DE602006000595T2 - Fahrzeug mit zueinander schwenkbaren Vorder- und Hinterrahmen zum Spurhalten - Google Patents

Fahrzeug mit zueinander schwenkbaren Vorder- und Hinterrahmen zum Spurhalten Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, und insbesondere ein Fahrzeug, das in der Lage ist, eine Fahrbahnlinie zu halten.
  • Herkömmlich sind Fahrzeuge mit vier Rädern (Automobile) bekannt, welche eine Fahrbahnlinie (die sich in Fahrtrichtung des Fahrzeugs erstreckt) erkennen und der Fahrbahnlinie folgen (siehe beispielsweise JP-A-2002-362396 ). Bei dem in JP-A-2002-362396 offenbarten Automobil wird, wenn das Fahrzeug dabei ist, von einer durch eine monokulare Kamera erkannten Fahrbahnlinie abzuweichen, das Lenken der Vorderräder des Automobils gesteuert, um das Automobil zu drehen, um das Automobil auf der von der monokularen Kamera erkannten Fahrbahnlinie zu halten.
  • Bei dem in JP-A-2002-362396 offenbarten Automobil wird jedoch das Lenken der Vorderräder so kontrolliert, dass das Automobil gedreht wird, um zu ermöglichen, dass der von der monokularen Kamera erkannten Fahrbahnlinie gefolgt wird. Es besteht jedoch ein Problem, die in JP-A-2002-362396 beschriebene Fahrbahnlinien-Folgetechnologie auf Motorräder anzuwenden. Bei einem Motorrad kann, wenn durch Steuerkontrolle des Vorderrades dem Vorderrad ein Lenkwinkel gegeben wird, der Fahrzeugkörper in die Richtung fallen, die der Richtung, in welcher der Lenkwinkel gegeben ist, entgegen liegt. Dies ist so, weil eine Fliehkraft den Fahrzeugkörper in einer entgegengesetzten Richtung zu der neigt, die durch den Lenkwinkel gegeben ist. Somit weisen Motorräder das Problem auf, dass es für ein Motorrad schwierig ist, einer von einer Kamera erkannten Fahrbahnlinie zu folgen, da es schwierig ist, ein Motorrad durch Lenksteuerung eines Vorderrades zu drehen.
  • Die Erfindung wurde unter Berücksichtigung dieses Problems gemacht, und es ist ein Ziel, ein Fahrzeug vorzusehen, das in der Lage ist, einer Fahrbahnlinie ohne Lenken eines Vorderrades zu folgen.
  • In DE 39 09 258 A1 , auf welcher der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert, wird ein Motorrad offenbart, welches eine Rahmenanordnung aufweist, die eine Leistungseinheit stützt, welche zwischen einem Vorder- und einem Hinterrad angeordnet ist, um das Hinterrad anzutreiben. Die Rahmenanordnung weist einen vorderen Rahmen auf, der das Vorderrad stützt, und einen hinteren Rahmen, der das hintere Antriebsrad stützt. Der vordere Rahmen ist mit dem hinteren Rahmen gekoppelt und ist bezogen auf den hinteren Rahmen seitlich der Rahmenanordnung schwingbar. Das Hinterrad weist einen im Wesentlichen flachen Reifen auf, um eine Schrägbewegung des hinteren Rahmens zu vermeiden. Das Vorderrad weist einen runden Reifen auf, um eine Schrägbewegung des vorderen Rahmens zu ermöglichen. Eine Dämpfungsvorrichtung ist zwischen dem vorderen Rahmen und dem hinteren Rahmen zum Dämpfen der Schrägbewegung des vorderen Rahmens angeordnet.
  • In EP-A-1 671 877 , welche als Stand der Technik gegen die vorliegende Anmeldung nur unter Artikel 54(3) EPÜ zulässig ist, wird ebenfalls ein Motorrad offenbart, welches einen vorderen Rahmen aufweist, der ein Vorderrad stützt, und einen hinteren Rahmen, der ein Hinterrad stützt. Der hintere Rahmen ist an dem vorderen Rahmen zur Rotation um eine Achse, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, angebracht. Ein Dämpfer ist zum Dämpfen der Rotation des vorderen Rahmens bezogen auf den hinteren Rahmen vorgesehen.
  • In EP-A-1 674 386 , welche als Stand der Technik gegen die vorliegende Anmeldung nur unter Artikel 54(3) EPÜ zulässig ist, wird ein Motorrad offenbart mit einem vorderen Rahmen, der ein Vorderrad stützt, und einem hinteren Rahmen, der ein Hinterrad stützt. Der vordere Rahmen ist relativ zum hinteren Rahmen beweglich. Das Motorrad weist ebenfalls Schwerpunkt-Versetzungsmittel zum Versetzen des Schwerpunkts des Fahrzeugkörpers durch Bewegen des vorderen Rahmens und des hinteren Rahmens relativ zueinander auf.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug vorgesehen, welches aufweist:
    einen vorderen Rahmen, der ein Vorderrad stützt, und
    einen hinteren Rahmen, der ein Hinterrad stützt und an dem der vordere Rahmen beweglich angebracht ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug weiterhin aufweist:
    Schwerpunkt-Bewegungsmittel zum Bewegen des vorderen Rahmens oder des hinteren Rahmens relativ zu dem jeweils anderen und dadurch Bewegen des Schwerpunkts des Fahrzeugs, und
    Fahrbahnlinien-Detektionsmittel zum Detektieren einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs, und
    wobei die Schwerpunkt-Bewegungsmittel so konstruiert und angeordnet sind, dass der Schwerpunkt bewegt wird, um das Fahrzeug auf der von den Fahrbahnlinien-Detektionsmitteln detektierten Fahrbahnlinie zu halten.
  • Bei einem Gegenstand sind bei dem Fahrzeug Schwerpunkt-Bewegungsmittel vorgesehen, welche einen Schwerpunkt bewegen, und Fahrbahnlinien-Detektionsmittel, welche eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs detektieren, und der Schwerpunkt wird von den Schwerpunkt-Bewegungsmitteln bewegt, wodurch eine von den Fahrbahnlinien-Detektionsmitteln detektierte Fahrbahnlinie eingehalten wird, so dass es möglich ist, den Schwerpunkt positiv seitlich (in Breitenrichtung des Fahrzeugs) unabhängig von dem Wunsch des Fahrers zu bewegen, und es so möglich ist, den Fahrzeugkörper seitlich (in Breitenrichtung des Fahrzeugs) zu neigen oder den Fahrzeugkörper aufzurichten. Dadurch wird, in dem Fall, dass das Fahrzeug dabei ist, von der von den Fahrbahnlinien-Detektionsmitteln detektierten Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Fahrzeugs) abzuweichen, der Fahrzeugkörper seitlich geneigt (in Breitenrichtung des Fahrzeugs), um somit zu ermöglichen, dass das Fahrzeug gedreht wird, und der Fahrzeugkörper aufgerichtet, um somit zu ermöglichen, dass das Fahrzeug gerade fährt, so dass das Fahrzeug der Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Fahrzeugs), die von den Fahrbahnlinien-Detektionsmitteln detektiert wurde, folgt. Als Konsequenz kann das Fahrzeug die Fahrbahnlinie (die Fahrtrichtung des Fahrzeugs), die von den Fahrbahnlinien-Detektionsmitteln erkannt wurde, ohne Lenksteuerung des Vorderrades halten. Ebenfalls kann in dem Fall, dass das Fahrzeug von der Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Fahrzeugs), die von den Fahrbahnlinien-Detektionsmitteln erkannt wurde, abweicht, der Fahrzeugkörper seitlich (in Breitenrichtung des Fahrzeugs) geneigt werden, oder der Fahrzeugkörper aufgerichtet werden, so dass ist möglich ist, einen Fahrer durch eine körperliche Empfindung über die Tatsache zu informieren, dass das Fahrzeug dabei ist, von der Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Fahrzeugs), die von den Fahrbahnlinien-Detektionsmitteln detektiert wurde, abzuweichen.
  • Bei einem Gegenstand sind bei dem Fahrzeug vorzugsweise Neigungs-Detektionsmittel vorgesehen, welche eine Neigung des Fahrzeugkörpers detektieren, Geschwindigkeits-Detektionsmittel, welche die Geschwindigkeit des Fahrzeugkörpers detektieren, und Steuermittel, welche die Schwerpunkt-Bewegungsmittel auf Basis der Detektionsergebnisse der Neigungs-Detektionsmittel, der Geschwindigkeits-Detektionsmittel und der Fahrbahnlinien-Detektionsmittel steuern. Mit einer derartigen Konstruktion ist es möglich, eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs auf Basis der Detektionsergebnisse der Neigungs-Detektionsmittel und der Geschwindigkeits-Detektionsmittel vorherzusagen, so dass die Schwerpunkt-Bewegungsmittel von den Steuermitteln auf Basis der vorhergesagten Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der von den Fahrbahnlinien-Detektionsmitteln detektierten Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Fahrzeugs) gesteuert werden können. Dadurch ist es möglich, geeignet den Schwerpunkt entsprechend der vorhergesagten Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der von den Fahrbahnlinien-Detektionsmitteln detektierten Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Fahrzeugs) zu bewegen.
  • In diesem Fall sagen die Steuermittel vorzugsweise eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs auf Basis der Detektionsergebnisse von den Neigungs-Detektionsmitteln und den Geschwindigkeits-Detektionsmitteln vorher und steuern die Schwerpunkt-Bewegungsmittel, um zu verhindern, dass die vorhergesagte Fahrtrichtung des Fahrzeugs von der Fahrtrichtung des Fahr zeugs, die von den Fahrbahnlinien-Detektionsmitteln detektiert wurde, abweicht. Bei einer derartigen Konstruktion können in dem Fall, dass das Fahrzeug dabei ist, von der Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Fahrzeugs), die von den Fahrbahnlinien-Detektionsmitteln detektiert wurde, abzuweichen, die von den Steuermitteln gesteuerten Schwerpunkt-Bewegungsmittel den Schwerpunkt bewegen, um so zu verhindern, dass die vorhergesagte Fahrtrichtung des Fahrzeugs von der Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Fahrzeugs), die von den Fahrbahnlinien Detektionsmitteln detektiert wurde, abweicht, so dass es möglich ist, auf einfache Weise den Fahrzeugkörper so zu neigen, dass das Fahrzeug die Fahrbahnlinie (die Fahrtrichtung des Fahrzeugs) behält, oder den Fahrzeugkörper aufzurichten.
  • Bei einem Gegenstand ist bei dem Fahrzeug vorzugsweise vorgesehen, dass es möglich ist, den vorderen Rahmen und den hinteren Rahmen relativ zueinander um eine Achse, die sich in einer Längsrichtung erstreckt, zu drehen, und die Schwerpunkt-Bewegungsmittel bewegen entweder den vorderen Rahmen oder den hinteren Rahmen relativ zum anderen, um so den Schwerpunkt zu bewegen. Mit einer derartigen Anordnung kann entweder der vordere Rahmen oder der hintere Rahmen auf einfache Weise relativ zum anderen durch Drehen entweder des vorderen Rahmens oder des hinteren Rahmens relativ zum anderen bewegt werden, so dass es auf einfache Weise möglich ist, den Schwerpunkt zu bewegen.
