JP2001516673A - 傾斜車両 - Google Patents
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Abstract
Description
ム部分が長手方向にある傾斜軸(tilting axis)のまわりにお互い
に対して傾斜する(tilt)ことが可能であるフレームと、 第1フレーム部分に接続されており、そして前輪の面に対して本質的に平行で
ある前輪ステアリング軸の回りに傾斜することができる、少なくとも1つの前輪
と、 第1フレーム部分に回転可能に接続されているステアリングホイールと、 第1フレーム部分と第2フレーム部分との間の傾斜運動を実行するための第1
フレーム部分及び第2フレーム部分に接続されている傾斜手段(tilting means)と、 傾斜手段を駆動させるための制御信号を形成するための前輪及び傾斜手段にカ
ップリングされている(coupled)センサ、 とを備えた車両に関する。
る。この文献は自己釣り合い性の(self−balancing)、好ましく
は三輪車両を記載しており、この車両においては、この場合に油圧式回転弁によ
り形成されるセンサが前輪に対する力又はモーメントを測定する。センサからの
信号に応答して、運転者のキャブとステアリングホイールを具備する前フレーム
部分は、前輪に対するモーメントが実質的に0に等しくなるまで傾斜させられる
。このようにして、自己安定化傾斜作用が得られ、これは車両にすべての速度で
安定にコーナーを曲がらせる(corner)。WO95/34459に記載の
如き狭い車両は一般に、普通の(自動車)交通に参加することができるのには不
十分な横安定性及び運動性を有するので、この性質の傾斜システムはこの性質の
狭い車両が十分に機能する輸送手段となりうるような方法で安定性を増加させる
。記載された傾斜システムは十分に自動的であり、その結果運転士やは車両を制
御するのに特別な熟練を必要としない。この既知のシステムはすべての考えられ
る運転条件において安全に且つ予想どおりに反応する車両を提供する。
ども、前輪に対する力又はモーメントを決定するための力センサ(force
sensor)は相対的に複雑である。更に、既知の装置の操縦の感じを更に改
善させることができる。
用の簡単で且つ耐久力の大きい制御装置を具備する傾斜車両を提供することであ
る。
steering axle)を介して第1フレーム部分に接続されており、該
ステアリング軸は前輪に対してその軸の回りに回転することができ、センサが前
輪ステアリング軸(front−wheel steering axle)と
ステアリング軸との間の回転角を決定することを特徴とする。
縦することができるという見識に基づいている。
る。
の場合に、車両速度と傾斜位置との組み合わせは特定の回転半径(turnin
g radius)を与える。前輪は速度と傾斜位置により支配される適当な位
置を取り、該前輪位置は移動の方向を決定するのに使用されない。モーターサイ
クルはこの原理で作用する。複雑な操縦運動(steering manoeu
vres)によって、運転者は傾斜位置を連続的に調節し、その結果所望の移動
方向が得られる。実際に、制御するのが容易な車両を与えることが見いだされた
。本発明に従う車両の場合には、運転者は、モーターサイクルの場合に起こるよ
うに、ハンドルバーを介する傾斜位置の間接決定(indirect fixi
ng)と対照的に傾斜手段によって直接傾斜位置を定める(fix)ことができ
る。本発明に従えば、運転者が傾斜手段を具備する傾斜システムを制御及び作動
させることを可能とする、従って傾斜位置を調節することを可能とする最適の機
器はステアリングホイールである。本発明に従えば、ステアリングホイールと前
輪との間の標準的な堅固な接続部はステアリング軸が前輪ステアリング軸に対し
てその軸のまわりに回転することができる接続部により置き換えられる。回転角
センサが収容されているこの柔軟性接続部は車両の所望の傾斜位置のための信号
を与える。次いで車両の傾斜が作動されうる。傾斜角度と移動速度との組み合わ
せのための適当な前輪の最適位置は運転者に感じられない(impercept
ible)ような方法で自動的に選ばれる(adopted)。
傾斜手段を頑丈な且つ操作上確実な方法で作動させることを可能とする。
することができ、例えばそれらは機械的、油圧式、空気圧式又は電気的デザイン
