Ein autonomer oder halbautonomer Betrieb des Fahrzeugs 300 kann enthalten, dass der Controller der vorliegenden Offenbarung einen oder mehrere Antriebsaktuatoren 396 anweist, um das Fahrzeug in einer Richtung oder entlang einem Fahrweg zu bewegen, zum Beispiel entlang einer X-Achse, einer orthogonalen Y-Achse oder beiden. In einigen Ausführungen können die Antriebsaktuatoren 396 selektiv veranlassen, dass sich das Fahrzeug 300 vorwärts oder rückwärts bewegt. Einer oder mehrere Lenkaktuatoren 101 des Fahrzeugs 300 können von dem Controller angesteuert werden, um zu bewirken, dass das Fahrzeug dreht, und somit den Fahrweg des Fahrzeugs. Eine oder mehrere Schwenkanordnungen des Fahrzeugs 300, zum Beispiel eine oder mehrere Schwenkanordnungen 336, können von dem Controller angesteuert werden, der einen oder mehrere Lenkaktuatoren 101 anweisen kann, während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs, ein Verschwenken des Fahrzeugs um eine Achse zu bewirken, zum Beispiel einer Y-Achse. Das Schwenken des Fahrzeugs kann durch Verschwenken von einem oder mehreren Rädern hervorgerufen werden, zum Beispiel um eine Schwenkanordnung 336. Einer oder mehrere Bremsmechanismen des Fahrzeugs 300 können von dem Computernetzwerk gesteuert werden, zum Beispiel mittels eines oder mehrerer Bremsaktuatoren 106, um zu veranlassen, dass das Fahrzeug entlang seiner Fahrtrichtung oder dem Weg verlangsamt. Eine oder mehrere Schwenk- oder Neigeanordnungen des Fahrzeugs 300, zum Beispiel eine oder mehrere Neigeanordnungen 386, können von dem Computernetzwerk angesteuert werden, zum Beispiel mittels des einen oder der mehreren Neigeaktuatoren 102, um das Schwenken oder Neigen des Fahrzeugs, zum Beispiel des Chassis 322 des Fahrzeugs um eine Achse, zum Beispiel eine X-Achse herum zu bewirken.
In einigen Ausführungen kann ein solches Fly-by-Wire-Fahrzeug 300 manuell, entweder partiell oder vollständig, zum Beispiel von einer Person betätigt werden, die auf dem Fahrzeug fährt. In einigen Ausführungen kann die Person an Bord einen oder alle der elektronischen Aktuatoren oder andere elektronisch gesteuerte Vorrichtung des Fahrzeugs manuell steuern, zum Beispiel einen beliebigen oder alle der Aktuatoren 396, 101, 102 und 106, zu Beispiel durch manuelle Eingaben in das Computernetzwerk der vorliegenden Offenbarung, manuelle Eingaben in einen oder alle solcher elektronischer Aktuatoren oder andere elektronisch gesteuerte Vorrichtungen, manuelles Steuern von hydraulischen oder anderen nicht-elektronischen Steuermechanismen oder Vorrichtungen des Fahrzeugs oder eine beliebige Kombination des Vorstehenden. Zum Beispiel kann eine Person an Bord das Fahrzeug manuell neigen, zum Beispiel während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs, indem sie ihr Gewicht verschiebt, ihre Haltung auf dem Fahrzeug steuert oder durch irgendein anderes bekanntes Verfahren zum Neigen eines zweirädrigen, dreirädrigen oder anderen Fahrzeugs während der Kurvenfahrt oder anderweitig. Zum Beispiel kann eine Person an Bord das Fahrzeug manuell lenken, zum Beispiel während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs, indem sie Lenkstangen, ein Lenkrad oder einen beliebigen anderen bekannten Mechanismus manuell schwenkt, dreht oder bewegt, um eines oder mehrere Räder eines Fahrzeugs zu drehen.
Ein beliebiges geeignetes Verfahren oder ein Prozess kann zum Betreiben des Fahrzeugs 300 genutzt werden. Ein geeignetes Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs 300, einschließlich sowohl autonom als auch halbautonome Aspekte zum Betreiben des Fahrzeugs und Personen-Bedienung des Fahrzeugs wird nachfolgend diskutiert. Siehe auch 35-36 und zugeordnete Beschreibung.
In einem optionalen Schritt des Verfahrens ermöglichen einer oder mehrere Betriebsmechanismen entweder autonomen oder halbautonomen Betrieb des Fahrzeugs 300, oder ermöglichen alternative einen partiellen oder vollständigen Betrieb des Fahrzeugs durch eine vom Fahrzeug 300 getragene Person. Der Mechanismus kann in einer beliebigen geeigneten Weise arbeiten. Zum Beispiel kann der Mechanismus einen autonomen oder halbautonomen Betrieb des Fahrzeugs anweisen, solange er nicht von der Person an Bord angewiesen wird, um eine partielle oder vollständige Steuerung des Fahrzeugs 300 durch die Person zu gestatten.
Wenn eine autonome oder halbautonome Steuerung des Fahrzeugs erwünscht ist, wird in einem optionalen Schritt das Fahrzeug 300 von einem Computernetzwerk angewiesen, um über ein Transportnetzwerk von einem ersten Ort zu einem zweiten Ort zu fahren. In einem anderen optionalen Schritt vermittelt der Controller 111 Fahranweisungen an das Fahrzeug 300 während des Verlaufs der Fahrt von dem ersten Ort zu dem zweiten Ort. In einem anderen optionalen Schritt empfängt das Fahrzeug 300 (z.B. der bordeigene Controller 111) die Fahranweisungen und sendet geeignete Befehle zu dem einen oder den mehreren Antriebsaktuatoren 396 und Lenkaktuatoren 101, um die jeweilige Geschwindigkeit und Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu steuern. In einem optionalen Schritt empfängt der bordeigene Controller 111 Eingangssignale vom GPS-Empfänger 116, einem oder mehreren Sensoren 117 oder beiden zur Verwendung beim Planen des Fahrkurses von dem ersten Ort zu dem zweiten Ort. In einem anderen optionalen Schritt empfängt das Fahrzeug 300 Eingangssignale von einem oder mehreren Sensoren 121, welche die Querbeschleunigungen und/oder Zentrifugalkräfte messen, die während der Kurvenfahrt auf das Fahrzeug einwirken. In einem anderen optionalen Schritt sende das Fahrzeug 300, zum Beispiel der bordeigene Controller 111, geeignete Befehle zu dem einen oder mehreren Neigeaktuatoren 102, um das Chassis 322 des Fahrzeugs relativ zu der Fahroberfläche und/oder einer geeigneten Referenzlinie oder Ebene in eine Kurve zu schwenken und/oder zu neigen, um solche Querbeschleunigungen und/oder Zentrifugalkräfte zu kompensieren. In einem anderen optionalen Schritt vermittelt der bordeigene Controller 111 Anweisungen zu dem Fahrzeug 300, um das Fahrzeug zu verlangsamen. In einem anderen optionalen Schritt empfängt das Fahrzeug 300, zum Beispiel der bordeigene Controller 111, die Anweisungen von einem Computernetzwerk und sendet Befehle zu dem geeigneten einen oder mehreren Bremsaktuatoren 106, die veranlassen, dass dieser eine oder die mehreren Aktuatoren das Fahrzeug verlangsamen oder stoppen.
Wenn eine partielle oder vollständige Steuerung des Fahrzeugs durch eine Person gewünscht ist, vermittelt in einem optionalen Schritt die Person an Bord Fahranweisungen an das Fahrzeug 300 während des Verlaufs der Fahrt von einem ersten Ort zu einem zweiten Ort. In einem anderen optionalen Schritt empfängt das Fahrzeug 300, zum Beispiel der bordeigene Controller 111, Fahranweisungen von der Person und sendet geeignete Befehle zu dem einen oder den mehreren Antriebsaktuatoren 396, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu steuern. In einem anderen optionalen Schritt werden der eine oder die mehreren Lenkaktuatoren 101 deaktiviert und/oder überfahren, zum Beispiel durch einen Betätigungsmechanismus unter der Anweisung des bordeigenen Controllers 111, um es der Person an Bord zu gestatten, das Fahrzeug manuell zu lenken, zum Beispiel mittels des Lenkmechanismus 356, um eine Drehung der ersten und zweiten Räder 326, 327 zu veranlassen. In einem anderen optionalen Schritt werden der eine oder die mehreren Neigeaktuatoren 102 deaktiviert und/oder überfahren, zum Beispiel durch einen Bedienungsmechanismus unter der Anweisung eines bordeigenen Controllers 111, um zu gestatten, dass in einer Kurve die Person an Bord das Chassis 322 des Fahrzeugs 100 manuell neigt, um Querbeschleunigungen und/oder Zentrifugalkräfte zu kompensieren, die während solcher Kurvenfahrten auf die Person und/oder das Fahrzeug ausgeübt werden. Wenn das Fahrzeug 300 keine elektronischen Bremsen enthält, sondern zum Beispiel stattdessen Hydraulikbremsen enthält, kann die Person die nicht-elektronischen Bremsen des Fahrzeugs aktivieren, wodurch das Fahrzeug verlangsamt oder gestoppt wird. Wenn das Fahrzeug 300 elektronische Bremsen enthält, kann in einem optionalen Schritt die Person Bremsanweisungen an das Fahrzeug vermitteln. In einem optionalen Schritt empfängt das Fahrzeug 300, zum Beispiel der bordeigene Controller 111, die Anweisungen von einem Computer und sendet Befehle zu dem einen oder mehreren geeigneten Bremsaktuatoren 106, die veranlassen, dass dieser eine oder die mehreren Aktuatoren das Fahrzeug verlangsamen oder stoppen.