  • Bei der Konstruktion, in welcher es möglich ist, den vorderen Rahmen und den hinteren Rahmen relativ zum anderen um eine Achse, die sich in einer Längsrichtung erstreckt, zu drehen, wird vorzugsweise ein Lenkwinkel in einer Richtung, die zu jener Richtung, in welcher der Schwerpunkt von den Schwerpunkt-Bewegungsmitteln bewegt wird, entgegengesetzt ist, dem Hinterrad, das von dem hinteren Rahmen gestützt wird, durch Drehen entweder des vorderen Rahmens oder des hinteren Rahmens relativ zum anderen, gegeben. Mit einer derartigen Konstruktion wird dem Hinterrad ein Lenkwinkel in einer der Drehrichtung entgegengesetzten Richtung gegeben, und es ist möglich, zum Zeitpunkt des Drehens einen Drehradius zu mindern. Dadurch ist es möglich, den Fahrzeugkörper bezüglich der Drehqualität zu verbessern.
  • Bei dieser Konstruktion, bei welcher der vordere Rahmen und der hintere Rahmen in der Lage sind, relativ zueinander um eine Achse, die sich in einer Längsrichtung erstreckt, zu drehen, weisen die Schwerpunkt-Bewegungsmittel vorzugsweise einen Zylinder auf, welcher entweder den vorderen Rahmen oder den hinteren Rahmen relativ zum anderen dreht. Da der Mechanismus der Schwerpunkt-Bewegungsmittel durch Verwendung eines Zylinders auf diese Weise vereinfacht werden kann, ist es mit einer einfachen Konstruktion möglich, den vorderen Rahmen oder den hinteren Rahmen relativ zum anderen zu drehen.
  • Bei dieser Konstruktion, in welcher der vordere Rahmen und der hintere Rahmen in der Lage sind, relativ zueinander um eine Achse, die sich in einer Längsrichtung erstreckt, zu drehen, ist vorzugsweise weiter ein Beschränkungselement vorgesehen, welches einen Winkel, um welchen der vordere Rahmen relativ zum hinteren Rahmen dreht, beschränkt. Mit einer derartigen Konstruktion ist es möglich, zu verhindern, dass sich der vordere Rahmen relativ zum hinteren Rahmen übermäßig dreht.
  • Bei dieser Konstruktion, in welcher der vordere Rahmen und der hintere Rahmen in der Lage sind, relativ zueinander um eine Achse, die sich in einer Längsrichtung erstreckt, zu drehen, verläuft vorzugsweise eine Verlängerung der Achse, die sich in der Längsrichtung erstreckt, durch die Nachbarschaft eines Kontaktpunkts zwischen dem Hinterrad und dem Untergrund. Mit einer derartigen Konstruktion dreht das Hinterrad um die Nachbarschaft eines Kontaktpunktes zwischen sich und dem Untergrund in dem Fall, dass sich der hintere Rahmen relativ zum vorderen Rahmen dreht, so dass es möglich ist zu verhindern, dass das Hinterrad relativ zum Untergrund gleitet.
  • Bei dieser Konstruktion, in welcher der vordere Rahmen und der hintere Rahmen in der Lage sind, relativ zueinander um eine Achse, die sich in einer Längsrichtung erstreckt, zu drehen, ist vorzugsweise weiter ein Lager vorgesehen, das zwischen dem vorderen Rahmen und dem hinteren Rahmen angeordnet ist, um den vorderen Rahmen und den hinteren Rahmen zu stützen, um diesen zu ermöglichen, relativ zueinander zu drehen. Bei dieser Konstruktion ermöglicht das Lager dem vorderen Rahmen, sich relativ zum hinteren Rahmen um die Achse, die sich in der Längsrichtung erstreckt, leichtgängig zu drehen.
  • In diesem Fall weist der vordere Rahmen vorzugsweise ein Kopfrohr auf, wobei das Kopfrohr eine erste konvexförmige Lager-Halterung aufweist, die ausgeformt ist, rückseitig von dem Kopfrohr vorzustehen, und die ein Drehzentrum auf der Achse hat, die sich in der Längsrichtung erstreckt, und die eine äußere periphere Oberfläche hat, an der das Lager angebracht ist, und der hintere Rahmen weist eine zweite konkavförmige Lager-Halterung auf, die der ersten konvexförmigen Lager-Halterung des Kopfrohrs gegenüberliegt und die eine innere periphere Oberfläche hat, an der das Lager angebracht ist. Mit einer derartigen Konstruktion kann der vordere Rahmen weiter leicht relativ zum hinteren Rahmen gedreht werden, indem das Lager an die erste Lager-Halterung des Kopfrohrs und die zweite Lager-Halterung des hinteren Rahmens angebracht wird.
  • Bei einem Gegenstand ist bei dem Fahrzeug vorzugsweise weiter eine Torsionsfeder vorgesehen, durch die der vordere Rahmen mit dem hinteren Rahmen verbunden ist. Mit einer derartigen Konstruktion können der vordere Rahmen und der hintere Rahmen in einen Zustand gebracht werden, in dem sie sich nicht relativ zueinander durch eine Beanspruchung (Torsionskraft) der Torsionsfeder drehen können, in dem Fall, dass die Steuerung des Fahrzeugs aufgrund eines Versagens der Schwerpunkt-Bewegungsmittel und der Steuermittel nicht ausgeübt werden kann, so dass eine Seite des Vorderrades und eine Seite des Hinterrades parallel zueinander angeordnet werden können. Dadurch kann ein Führen des Fahrzeugs auf natürliche Weise fortgesetzt werden, ebenso in dem Fall, dass die Schwerpunkt-Bewegungsmittel und die Steuermittel gestört sind.
  • In diesem Fall wird die Torsionsfeder vorzugsweise in einen nicht-gespannten Zustand gebracht, in dem Fall, dass eine Seite des Vorderrades und eine Seite des Hinterrades parallel zueinander angeordnet werden. Mit einer derartigen Konstruktion können eine Seite des Vorderrades und eine Seite des Hinterrades leicht parallel zueinander durch eine Beanspruchung (Torsionskraft) der Torsionsfeder angeordnet werden, in dem Fall, dass die Steuerung des Fahrzeugs aufgrund eines Versagens der Schwerpunkt-Bewegungsmittel und der Steuermittel nicht ausgeübt werden kann.
  • Als Beispiele werden nun Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren beschrieben.
  • 1 ist eine Seitenansicht, in welcher ein Motorrad dargestellt ist, das entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung konstruiert ist.
  • 2 ist eine Teil-Querschnittansicht, in welcher die Verbindung des Kopfrohrs und des Hauptrahmens des Motorrads gemäß der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform dargestellt ist.
  • 3 ist eine Teil-Draufsicht in Richtung des Pfeils P in 1.
  • 4 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie 200-200 in 3.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, in welchem die Konstruktion eines Pumpenteils und eines Hydraulikzylinders in dem Motorrad gemäß der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform dargestellt ist.
  • 6 ist ein Ablaufdiagramm, in welchem ein Fahrbahnlinien-Folge-Steuerverfahren des Motorrads gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
  • 7 ist eine schematische Ansicht, in welcher die Bewegung des Motorrads gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in 6, zum Zeitpunkt der Fahrbahnlinien-Folge-Steuerung dargestellt ist.
  • 8 ist eine schematische Ansicht, in welcher die Bewegung des Motorrads gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in 6, zum Zeitpunkt der Fahrbahnlinien-Folge-Steuerung dargestellt ist.
  • 9 ist eine schematische Ansicht, in welcher die Bewegung des Motorrads gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in 6, zum Zeitpunkt der Fahrbahnlinien-Folge-Steuerung dargestellt ist.
  • 10 ist eine schematische Ansicht, in welcher die Bewegung des Motorrads gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in 6, zum Zeitpunkt der Fahrbahnlinien-Folge-Steuerung dargestellt ist.
  • 11 ist eine Querschnittansicht ähnlich zu 4, in welcher Bewegungen des Pumpenteils und des Hydraulikzylinders, dargestellt in 4, während des Betriebs dargestellt sind.
  • 12 ist eine Querschnittansicht, in welcher die Peripherie eines Drehelementes entsprechend einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
  • 13 ist eine Seitenansicht, in welcher ein Motorrad dargestellt ist, das gemäß einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform der Erfindung konstruiert ist.
  • 14 ist eine Teil-Querschnittansicht, in welcher die Verbindung des Kopfrohrs und des Hauptrahmens des Motorrads gemäß der in 13 dargestellten zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform dargestellt ist.
  • 15 ist eine Teil-Aufrissansicht in Richtung des Pfeils Q in 14.
  • 16 ist eine Seitenansicht, in welcher ein Motorrad dargestellt ist, das gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung konstruiert ist.
  • 17 ist eine Teil-Querschnittansicht, in welcher die Verbindung des Kopfrohrs und des Hauptrahmens des Motorrads gemäß der in 16 dargestellten zweiten Ausführungsform dargestellt ist.
  • 18 ist eine Teil-Draufsicht in Richtung des Pfeils R in 16.
  • 19 ist eine Seitenansicht, in der ein Motorrad dargestellt ist, das gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung konstruiert ist.
  • 20 ist eine Teil-Querschnittansicht, in welcher die Verbindung des Kopfrohrs und des Hauptrahmens des Motorrads gemäß der in 19 dargestellten dritten Ausführungsform dargestellt ist.
  • 21 ist eine perspektivische Ansicht, in welcher die Struktur eines Federelements in dem Motorrad gemäß der dritten Ausführungsform, dargestellt in 19, dargestellt ist.
  • 22 ist eine perspektivische Ansicht, in welcher die Struktur eines Federelements in dem Motorrad gemäß der dritten Ausführungsform, dargestellt in 19, dargestellt ist.
  • 23 ist eine perspektivische Ansicht, in welcher die Struktur eines Federelements in dem Motorrad gemäß der dritten Ausführungsform, dargestellt in 19, dargestellt ist.
  • 24 ist eine Draufsicht in Richtung des Pfeils S in 19.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist eine Seitenansicht, in welcher eine Gesamtkonstruktion eines Motorrads gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
  • 2 bis 4 sind Ansichten, in welchen eine Peripherie einer Verbindung des Kopfrohrs und des Hauptrahmens in dem Motorrad gemäß der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, in welchem die Konstruktion eines Pumpenteils und eines Hydraulikzylinders in dem Motorrad gemäß der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform dargestellt ist. Die erste Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf ein Motorrad als ein Beispiel eines Fahrzeugs gemäß der Erfindung beschrieben. Die Konstruktion des Motorrads 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird unten detaillierter unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben.
  • In dem Motorrad 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist ein Hauptrahmen 3 hinter einem Kopfrohr 2 wie in 1 dargestellt angeordnet. Das Kopfrohr 2 ist ein Beispiel für den "vorderen Rahmen" in der Erfindung, und der Hauptrahmen 3 ist ein Beispiel des "hinteren Rahmens" in der Erfindung. Der Hauptrahmen 3 ist so ausgeformt, dass er sich hinten nach unten erstreckt. Eine Sitzschiene 4 ist mit dem Hauptrahmen 3 verbunden. Ein Setzstock 5 ist zwischen einem hinteren Bereich des Hauptrahmens 3 und einem hinteren Ende der Sitzschiene 4 verbunden. Das Kopfrohr 2, der Hauptrahmen 3, die Sitzschiene 4 und der Setzstock 5 bilden einen Fahrzeugkörper-Rahmen.
  • Ein Paar Vordergabeln 6 mit Aufhängungen zur Absorption vertikaler Stöße ist unter dem Kopfrohr 2 angeordnet. Ein Vorderrad 7 ist rotierbar an unteren Enden des Paars Vordergabeln 6 angebracht. Ein vorderes Schutzblech 8 ist über dem Vorderrad 7 angeordnet, um das Vorderrad 7 abzudecken.