であることができる。本発明は、部品の(主として)油圧式デザインの説明を与
える。この場合に、回転角センサは、第1端部で前輪に接続されそして第2端部
でステアリングカラム(steering colimn)に接続されているシ
リンダを具備することができる。傾斜手段は、弁を介して圧力源に接続されてい
る油圧式又は空気圧式シリンダを具備することができる。角度位置センサのシリ
ンダは傾斜手段の弁を作動させる。この弁は簡単なオン/オフ・スライド弁(o
n/off slide valve)であることができる。
えそして後フレーム部分に対して傾斜することができる前フレーム部分とを具備
することができる。1つの車輪を備えた傾斜可能な後フレーム部分と、2つの車
輪を有する傾斜できない前フレーム部分を使用することも可能である。最後に、
本出願人を出願人とするオランダ特許出願第1005894号に記載の如き傾斜
可能なフレーム構造を使用することも可能である。
)には、運転者を支持する後フレーム部分に対する前フレーム部分の傾斜がフレ
ームに対する前輪ステアリング軸のまわりの前輪の角度変位により得られ、ステ
アリングホイールと前輪は堅く接続されている傾斜車両が開示されている。この
性質のシステムは傾斜が車両速度に依存せず、従って正確ではないという欠点を
有する。従って、安定な乗り心地が得られない。
)には、足ペダル(foot pedals)を作動させること又はステアリン
グカラムをその回転軸に対して横断方向に運動させることにより傾斜位置(ti
lting position)が得られる傾斜車両が開示されている。ステア
リング軸はやはり前輪に堅く接続されている。この既知の装置においては、傾斜
位置は車両速度に依存せず、その結果安定な乗り心地が得られない。
られた車両が操作される方法とは基本的に異なる。本発明に従う車両の運転者は
平坦な道路表面で真っすぐに運転しており(driving straight
)そしてコーナーを曲がりたいとき、運転者はステアリングホイールを回す。前
輪の幾何学及びジャイロスコピック安定性(gyroscopic stabi
lity)は、前輪が真っすぐに向いたままである(remain direc
ted straight on)傾向があることを意味するので、運転者によ
り指令された(dictared)ステアリング軸の操縦角度(steerin
g angle)は前輪ステアリング軸とステアリング軸との間の角度変位αを
もたらすであろう。この角度変位αに基づいて、回転角センサは制御信号を形成
する。この制御信号は傾斜手段を駆動させそして第1フレーム部分の所定の傾斜
角βをもたらす。車両の傾斜が増加するにつれて前輪は移動速度に依存する角度
δで僅かに操縦される(steer in)であろう。次いでステアリングホイ
ールが一定の角度φに保持されるならば、ステアリングホイールの角度変位は部
分的に傾斜角に変換されそして部分的に前輪ステアリング軸のまわりの前輪の角
度変位に転換される。この傾斜角及び前輪の角度はいかなる移動速度にも適した
理想的な割合を自動的にとる。
り、乗り心地に影響を与えることが可能である。例として、1:1カップリング
を与えることが可能であり、この場合に、前輪に対するステアリングホイールの
x゜の回転はx゜の傾斜をもたらす。
素(force element)をステアリングカラムに接続することにより
得られ、該力要素は、ステアリングカラムの角度位置が増加するにつれて、ステ
アリングカラムに対して増加する復帰力を及ぼす。この力フィードバック(この
力フィードバック下ではステアリングホイールが更に回転させられるにつれてス
テアリングホイールにモーメントが蓄積する)は、操縦感覚を生じさせ、そして
ステアリングホイールが解放されると、車両を直立位置に戻す。車両の傾斜角は
車両がカーブを通って進むときの速度の目安であるので、そしてこの傾斜角はス
テアリング軸と前輪ステアリング軸との間のセンサにより決定される角度に関係
しているという事実により、この角度は従って運転者に対して及ぼされたカウン
ターモーメントのレベルに対する目安として使用することができる。故に、「コ
ーナーの鋭さ」から「ステアリングホイールに及ぼされる力の量」への成功した
フィードバックを達成することが可能である。力要素として、前輪ステアリング
軸とステアリング軸との間にトーションばね(torshion spring
)を置く(αの関数としての力)ことが可能である。このばねはステアリングホ