Wie ersichtlich, gestattet der Betätigungsmechanismus, dass ein partielles oder vollständiges Fly-by-Wire-Fahrzeug, wie etwa das Fahrzeug 300, allein von einer Person bedient wird, oder alternativ autonom oder halbautonom durch einen Controller gesteuert wird, der einen bordeigenen elektronischen Controller oder Computer enthalten kann, wie etwa eine Prozesslogik des Controllers 111. Das Fahrzeug kann vollständig Fly-by-Wire sein, so dass es vollständig von Aktuatoren gesteuert wird, die durch elektronische Signale angewiesen werden, oder durch sowohl diese Aktuatoren als auch Aktuatoren, die nicht elektronisch gesteuert sind, zum Beispiel eine hydraulisch gesteuerte Bremse oder andere Aktuatoren.
Wendet man sich nun den 6-26 zu, werden nun verschiedene Beispiele in Bezug auf optionale Neigungsaktivierungsmechanismen diskutiert (d.h. Beispiele des Neigeaktuators 102), die zur Verwendung mit neigbaren Radfahrzeugen der vorliegenden Offenbarung geeignet sind. Es werden auch geeignete Mechanismen in Bezug auf den Lenkaktuator 101 und anderes diskutiert.
Die 6-11 zeigen einen ersten Satz von Beispielen in Bezug auf den Neigeaktuator 102, wobei der Neigeaktuator einen Motor aufweist, der mit einem Zahnradsatz gekoppelt ist. Die 6 und 7 sind schematische Ansichten eines Fahrzeugs 600, das einen neigbaren Rahmen oder ein Chassis 602 und ein Vierstangenradgestänge 604 aufweist, das das Chassis mit einem Paar von Rädern 606 koppelt, so dass sich die Räder gemeinsam mit dem Chassis neigen. In diesem Beispiel ist ein Motor 608 (zum Beispiel ein Schrittmotor, Servomotor oder dergleichen) mit dem Chassis 602 fest gekoppelt und wird von einem Controller (zum Beispiel dem Controller 111) gesteuert. Der Motor 608 treibt ein Stirnzahnrad 610 an, das mit einem halbkreisförmigen größeren Zahnrad 612 betriebsmäßig verbunden ist (in den Zeichnungen transparent dargestellt), welches an einer unteren Stange des Gestänges befestigt ist. Die untere Stange ist mit Rädern 106 gekoppelt, die auf einer Stützfläche (nicht gezeigt) stehen. Dementsprechend bewirkt, wie in 7 gezeigt, eine selektive Drehung des Stirnzahnrads 610 durch den Motor 608, dass sich das Chassis 602 relativ zu der unteren Stange in gesteuerter Weise neigt. Die Mechanik des Gestänges resultiert auch in einer entsprechenden Neigung der Räder 606.
In einigen Beispielen können die Zahnräder 610 und/oder 612 unterschiedlich gepackt und konfiguriert sein, wie etwa in einem Getriebekasten, als Planetengetriebeanordnung etc. Im in den 8 und 9 dargestellten Beispiel hat ein Fahrzeug 600' einen neigbaren Rahmen oder Chassis 602' und ein Vierstangenradgestänge 604', das das Chassis mit einem Paar von Rädern 606' koppelt, so dass sich die Räder gemeinsam mit dem Chassis neigen. In diesem Beispiel ist ein Motor 608' (z.B. ein Schrittmotor, Servomotor oder dergleichen) koaxial mit einem Schwenkgelenk des Chassis 602' angebracht und wird von einem Controller (z.B. Controller 111) gesteuert. Der Motor 608' kann direkt mit dem Gelenk oder über eine Getriebeanordnung, z. B. einen Getriebekasten 610' gekoppelt sein, der an einer unteren Stange des Gestänges befestigt ist. Die untere Stange ist mit Rädern 606 gekoppelt, die auf einer Stützfläche (nicht gezeigt) stehen. Dementsprechend bewirkt, wie in 9 gezeigt, eine selektive Drehung des Motors und der Getriebeanordnung, dass sich das Chassis 602' relativ zu der unteren Stange in gesteuerter Weise neigt. Die Mechanik des Gestänges resultiert auch in einer entsprechenden Neigung der Räder 606'.
In einem anderen Beispiel zeigen die 10 und 11 ein Fahrzeug 600" mit einem neigbaren Rahmen oder Chassis 602" und einem Vierstangenradgestänge 604", das das Chassis mit einem Paar von Rädern 606" koppelt, so dass sich die Räder gemeinsam mit dem Chassis neigen. In diesem Beispiel ist ein Motor 608" (z.B. ein Schrittmotor, Servomotor oder dergleichen) mit einer unteren Stange des Gestänges 604" fest gekoppelt und wird von einem Controller (z.B. dem Controller 111) gesteuert. Der Motor 608" treibt ein Stirnzahnrad 610" an, das mit einem am Chassis 602" befestigten größeren Zahnrad 612" betriebsmäßig gekoppelt ist (z.B. koaxial zu einem unteren Schwenkgelenk zwischen dem Chassis und dem Gestänge). Die untere Stange ist mit den Rädern 606" gekoppelt, die auf einer Stützfläche (nicht gezeigt) stehen. Dementsprechend bewirkt, wie in 11 gezeigt, eine selektive Drehung des Stirnzahnrads 610" durch den Motor 608", dass sich das Chassis 602" relativ zu der unteren Stange in gesteuerter Weise neigt. Die Mechanik des Gestänges resultiert auch in einer entsprechenden Neigung der Räder 606".
Die 12-15 zeigen einen zweiten Satz von Beispielen in Bezug auf den Neigeaktuator 102, wobei der Neigeaktuator einen Riemen- oder Kettenantriebsmechanismus aufweist. Die 12 und 13 sind schematische Ansichten eines Fahrzeugs 1200 mit einem neigbaren Rahmen oder Chassis 1202 und einem Vierstangenradgestänge 1204, das das Chassis mit einem Paar von Rädern 1206 koppelt, so dass sich die Räder gemeinsam mit dem Chassis neigen. In diesem Beispiel ist ein Motor 1208 (z.B. ein Schrittmotor, Servomotor oder dergleichen) mit dem Chassis 1202 fest gekoppelt und wird von einem Controller (z.B. dem Controller 111) gesteuert. Der Motor 1208 treibt ein Stirnzahnrad 1210 an, das durch einen Riemen oder eine Kette mit einem größeren Zahnrad 1214 betriebsmäßig verbunden ist, das mit einem Schwenkgelenk zwischen der oberen Stange des Gestänges und dem Chassis koaxial angebracht ist. Wie in 13 gezeigt, bewirkt eine selektive Drehung des Stirnzahnrads 1210 durch den Motor 1208, dass die Kette 1212 das Zahnrad 1214 dreht, um hierdurch ein drehungsinduzierendes Drehmoment an das Gelenk anzulegen und zu bewirken, dass sich das Chassis 1202 in gesteuerter Weise neigt. Die Mechanik des Gestänges resultiert auch in einer entsprechenden Neigung der Räder 1206.
Die 14 und 15 sind schematische Ansicht eines Fahrzeugs 1200' mit einem neigbaren Rahmen oder Chassis 1202' und einem Vierstangenradgestänge 1204', das das Chassis mit einem Paar von Rädern 1206 koppelt, so dass sich die Räder gemeinsam mit dem Chassis neigen. In diesem Beispiel ist ein Motor 1208' (z.B. ein Schrittmotor, Servomotor oder dergleichen) mit einer oberen Stange des Gestänges fest gekoppelt und wird von einem Controller (z.B. dem Controller 111) gesteuert. Der Motor 1208' treibt ein Stirnzahnrad 1210' an, das durch einen Riemen oder eine Kette mit einem größeren Zahnrad 1214' betriebsmäßig verbunden ist, das koaxial an einem Schwenkgelenk zwischen der unteren Stange des Gestänges und dem Chassis angebracht ist. Wie in 15 gezeigt, bewirkt eine selektive Drehung des Stirnzahnrads 1210' durch den Motor 1208', dass der Riemen/die Kette 1212' das Zahnrad 1214' dreht, um hierdurch ein drehungsinduzierendes Drehmoment auf das untere Gelenk anzulegen und zu bewirken, dass sich das Chassis 1202' in einer gesteuerten Weise neigt. Die Mechanik des Gestänges resultiert auch in einer entsprechenden Neigung der Räder 1206'.