  • Hier ist gemäß der ersten Ausführungsform ein nach hinten nach unten vorstehender Schaftbereich 2a in der Form einer kreisförmigen Säule fest zusammengebaut mit einem hinteren Bereich des Kopfrohrs 2 wie in 2 dargestellt gebildet. Der Schaftbereich 2a ist ein Beispiel für eine "erste Lager-Halterung" in der Erfindung. Ebenfalls ist der Hauptrahmen 3 mit einem Schaft-Einsetzloch 3a gebildet, in welches der Schaftbereich 2a des Kopfrohrs 2 eingesetzt wird. Das Schaft-Einsetzloch 3a ist ein Beispiel für eine "zweite Lager-Halterung" in der Erfindung. Ein konisches Kugellager (kegelförmiges Kugellager) 9 mit konisch geformten Kugeln 9a ist zwischen einer äußeren peripheren Fläche des Schaftbereichs 2a des Kopfrohrs 2 und einer inneren peripheren Fläche des Schaft-Einsetzlochs 3a im Hauptrahmen 3 angeordnet. Dadurch kann das Kopfrohr 2 um eine Drehachse L1, die sich in Längsrichtung des Schaftbereichs 2a erstreckt, relativ zum Hauptrahmen 3 drehen. Das konische Kugellager 9 ist ein Beispiel für ein "Lager" in der Erfindung, und die Drehachse L1 des Schaftbereichs 2a des Kopfrohrs 2 ist ein Beispiel für die "Achse" in der Erfindung. Das konische Kugellager 9 ist auf eine solche Weise angeordnet, dass seine Mittelachse im Wesentlichen gleich der Drehachse L1 ist, die sich in Längsrichtung des Schaftbereichs 2a des Kopfrohrs 2 erstreckt. Eine Verlängerung der sich in Längsrichtung erstreckenden Drehachse L1 ist auf eine solche Weise gebildet, dass sie sich nach hinten nach unten (nach hinten und schräg nach unten) wie in 1 dargestellt erstreckt und durch die Nachbarschaft eines Kontaktpunktes eines Hinterrades 10 und des Untergrundes 100 verläuft. In einem fahrerlosen Zustand ist ein Schwerpunkt G (siehe 1) oberhalb der Verlängerung der Drehachse L1 angeordnet.
  • Wie in 2 dargestellt, sind eine Druckscheibe 11 und Gummistaubdichtung 12a zwischen dem Kopfrohr 2 und einem vorderen Bereich des Hauptrahmens 3 angeordnet. Eine Gummistaubdichtung 12b ist nach hinten an der inneren peripheren Fläche des Schaft-Einsetzlochs 3a des Hauptrahmens 3 angeordnet. Die Gummistaubdichtungen 12a, 12b dienen dazu zu verhindern, dass Fremdmaterialien, wie beispielsweise Schmutz, in die Druckscheibe 11 und das konische Kugellager 9 eindringen.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform, wie in 2 und 4 dargestellt ist, ist ein Vorsprung 2b mit einem rechteckigen Querschnitt (siehe 4) fest zusammengebaut mit einem hinteren Ende des Schaftbereichs 2a des Kopfrohrs 2 gebildet. Ein Drehelement 30 mit einer Antriebsübertragungsfunktion ist an dem Vorsprung 2b mittels eines Bolzens 81 befestigt. Das Drehelement 30 umfasst einen Eingreifbereich 30 mit einem rechteckigen Loch zur Aufnahme und zum Zusammenwirken mit dem Vorsprung 2b des Schaftbereichs 2a, und ein drehendes vorderes Ende 30b, das um einen vorbestimmten Abstand getrennt von dem Eingreifbereich 30 angeordnet ist, wie in 4 dargestellt ist. Wie in 2 und 4 darge stellt, ist an den Hauptrahmen 3 eine Blattfeder 31 angebracht, die auf eine solche Weise angeordnet ist, dass sie das Drehelement 30 von dessen beiden Seiten durch ein Stützelement 32 aufnimmt. Die Blattfeder 31 weist, wie in 4 dargestellt ist, einen Federbereich 31a auf, der gegen eine linke Seite, von der Hinterseite eines Fahrzeugkörpers aus gesehen, des Drehelementes 30 anliegt sowie einen Federbereich 31b, der gegen eine rechte Seite des Drehelementes 30 anliegt. An dem Hauptrahmen 3 ist ein Paar Positions-Einschränkungselemente 33a, 33b angebracht, das gegen die Federbereiche 31a, 31b der Blattfeder 31 anliegt und die Drehung des Drehelementes 30 in Richtung eines Pfeils A und in Richtung eines Pfeils B beschränkt, und die sich gegenüberliegen. Die Blattfeder 31 und das Paar Positions-Einschränkungselemente 33a, 33b dienen dazu, eine neutrale Position des Drehelementes 30 in einer Drehrichtung (in der Richtung des Pfeils A und in der Richtung des Pfeils B) zu halten. Das heißt, dass in dem Fall, dass sich das Drehelement 30 in Richtung des Pfeils A oder in Richtung des Pfeils B von der neutralen Position weg dreht, der Federbereich 31a oder 31b der Blattfeder dazu dient, durch Anwenden einer Rückstellkraft auf das Drehelement 30 dieses in die neutrale Position zurückbringen.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform ist an einem oberen Bereich des Hauptrahmens 3 ein Hydraulikzylinder 40 angebracht, um als Betätigungselement zu dienen, um das Kopfrohr 2 relativ zum Hauptrahmen 3 durch eine Zylinderklammer 40a (siehe 3) zu drehen, wie in 2 und 3 dargestellt ist. Der Hydraulikzylinder 40 ist ein Beispiel für einen "Zylinder" und "Schwerpunkt-Bewegungsmittel" in der Erfindung. Der Hydraulikzylinder 40 weist, wie in 3 und 4 dargestellt ist, einen Schlauch 41, einen Kolben 42 (siehe 4), der in dem Schlauch 41 angeordnet ist, eine Kolbenstange 43, die an dem Kolben 42 befestigt ist, und ein Verbindungselement 44 auf, das an einem Ende der Kolbenstange 43 angebracht ist. Der Schlauch 41 ist an der Zylinderklammer 40a befestigt. Das Innere des Schlauchs 41 ist in zwei mit Öl gefüllte Bereiche R1, R2 durch den Kolben 42 unterteilt, wie in 4 dargestellt ist. Die Kolbenstange 43 ist so angeordnet, dass sie sich durch den Schlauch 41 erstreckt. Wie in 3 dargestellt ist, ist das Verbindungselement 44 mit dem drehenden vorderen Ende 30b des Drehelements 30 mittels eines Bolzens 82 verbunden. Gemäß der ersten Ausführungsform ist der Schlauch 41 des Hydraulikzylinders 40 mit einer Seite des Hauptrahmens 3 verbunden, und der Kolben 42 und die Kolbenstange 43 des Hydraulikzylinders 40 sind mit einer Seite des Kopfrohrs 2 durch das Drehelement 30 verbunden. Dadurch wird, gemäß der ersten Ausführungsform, die lineare Bewegung des Kolbens 42 des Hydraulikzylinders 40 in eine Rotationsbewegung des Drehelementes 30 gewandelt, um an den Schaftbereich 2a des Kopfrohrs 2 übertragen zu werden, so dass es möglich wird, das Kopfrohr 2 relativ zum Hauptrahmen 3 um die Drehachse L1 (siehe 2) des konischen Kugellagers 9 zu drehen.
  • Bei der ersten Ausführungsform ist, wie in 1 und 2 dargestellt ist, ein Pumpenteil 50 nach vorne und nach schräg oberhalb des Hydraulikzylinders 40 angeordnet, um Öl an den Hydraulikzylinder 40 zu liefern. Das Pumpenteil 50 weist, wie in 5 dargestellt ist, eine Ölpumpe 52, mit welcher ein Akkumulator 51 verbunden ist, sowie ein Umschaltventil 53 auf. Ebenfalls ist eine Fahrbahnlinien-Folge-Steuereinheit 60 elektrisch mit dem Pumpenteil 50 verbunden. Insbesondere weist die Fahrbahnlinien-Folge-Steuereinheit 60 ein Steuergerät 61, einen Geschwindigkeitssensor 62, einen Neigungssensor 63, einen Erdmagnetismus-Sensor 64 und eine an dem Fahrzeug angebrachte Kamera 65 auf. Das Steuergerät 61, der Geschwindigkeitssensor 62, der Neigungssensor 63 und der Erdmagnetismus-Sensor 64 in der Fahrbahnlinien-Folge-Steuereinheit 60 sind auf einem Steuerbrett (nicht dargestellt) angeordnet, das in der Nachbarschaft des Sitzes 26 angeordnet ist. Die an dem Fahrzeug angebrachte Kamera 65 ist an einem vorderen Bereich des Motorrads 1 angebracht. Das Steuergerät 61 ist ein Beispiel für "Steuermittel" und "Fahrbahnlinien-Detektionsmittel" in der Erfindung, und der Geschwindigkeitssensor 62 ist ein Beispiel für "Geschwindigkeits-Detektionsmittel" in der Erfindung, der Neigungssensor 63 und der Erdmagnetismus-Sensor 64 sind Beispiele für "Neigungs-Detektionsmittel" in der Erfindung, und die an dem Fahrzeug angebrachte Kamera 65 ist ein Beispiel für "Kamera" und "Fahrbahnlinien-Detektionsmittel" in der Erfindung. Der Akkumulator 51 ist so konstruiert, dass er in der Lage ist, Druckschwankungen, die von der Ölpumpe 52 erzeugt werden, zu absorbieren. Der Akkumulator 51 dient weiter dazu, dem Hydraulikzylinder 40 eine Vorkompression zu vermitteln, wodurch die Reaktionsgeschwindigkeit des Hydraulikzylinders 40 verbessert wird und dieser stabilisiert wird. Der Akkumulator 51 ist immer dann in Betrieb, wenn der Starterschalter (nicht dargestellt) des Motorrades 1 auf EIN geschaltet wird, das heißt, bis der Motor 19 des Motorrades 1 angehalten wird.
  • Das Steuergerät 61 ist so programmiert, dass es möglich ist, die Fahrbahnlinien-Folge-Steuerung des Motorrads 1 auszuführen. Das heißt, dass das Steuergerät 61 so konstruiert ist, dass es eine Fahrbahnlinie (eine Fahrtrichtung des Motorrads 1) auf Basis einer Signalausgabe von der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65 detektiert (berechnet) und eine Laufrichtung des Motorrades 1 auf der Basis der Signalausgabe von dem Geschwindigkeitssensor 62, dem Neigungssensor 63 und dem Erdmagnetismus-Sensor vorhersagt, um den Akkumulator 51, die Ölpumpe 52 und das Umschaltventil 53 zu steuern, um so zu verhindern, dass die vorhergesagte Laufrichtung des Motorrades 1 von der Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrades 1), die von der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65 detektiert wurde, abweicht. Der Geschwindigkeitssensor 62 dient dazu, die Geschwindigkeit des Motorrads 1 zu detektieren und den detektierten Wert an das Steuergerät 61 als ein Signal eines Stromstärkenwerts und eines Spannungswerts auszugeben. Der Neigungssensor 63 dient dazu, eine Neigungsgeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit) zu detektieren und den detektierten Wert an das Steuergerät 61 als ein Signal eines Stromstärkenwerts und eines Spannungswerts auszugeben. Es ist möglich, einen Gyrosensor als Rollsensoren, Giergeschwindigkeitssensoren etc. als Neigungssensor 63 zu verwenden. Der Erdmagnetismus-Sensor 64 dient dazu, einen Neigungswinkel des Motorrads 1 relativ zu einer vertikalen Richtung (einer Richtung, in welcher die Schwerkraft wirkt) zu detektieren und den detektierten Wert an das Steuergerät 61 als ein Signal eines Stromstärkenwerts und eines Spannungswerts auszugeben. Die an dem Fahrzeug angebrachte Kamera 65 dient dazu, eine weiße Linie, die auf einer Straßenoberfläche gezogen ist, zu detektieren und den detektierten Wert an das Steuergerät 61 als ein Signal eines Stromstärkenwerts und eines Spannungswerts auszugeben. Der Hydraulikzylinder 40 und das Pumpenteil 50 sind mittels zweier Hydraulikrohre 54a, 54b miteinander verbunden. Die beiden Hydraulikrohre 54a, 54b sind jeweils mit den beiden Bereichen R1, R2 in dem Schlauch 41, die durch den Kolben 42 unterteilt sind, verbunden, wie in 4 dargestellt ist.