イールと前フレーム部分との間に収容することもできる(ステアリングホイール
角φの関数としての力)。
軸との間の角度変位を限定する速度センサを具備する。低速では、車両が停止し
ているとき又は車両がバックしているとき、車両の傾斜がスイッチオフである(
switched off)ことが重要である。これはステアリング軸と前輪ス
テアリング軸との間の角度変位を限定することにより達成される。1つの態様で
は、これは、低速では、前輪とフレームとの間に収容されているパワーステアリ
ングシリンダにより実現される。パワーステアリングモーメントが速度の関数と
して制御されるならば、停止しているとき又はバックしているときの「傾斜なし
でのパワーステアリング」から普通に運転しているときの「完全な傾斜を伴うパ
ワーステアリングなし」への優れた円滑な移行を達成することが可能である。移
行範囲においては、状況は「僅かな傾斜を伴う僅かなパワーステアリング」とい
う状況である。
ける前輪ステアリング軸とステアリング軸との間の角度変位をロックする(lo
ck)ことにより低速での傾斜をブロックする(block)ことも可能である
。本明細書で検討されるデザインでは、傾斜角βと前輪ステアリング軸とステア
リング軸との間の角度変位αとの一定/油圧カップリング(fixed/hyd
raulic coupling)がある。この性質の態様では、傾斜角をブロ
ックするという選択権を選ぶことが可能であり、その結果車両は確実に直立しそ
して前輪ステアリング軸とステアリング軸との間の角度変位はブロックされる。
。 図1はフレーム2を有する車両1を示す。フレーム2は前フレーム部分3と
後フレーム部分4を具備する。フレーム部分3及び5はそれらが互いに対して回
転することができるように回転位置5に取り付けられている。後フレーム部分4
は2つの後輪7、7′を有するリア軸(rear axle)6を備えている。
ピストンロッドを介して、傾斜シリンダ(tilting cylinders
)9、9′が前フレーム部分3における取り付けプレート11に接続されている
。第2の端部で、シリンダ9、9′は後フレーム部分4に接続されている。シリ
ンダ12により駆動されるスライド弁10は傾斜シリンダ9に平行に、後フレー
ム部分4と前フレーム部分3との間に取り付けられている。後フレーム部分4は
、例えば内燃機関又は電動機の如き車両を推進させるための駆動手段を更に支持
する。分かりやすくするため、この駆動装置は図には示されていない。
前輪ステアリング軸(front−wheel steering axle)
15を介してフロント支持体16に回転可能に取り付けられている。ステアリン
グホイール17が、ステアリング軸18を介して前フレーム部分3の第2支持体
19に取り付けられている。ステアリングホイール17を介して、ステアリング
軸18は前輪13とは独立に、第2支持体19により与えられたベアリングにお
いて回転することができる。ステアリングホイール17の角度変位が増加するに
つれて増加する復帰力をステアリングホイール17に及ぼすために、ねじりばね
16′の如き力を及ぼす装置が一方ではステアリング軸18にそして他方では前
フレーム部分3に接続されている。
及びステアリング軸18の端部に取り付けられており、該アームの自由端は、示
された態様では油圧式シリンダにより形成されている回転角センサ24のそれぞ
れの部分に接続されている。図1では、前輪13及びステアリングホイール17
の回転角は図式回転角指示器(diagrammatic rotation−
angle indicators)22及び23により示され、これらの指示
器は純粋に例示を目的とするものであり、本発明に従う車両の最終設計において
存在しないであろう。そのそれぞれの端部がトランスバースアーム20及び21
に取り付けられているパワーステアリング弁25は回転角センサ24に平行に収
容されている。
テアリングシリンダ26に取り付けられており、パワーステアリングシリンダ2
6の他端は前フレーム部分3に取り付けられている。
及びキャブは分かりやすくするために示された図から省かれている。
蔵器30を具備する。傾斜シリンダ9及び9′並びにパワーステアリングシリン
ダ26はオイルポンプ28により駆動される。最後に、速度の関数としてパワー
ステアリングシリンダ26をスイッチオン及びスイッチオフにするための速度セ
ンサ27が後車軸6に接続されている。
ion)では、ステアリング軸18と前輪ステアリング軸15との角度αは0゜