Die 16-23 zeigen einen dritten Satz von Beispielen in Bezug auf den Neigeaktuator 102, wobei der Neigeaktuator einen Linearaktuatormechanismus aufweist, der zwischen zwei Gelenkelementen des Fahrzeugs gekoppelt ist. Die 16 und 17 sind schematische Ansichten eines Fahrzeugs 1500 mit einem neigbaren Rahmen oder Chassis 1502 und einem Vierstangenradgestänge 1504, das das Chassis mit einem Paar von Rädern 1506 koppelt, so dass sich die Räder gemeinsam mit dem Chassis neigen. In diesem Beispiel ist ein Linearaktuator 1508 (z.B. ein Kolben, eine Zahnstange und Ritzel, eine Zahnschnecke oder dergleichen, die elektrisch, hydraulisch oder durch irgendein anderes geeignetes Verfahren aktiviert werden) zwischen dem Chassis 1502 und einer (z.B. unteren) Stange des Gestänges gekoppelt und wird von einem Controller (z.B. dem Controller 111) gesteuert. Wie dargestellt, ist der Linearaktuator 1508 an einem ersten Ende durch ein Schwenkgelenk 1510 mit dem Gestänge 1504 gekoppelt und an einem zweiten Ende durch ein Schwenkgelenk 1512 mit dem Chassis 1502. Wie in 17 gezeigt, bewirkt eine selektive lineare Aktivierung des Linearaktuators 1508, dass das Chassis 1502 zu der unteren Stange des Gestänges hin und von dieser weggedrückt wird, um sich in einer gesteuerten Weise zu neigen. Die Mechanik des Gestänges resultiert auch in einer entsprechenden Neigung der Räder 1506.
Die 18-23 zeigen weitere Beispiele, wo der Neigeaktuator 102 einen Linearaktuator aufweist. In diesen Beispielen ist ein Ende des Linearaktuators fest, während das andere Ende ein Schwenk- oder ein Schwenk- und Gleitgelenk ist. Insbesondere zeigen die 18 und 19 einen Linearaktuator 1508', der an einem ersten Ende 1510' an dem Gestänge 1504' befestigt ist, und in einer schwenkbaren Weise an einem zweiten Ende 1512' an einer Seitenstange des Gestänges. Die 20 bis 21 zeigen einen ähnlichen Linearaktuator 1508", der an einem ersten Ende 1510" mit einer unteren Stange des Gestänges 1504" fest gekoppelt ist und an einem schwenkbaren zweiten Ende 1512" mit einer Seitenstange des Gestänges gleitend gekoppelt ist.
Die 22-23 zeigen ein anderes Beispiel, wo mehrere (hier zwei) Linearaktuatoren im Tandem verwendet werden können. Insbesondere enthält ein Fahrzeug 1500'" ein neigbares Chassis 1502"', das durch ein Paar von gegenüberliegenden Linearaktuatoren 1508'" und 1514'" zur Seite gedrückt werden können, deren jeder zwischen einer unteren Stange des Gestänges und dem zentralen Chassis gekoppelt ist.
Die 24A und 24B zeigen ein noch anderes Beispiel eines Radfahrzeugs 2400, das in diesem Fall ein Chassis mit einem neigbaren Rahmen 2402 aufweist, der an einem Schwenkgelenk 2412 in Bezug auf einen stationären (d.h. nicht drehenden) Rahmen 2414 schwenkbar ist. Das Fahrzeug 2400 umfasst ferner ein Vierstangengestänge 2404, das das Chassis mit einem Paar von Rädern 2406 koppelt, die konfiguriert sind, um sich gemeinsam mit dem Rahmen 2402 zu neigen. Hier ist jede Querhälfte des Vierstangengestänges mit dem Chassis an einem oberen Gelenk 2416 und an einem unteren Gelenk 2418 drehbar gekoppelt und wird durch ein A-Rahmen-Stoßdämpfersystem gedämpft, das einen stationären zentralen Ständer und ein Paar von Federn oder Stoßdämpfern 2408 aufweist (einer an jeder Seite des Ständers), die zwischen dem Ständer und den unteren Stangen des Gestänges angeschlossen sind. Der Ständer ist eine vertikale Verlängerung des stationären Rahmens 2414. In diesem Beispiel ist ein Aktuator 2410 (hier als Motor und Stirnradanordnung gezeigt, es kann aber auch jeder beliebige Aktuator verwendet werden) zwischen dem neigbaren Rahmen 2402 und stationären Rahmen 2414 gekoppelt, und konfiguriert, um eine relative Bewegung zwischen den zweien zu bewirken (z.B. durch Anlegen einer Neigeinduktionskraft an den Rahmen 2402). Es kann auch ein Linearaktuator, Riemen/Kettenantrieb oder dergleichen verwendet werden. In diesem Beispiel überträgt eine selektive Drehung des Stirnrads durch den Motor eine Drehkraft auf das größere Zahnrad und bewirkt, dass sich der neigbare Rahmen 2402 relativ zu dem stationären Rahmen 2414 in gesteuerter Weise neigt. Wie in den 24A und 24B dargestellt, resultiert die Mechanik des Gestänges in einer entsprechenden Neigung der Räder 2406.
25 zeigt ein Beispiel des Lenkaktuators 101. In diesem Beispiel enthält das Radfahrzeug 2500 einen Servomotor 2502, der von einem Controller gesteuert wird, um ein erstes Zahnrad 2504, selektiv zu drehen, das mit einem zweiten Zahnrad 2506 gekoppelt ist, das koaxial in Bezug auf ein Lenkelement 2508 angebracht ist. Das Lenkelement kann dementsprechend durch den Motor 2502 über die Zahnräder 2504 und 2506 automatisch oder mittels einer Lenkstange 2510 manuell gedreht werden. Das Lenken kann auch mittels einer beliebigen anderen geeigneten Version eines hierin beschriebenen Aktuators gesteuert werden, z.B. mit dem Lenkgestänge oder der Spurstange gekoppelt.
Die Drossel- und/oder Bremssysteme können auch autonom oder halbautonom gesteuert werden, z.B. mittels Software, um die geeigneten Aktuatoren zu steuern.
26 zeigt ein anderes Beispiel eines neigbaren Fahrzeugs 2600, im Wesentlichen wie oben beschrieben, aber mit einem Lenkrad 2602 und einer Verdeck- oder Windschutzscheibenhülle 2604. Das Lenkrad 2602 kann mit dem Radgestänge des Fahrzeugs mechanisch gekoppelt sein und/oder kann in (z.B. drahtloser) Kommunikation mit einem Controller des Fahrzeugs stehen, um einen Lenkaktuator anzuweisen.
Verschiedene Aspekte der hierin beschriebenen Aktuatoren können durch serielle Elastik-Aktuatoren (SEAs) ersetzt oder ergänzt werden, welche ein elastisches Element in Serie zwischen dem krafterzeugenden Abschnitt des Systems und dem aktuierten Teil enthalten. Dieses elastische Element kann erlauben, dass die Krafterzeugung ohne Einschränkung fortgesetzt wird, auch wenn das aktivierte Teil durch ein äußeres Objekt oder eine Kraft behindert oder ihm entgegengewirkt wird. Ein SEA kann das Fahrgefühl verbessern, die Sicherheit erhöhen und/oder eine Beschädigung an Strukturen oder Motoren in hochbelasteten Situationen verhindern, wie etwa beim Auftreffen von Schlaglöchern.
Illustrative Steuerverfahren
Dieser Abschnitt beschreibt Schritte illustrativer Verfahren zum Steuern eines neigbaren Fahrzeugs; siehe 27-37. Aspekte der oben beschriebenen Fahrzeuge können in den unten beschriebenen Verfahrensschritten genutzt werden. Bei Bedarf kann auf Komponenten und System Bezug genommen werden, die beim Ausführen jedes Schritts angewendet werden können. Diese Referenzen dienen zur Illustration und sollen die möglichen Wege zur Ausführung jedes besonderen Schritts des Verfahrens nicht einschränken.
Allgemein gesagt, wird ein gewünschter Neigungswinkel für das fragliche Fahrzeug durch Bestimmung hergeleitet, welcher seitlicher oder Neigungswinkel in einem Nettokraftvektor resultiert, der mit der zentralen Vertikalebene des Chassis fluchtet, auch als Medianebene bezeichnet, d.h. eine Ebene durch eine vertikale Mittellinie des Fahrzeugs, die das Chassis in linke und rechte Abschnitte unterteilt oder zweiteilt (XZ, wenn das Chassis vertikal ist). Der Nettokraftvektor wird definiert als kombinierter Kraftvektor, der aus der Schwerkraft und der seitlichen Zentrifugalkraft resultiert. Ein Sensor (z.B. ein Beschleunigungsmesser) an dem Fahrzeug detektiert eine seitliche Auslenkung des Kraftvektors an dem Chassis (z.B. aufgrund von Zentrifugalkräften ab dem Einleiten einer gelenkten Kurvenfahrt, oder Querkräften von unebenem Terrain während Kurvenfahrt oder während Normalbetrieb). In Antwort darauf werden ein Neigeaktuator und in einigen Fällen ein Lenkaktuator eingestellt, um den Nettokraftvektor zu einer weitgehenden Ausrichtung mit der Medianebene des Chassis zurückzubringen. Der Neigungswinkel ändert sich mit der Geschwindigkeit und der Enge des Kurvenradius. Wenn der gewünschte oder optimale Neigungswinkel für einen gegebenen Kurvenradius und/oder Geschwindigkeit gegeben ist (d.h. der Winkel, der den Nettokraftvektor in Ausrichtung mit dem Chassis hält) kann das Neigegestänge verändert werden, um diesen Neigungswinkel beizubehalten, und auch, um den Neigungswinkel unabhängig von einer unebenen/sich ändernden Bodenoberfläche zu halten.