  • Bei der ersten Ausführungsform ist ein Paar Stopper 70 vor dem Hauptrahmen 3 wie in 3 dargestellt vorgesehen, um zu verhindern, dass sich das Kopfrohr 2 übermäßig relativ zum Hauptrahmen 3 dreht. Die Stopper 70 sind in der Erfindung ein Beispiel für "Beschränkungselement". Das Paar Stopper 70 ist so ausgebildet, dass es gegen das Kopfrohr 2 anstößt, wenn sich das Kopfrohr um mehrere Grad im oder gegen den Uhrzeigersinn um die Drehachse L1 relativ zum Hauptrahmen 3 bewegt.
  • Ein Lenker 13 ist an dem Kopfrohr 2 zur Verwendung beim Drehen angebracht, wie in 1 dargestellt ist. Nach vorne von dem Kopfrohr 2 aus ist ein Scheinwerfer 14 vorgesehen, welcher die Vorderseite beleuchtet, sowie ein vorderer Windschutz 15, der die Vorderseite des Kopfrohrs 2 abdeckt. Es ist ebenfalls eine leichte Strebe 16 zwischen dem Scheinwerfer 14 und dem Kopfrohr 2 angeordnet, um den Scheinwerfer 14 zu stützen. Instrumente und ein Rückspiegel 17 sind oberhalb der leichten Strebe 16 angebracht. Ein unterer Bereich des vorderen Windschutzes 15 erstreckt sich nach hinten nach unten und ist an einer Abdeckung des Fahrzeugkörpers (nicht dargestellt) des Hauptrahmens 3 mittels einer Schraube 18 befestigt.
  • Der Motor 19 ist unter dem Hauptrahmen 3 angebracht, wie in 1 dargestellt ist. Ein Auspuffrohr 20 ist an dem Motor 19 angebracht. Das Auspuffrohr 20 ist in Laufrichtung nach rechts gekrümmt, um nach hinten nach unten gerichtet zu sein, und ist mit einem Auspufftopf 21 verbunden. Ein Kühler 22 ist nach vorne nach oben des Motors 19 angeordnet, um den Motor 19 zu kühlen. Ein Gelenkbolzen 23 ist an dem hinteren Ende des Hauptrahmens 3 vorgesehen. Der Gelenkbolzen 23 stützt schwenkbar ein vorderes Ende eines hinteren Auslegers 24, um diesem zu ermöglichen, vertikal zu schwingen. Das Hinterrad 10 ist drehbar an einem hinteren Ende des hinteren Auslegers 24 angebracht. Das heißt, dass das Hinterrad 10 an dem Hauptrahmen 3 über den hinteren Ausleger 24 angebracht ist. Das Hinterrad 10 umfasst einen kreisförmigen Reifen, dessen Unterseite in Fahrtrichtung gesehen ein gebogenes Profil aufweist, um so dem Fahrzeug zu ermöglichen, sich zum Zeitpunkt des Drehens relativ zu einer vertikalen Richtung zu neigen. Ebenso wie das Hinterrad 10 umfasst das Vorderrad 7 einen kreisförmigen Reifen. Ein Treibstofftank 25 ist oberhalb des Hauptrahmens 3 angeordnet. Der Sitz 26 ist hinter dem Treibstofftank 25 angeordnet.
  • 6 ist ein Ablaufdiagramm, in welchem ein Fahrbahnlinien-Folge-Steuerverfahren für das Motorrad gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Das Fahrbahnlinien-Folge-Steuerverfahren für das Motorrad gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird untenstehend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
  • Zunächst schaltet ein Fahrer einen Startschalter (nicht dargestellt) an dem Motorrad 1 in einen EIN-Zustand, wodurch in Schritt S1 eine weiße Linie auf einer Straßenoberfläche von der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65 detektiert wird, wie in 6 dargestellt ist, und die Detektionsergebnisse werden an das Steuergerät 61 ausgegeben. In Schritt S2 berechnet das Steuergerät 61 eine Fahrbahnlinie (die Fahrtrichtung des Motorrads 1) auf der Basis der von der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65 in Schritt S1 detektierten weißen Linie.
  • Anschließend wird in Schritt S3 die Geschwindigkeit des Motorrades 1 von dem Geschwindigkeitssensor 62 detektiert. Die Geschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit), mit welcher das Motorrad 1 geneigt wird, wird von dem Neigungssensor 63 detektiert. Der Neigungswinkel des Motorrads 1 wird von dem Erdmagnetismus-Sensor 64 detektiert. Die Ergebnisse dieser Detektionen werden an das Steuergerät 61 ausgegeben. In Schritt S4 berechnet das Steuergerät 61 eine Fahrtrichtung des Motorrads 1 basierend auf der in Schritt 3 von dem Geschwindigkeitssensor 62 detektierten Geschwindigkeit, der von dem Neigungssensor 63 detektierten Geschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit), mit welcher das Motorrad 1 geneigt wird, und dem von dem Erdmagnetismus-Sensor 64 in Schritt S4 detektierten Neigungswinkel.
  • Anschließend beurteilt in Schritt S5 das Steuergerät 61, ob die in Schritt S4 berechnete Fahrtrichtung des Motorrades 1 von der in Schritt 2 berechneten Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrades 1) abweicht. In dem Fall, dass beurteilt wird, dass die in Schritt S4 berechnete Fahrtrichtung des Motorrades 1 nicht von der in Schritt S2 berechneten Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrades 1) abweicht, kehrt das Verfahren zu Schritt S1 zurück. Wenn andererseits beurteilt wird, dass die in Schritt S4 berechnete Fahrtrichtung des Motorrades 1 von der in Schritt S2 berechneten Fahrtrichtung des Motorrades 1 abweicht, fährt das Verfahren mit Schritt S6 fort.
  • Anschließend berechnet in Schritt S6 das Steuergerät 61 einen geforderten Drehradius, der erforderlich ist, um zu bewirken, dass das Motorrad 1 die in Schritt S2 berechnete Fahrbahnlinie (die Fahrtrichtung des Motorrades 1) hält, aus der in Schritt S3 detektierten Geschwindigkeit des Motorrades 1, der Geschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit), mit welcher das Motorrad geneigt wird, und dem Neigungswinkel des Motorrades 1. In Schritt S7 berechnet das Steuergerät 61 einen geforderten Neigungswinkel, der erforderlich ist, um zu bewirken, dass das Motorrad 1 mit dem in Schritt S6 berechneten geforderten Drehradius dreht.
  • In Schritt S8 berechnet das Steuergerät 61 die Bewegung des Schwerpunktes, die erforderlich wäre, um zu bewirken, dass das Motorrad 1 mit dem in Schritt S7 berechneten geforderten Neigungswinkel geneigt wird. In Schritt S9 betätigt das Steuergerät 61 den Hydraulikzylinder 40, um den Schwerpunkt G um die in Schritt S7 berechnete Menge zu bewegen. Insbesondere berechnet das Steuergerät 61 die Betätigungsmenge (Hub) des Kolbens 42 des Hydraulikzylinders 40, die erforderlich wäre, um den Schwerpunkt G zu bewegen, um die Fahrbahnlinie (die Fahrtrichtung des Motorrades 1) zu halten, und ein geeignetes Signal wird an das Umschaltventil 53 übertragen, das an einem Hydraulikkreislauf des Steuergeräts 61 vorgesehen ist. Dadurch wird das Umschaltventil 53 so betätigt, dass eine erforderliche Ölmenge von der Ölpumpe 52 an den Hydraulikzylinder 40 geliefert wird. Der Hydraulikzylinder 40 wird betätigt, um den Hauptrahmen 3 relativ zu dem Kopfrohr 2 zu drehen, wodurch der Schwerpunkt G so bewegt wird, dass die Fahrbahnlinie (die Fahrtrichtung des Motorrades 1) gehalten wird. Dadurch kann das Motorrad 1 die Fahrbahnlinie (die Fahrtrichtung des Motorrades 1) halten.
  • 7 bis 10 sind schematische Ansichten, in welchen eine Bewegung des Motorrades gemäß der ersten Ausführungsform, dargestellt in 6, zum Zeitpunkt der Fahrbahnlinien-Folge-Steuerung dargestellt ist. Eine Bewegung des Schwerpunkts des Motorrads gemäß der ersten Ausführungsform zum Zeitpunkt der Fahrbahnlinien-Folge-Steuerung wird untenstehend unter Bezugnahme auf 4, 7 bis 10 und 11 beschrieben.
  • Zuerst fährt das Motorrad 1 geradeaus, wie in (1) in 7 dargestellt ist, obwohl die an dem Fahrzeug angebrachte Kamera 65 detektiert hat, dass die Fahrbahnlinie (die Fahrtrich tung des Motorrades 1) nach links geht. Das Steuergerät 61 steuert die Ölpumpe 52 so, dass eine vorbestimmte Ölmenge an den linken Bereich R1 (siehe 4) in dem Hydraulikzylinder 40 von der Ölpumpe 52 geliefert wird, in dem Fall, dass das Motorrad 1 dabei ist, von der Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrads 1) abzuweichen. Dadurch werden der Kolben 42 und die Kolbenstange 43 des Hydraulikzylinders 40 nach rechts bewegt und das Drehelement 30 dreht im Uhrzeigersinn (in der durch Pfeil B in 4 dargestellten Richtung) um den Vorsprung 2b des Schaftbereichs 2a, welcher mit dem Eingriff 30a zusammenwirkt. Dadurch dreht das Kopfrohr 2 relativ zum Hauptrahmen 3 im Uhrzeigersinn. Da dies bedeutet, dass sich der Hauptrahmen 3 gegen den Uhrzeigersinn um die Drehachse L1 relativ zum Kopfrohr 2 bewegt, wird der Schwerpunkt G nach links bewegt und das Motorrad 1 dreht sich, wie in (2) in 7 dargestellt ist, wodurch dem Hinterrad 10 ein winziger nach rechts gerichteter Lenkwinkel gegeben wird. Da der Schwerpunkt G nach links bewegt wird, wird das Motorrad 1, wie in (3) in 7 dargestellt ist, nach links geneigt. Dadurch dreht sich das Motorrad 1 nach links, da ein Querschub erzeugt wird und dem Hinterrad 10 ein winziger Lenkwinkel gegeben wird.