Zusätzlich oder alternativ kann ein im Wesentlichen ähnliches System dazu benutzt werden, einen Vorne-Hinten-Neigungswinkel zu steuern, d.h. einen zweiten Nettokraftvektor in Linie mit einer zweiten vertikalen Ebene zu halten, der das Chassis seitlich durchschneidet und das Chassis in vordere und hintere Abschnitte unterteilt, auch als Frontalebene bezeichnet (YZ, wenn das Chassis vertikal ist). Zum Beispiel kann dieses zweite System dazu benutzt werden, einen gewünschten Chassiswinkel beizubehalten, wenn man bergauf oder bergab fährt. Die folgende Diskussion beschreibt ein seitliches Neigungssteuersystem, aber die gleichen Prinzipien können auch auf ein Vorne-Hinten-Neigungssystem angewendet werden.
Wank-(AKA Neigung) zu -Lenkverhältnisse werden berechnet, um den Summenkraftvektor (in Bezug auf Zentrifugalkraft und die Schwerkraft) in Ausrichtung mit der Medianebene des Neigefahrzeugs zu halten. Allgemein gesagt, je schneller das Fahrzeug für irgendeinen gegebenen Kurvenradius fährt, desto mehr muss sich das Fahrzeugchassis neigen, um diesen Summenkraftvektor in Ausrichtung mit der Medianebene des neigbaren Chassis zu halten. Höhere Geschwindigkeit oder verkleinerter Kurvenradius resultiert in einer Zunahme des gewünschten Neigungswinkels. Wenn die dynamische Natur der Fahrbedingungen gegeben ist, werden eine oder mehrere Sensoren verwendet, um die gewünschte Leistungsfähigkeit herzustellen.
Die Erfahrung des Fahrers (oder die Kräfte auf die Fahrzeuglast während des Transports) wird allgemein besser, indem der Nettokraftvektor mit dem Chassis ausgerichtet wird. Auch wenn bei höheren Nettokräften die Kräfte mit der Chassisneigung ausgerichtet werden, dann ist der Effekt grundlegend eine Zunahme in G-Kräften, anstelle einer subjektiven Erfahrung von Kippen oder Gleiten. Jedoch können Werte abgestimmt werden, um unterschiedliche Modi zu erzeugen, z.B. einen Sportmodus mit einer aggressiveren verstärkten Reaktionsfähigkeit (z.B. engere Kurvenfahrt für einen gegebenen Neigungswinkel) oder Übersteuern/Untersteuern, um verschiedene Handhabungscharakteristiken zu erzeugen.
Der oder die Controller des Fahrzeugneige-/Lenksystems können eine beliebige geeignete Prozesslogik enthalten, die konfiguriert ist, um Algorithmen auszuführen, wie etwa jene, die hierin beschrieben sind. Zum Beispiel kann ein PID (Proportional-Integral-Differential)-Controller verwendet werden, der einen Rückkopplungsschleifenmechanismus aufweist, um Neigungs-/Lenkvariablen basierend auf Kraftvektormessung zu steuern. Allgemein sind die unten beschriebenen Prozessschritte einhergehend mit den 27 bis 34 illustriert und in den 35 bis 37 umrissen. Wie oben beschrieben hat ein zu steuerndes Fahrzeug 2700 zumindest ein Paar von Rädern 2702 oder andere Fahroberflächenschnittstellen, die konfiguriert sind, um sich mit dem zentralen Chassis 2704 zu neigen, z.B. mittels eines Viertstangengestänges 2706, sowie auch einen oder mehrere Neigungssensoren 2708 (z.B. Beschleunigungsmesser, Gyroskope, etc.), Lenkaktuatoren 2710 und Neigeaktuatoren 2712, die von einem Controller 2714 (z.B. einem bordeigenen Controller) gesteuert werden. Das hier verwendete allgemeine Beispiel ist ein dreirädriges Fahrzeug mit einem Paar von Neigungsrädern an der Front, einem Getriebeneigungsmechanismus und einem Inline-Servomotor für gesteuertes Lenken. Jedoch kann auch eine beliebige geeignete Anordnung genutzt werden, wie in dieser gesamten Offenbarung beschrieben.
Es können die drei Basismodi verwendet werden, wenn das Fahrzeug 2700 gesteuert wird, das ein Beispiel der Fahrzeuge ist, die anderswo in dieser Offenbarung beschrieben sind. Zuerst können sowohl die Chassisneigung als auch das Lenken angetrieben und aktiv gesteuert werden. Zweitens braucht nur die Neigung angetrieben sein. Ein dritter Modus kann angetriebenes Neigen mit verschiedenen Graden der Lenksteuerung enthalten (z.B. basierend auf Fahrzeuggeschwindigkeit).
Allgemein bestimmt und/oder indiziert ein Benutzer (z.B. mittels eines Lenkrads, eines Joysticks oder einer anderen Schnittstelle) oder ein automatisierter oder halbautomatisierter Fahrzeug-Controller einen gewünschten Fahrweg. Geeignete Wank- zu Lenkverhältnisse werden dann basierend auf der gegebenen Geschwindigkeit berechnet. Die Chassisneigung und/oder Lenkung werden dann entsprechend parallel aktiviert, um den Nettokraftvektor in Linie mit der Medianebene des Chassis zu halten. Terraineinstellungen erfolgen basierend auf Rückkopplung von der gemessenen Chassisneigung. Nachfolgend werden zwei geeignete Steuerschemata in Bezug auf die 35 und 36 beschrieben.
B1. Neigung folgt Lenkung (LFS)
In einem ersten Steuerschema folgt das Neigen des Fahrzeugs dem Lenken des Fahrzeugs. In anderen Worten, bei der Einfahrt in eine Kurve werden zuerst die Räder gelenkt und wird das Fahrzeugchassis veranlasst, um sich in Antwort auf die Zentrifugalkraft automatisch zu neigen, so dass die Kräftebalance und der Nettokraftvektor aufgrund der Schwerkraft und der Zentrifugalkraft in Linie mit der Medianebene des Neigechassis bleibt.
35 ist ein Flussdiagramm, das Schritte darstellt, die in einem illustrativen Verfahren 3500 durchgeführt werden, welches ein LSF-Steuerschema implementiert, und brauchen nicht den vollständigen Prozess oder alle Schritte nennen. Obwohl die vorstehenden Schritte des Verfahrens 3500 nachfolgend beschrieben und in 35 dargestellt sind, brauchen die Schritte nicht notwendigerweise alle durchgeführt zu werden, und in einigen Fällen können sie gleichzeitig mit oder in einer anderen Reihenfolge als in der gezeigten Reihenfolge durchgeführt werden.
Schritt 3502 des Verfahrens 3500 enthält das Betreiben des Fahrzeugs (z.B. des Fahrzeugs 2700) entlang einem geraden Weg auf einer ebenen Oberfläche. In dieser Situation ist der Nettokraftvektor im Wesentlichen gleich der Schwerkraft, und ist mit der Chassisvertikalen ausgerichtet (siehe 27).
Schritt 3504 des Verfahrens 3500 enthält, zu bewirken, dass sich die Räder des Fahrzeugs (z.B. die Räder 2702) drehen, z.B. mittels des Lenkaktuators 2710, um hierdurch eine Zentrifugalkraft auszuüben und eine Änderung im Nettokraftvektor auf das Fahrzeug hervorzurufen (siehe 28). Dieser Schritt kann von einem das Fahrzeug fahrenden Benutzer ausgeführt werden, z.B. mittels eines Lenkmechanismus wie etwa Lenkstangen oder einem Lenkrad, von einem entfernten Benutzer in einem Fly-by-Wire-Szenario mittels einer Fernsteuervorrichtung oder von einem automatisierten bordeigenen Controller. Dementsprechend wird der Nettokraftvektor nicht mehr mit der Medianebene des Chassis ausgerichtet sein.
Schritt 3506 des Verfahrens 3500 enthält das Sensieren der Fehlausrichtung zwischen der Medianebene des Fahrzeugs und dem Nettokraftvektor aufgrund der Zentrifugalkraft und Schwerkraft. Dieser Schritt kann von dem Neigungssensor ausgeführt werden (z.B. dem Neigungssensor 2708).
Schritt 3508 des Verfahrens 3500 enthält, zu bewirken, dass sich das Chassis (z.B. das Chassis 2704) neigt, um die erhöhte Zentrifugalkraft zu kompensieren, d.h. Ausrichten des Chassis derart, dass der Nettokraftvektor in Linie mit der Medianebene ist. Wie oben beschrieben, wird das Vierstangengestänge des Fahrzeugs bewirken, dass sich die Räder mit dem Chassis neigen (z.B. um den gleichen Grad). Siehe 29.
Schritt 3510 des Verfahrens 3500 enthält, zu bewirken, dass die Räder des Fahrzeugs zur neutralen Position zurückkehren, um aus der in Schritt 3504 begonnenen Kurve hinauszukommen. Wie in diesem Schritt können die Räder vom Benutzer und/oder einem Controller gelenkt werden, z.B. mittels eines Lenkaktuators. Diese Aktion bewirkt, dass die Zentrifugalkraft reduziert oder eliminiert wird, um hierdurch eine andere Fehlausrichtung des Nettokraftvektors in Bezug auf das noch geneigte Chassis zu verursachen. Siehe 30.
Schritt 3512 des Verfahrens 3500 enthält, zu bewirken, dass sich das Chassis in eine aufrechte Richtung neigt, um die Fehlpassung zwischen dem Kraftvektor und der Medianebene zu kompensieren, z.B. mittels eines Controllers, um den Fahrzeugneigeaktuator anzuweisen. Siehe 27.
B2. Lenkung folgt Neigung (SFL)
In einem zweiten Steuerschema folgt das Lenken des Fahrzeugs dem Neigen des Fahrzeugs. In anderen Worten, das Fahrzeug wird bei der Einfahrt in eine Kurve geneigt, und in Antwort darauf die Räder selbst lenken und/oder zum Lenken veranlasst werden, so dass die Kräftebalance und der Nettokraftvektor aufgrund Schwerkraft und Zentrifugalkraft in Linie mit der Medianebene des sich neigenden Chassis bleibt. In anderen Worten, das Chassis neigt sich zuerst, oder zumindest gleichzeitig mit dem Drehen der Räder, und die Räder drehen sich zu einem vorbestimmten Wert, der die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Neigungswinkel berücksichtigt. Bei höheren Geschwindigkeiten kann das Lenken in einem „freien Nachlauf“ (FTC) Modus sein, was bedeutet, dass kein Drehmoment ausgeübt wird und die Räder belassen werden, um sich von selbst zu einem Lenkwinkel zu bewegen. Bei geringeren Geschwindigkeiten kann das Lenken vollständig von einem Lenkaktuator (z.B. einem Servomotor) gesteuert werden. Es kann auch eine Übergangszone oder ein Übergangsbereich zwischen den geringeren Geschwindigkeiten und höheren Geschwindigkeiten definiert werden, worin die Lenksteuerung graduell von vollem Drehmoment zu keinem Drehmoment übergeht, entweder linear oder nicht linear. Zum Beispiel können unter angenähert 10 Meilen pro Stunde (mph) die Räder des Fahrzeugs durch Anlegen eines Drehmoments von einem Lenkaktuator vollständig gesteuert werden. In diesem Beispiel können oberhalb angenähert 20 mph die Räder vollständig FTC sein. Zwischen angenähert 10 mph und angenähert 20 mph geht die Steuerung von Voll-Drehmoment zu Null-Drehmoment über, z.B. mittels eines Kupplungsmechanismus oder dergleichen. Bei extrem geringen Geschwindigkeiten (z.B. weniger als 1 mph), kann das Neigen des Fahrzeugs gesperrt werden. Diese Geschwindigkeiten dienen nur zur Illustration und es können beliebige geeignete Geschwindigkeiten ausgewählt werden, in Abhängigkeit von gewünschten Charakteristiken, Fahrzeugfähigkeiten und Betriebszuständen.
36 ist ein Flussdiagramm, das Schritte darstellt, die in einem illustrativen Verfahren 3600 durchgeführt werden, das ein SFL-Steuerschema implementiert und brauchen nicht den vollständigen Prozess oder alle Schritte des Verfahrens nennen. Obwohl nachfolgend verschiedene Schritte des Verfahrens 3600 beschrieben und in 36 dargestellt sind, brauchen die Schritte nicht notwendigerweise alle durchgeführt zu werden, und können in einigen Fällen auch gleichzeitig oder in einer anderen Reihenfolge als der gezeigten Reihenfolge durchgeführt werden.
Wie oben erläutert, kann ein SFL-Steuerschema drei Stufen enthalten, die von Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder anderer Faktoren (z.B. Fahrzeugbeladung) abhängig sind. In diesem Beispiel enthält der Schritt 3602 des Verfahrens 3600 den Betrieb des Fahrzeugs (z.B. des Fahrzeugs 2700) entlang einem geraden Weg auf einer ebenen Oberfläche mit einer gegebenen Geschwindigkeit. In dieser Situation ist der Nettokraftvektor im Wesentlichen gleich der Schwerkraft und ist mit der Chassisvertikalen ausgerichtet. Siehe 27.
Schritt 3604 des Verfahrens 3600 enthält die Reaktion auf ein Signal, das Fahrzeug zu drehen (z.B. von einem Benutzer oder einem automatisierten Führungssystem), in dem veranlasst wird, dass sich das Chassis (z.B. mittels eines Neigeaktuators) in eine Richtung neigt, die der erwarteten Zentrifugalkraft entgegengesetzt ist, die durch die Kurvenfahrt verursacht wird, und in einem Betrag, der berechnet wird, um das Auftreten der Kurvenfahrt zumindest teilweise hervorzurufen. Zwischen dem Nettokraftvektor (aufgrund von Zentrifugalkraft und Schwerkraft) und der Medianebene des Chassis wird eine Fehlpassung auftreten. Siehe 30.
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einem gewählten ersten Schwellenwert liegt, dann enthält Schritt 3606 des Verfahrens 3600 das Veranlassen, dass die Räder derart gelenkt werden (z.B. durch Befehlsausgabe von einem Controller an einen Lenkaktuator), dass der Nettokraftvektor mit der Medianebene fluchtet, und dem gewünschten Kurvenweg im Wesentlichen gefolgt wird. Unter dem gewählten ersten Geschwindigkeitsschwellenwert kann der Betrieb des Fahrzeugs als duale Eingabe oder dualer Steuermodus bezeichnet werden (d.h. Neigen und Lenken werden beide aktiv gesteuert). Siehe 29.
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs über einem zweiten gewählten Schwellenwert liegt, dann enthält der Schritt 3608 des Verfahrens 3600 das Erlauben, dass die Räder frei nachlaufen, d.h. an die Räder null zusätzliches Drehmoment ausgeübt wird, um hierdurch zu erlauben, dass die Räder in Folge der Fahrzeugneigung ihre natürlichen Positionen finden. Über dem gewählten zweiten Geschwindigkeitsschwellenwert kann der Betrieb des Fahrzeugs als freier Nachlauf- oder FTC-Modus bezeichnet werden (d.h. nur das Neigen wird aktiv gesteuert). Siehe 29.
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zwischen den ersten und zweiten Schwellenwerten liegt, dann enthält Schritt 3610 des Verfahrens 3600 das Anlegen eines gewählten Drehmomentbetrags an das Lenksystem, um die Kurvenfahrt beizubehalten und ein Radreiben in Bezug auf die Stützfläche zumindest teilweise zu verhindern. In dieser Übergangszone oder dem Übergangsbereich von Vollem-Drehmoment zu Null-Drehmoment kann der Grad des auf die Lenkung ausgeübten Drehmoments proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit sein (z.B. linear in Bezug auf Geschwindigkeit oder nicht linear in Bezug auf Geschwindigkeit), in Abhängigkeit der gewünschten Charakteristiken. Siehe 29.
Schritt 3612 des Verfahrens 3600 enthält zu bewirken, dass die Neigung des Fahrzeugs zu einer Neutralposition zurückkehrt, um aus der in Schritt 3604 begonnen Kurve hinauszukommen. In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, wie oben beschrieben, können die Räder mehr oder weniger aktiv gelenkt werden, um Fehlausrichtung des Nettokraftvektors zu unterstützen und beizubehalten. Siehe 30.
Bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten, z.B. unter einem dritten Schwellenwert (niedriger als die ersten und zweiten Schwellenwerte) kann die Chassisneigung konstant oder örtlich arretiert gehalten werden, so dass nur das Lenken des Rads ausreicht, um einen gewählten Fahrzeugweg zu erreichen. Siehe 28.
In einigen Beispielen können Aspekte der Verfahren 3500 und 3600 kombiniert werden, z.B. derart, dass das Fahrzeug, unter dem ersten Schwellenwert, einem LFS-Schema folgt, und über dem zweiten Schwellenwert einem FTC-Schema.
B3. Korrektur für Terrain
Unabhängig vom Steuerschema kann es aufschlussreich sein, zu beschreiben, wie Fahrzeuge und Steuersysteme, wie sie hierin beschrieben sind, konfiguriert sein können, um Terrainänderungen und kleinere Hindernisse, d.h. nicht ebene Fahroberflächen, (automatisch) handzuhaben. Siehe 31-34.
Allgemein wird ein Fahrzeug 3100, das unter einem Rad oder dem anderen auf ein Hindernis 3102 auftrifft, veranlasst, um aus seinem befohlenen Neigungswert oder Bereich hinauszukippen, was Instabilität des Fahrzeugs verursacht. Die Fahrzeugstabilität wird beibehalten und gesteuert, indem ein Chassis 3104 des Fahrzeugs relativ zu einem Radgestänge 3106 geneigt wird, um hierdurch zu erlauben, dass sich das Radgestänge in Folge des Hindernisses neigt, während der Winkel des Chassis in Bezug auf eine horizontale Ebene beibehalten wird (z.B. eine Ebene orthogonal zur Schwerkraft oder einer idealisierten ebenen Fahroberfläche). Dies wird erreicht, indem eine Ausrichtung zwischen dem Nettokraftvektor und der Medianebene des Chassis beibehalten wird, wie von dem oder den Neigungssensor(en) des Fahrzeugs gemessen.
Zum Beispiel kann das Fahrzeug 3100 entweder auf einer geraden Linie fahren (siehe 31) oder in einer Kurve (siehe 33), wenn es auf das Hindernis 3102 auftrifft. In jedem Fall veranlasst das Hindernis anfänglich, dass sich das Chassis 3104 außer Ausrichtung mit dem Nettokraftvektor hinaus neigt. Der Controller des Fahrzeugs kompensiert diese Fehlausrichtung durch Justierung des Neigungswinkels des Chassis, bis der Nettokraftvektor wieder mit der Medianebene fluchtet. Siehe 32 und 34. Wie dargestellt, wird ein Anfangswinkel A, B des Chassis in Bezug auf die Horizontale durch das Steuersystem beibehalten, während sich ein Gestängeverlagerungswinkel T basierend auf dem Terrain verändert. Sobald das Hindernis überwunden ist, wird sich das Chassis erneut neigen, und wird das Steuersystem die Neigung zur Kompensation justieren, um zur ursprünglichen Konfiguration zurückzukehren.