  • Angenommen, das Motorrad 1 fährt wie in (1) von 8 dargestellt geradeaus, obwohl die an dem Fahrzeug angebrachte Kamera 65 detektiert hat, dass die Fahrbahnlinie (die Fahrtrichtung des Motorrades 1) nach rechts geht. In diesem Fall steuert das Steuergerät 61 die Ölpumpe 52 so, dass eine vorbestimmte Ölmenge an den rechten Bereich R2 (siehe 11) in dem Hydraulikzylinder 40 von der Ölpumpe 52 geliefert wird, in dem Fall, dass das Motorrad 1 dabei ist, von der Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrads 1) abzuweichen. Dadurch werden der Kolben 42 und die Kolbenstange 43 des Hydraulikzylinders 40 nach links bewegt, und das Drehelement 30 dreht gegen den Uhrzeigersinn (in der durch Pfeil A in 11 dargestellten Richtung) um den Vorsprung 2b des Schaftbereichs 2a, welcher mit dem Eingriff 30a zusammenwirkt. Dadurch dreht das Kopfrohr 2 relativ zum Hauptrahmen 3 gegen den Uhrzeigersinn. Da dies bedeutet, dass sich der Hauptrahmen 3 im Uhrzeigersinn um die Drehachse L1 relativ zum Kopfrohr 2 bewegt, wird der Schwerpunkt G nach rechts bewegt und das Motorrad dreht sich, wie in (2) in 8 dargestellt ist, wodurch dem Hinterrad 10 ein winziger nach rechts gerichteter Lenkwinkel gegeben wird. Da der Schwerpunkt G nach rechts bewegt wird, wird das Motorrad 1, wie in (3) in 8 dargestellt ist, nach rechts geneigt. Dadurch dreht sich das Motorrad 1 nach links, da ein Querschub erzeugt wird und dem Hinterrad 10 ein winziger Lenkwinkel gegeben wird.
  • In einer anderen Situation dreht das Motorrad 1 nach links, wie in (1) von 9 dargestellt ist, obwohl die an dem Fahrzeug angebrachte Kamera 65 detektiert hat, dass die Fahrbahnlinie (die Fahrtrichtung des Motorrades 1) geradeaus geht. In diesem Fall steuert das Steu ergerät 61 die Ölpumpe 52 so, dass eine vorbestimmte Ölmenge an den rechten Bereich R2 (siehe 11) in dem Hydraulikzylinder 40 von der Ölpumpe 52 geliefert wird, in dem Fall, dass das Motorrad 1 dabei ist, von der Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrads 1) abzuweichen. Dadurch werden der Kolben 42 und die Kolbenstange 43 des Hydraulikzylinders 40 nach links bewegt und das Drehelement 30 dreht gegen den Uhrzeigersinn (in der durch Pfeil A in 11 dargestellten Richtung) um den Vorsprung 2b des Schaftbereichs 2a, welcher mit dem Eingriff 30a zusammenwirkt. Dadurch dreht das Kopfrohr 2 relativ zum Hauptrahmen 3 gegen den Uhrzeigersinn. Da dies bedeutet, dass sich der Hauptrahmen 3 im Uhrzeigersinn um die Drehachse L1 relativ zum Kopfrohr 2 bewegt, wird der Schwerpunkt G von links nach rechts bewegt, wie in (2) in 9 dargestellt ist. Da der Schwerpunkt G nach rechts bewegt wird, wird das Vorderrad 7 nach rechts bewegt. Zu diesem Zeitpunkt bewirkt das Steuergerät 61, dass die Ölpumpe 52 eine vorbestimmte Ölmenge an den linken Bereich R1 in dem Hydraulikzylinder 40 liefert, wodurch der Kolben 42 und die Kolbenstange 43 von einem in 11 dargestellten Zustand nach rechts bewegt wird und das Drehelement 30 wird dazu gebracht, im Uhrzeigersinn zu drehen (in der Richtung des Pfeils B) um den Vorsprung 2b des Schaftbereichs 2a, welcher mit dem Eingriff 30a zusammenwirkt. Dadurch wird der Schwerpunkt G, dargestellt in (2) von 9, nach links bewegt, und das Hinterrad 10 wird nach links bewegt. Als Folge werden eine Seite des Vorderrades 7 und eine Seite des Hinterrades 10 parallel zueinander angeordnet, wie in (3) von 9 dargestellt ist, so dass der Fahrzeugkörper aufgerichtet wird und das Motorrad 1 geradeaus fährt.
  • In einer noch anderen Situation dreht das Motorrad 1 nach rechts, wie in (1) von 10 dargestellt ist, obwohl die an dem Fahrzeug angebrachte Kamera 65 detektiert hat, dass die Fahrbahnlinie (die Fahrtrichtung des Motorrades 1) geradeaus geht. In diesem Fall steuert das Steuergerät 61 die Ölpumpe 52 so, dass eine vorbestimmte Ölmenge an den linken Bereich R1 (siehe 4) in dem Hydraulikzylinder 40 von der Ölpumpe 52 geliefert wird, in dem Fall, dass das Motorrad 1 von der Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrads 1) abweichen wird. Dadurch werden der Kolben 42 und die Kolbenstange 43 des Hydraulikzylinders 40 nach rechts bewegt, und das Drehelement 30 dreht im Uhrzeigersinn (in der durch Pfeil B in 4 dargestellten Richtung) um den Vorsprung 2b des Schaftbereichs 2a, welcher mit dem Eingriff 30a zusammenwirkt. Dadurch dreht das Kopfrohr 2 relativ zum Hauptrahmen 3 im Uhrzeigersinn. Da dies bedeutet, dass sich der Hauptrahmen 3 gegen den Uhrzeigersinn um die Drehachse L1 relativ zum Kopfrohr 2 bewegt, wird der Schwerpunkt G von rechts nach links bewegt, wie in (2) von 10 dargestellt ist. Da der Schwerpunkt G nach links bewegt wird, wird das Vorderrad 7 nach links bewegt. Zu diesem Zeitpunkt bewirkt das Steuergerät 61, dass die Ölpumpe 52 eine vorbestimmte Ölmenge an den rechten Bereich R2 in dem Hydraulikzylinder 40 liefert, wodurch der Kolben 42 und die Kolbenstange 43 nach links bewegt werden und das Drehelement 30 dazu gebracht wird, gegen den Uhrzeigersinn zu drehen (in der Richtung des Pfeils A) um den Vorsprung 2b des Schaftbereichs 2a, welcher mit dem Eingriff 30a zusammenwirkt. Dadurch wird der Schwerpunkt G, dargestellt in (2) von 10, nach rechts bewegt, und das Hinterrad 10 wird nach rechts bewegt. Als Folge werden die Seite des Vorderrades 7 und die Seite des Hinterrades 10 parallel zueinander angeordnet, wie in (3) aus 10 dargestellt ist, so dass der Fahrzeugkörper aufgerichtet wird und das Motorrad geradeaus fährt. Auf diese Weise wird, wenn das Motorrad 1 dabei ist, von der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65 detektierten Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrads 1) abzuweichen, eine Fahrbahnlinien-Folge-Steuerung des Motorrads 1 ausgeübt.
  • Wie oben beschrieben, ist die erste Ausführungsform so konstruiert, dass sie den Hydraulikzylinder 40 aufweist, der den Schwerpunkt G bewegt, sowie die an dem Fahrzeug angebrachte Kamera 65, die eine Fahrtrichtung des Motorrads 1 detektiert. Bei der ersten Ausführungsform wird der Hydraulikzylinder 40 verwendet, um den Schwerpunkt G zu bewegen, um die von der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65 detektierte Fahrbahnlinie zu halten. Auf diese Weise kann der Hydraulikzylinder 40 den Schwerpunkt G positiv seitlich (in Richtung der Fahrzeugbreite) unabhängig von dem Willen des Fahrers bewegen, so dass es möglich ist, den Fahrzeugkörper seitlich (in Richtung der Fahrzeugbreite) zu neigen oder den Fahrzeugkörper aufzurichten. Dadurch wird in dem Fall, dass das Motorrad 1 dabei ist, von der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65 detektierten Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrads 1) abzuweichen, der Fahrzeugkörper seitlich (in Richtung der Fahrzeugbreite) geneigt, um somit ein Drehen des Motorrads 1 zu ermöglichen und den Fahrzeugkörper aufzurichten, wodurch ermöglicht wird, dass das Motorrad 1 geradeaus fährt, so dass das Motorrad 1 der von der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65 detektierten Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrads 1) folgen kann. Als Folge kann das Motorrad 1 die von der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65 detektierte Fahrbahnlinie (die Fahrtrichtung des Motorrads 1) ohne Lenksteuerung des Vorderrades 7 halten. Ebenfalls ist es, in dem Fall, dass das Motorrad 1 dabei ist, von der an dem Fahrzeug angebrachte Kamera 65 detektierten Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrads 1) abzuweichen, möglich, den Fahrzeugkörper seitlich (in Richtung der Fahrzeugbreite) zu neigen oder den Fahrzeugkörper aufzurichten, so dass es möglich ist, einen Fahrer mittels einer körperlichen Empfindung darüber zu informieren, dass das Motorrad 1 dabei ist, von der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65 detektierten Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrads 1) abzuweichen.
  • Bei der ersten Ausführungsform liefern der Neigungssensor 63, welcher die Geschwindigkeit detektiert, mit welcher der Fahrzeugkörper geneigt wird, der Erdmagnetismus-Sensor 64, welcher einen Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers detektiert, der Geschwindigkeitssensor 62, welcher die Geschwindigkeit des Fahrzeugkörpers detektiert, Informationen an das Steuergerät 61. Das Steuergerät steuert den Hydraulikzylinder 40 auf Basis der Detektionsergebnisse des Neigungssensors 63, des Erdmagnetismus-Sensors 64, des Geschwindigkeitssensors 62 und der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65. Auf diese Weise ist es möglich, eine Laufrichtung des Motorrads 1 auf Basis der Detektionsergebnisse des Neigungssensors 63, des Erdmagnetismus-Sensors 64 und des Geschwindigkeitssensors 62 vorherzusagen, so dass das Steuergerät 61 den Hydraulikzylinder 40 auf Basis der Ergebnisse der vorhergesagten Laufrichtung des Motorrads 1 und der von der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65 detektierten Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrads 1) steuern kann. Dadurch ist es möglich, den Schwerpunkt G geeignet entsprechend der vorhergesagten Laufrichtung des Motorrads 1 und der von der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65 detektierten Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrads 1) zu bewegen.
  • Bei der ersten Ausführungsform ist das Steuergerät 61 so konstruiert, dass es eine Laufrichtung des Motorrads 1 auf Basis der Detektionsergebnisse des Neigungssensors 63, des Erdmagnetismus-Sensors 64 und des Geschwindigkeitssensors 62 vorhersagt und den Hydraulikzylinder 40 so steuert, dass verhindert wird, dass die vorhergesagte Laufrichtung des Motorrads 1 von der von der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65 detektierten Fahrtrichtung des Motorrads 1 abweicht. In dem Fall, dass das Motorrad 1 dabei ist, von der von der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65 detektierten Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrads 1) abzuweichen, kann der von dem Steuergerät 61 gesteuerte Hydraulikzylinder 40 den Schwerpunkt G bewegen, so dass verhindert wird, dass die vorhergesagte Laufrichtung des Motorrads 1 von der von der an dem Fahrzeug angebrachten Kamera 65 detektierten Fahrbahnlinie (der Fahrtrichtung des Motorrads 1) abweicht, so dass es auf einfache Weise möglich ist, den Fahrzeugkörper zu neigen oder den Fahrzeugkörper aufzurichten, so dass das Motorrad 1 die Fahrbahnlinie (die Fahrtrichtung des Motorrads 1) halten kann.
  • Bei der ersten Ausführungsform wird der Hauptrahmen 3 dazu gebracht, sich relativ zum Kopfrohr 2 zu drehen, wodurch ein Lenkwinkel in einer zu dieser Richtung entgegengesetzten Richtung, in welcher der Schwerpunkt G bewegt wird, dem Hinterrad 10 gegeben wird, welches von dem Hauptrahmen 3 gestützt wird. Auf diese Weise ist es möglich, den Drehradius zum Zeitpunkt des Drehens zu reduzieren und die Drehfähigkeit des Fahrzeugkörpers zu verbessern.