Die Terrainkompensation kann in Schwierigkeiten resultieren, einen gewünschten Weg beizubehalten. Dementsprechend kann unabhängig vom Modus das Steuersystem konfiguriert sein, um selektiv ein Drehmoment an das Lenksystem anzulegen, um die dynamischen Bedingungen zu handhaben.
Illustrative Kombinationen und zusätzliche Beispiele
Dieser Abschnitt beschreibt zusätzliche Aspekte und Merkmale neigbarer Fahrzeuge und ihrer Steuersysteme, die ohne Einschränkung als Serie von Absätzen präsentiert werden, von denen einige oder alle zur Klarheit und Effizienz alphanumerisch benannt sein können. Jeder dieser Absätze kann mit einem oder mehreren Absätzen und/oder mit der Offenbarung von anderswo in dieser Anmeldung in einer beliebigen geeigneten Weise kombiniert werden. Einige der folgenden Absätze beziehen sich ausdrücklich auf andere Absätze und schränken diese weiter ein, was ohne Einschränkung Beispiele von einigen anderen geeigneten Kombinationen liefert.

A0. Fahrzeug, welches aufweist:
- ein Paar von Rädern, die mit einem neigbaren Zentralrahmen durch ein Vierstangengestänge gekoppelt sind, das derart konfiguriert ist, dass das Räderpaar und der Zentralrahmen konfiguriert sind, um sich in Bezug auf eine Medianebene des Zentralrahmens gemeinsam zu neigen;
- einen Sensor, der konfiguriert ist, um Richtungsinformation in Bezug auf einen auf den Zentralrahmen ausgeübten Nettokraftvektor zu detektieren, wobei der Nettokraftvektor durch Schwerkraft in Kombination mit einer beliebigen an den Zentralrahmen anlegbaren Zentrifugalkraft bestimmt wird;
- einen ersten Aktuator, der mit dem Zentralrahmen betriebsmäßig gekoppelt und konfiguriert ist, um den Zentralrahmen selektiv zu neigen;
- einen zweiten Aktuator, der mit dem Räderpaar betriebsmäßig gekoppelt und konfiguriert ist, um das Räderpaar selektiv zu lenken; und
- einen Controller, der eine Prozesslogik enthält, die konfiguriert ist, um den ersten Aktuator und den zweiten Aktuator in Antwort auf die Richtungsinformation von dem Sensor selektiv zu steuern, um den Nettokraftvektor automatisch in Ausrichtung mit der Medianebene des Zentralrahmens zu halten.
A1. Das Fahrzeug von A0, wobei der Sensor einen Beschleunigungsmesser aufweist.
A2. Das Fahrzeug von A0 oder A1, wobei der erste Aktuator einen Servomotor aufweist.
A3. Das Fahrzeug von einem der Absätze A0 bis A2, wobei der Controller konfiguriert ist, um den ersten Aktuator unabhängig vom zweiten Aktuator zu steuern.
A4. Das Fahrzeug von einem der Absätze A0 bis A3, wobei die Prozesslogik des Controllers ferner konfiguriert ist, um auf einen angeforderten Fahrweg des Fahrzeugs durch Steuern des zweiten Aktuators zum Lenken der Räder zu reagieren und dann den ersten Aktuator zum Neigen des Zentralrahmens in Antwort auf eine resultierende Fehlausrichtung zwischen dem Nettokraftvektor und der Medianebene des Zentralrahmens zu steuern.
A5. Das Fahrzeug von einem der Absätze A0 bis A4, wobei die Prozesslogik des Controllers ferner konfiguriert ist, um auf einen angeforderten Fahrweg des Fahrzeugs durch Steuern des ersten Aktuators zum Neigen des Zentralrahmens zu reagieren und dann den zweiten Aktuator zum Lenken der Räder in Antwort auf eine resultierende Fehlausrichtung zwischen dem Nettokraftvektor und der Medianebene des Zentralrahmens zu steuern.
A6. Das Fahrzeug von einem der Absätze A0 bis A5, wobei die Prozesslogik des Controllers ferner konfiguriert ist, um einen freien Nachlauf des Räderpaars zu gestatten, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs über einem gewählten Schwellenwert liegt.
A7. Das Fahrzeug von A6, wobei die Prozesslogik des Controllers ferner konfiguriert ist, um den zweiten Aktuator zum Anlegen eines gewählten Lenkdrehmomentbetrags an das Räderpaar zu steuern, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs niedriger als der gewählte Schwellenwert ist.
A8. Das Fahrzeug von A7, wobei der gewählte Schwellenwert als erster Schwellenwert definiert ist, und der gewählte Lenkdrehmomentbetrag einen linearen Bezug auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs hat, wenn die Geschwindigkeit unter dem ersten Schwellenwert und über einem zweiten Schwellenwert liegt.
A9. Das Fahrzeug von einem der Absätze A0 bis A8, das ferner eine Lenkstange aufweist, die mit dem Räderpaar betriebsmäßig gekoppelt ist.
A10. Das Fahrzeug von einem der Absätze A0 bis A9, wobei das Räderpaar mit dem Zentralrahmen an einem ersten Ende gekoppelt ist, wobei das Fahrzeug ferner ein angetriebenes drittes Rad aufweist, das mit einem entgegengesetzten zweiten Ende des Zentralrahmens gekoppelt ist.
A11. Das Fahrzeug von A10, wobei das dritte Rad mit dem zweiten Ende an einem schwenkbaren Gelenk gekoppelt ist.
A12. Das Fahrzeug von A11, wobei das Schwenken des dritten Rads um das schwenkbare Gelenk durch eine zwischen dem dritten Rad und dem Zentralrahmen angeordnete Feder gedämpft wird.
B0. Verfahren zum automatischen Betreiben eines neigbaren Fahrzeugs, wobei das Verfahren aufweist:
- Sensieren eines Nettokraftvektors auf ein Zentralchassis eines Radfahrzeugs, wobei das Zentralchassis mit einem Paar von seitlich angeordneten Rädern durch eine Vierstangengestängeanordnung gekoppelt ist, wobei das Zentralchassis von Seite zu Seite neigbar ist und die Vierstangengestängeanordnung konfiguriert ist, um die Räder gemeinsam mit dem Zentralchassis zu neigen, und wobei das Zentralchassis eine Medianebene definiert;
- in Antwort auf den Empfang von Information in Bezug auf einen gewünschten Fahrweg, Vergleichen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit einem ersten Schwellenwert und einem zweiten Schwellenwert, der größer ist als der erste Schwellenwert; und
- in Antwort darauf, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs geringer als der erste Schwellenwert ist, Drehen des Fahrzeugs durch gleichzeitiges und automatisches Lenken der Räder und Veranlassen einer Neigung des Zentralchassis, so dass eine Fehlausrichtung zwischen dem Nettokraftvektor und der Medianebene minimiert wird.
B1. Das Verfahren von B0, das ferner aufweist:
- in Antwort darauf, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als der zweite Schwellenwert ist, automatisches Veranlassen, dass das Zentralchassis beim Drehen des Fahrzeugs geneigt wird, und Erlauben, dass das Räderpaar frei nachläuft.
B2. Das Verfahren von B0 oder B1, das ferner aufweist:
- in Antwort drauf, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zwischen dem ersten Schwellenwert und dem zweiten Schwellenwert liegt, automatisches aktives Lenken der Räder durch Anlegen eines gewählten Drehmomentbetrags entsprechend der Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
B3. Das Verfahren von B2, wobei der gewählte Drehmomentbetrag linear proportional zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist.
B4. Das Verfahren von B2, wobei der gewählte Drehmomentbetrag der Geschwindigkeit des Fahrzeugs einer nicht-linearen Beziehung entspricht.
B5. Das Verfahren von einem der Absätze B0 bis B4, das ferner aufweist:
- in Antwort darauf, dass eines der Räder auf ein Hindernis trifft und eine Fehlausrichtung zwischen Nettokraftvektor und der Medianebene hervorruft, automatisches Kompensieren durch Bewirken, dass sich das Zentralchassis in Ausrichtung mit dem Nettokraftvektor neigt.
B6. Das Verfahren von B5, das ferner aufweist, zu bewirken, dass das Zentralchassis nach dem Freikommen vom Hindernis zu einer ursprünglichen Orientierung zurückkehrt.
B7. Das Verfahren von einem der Absätze B0 bis B6, das ferner aufweist, das Fahrzeug mittels eines angetriebenen dritten Rads voranzutreiben, welches mit dem Zentralchassis gekoppelt ist.
B8. Das Verfahren von einem der Absätze B0 bis B7, wobei der Nettokraftvektor ein Ergebnis von Schwerkraft und Zentrifugalkraft ist.

Vorteile, Merkmale und Nutzen
Die hierin beschriebenen unterschiedlichen Ausführungen und Beispiele der Fahrzeuge und Steuerungen bieten zahlreiche Vorteile gegenüber bekannten Lösungen. Zum Beispiel erlauben die hierin beschriebenen illustrativen Ausführungen und Beispiele eine automatisierte oder halbautomatisierte Steuerung eines Radfahrzeugs, während der Fahrerkomfort maximiert wird.
Zusätzlich und unter anderen Vorteilen stabilisieren die hierin beschriebenen illustrativen Ausführungen und Beispiele automatisch ein robotisches oder anderes Fahrzeug durch Neigen des Fahrzeugs von Seite zu Seite, um Zentrifugalkräfte während eines Übergangs zu kompensieren.
Kein bekanntes System oder keine bekannte Vorrichtung kann diese Funktionen durchführen. Jedoch bieten nicht alle hierin beschriebenen Ausführungen und Beispiele die gleichen Vorteile oder den gleichen Grad des Vorteils.
Schlussfolgerung
Die oben aufgeführte Offenbarung kann mehrere unterschiedliche Beispiele mit unabhängigem Nutzen umfassen. Obwohl jedes von diesen in ihrer bevorzugten Form(en) offenbart worden ist, sollen die hierin offenbarten und veranschaulichten spezifischen Ausführungen davon nicht im einschränkenden Sinne verstanden werden, weil zahlreiche Varianten möglich sind. Insoweit Abschnittüberschriften innerhalb dieser Offenbarung verwendet werden, dienen diese Überschriften lediglich zu Organisationszwecken. Der Gegenstand der Offenbarung enthält alle neuen und nicht naheliegenden Kombinationen oder Unterkombinationen der verschiedenen Elemente, Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart sind. Die folgenden Ansprüche stellen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden, besonders heraus. Es können auch andere Kombinationen und Unterkombinationen von Merkmalen, Funktionen, Elementen oder Eigenschaften in Anmeldungen beansprucht werden, welche die Priorität dieser oder einer verwandten Anmeldung beanspruchen. Solche Ansprüche, ob mit breiterem, geringerem, gleichem oder unterschiedlichem Umfang zu den ursprünglichen Ansprüchen werden auch so betrachtet, dass sie im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.

Claims

Fahrzeug, welches aufweist: ein Paar von Rädern, die mit einem neigbaren Zentralrahmen durch ein Vierstangengestänge gekoppelt sind, das derart konfiguriert ist, dass das Räderpaar und der Zentralrahmen konfiguriert sind, um sich in Bezug auf eine Medianebene des Zentralrahmens gemeinsam zu neigen; einen Sensor, der konfiguriert ist, um Richtungsinformation in Bezug auf einen auf den Zentralrahmen ausgeübten Nettokraftvektor zu detektieren, wobei der Nettokraftvektor durch Schwerkraft in Kombination mit einer beliebigen an den Zentralrahmen anlegbaren Zentrifugalkraft bestimmt wird; einen ersten Aktuator, der mit dem Zentralrahmen betriebsmäßig gekoppelt und konfiguriert ist, um den Zentralrahmen selektiv zu neigen; einen zweiten Aktuator, der mit dem Räderpaar betriebsmäßig gekoppelt und konfiguriert ist, um das Räderpaar selektiv zu lenken; und einen Controller, der eine Prozesslogik enthält, die konfiguriert ist, um den ersten Aktuator und den zweiten Aktuator in Antwort auf die Richtungsinformation von dem Sensor selektiv zu steuern, um den Nettokraftvektor automatisch in Ausrichtung der Medianebene des Zentralrahmens zu halten; wobei die Prozesslogik des Controllers ferner konfiguriert ist, um den zweiten Aktuator zu steuern, um automatisch (a) einen gewählten Lenkdrehmomentbetrag an das Räderpaar anzulegen, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs geringer als ein erster Schwellenwert ist, und (b) einen freien Nachlauf des Räderpaars zu erlauben, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs über dem ersten Schwellenwert liegt; und wobei der gewählte Lenkdrehmomentbetrag linear auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bezogen ist, wenn die Geschwindigkeit unter dem ersten Schwellenwert und über dem zweiten Schwellenwert liegt.
Das Fahrzeug von Anspruch 1, wobei der Sensor einen Beschleunigungsmesser aufweist.
Das Fahrzeug von Anspruch 1, wobei der erste Aktuator einen Servomotor aufweist.
Das Fahrzeug von Anspruch 1, wobei der Controller konfiguriert ist, um den ersten Aktuator unabhängig vom zweiten Aktuator zu steuern.
Das Fahrzeug von Anspruch 1, wobei die Prozesslogik des Controllers ferner konfiguriert ist, um auf einen angeforderten Fahrweg des Fahrzeugs durch Steuern des zweiten Aktuators zum Lenken der Räder zu reagieren und dann den ersten Aktuator zum Neigen des Zentralrahmens in Antwort auf eine resultierende Fehlausrichtung zwischen dem Nettokraftvektor und der Medianebene des Zentralrahmens zu steuern.
Das Fahrzeug von Anspruch 1, wobei die Prozesslogik des Controllers ferner konfiguriert ist, um auf einen angeforderten Fahrweg des Fahrzeugs durch Steuern des ersten Aktuators zum Neigen des Zentralrahmens zu reagieren und dann den zweiten Aktuator zum Lenken der Räder in Antwort auf eine resultierende Fehlausrichtung zwischen dem Nettokraftvektor und der Medianebene des Zentralrahmens zu steuern.
Das Fahrzeug von Anspruch 1, das ferner eine Lenkstange aufweist, die mit dem Räderpaar betriebsmäßig gekoppelt ist.
Das Fahrzeug von Anspruch 1, wobei das Räderpaar mit dem Zentralrahmen an einem ersten Ende gekoppelt ist, wobei das Fahrzeug ferner ein angetriebenes drittes Rad aufweist, das mit einem entgegengesetzten zweiten Ende des Zentralrahmens gekoppelt ist.
Fahrzeug, welches aufweist: ein Paar von Rädern, die mit einem neigbaren Zentralrahmen durch ein Vierstangengestänge gekoppelt sind, das derart konfiguriert ist, dass das Räderpaar und der Zentralrahmen konfiguriert sind, um sich in Bezug auf eine Medianebene des Zentralrahmens gemeinsam zu neigen; einen Sensor, der konfiguriert ist, um Richtungsinformation in Bezug auf einen auf den Zentralrahmen ausgeübten Nettokraftvektor zu detektieren, wobei der Nettokraftvektor durch Schwerkraft in Kombination mit einer beliebigen an den Zentralrahmen anlegbaren Zentrifugalkraft bestimmt wird; einen ersten Aktuator, der mit dem Zentralrahmen betriebsmäßig gekoppelt und konfiguriert ist, um den Zentralrahmen selektiv zu neigen; einen zweiten Aktuator, der mit dem Räderpaar betriebsmäßig gekoppelt und konfiguriert ist, um das Räderpaar selektiv zu lenken; und einen Controller, der eine Prozesslogik enthält, die konfiguriert ist, um den ersten Aktuator und den zweiten Aktuator in Antwort auf die Richtungsinformation von dem Sensor selektiv zu steuern, um den Nettokraftvektor automatisch in Ausrichtung der Medianebene des Zentralrahmens zu halten.
Das Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei der Sensor einen Beschleunigungsmesser aufweist.
Das Fahrzeug von Anspruch 9, wobei der erste Aktuator einen Servomotor aufweist.
Das Fahrzeug von Anspruch 9, wobei der Controller konfiguriert ist, um den ersten Aktuator unabhängig vom zweiten Aktuator zu steuern.
Das Fahrzeug von Anspruch 9, wobei die Prozesslogik des Controllers ferner konfiguriert ist, um auf einen angeforderten Fahrweg des Fahrzeugs durch Steuern des zweiten Aktuators zum Lenken der Räder zu reagieren und dann den ersten Aktuator zum Neigen des Zentralrahmens in Antwort auf eine resultierende Fehlausrichtung zwischen dem Nettokraftvektor und der Medianebene des Zentralrahmens zu steuern.
Das Fahrzeug von 9, wobei die Prozesslogik des Controllers ferner konfiguriert ist, um auf einen angeforderten Fahrweg des Fahrzeugs durch Steuern des ersten Aktuators zum Neigen des Zentralrahmens zu reagieren und dann den zweiten Aktuator zum Lenken der Räder in Antwort auf eine resultierende Fehlausrichtung zwischen dem Nettokraftvektor und der Medianebene des Zentralrahmens zu steuern.
Das Fahrzeug von 9, wobei die Prozesslogik des Controllers ferner konfiguriert ist, um einen freien Nachlauf des Räderpaars zu gestatten, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs über einem gewählten Schwellenwert liegt.
Das Fahrzeug von 15, wobei die Prozesslogik des Controllers ferner konfiguriert ist, um den zweiten Aktuator zum Anlegen eines gewählten Lenkdrehmomentbetrags an das Räderpaar zu steuern, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs niedriger als der gewählte Schwellenwert ist.
Das Fahrzeug von 16, wobei der gewählte Schwellenwert als erster Schwellenwert definiert ist, und der gewählte Lenkdrehmomentbetrag einen linearen Bezug auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs hat, wenn die Geschwindigkeit unter dem ersten Schwellenwert und über einem zweiten Schwellenwert liegt.
Das Fahrzeug von 9, das ferner eine Lenkstange aufweist, die mit dem Räderpaar betriebsmäßig gekoppelt ist.
Das Fahrzeug von 9, wobei das Räderpaar mit dem Zentralrahmen an einem ersten Ende gekoppelt ist, wobei das Fahrzeug ferner ein angetriebenes drittes Rad aufweist, das mit einem entgegengesetzten zweiten Ende des Zentralrahmens gekoppelt ist.