  • 12 ist eine Querschnittansicht, in welcher eine Peripherie eines Drehelements entsprechend einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
  • Unter Bezugnahme auf 4 und 12 werden elastische Elemente 34 aus Gummi oder Ähnlichem bei der ersten Modifikation der ersten Ausführungsform verwendet, um die neutrale Position des Drehelements 30 zu halten, wie in 12 dargestellt ist. Dies ist ein Unterschied zur ersten Ausführungsform, bei welcher die in 4 dargestellte Blattfeder 31 dazu verwendet wurde, die neutrale Position des Drehelementes 30 zu halten. Das heißt, dass das Paar elastischer Elemente 34 aus Gummi oder Ähnlichem an dem Hauptrahmen 3 angebracht ist. Anschlagelemente 35, die gegen Seiten des Drehelementes 30 anliegen, sind jeweils an dem Paar elastischer Elemente 34 angebracht. Gemäß der ersten Modifikation der ersten Ausführungsform ist jeweils das Paar elastischer Elemente 34, an dem die Anschlagelemente 35 angebracht sind, seitlich des Drehelements 30 angebracht, wodurch es auf einfache Weise möglich ist, eine neutrale Position des Drehelementes 30 in einer Drehrichtung (in Richtung C in 12) zu halten.
  • 13 bis 15 sind Ansichten, in denen die Konstruktion eines Motorrades gemäß einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Unter Bezugnahme auf 1 und 13 bis 15 ist bei der zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform ein Hydraulikzylinder 40 an einem Kopfrohr 92 angebracht, wie in 13 bis 15 dargestellt ist, als Unterschied zur ersten Ausführungsform, bei welcher der in 1 dargestellte Hydraulikzylinder 40 an dem oberen Bereich des Hauptrahmens 3 angebracht ist. Die Kolbenstange 43 des Hydraulikzylinders 40 ist an einem Hauptrahmen 93 angebracht. Gemäß der zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform sind der Hydraulikzylinder 40 und das Pumpenteil 50 entlang dieses Bereichs des Kopfrohrs 92 angebracht, der sich senkrecht zu einer Mittellinie L91 eines Schaftbereichs 92a erstreckt, wodurch es möglich ist, Platz einzusparen, der von dem Hydraulikzylinder 40 und dem Pumpenteil 50 belegt wird.
  • Zweite Ausführungsform
  • 16 bis 18 sind Ansichten, in welchen die Konstruktion eines Motorrades gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Unter Bezugnahme auf 16 bis 18 wird die Konstruktion eines Motorrades 101 gemäß der zweiten Ausführungsform erläutert, bei welcher das Kopfrohr 102 und der Hauptrahmen 103, die einen Fahrzeugkörper-Rahmen bilden, miteinander durch eine zwischen ihnen angeordnete Torsionsfeder 113 verbunden sind. Außer dieser Verbindung des Kopfrohrs 102 und des Hauptrahmens 103 sind die Konstruktion des Motorrades 101 gemäß der zweiten Ausführungsform sowie das Verfahren zum Steuern des Betriebs des Motorrads 101 im Wesentlichen gleich zu jenen für das Motorrad 1 der ersten Ausführungsform. Bei der zweiten Ausführungsform ist in der Erfin dung das Kopfrohr 102 ein Beispiel für "vorderer Rahmen", und der Hauptrahmen 103 ist in der Erfindung ein Beispiel für "hinterer Rahmen".
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein zylinderförmiger Schaftbereich 102a, der nach hinten nach unten vorsteht, fest zusammengebaut an einem hinteren Bereich des Kopfrohrs 102 ausgebildet, wie in 17 dargestellt ist. Des Weiteren ist der Schaftbereich 102a in der Erfindung ein Beispiel für "erste Lager-Halterung". Der Hauptrahmen 103 ist mit einem konkavförmigen Schaft-Einsetzbereich 103a ausgestattet, in welchen der Schaftbereich 102a des Kopfrohrs 102 eingesetzt wird. Der Schaft-Einsetzbereich 103a ist in der Erfindung ein Beispiel für "zweite Lager-Halterung". Ein Winkellager 109 mit kugelförmigen Kugeln 109a ist zwischen einer äußeren peripheren Fläche des Schaftbereichs 102a des Kopfrohrs 102 und einer inneren peripheren Fläche des Schaft-Einsetzbereichs 103a des Hauptrahmens 103 angeordnet. Dadurch kann das Kopfrohr 102 relativ zum Hauptrahmen 103 um eine Drehachse L2, die sich in Längsrichtung des Schaftbereichs 102a erstreckt, drehen. Die Drehachse L2 des Schaftbereichs 102a des Kopfrohrs 102 ist in der Erfindung ein Beispiel für "Achse". Das Winkellager 109 ist in der Erfindung ein Beispiel für "Lager". Das Winkellager 109 ist so angeordnet, dass seine Mittelachse im Wesentlichen gleich zur Drehachse L2 ist, die sich in Längsrichtung des Schaftbereichs 102a des Kopfrohrs 102 erstreckt. Eine Verlängerung der Drehachse L2, die sich in Längsrichtung erstreckt, ist ausgebildet sich nach hinten nach unten (nach hinten und schräg nach unten) zu erstrecken und durch die Nachbarschaft eines Kontaktpunkts zwischen dem Hinterrad 10 und dem Untergrund 100 zu verlaufen, wie in 16 dargestellt ist. In einem fahrerlosen Zustand ist der Schwerpunkt G oberhalb der Verlängerung der Drehachse L2 angeordnet.
  • Bei der zweiten Ausführungsform sind das Kopfrohr 102 und der Hauptrahmen 103 miteinander über die Torsionsfeder 113 verbunden, wie in 17 dargestellt ist. In einer Montagekonstruktion für die Torsionsfeder 113 ist ein profiliertes Loch 102, das Nuten aufweist, an einem Schaftbereich 102a des Kopfrohrs 102 ausgebildet. Ein profilierter Schaftbereich 113a an einem vorderen Bereich der Torsionsfeder 113 wird in das profilierte Loch 102b eingesetzt. Der profilierte Schaftbereich 113a der Torsionsfeder 113 ist entsprechend der Nuten des profilierten Lochs 102b profiliert. Dadurch wird der vordere Bereich der Torsionsfeder 113 befestigt, so dass sie fest zusammengebaut mit dem Schaftbereich 102a des Kopfrohrs 102 dreht. Ebenfalls ist ein C-Ring 114 in einen hinteren Seitenbereich des profilierten Lochs 102b des Kopfrohrs 102 eingepasst, um zu verhindern, dass die Torsionsfeder 113 nach hinten herauskommt. Ebenfalls ist ein profiliertes Loch 103b mit Nuten auf dem Bereich des Hauptrahmens 103 gebildet, an dem die Torsionsfeder 113 angebracht ist. Der profilierte Schaftbereich 113b des hinteren Bereichs der Torsionsfeder 113 wird in das profilierte Loch 103b eingesetzt. Der profilierte Schaftbereich 113b der Torsionsfeder 113 ist entsprechend der Nuten des profilierten Lochs 103b profiliert. Dadurch wird der hintere Bereich der Torsionsfeder 113 befestigt, so dass sie fest zusammengebaut mit dem Hauptrahmen 103 dreht. Ein Gewindebereich 113c ist an einem hinteren Ende der Torsionsfeder 113 gebildet. Der Gewindebereich 113c der Torsionsfeder 113 ist an einer Innenseite, Vorderfläche des Hauptrahmens 103 durch eine Mutter 180 befestigt. Die Torsionsfeder 113 wird in einen entspannten Zustand (einen Zustand, in dem ein Drehwinkel 0 Grad beträgt) gebracht, in dem Fall, dass die Seite des Vorderrades 7 und die Seite des Hinterrades 10 parallel zueinander angeordnet sind. Die Torsionsfeder wird in einen gespannten Zustand gebracht in dem Fall, dass das Kopfrohr 102 relativ zum Hauptrahmen 103 gedreht wird und die Seite des Vorderrades 7 und die Seite des Hinterrades 10 nicht parallel zueinander angeordnet sind. Des Weiteren kann eine Torsionssteifigkeit durch Austauschen der Torsionsfeder 113 durch eine andere modifiziert werden.
  • Bei der zweiten Ausführungsform ist eine Zylinderstütze 102c fest zusammengebaut an einem oberen Bereich des Kopfrohrs 102 angebracht, um sich, wie in 17 und 18 dargestellt, nach hinten und schräg nach oben zu erstrecken. Ein Hydraulikzylinder 140 ist als Betätigungselement an einem oberen Bereich der Zylinderstütze 102c angebracht, das das Kopfrohr 102 relativ zum Hauptrahmen 103 dreht. Der Hydraulikzylinder 140 ist in der Erfindung ein Beispiel für "Zylinder" und "Schwerpunkt-Bewegungsmittel". Der Hydraulikzylinder 140 weist, wie in 18 dargestellt ist, ein Rohr 141, einen Kolben 142, der in dem Rohr 141 angeordnet ist, eine Kolbenstange 143, die an dem Kolben 142 befestigt ist, und eine Kolbenstangen-Stütze 144 auf, die ein Ende der Kolbenstange 143 stützt. Das Rohr 141 ist an der Zylinderstütze 102c befestigt. Das Innere des Schlauchs 141 ist durch den Kolben 142 in zwei mit Öl gefüllte Bereiche R1, R2 unterteilt. Die Kolbenstange 143 ist so angeordnet, dass sie sich durch das Rohr 141 erstreckt. Die Kolbenstangen-Stütze 144 ist an einer Oberfläche des Hauptrahmens 103 befestigt. Da heißt, dass gemäß der zweiten Ausführungsform das Rohr 141 des Hydraulikzylinders 140 mit einer Seite des Kopfrohr 102 befestigt ist und dass der Kolben 142 und die Kolbenstange 143 des Hydraulikzylinders 140 mit einer Seite des Hauptrahmens 103 verbunden sind, anders als bei der ersten Ausführungsform. Die Kolbenstangen-Stütze 144 ist mit dem Ende der Kolbenstange 143 in Form eines Kugelgelenks verbunden. Dadurch wird die Kolbenstangen-Stütze vorgesehen, um die Kolbenstange 143, die in das Rohr 141 eingesetzt wird, relativ zur Kolbenstangen-Stütze 144 nach links und nach rechts (siehe 18) beweglich zu machen, in dem Fall, dass das Rohr 141 bogenförmig um die Drehachse L2 (siehe 17) des Winkellagers 109 dreht. Dadurch können sich, da die bogenförmige Drehbewegung in eine lineare Bewegung ge wandelt wird, die Kolbenstange 143 und der Kolben 142 leichtgängig in dem Rohr 141 bewegen.
  • Bei der zweiten Ausführungsform ist ein Pumpenteil 50 nach hinten und schräg nach unten des Hydraulikzylinders 140 angeordnet, um Öl zum Hydraulikzylinder 140 zu liefern. Des Weiteren sind der Hydraulikzylinder 140 und das Pumpenteil 50 miteinander durch zwei Hydraulikrohre 54a, 54b verbunden.