Fahrzeug, welches aufweist: erste und zweite Räder, die mit einem Zentralrahmen durch ein Vierstangengestänge gekoppelt sind, das eine Neigung der Räder und des Zentralrahmens in Bezug auf eine Medianebene des Zentralrahmens erlaubt; einen Sensor, der konfiguriert ist, um Richtungsinformation in Bezug auf einen an den Zentralrahmen angelegten Nettokraftvektor zu detektieren; einen ersten Aktuator, der mit dem Zentralrahmen betriebsmäßig gekoppelt und konfiguriert ist, um den Zentralrahmen selektiv zu neigen; einen zweiten Aktuator, der mit den Rädern betriebsmäßig gekoppelt und konfiguriert ist, um die Räder selektiv zu lenken; und einen Controller, der eine Prozesslogik enthält, die konfiguriert ist, um den ersten Aktuator und den zweiten Aktuator in Antwort auf die Richtungsinformation von dem Sensor selektiv zu steuern, um den Nettokraftvektor automatisch in Ausrichtung mit der Medianebene des Zentralrahmens zu halten; wobei die Prozesslogik des Controllers ferner konfiguriert ist, um den zweiten Aktuator zu steuern, um automatisch (a) einen ausgewählten Lenkdrehmomentbetrag an die Räder anzulegen, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs geringer als ein erster Schwellenwert ist, und (b) einen freien Nachlauf der Räder zu erlauben, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs über dem ersten Schwellenwert liegt; und wobei das Vierstangengestänge eine obere Aufhängungsstange, eine untere Aufhängungsstange, eine linke Aufhängungsstange und eine rechte Aufhängungsstange enthält, und wobei die obere Aufhängungsstange ein Paar von oberen Aufhängungsarmen enthält, die jeweils ein inneres Ende aufweisen, die an einem ersten Schwenkelement aneinander gekoppelt sind.
Fahrzeug von Anspruch 20, wobei das Vierstangengestänge ein zentrales Element enthält, das mit dem Rahmen starr gekoppelt ist, und wobei das erste Schwenkelement an dem zentralen Element angebracht ist.
Das Fahrzeug nach Anspruch 20, wobei das Vierstangengestänge ein zentrales Element enthält, das mit dem Rahmen starr gekoppelt ist, und wobei das zentrale Element das erste Schwenkelement enthält.
Das Fahrzeug von Anspruch 20, wobei die untere Aufhängungsstange ein Paar von unteren Aufhängungsarmen enthält, die jeweils ein inneres Ende aufweisen, die an einem zweiten Schwenkelement drehbar aneinander gekoppelt sind.
Das Fahrzeug von Anspruch 23, wobei das Gestänge ein zentrales Element enthält, das mit dem Rahmen starr gekoppelt ist, und wobei das erste Schwenkelement und das zweite Schwenkelement mit dem zentralen Element starr gekoppelt sind.
Das Fahrzeug von Anspruch 24, wobei ein erster des Paars von oberen Aufhängungsarmen sich parallel zu einem ersten des Paars von unteren Aufhängungsarmen erstreckt, und sich ein zweiter des Paars von oberen Aufhängungsarmen parallel zu einem zweiten des Paars von unteren Aufhängungsarmen erstreckt.
Fahrzeug, welches aufweist: erste und zweite Räder, die mit einem Chassis durch ein Vierstangengestänge gekoppelt sind, das ein Neigen der Räder und des Chassis jeweils in Bezug auf eine durch das Chassis definierte Medianebene ermöglicht; einen Sensor, der konfiguriert ist, um eine seitliche Auslenkung des Nettokraftvektors an dem Chassis zu detektieren; einen Neigeaktuator, der mit dem Chassis betriebsmäßig gekoppelt und konfiguriert ist, um das Chassis selektiv zu neigen; und einen Lenkaktuator, der mit den Rädern betriebsmäßig gekoppelt und konfiguriert ist, um die Räder selektiv zu lenken; wobei zumindest einer des Neigeaktuators und des Lenkaktuators konfiguriert ist, um in Antwort darauf, dass der Sensor eine seitliche Auslenkung des Nettokraftvektors detektiert, den Nettokraftvektor zu einer weitgehenden Ausrichtung mit der Medianebene des Chassis zurückzubringen; und wobei das Vierstangengestänge eine obere Aufhängungsstange, eine untere Aufhängungsstange, eine linke Aufhängungsstange und eine rechte Aufhängungsstange enthält, und wobei die obere Aufhängungsstange ein Paar von oberen Aufhängungsarmen enthält, die jeweils ein inneres Ende aufweisen, die an einem ersten Schwenkelement aneinander gekoppelt sind.
Das Fahrzeug von Anspruch 26, das ferner einen Controller aufweist, und wobei die Prozesslogik des Controllers konfiguriert ist, um den Lenkaktuator zu steuern, um automatisch (a) einen gewählten Lenkdrehmomentbetrag an die Räder anzulegen, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs geringer als ein erster Schwellenwert ist, und (b) einen freien Nachlauf der Räder zu erlauben, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs über dem ersten Schwellenwert liegt.
Das Fahrzeug von Anspruch 26, wobei das Gestänge ein zentrales Element enthält, das mit dem Chassis starr gekoppelt ist, und wobei das erste Schwenkelement an dem zentralen Element angebracht ist.
Das Fahrzeug von Anspruch 26, wobei das Gestänge ein zentrales Element enthält, das mit dem Chassis starr gekoppelt ist, und wobei das zentrale Element das erste Schwenkelement enthält.
Das Fahrzeug von Anspruch 26, wobei die untere Aufhängungsstange ein Paar von unteren Aufhängungsarmen enthält, die jeweils ein inneres Ende aufweisen, die an einem zweiten Schwenkelement aneinander gekoppelt sind.
Das Fahrzeug von Anspruch 30, wobei das Gestänge ein zentrales Element enthält, das mit dem Chassis starr gekoppelt ist, und wobei das erste Schwenkelement und das zweite Schwenkelement mit dem zentralen Element starr gekoppelt sind.
Das Fahrzeug von Anspruch 31, wobei ein erster des Paars von oberen Aufhängungsarmen sich parallel zu einem ersten des Paars von unteren Aufhängungsarmen erstreckt, und sich ein zweiter des Paars von oberen Aufhängungsarmen parallel zu einem zweiten des Paars von unteren Aufhängungsarmen erstreckt.
Fahrzeug, welches aufweist: erste und zweite Räder, die mit einem Chassis durch eine Gestängeanordnung gekoppelt sind, die ein Neigen der Räder und des Chassis in Bezug auf eine durch das Chassis definierte Medianebene erlaubt; einen Sensor, der konfiguriert ist, eine seitliche Auslenkung eines Nettokraftvektors an dem Chassis zu detektieren; einen Neigeaktuator, der konfiguriert ist, um das Chassis selektiv zu neigen; und einen Lenkaktuator, der konfiguriert ist, um die Räder selektiv zu lenken; wobei der Neigeaktuator konfiguriert ist, um in Antwort darauf, dass der Sensor eine seitliche Auslenkung des Nettokraftvektors detektiert, das Chassis zu neigen, um eine Fehlausrichtung zwischen dem Nettokraftvektor und der Medianebene des Chassis zu reduzieren; und wobei die Gestängeanordnung eine obere Aufhängungsstange, eine untere Aufhängungsstange, eine linke Aufhängungsstange und eine rechte Aufhängungsstange enthält, und wobei die obere Aufhängungsstange ein Paar von oberen Aufhängungsarmen enthält, die jeweils ein inneres Ende aufweisen, die an einem ersten Schwenkelement drehbar gekoppelt sind.
Das Fahrzeug von Anspruch 33, wobei das Gestänge ein zentrales Element enthält, das mit dem Chassis starr gekoppelt ist, und wobei das erste Schwenkelement an dem zentralen Element angebracht ist.
Das Fahrzeug von Anspruch 33, wobei das Gestänge ein zentrales Element enthält, das mit dem Chassis starr gekoppelt ist, und wobei das zentrale Element das erste Schwenkelement enthält.
Das Fahrzeug von Anspruch 33, wobei die untere Aufhängungsstange ein Paar von unteren Aufhängungsarmen enthält, die jeweils ein inneres Ende aufweisen, die an einem zweiten Schwenkelement aneinander gekoppelt sind.
Das Fahrzeug von Anspruch 36, wobei das Gestänge ein zentrales Element enthält, das mit dem Chassis starr gekoppelt ist, und wobei das erste Schwenkelement und das zweite Schwenkelement mit dem zentralen Element starr gekoppelt sind.
Das Fahrzeug von Anspruch 36, wobei ein erster des Paars von oberen Aufhängungsarmen sich parallel zu einem ersten des Paars von unteren Aufhängungsarmen erstreckt, und sich ein zweiter des Paars von oberen Aufhängungsarmen parallel zu einem zweiten des Paars von unteren Aufhängungsarmen erstreckt.
Das Fahrzeug von Anspruch 33, das ferner einen Controller aufweist, der eine Prozesslogik enthält, die konfiguriert ist, um einen oder beide des Neigeaktuators und des Lenkaktuators selektiv zu steuern, um eine Fehlausrichtung zwischen dem Nettokraftvektor und der Medianebene des Chassis zu reduzieren.