  • Bei der zweiten Ausführungsform sind das Kopfrohr 102 und der Hauptrahmen 103 durch eine zwischen ihnen befindliche Torsionsfeder 113 miteinander verbunden, wie oben beschrieben ist. Als Ergebnis können das Kopfrohr 102 und der Hauptrahmen 103 in einen Zustand gebracht werden, in dem sie sich unter Beanspruchung (Drehkraft) durch die Torsionsfeder 113 nicht relativ zueinander drehen, in dem Fall, dass die Fahrbahnlinien-Folge-Steuerung des Motorrads 101 aufgrund eines Versagens des Steuergeräts 61 der Fahrbahnlinien-Folge-Steuereinheit 60 nicht ausgeführt werden kann. Unter dieser Bedingung können die Seite des Vorderrades 7 und die Seite des Hinterrades 10 parallel zueinander angeordnet werden. Als Ergebnis kann das Motorrad 101 normal weitergefahren werden, in dem Fall, dass das Steuergerät 61 der Fahrbahnlinien-Folge-Steuereinheit 60 technisch gestört ist.
  • Andere Wirkungsweisen der zweiten Ausführungsform entsprechen jenen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
  • Dritte Ausführungsform
  • 19 bis 24 sind Ansichten, in welchen die Konstruktion eines Motorrades gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Unter Bezugnahme auf 19 bis 24 wird die Konstruktion eines Motorrades 201 gemäß der dritten Ausführungsform erläutert, in dem Fall, dass ein Kopfrohr 202 und der Hauptrahmen 203, die einen Fahrzeugkörper-Rahmen bilden, miteinander durch ein zwischen ihnen angeordnetes Federelement 213 verbunden sind. Außer dieser Verbindung des Kopfrohrs 202 und des Hauptrahmens 203 sind die Konstruktion des Motorrades 201 gemäß der dritten Ausführungsform sowie das Verfahren zum Steuern eines Betriebs des Motorrads 201 im Wesentlichen gleich zu jenen für das Motorrad 1 gemäß der ersten Ausführungsform. In der Erfindung ist das Kopfrohr 202 ein Beispiel für "vorderer Rahmen", und der Hauptrahmen 203 ist in der Erfindung ein Beispiel für "hinterer Rahmen".
  • Gemäß der dritten Ausführungsform ist ein zylinderförmiger Schaftbereich 202a, der nach hinten nach unten vorsteht, fest zusammengebaut an einem hinteren Bereich des Kopfrohrs 202 ausgebildet, wie in 20 dargestellt ist. Der Schaftbereich 202a ist in der Erfindung ein Beispiel für "erste Lager-Halterung". Der Hauptrahmen 203 ist mit einem konkavförmigen Schaft-Einsetzbereich 203a ausgestattet, in welchen der Schaftbereich 202a des Kopfrohrs 202 eingesetzt wird. Der Schaft-Einsetzbereich 203a ist in der Erfindung ein Beispiel für "zweite Lager-Halterung". Ein Winkellager 209 mit kugelförmigen Kugeln 209a ist zwischen einer äußeren peripheren Fläche des Schaftbereichs 202a des Kopfrohrs 202 und einer inneren peripheren Fläche des Schaft-Einsetzbereichs 203a des Hauptrahmens 203 angeordnet. Dadurch kann das Kopfrohr 202 relativ zum Hauptrahmen 203 um eine Mittellinie L3, die sich in Längsrichtung des Schaftbereichs 202a erstreckt, drehen. Die Mittellinie L3 des Schaftbereichs 102a des Kopfrohrs 102 ist in der Erfindung ein Beispiel für "Achse". Das Winkellager 209 ist in der Erfindung ein Beispiel für "Lager". Das Winkellager 209 ist so angeordnet, dass seine Mittelachse im Wesentlichen gleich zur Mittellinie L3 ist, die sich in Längsrichtung des Schaftbereichs 202a des Kopfrohrs 202 erstreckt. Eine Verlängerung der Mittellinie L3, die sich in Längsrichtung erstreckt, ist ausgebildet, sich nach hinten nach unten (nach hinten und schräg nach unten) zu erstrecken und durch die Nachbarschaft eines Kontaktpunkts zwischen dem Hinterrad 10 und dem Untergrund 100 zu verlaufen, wie in 19 dargestellt ist. In einem fahrerlosen Zustand ist der Schwerpunkt G oberhalb der Verlängerung der Mittellinie L3 angeordnet.
  • Bei der dritten Ausführungsform sind das Kopfrohr 202 und der Hauptrahmen 203 miteinander über das zwischen ihnen angeordnete Federelement 213 verbunden, wie in 20 dargestellt ist. Das Federelement 213 ist aus Federstahl hergestellt. Insbesondere ist ein Kugelgelenk 213a an einem Ende des Federelementes 213 vorgesehen. Das Kugelgelenk 213a ist drehbar an einer Stütze 202b angebracht, die an einem oberen Bereich des Kopfrohr 202 gebildet ist. Dadurch dreht sich eine Endseite des Federelementes 213 um die Mittellinie L3 fest zusammengebaut mit dem Schaftbereich 202a des Kopfrohrs 202. Aussparungen 202c (siehe 21 sind an der Stütze 202b des Kopfrohrs 202 so gebildet, dass dieses mit jedem vorbestimmten Winkel über ungefähr 90 Grad um eine Mittellinie L4, die im Wesentlichen parallel zur Mittellinie L3 angeordnet ist, angeordnet werden kann. Ein Bolzenbereich 213d eines Anpassungshebels 213c wird in ein Einsetzloch 213b des Kugelgelenks 213a eingesetzt und an diesem befestigt. Dadurch kann das Federelement 213 um die Mittellinie L4 gedreht werden, indem der Anpassungshebel 213c um die Mittellinie L4 gedreht wird. Ein Vorsprung 213e (siehe 23) mit einer Größe entsprechend der Aussparung 202c an der Stütze 202b ist an einer dem Anpassungshebel 213c gegenüberliegenden Seite an der Stütze 202b vorgesehen, wie in 21 dargestellt ist. Der Vorsprung 213e (siehe 23) ist zu der Stütze 202b durch eine Kompressionsfeder (nicht dargestellt), die in dem Anpassungshebel 213c angeordnet ist, vorgespannt. Dadurch kann, wenn der Anpassungshebel 213c um die Mittellinie L4 gedreht wird, der Vorsprung 213e (siehe 23) des Anpassungshebels 213c dazu gebracht werden, in die Aussparung 202c der Stütze 202b einzugreifen, welche bei jedem vorbestimmten Winkel ausgebildet sind, so dass es möglich wird, den Anpassungshebel 213c in einer vorbestimmten Winkelposition an der Stütze 202b festzustellen.
  • Das andere Ende 213f des Federelementes 213 ist im Wesentlichen säulenförmig, wie in 22 dargestellt ist. Das andere Ende 213f ist so angeordnet, dass seine Mittelachse im Wesentlichen zur Mittellinie L4 gleich ist, wie in 20 dargestellt ist. Das andere Ende 213f ist drehbar an einer Aussparung 203b, welche auf einem oberen Bereich des Hauptrahmens 203 gebildet ist, mittels einer Kappe 230 und einem Bolzen 231 angebracht, so dass sie in der Lage ist, um die Mittellinie L4 zu drehen.
  • In der dritten Ausführungsform weist ein Mittelbereich 213g des Federelementes 213, das zwischen dem Kugelgelenk 213a und dem anderen Ende 213f angeordnet ist, die Form einer flachen Platte aus einem Federstahl auf. Die Platte hat eine Dicke von ungefähr 1 mm und dient dazu, bei Biegen Spannung zu erzeugen. Die Federkonstante kann in einer Biegerichtung (einer rechten und linken Richtung) unter Verwendung des Anpassungshebels 213c angepasst werden, um das Federelement 213 um die Mittellinie L4 zu drehen.
  • Das Federelement 213 ist so angeordnet, dass es in einen entspannten Zustand (einem Zustand, in welchem der Drehwinkel 0 Grad beträgt) gebracht wird, in dem Fall, dass das Vorderrad 7 und das Hinterrad 10 in der gleichen Ebene angeordnet sind, und wird in einen gespannten Zustand gebracht, in dem Fall, dass das Kopfrohr 202 relativ zum Hauptrahmen 203 gedreht wird und so das Vorderrad 7 und das Hinterrad 10 nicht in der gleichen Ebene angeordnet sind. Wie in 23 dargestellt ist, wird insbesondere, wenn das Kopfrohr 202 nach links um die Mittellinie L3 gedreht wird, die Stütze 202b des Kopfrohrs 202 ebenfalls um die Mittellinie L3 nach links gedreht, so dass die Stütze 202b des Kopfrohrs 202 nach links von der Mittellinie L3 bewegt wird, wie als Draufsicht dargestellt ist. Zu dieser Zeit wird die eine Endseite des Federelements 213 nach links von der Mittellinie L3 bewegt, und das andere Ende 213f des Federelements 213 ist auf der Mittellinie L3 angeordnet, so dass ein Mittelbereich 213g des Federelements 213 sich nach links biegt, um in einen gespannten Zustand gebracht zu werden.
  • Bei der dritten Ausführungsform ist eine Zylinderstütze 202d fest zusammengebaut an einem unteren Bereich des Kopfrohrs 202 vorgesehen, wie in 20 dargestellt ist. An die Zylinderstütze 202d ist ein Hydraulikzylinder 240 als Betätigungselement angebracht, welcher das Kopfrohr 202 relativ zum Hauptrahmen 203 dreht. Der Hydraulikzylinder 240 ist in der Erfindung ein Beispiel für "Zylinder" und "Schwerpunkt-Bewegungsmittel". Der Hydraulikzylinder 240 weist, wie in 24 dargestellt ist, einen Schlauch 241, einen Kolben 242, der in dem Schlauch 241 angeordnet ist, eine Kolbenstange 243, die an dem Kolben 242 befestigt ist, und eine Kolbenstangen-Stütze 244 auf, die ein Ende der Kolbenstange 243 stützt. Der Schlauch 241 ist an der Zylinderstütze 202c mittels eines Bolzens 232 befestigt, wie in 20 dargestellt ist. Wie in 24 dargestellt ist, ist das Innere des Schlauchs 241 durch den Kolben 242 in zwei mit Öl gefüllte Bereiche R1, R2 unterteilt. Die Kolbenstange 243 ist so angeordnet, dass sie sich durch den Schlauch 241 erstreckt. Die Kolbenstangen-Stütze 244 ist an einem unteren Bereich des Hauptrahmens 203 befestigt. Das heißt, dass gemäß der dritten Ausführungsform der Schlauch 241 des Hydraulikzylinders 240 mit einer Seite des Kopfrohrs 202 befestigt ist und dass der Kolben 242 und die Kolbenstange 243 des Hydraulikzylinders 240 mit einer Seite des Hauptrahmens 203 verbunden sind, als Unterschied zur ersten Ausführungsform. Die Kolbenstangen-Stütze 244 ist mit dem Ende der Kolbenstange 243 durch einen Bolzen 233 in Form eines Kugelgelenks verbunden. Dadurch wird die Kolbenstangen-Stütze vorgesehen, um die Kolbenstange 243, die in den Schlauch 241 eingesetzt wird, relativ zur Kolbenstangen-Stütze 244 nach links und nach rechts (siehe 24) beweglich zu machen, in dem Fall, dass der Schlauch 241 bogenförmig um die Mittellinie L3 (siehe 20) des Winkellagers 209 dreht. Dadurch können sich, da die bogenförmige Drehbewegung in eine lineare Bewegung gewandelt wird, die Kolbenstange 243 und der Kolben 242 leichtgängig in dem Schlauch 241 bewegen.
  • Bei der dritten Ausführungsform ist das Pumpenteil 50 nach hinten und schräg nach unten des Hydraulikzylinders 240 angeordnet, um Öl zum Hydraulikzylinder 240 zu liefern. Der Hydraulikzylinder 140 und das Pumpenteil 50 sind miteinander durch zwei Hydraulikrohre 54a, 54b verbunden.
  • Bei der dritten Ausführungsform sind das Kopfrohr 202 und der Hauptrahmen 203 durch das zwischen ihnen befindliche Federelement 213 miteinander verbunden, wie oben beschrieben ist, wodurch das Kopfrohr 202 und der Hauptrahmen 203 in einen Zustand gebracht werden können, in dem sie sich durch eine Spannung (Drehkraft) des Federelements 213 nicht relativ zueinander drehen, in dem Fall, dass die Fahrbahnlinien-Folge-Steuerung des Motorrads 201 aufgrund eines Versagens des Steuergeräts 61 der Fahrbahnlinien-Folge-Steuereinheit 60 nicht ausgeführt werden kann. Unter dieser Bedingung können die Seite des Vorderrades 7 und die Seite des Hinterrades 10 parallel zueinander angeordnet werden. Als Ergebnis kann das Motorrad 201 normal weitergefahren werden in dem Fall, dass das Steuergerät 61 der Fahrbahnlinien-Folge-Steuereinheit 60 technisch gestört ist.
  • Andere Wirkungsweisen der dritten Ausführungsform entsprechen jenen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
  • Die hier offenbarten Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht beispielhaft und nicht einschränkend. Der Schutzbereich der Erfindung wird nicht durch die Beschreibungen der Ausführungsformen, sondern durch den Schutzbereich der Ansprüche angegeben.
  • Zum Beispiel ist die Erfindung, obwohl die Ausführungsformen ein Motorrad als Beispiel für Fahrzeuge angeben, nicht darauf beschränkt, sondern kann auf andere Fahrzeuge, wie beispielsweise Trikes etc., angewendet werden, unter der Voraussetzung, dass diese durch Bewegen des Schwerpunktes gedreht werden können.
  • Des Weiteren ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, dass die Fahrbahnlinien-Folge-Steuerung automatisch ausgeführt wird, wenn ein Starterschalter auf EIN geschaltet wird, obwohl die Ausführungsform unter Bezug auf derartiges Beispiel beschrieben wurden, sondern die Fahrbahnlinien-Folge-Steuerung kann entsprechend dem Willen des Fahrers unter Verwendung eines manuellen Schalters auf EIN oder AUS geschaltet werden.
  • Des Weiteren ist, obwohl die Ausführungsformen ein Beispiel angeführt haben, in welchem das Steuergerät 61 der Fahrbahnlinien-Folge-Steuereinheit 60, der Geschwindigkeitssensor 62, der Neigungssensor 63 und der Erdmagnetismus-Sensor 64 an einem Steuerbrett (nicht dargestellt) angeordnet sind, das in der Nachbarschaft des Sitzes 26 angeordnet ist, die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können das Steuergerät 61, der Geschwindigkeitssensor 62, der Neigungssensor 63 und der Erdmagnetismus-Sensor 64 in der Motorsteuereinheit (ECU = Engine Control Unit) angebracht sein.
  • Des Weiteren ist die Erfindung, obwohl in den Ausführungsformen ein Hydraulikzylinder als Betätigungselement verwendet wird, nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein elektrisch angetriebenes Betätigungselement, wie zum Beispiel ein Motor etc., verwendet werden.
  • Schließlich ist, obwohl in der ersten Ausführungsform das Beispiel angeführt wird, in welchem ein konisches Kugellager (kegelförmiges Kugellager) verwendet wird, um es dem Kopfrohr und dem Hauptrahmen zu ermöglichen, relativ zueinander zu drehen, und die zweite und dritte Ausführungsform ein Beispiel anführen, bei welchem ein Winkellager verwendet wird, um das Kopfrohr und den Hauptrahmen zu stützen, um zu ermöglichen, dass sich diese relativ zueinander drehen, die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann bei dem Motorrad gemäß der ersten Ausführungsform ein Winkellager verwendet werden, und ein konisches Kugellager kann bei den Motorrädern der zweiten und dritten Ausführungsform verwendet werden, um das Kopfrohr und den Hauptrahmen zu stützen, um zu ermöglichen, dass sich diese relativ zueinander drehen. Des Weiteren können bei den Motorrädern gemäß der zweiten und der dritten Ausführungsform andere Lager als ein konisches Kugellager und ein Winkellager verwendet werden, um das Kopfrohr und den Hauptrahmen zu stützen, um zu ermöglichen, dass sich diese relativ zueinander drehen.
    • 1, 101, 201
    Motorrad (Fahrzeug)
    2, 102, 202
    Kopfrohr (vorderer Rahmen)
    2a, 102a, 202a
    Schaftbereich (erste Lager-Halterung)
    3, 103, 203
    Hauptrahmen (hinterer Rahmen)
    3a
    Schaft-Einsetzloch (zweite Lager-Halterung)
    7
    Vorderrad
    9
    konisches Kugellager (Lager)
    10
    Hinterrad
    40, 140, 240
    Hydraulikzylinder (Zylinder, Schwerpunkt-Bewegungsmittel)
    50
    Pumpenteil
    51
    Ölpumpe und Akkumulator
    53
    Umschaltventil
    60
    Fahrbahnlinien-Folge-Steuereinheit
    61
    Steuergerät (Steuermittel, Fahrbahnlinien-Detektionsmittel)
    62
    Geschwindigkeitssensor (Geschwindigkeits-Detektionsmittel)
    63
    Neigungssensor (Neigungs-Detektionsmittel)
    64
    Erdmagnetismus-Sensor (Neigungs-Detektionsmittel)
    65
    an dem Fahrzeug angebrachte Kamera (Kamera, Fahrbahnlinien-Detektionsmittel)
    70
    Stopper (Beschränkungselement)
    100
    Untergrund
    103a, 203a
    Schaft-Einsetzbereich (zweite Lager-Halterung)
    109, 209
    Winkellager (Lager)
    113
    Torsionsfeder
    213
    Federelement
    L1
    Drehachse (Achse)
    L2
    Drehachse (Achse)
    L3
    Mittellinie (Achse)

Claims (12)

  1. Fahrzeug (1, 101, 201), aufweisend: – einen vorderen Rahmen (2, 102, 202), der ein Vorderrad (7) stützt, und – einen hinteren Rahmen (3, 103, 203), der ein Hinterrad (10) stützt und an dem der vordere Rahmen beweglich angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug weiterhin aufweist: – Schwerpunkt-Bewegungsmittel (40, 140, 240) zum Bewegen des vorderen Rahmens oder des hinteren Rahmens relativ zu dem jeweils anderen und dadurch Bewegen des Schwerpunkts (G) des Fahrzeugs, und – Fahrbahnlinien-Detektionsmittel (61, 65) zum Detektieren einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs, und wobei die Schwerpunkt-Bewegungsmittel so konstruiert und angeordnet sind, dass der Schwerpunkt bewegt wird, um das Fahrzeug auf der von den Fahrbahnlinien-Detektionsmitteln detektierten Fahrbahnlinie zu halten.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: – Neigungs-Detektionsmittel (63, 64) zum Detektieren einer Neigung eines Körpers des Fahrzeugs (1, 101, 201), – Geschwindigkeits-Detektionsmittel (62) zum Detektieren der Geschwindigkeit des Fahrzeug-Körpers, und – Steuermittel (61) zum Steuern eines Betriebes der Schwerpunkt-Bewegungsmittel (40, 140, 240) auf der Basis von Ergebnissen einer Detektion durch die Neigungs-Detektionsmittel, die Geschwindigkeits-Detektionsmittel und die Fahrbahnlinien-Detektionsmittel.
  3. Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuermittel (61) ausgestaltet sind, eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs (1, 101, 201) auf der Basis von Ergebnissen einer Detektion durch die Neigungs-Detektionsmittel (63, 64) und die Geschwindigkeits-Detektionsmittel (62) vorherzusagen, und ausgestaltet sind, die Schwerpunkt-Bewegungsmittel (40, 140, 240) zu steuern, so dass die vorhergesagte Fahrtrichtung des Fahrzeugs verhindert wird, von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, die durch die Fahrbahnlinien-Detektionsmittel (61, 65) detektiert wird, abzuweichen.
  4. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bewegliche Anbringung des vorderen Rahmens (2, 102, 202) an dem hinteren Rahmen (3, 103, 203) es den Rahmen ermöglicht, relativ zueinander um eine Achse (L1) zu drehen, die sich in einer Längsrichtung erstreckt und die Schwerpunkt-Bewegungsmittel (40, 140, 240) ausgestaltet sind, den vorderen oder hinteren Rahmen relativ zu dem anderen Rahmen zu drehen, um dadurch den Schwerpunkt (G) zu bewegen.
  5. Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei ein Drehen von dem vorderen oder hinteren Rahmen (2, 3, 102, 103, 202, 203) relativ zu dem anderen Rahmen ausgestaltet ist, dem hinteren Rad (10), das von dem hinteren Rahmen (3, 103, 203) gestützt wird, einen Lenkwinkel in einer entgegengesetzten Richtung zu der Richtung zu geben, in der der Schwerpunkt (G) durch die Schwerpunkt-Bewegungsmittel (40, 140, 240) bewegt wird.
  6. Fahrzeug nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei die Schwerpunkt-Bewegungsmittel einen Zylinder (40, 140, 240) aufweisen, zum Drehen des vorderen oder hinteren Rahmens (2, 3, 102, 103, 202, 203) relativ zu dem anderen Rahmen.
  7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, weiterhin aufweisend Beschränkungsmittel (70) zum Beschränken des Winkels, um den der vordere Rahmen (2) relativ zu dem hinteren Rahmen (3) drehen kann.
  8. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei eine Verlängerung der Achse (L1), die sich in der Längsrichtung erstreckt, durch die Nachbarschaft eines Kontaktpunkts zwischen dem hinteren Rad (10) und dem Untergrund (100) verläuft.
  9. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 8, weiterhin aufweisend ein Lager, das zwischen dem vorderen Rahmen (2, 102, 202) und dem hinteren Rahmen (3, 103, 203) angeordnet ist, um den vorderen Rahmen und den hinteren Rahmen zu stützen, um es diesen zu ermöglichen, relativ zueinander zu drehen.
  10. Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei – der vordere Rahmen ein Kopfrohr (2, 102, 202) aufweist, – das Kopfrohr eine erste Lager-Halterung (2a, 102a, 202a) aufweist, die ausgeformt ist, rückseitig von dem Kopfrohr vorzustehen, und die ein Drehzentrum auf der Achse (L1) hat, die sich in der Längsrichtung erstreckt, und die eine äußere periphere Oberfläche hat, an der das Lager (9) angebracht ist, und – der hintere Rahmen eine zweite Lager-Halterung (3a) aufweist, die der ersten Lager-Halterung gegenüberliegend angeordnet ist, und die eine innere periphere Oberfläche hat, an der das Lager (9) ebenfalls angebracht ist.
  11. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend eine Torsionsfeder (113), die zwischen dem vorderen Rahmen (102) und dem hinteren Rahmen (103) verbunden ist.
  12. Fahrzeug nach Anspruch 11, wobei die Torsionsfeder (113) derart angeordnet ist, dass sie in einem unbelasteten Zustand ist, wenn eine Seite des vorderen Rades (7) und eine Seite des hinteren Rades (10) parallel zueinander angeordnet sind.
DE602006000595T 2005-11-07 2006-10-27 Fahrzeug mit zueinander schwenkbaren Vorder- und Hinterrahmen zum Spurhalten Active DE602006000595T2 (de)

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