であり、その結果回転角指示器22及び23は相互に平行である。回転角センサ
24及びスライド弁10のシリンダ12は油圧式に相互にカップリングされてい
る。センサ24の運動はスレーブシリンダ(slave cylinder)1
2の運動を保証し、その結果スライド弁10が運動する。結果として、スライド
弁10は開き、傾斜シリンダ9、9′を横切って圧力差が形成されそして傾斜フ
レーム3は動き始める。結果として、スライド弁10はその中心位置に戻り、こ
の位置に到達すると、9、9′間の圧力差は消失し、その結果傾斜運動は止まる
。回転角センサ24の各位置はシリンダ12の特定の位置をもたらし、従って傾
斜フレーム3の特定の位置をもたらす。前輪の僅かな回転は運転者により殆ど感
知ず、そしてステアリングホイールに対する僅かな修正により気が付かないよう
に修正されるであろう。
グホイール17が真っすぐな位置から回転させられると、前輪13の慣性及び他
の動的性質は回転角指示器22を最初に真っすぐな位置に残留させる。傾斜シリ
ンダ9、9′は回転角センサ24によって作動させられ、その結果前フレーム部
分3は後フレーム部分4に対して所定の程度傾く。前フレーム部分3が傾くにつ
れて、前輪13は、図2に示されたように前輪13とステアリングホイール17
との間に角度αが形成されるまで、車両速度に依存して、僅かに操縦される(s
teer in)であろう。前フレーム部分3と後フレーム部分4との間の傾斜
角最終的にはβ゜となるであろう。図2において、αは図式回転角指示器22及
び23により規定される。かくして、ステアリングホイール17の角度変位は一
部は傾斜角βに転換されそして一部は前輪角に転換され、この両方はいかなる移
動測度中でも理想的な割合をとる。
teering angle)−前輪ステアリング軸15の角度変位に等しい。
角度αは、関係β=f(α)に従って車両の傾斜角度βを制御するのに使用され
る。傾斜角度βはステアリングホイール測定値αにより全体的に規定される。前
輪13に対するステアリングホイール17の移動(゜で表したステアリングホイ
ール測定値αの程度)及びステアリングホイール測定値αの傾斜角度βへの転換
は、最適乗り心地が得られるように選ぶことができる。例として、β=c.α、
式中cは定数である、を選ぶことが可能である。
を示す。図3において、前フレーム部分3及び後フレーム部分4は長点線により
示された長方形により示される。更に、図3では、同じ参照番号は図1及び図2
におけると同じ部品を示す。図3からわかるとおり、オイルポンプ28は車両1
のエンジン31により駆動される。この場合に、エンジン31は電動機又は内燃
機関であることができる。しかしながら、前フレーム部分3に収容されている別
のモータによってオイルポンプ28を駆動することも可能である。
ライド弁10を介して、傾斜シリンダ9、9′は、それらのそれぞれの配管32
、33によって、アキュムレータ29と連通している高圧配管34に接続するこ
とができ、又は貯蔵器30へと開いている(open out)戻り配管(re
turn line)35に接続することができる。スライド弁10はシリンダ
12により作動させられ、シリンダ12は配管36及び37を介して回転角セン
サ24にカップリングされている。シリンダ24は、一方では前輪ステアリング
軸15のトランスバースアーム20に接続され、シリンダ24のピストンロッド
はステアリング軸18のトランスバースアーム21に接続されている。シリンダ
24のピストンはステアリング軸18と前輪ステアリング軸15との間の相対的
角度変位αの関数として運動させられる。この移動はシリンダ12により従動さ
れる(followed)。角度αが0゜である示された真っすぐな位置におい
ては、両方の傾斜シリンダ9、9′は高圧配管34に接続されており、その結果
前フレーム部分3は直立している。ステアリングホイールが反時計回りに運動さ
せられる場合(運転者の位置から見て)ピストンはシリンダ24の内側で左に運
動するであろう。結果として、シリンダ12におけるピストンは弁10に向けて
押されそして右手の傾斜シリンダ9′が高圧配管34に接続される。左手の傾斜
シリンダ9は戻り配管35に接続される。弁10及びシリンダ12は一方では、
長点線38により略図で示されたように後フレーム部分4に接続されており、他
方長点線39により略図で示されたように前フレーム部分3に接続されている。
結果として、左に傾斜しているときは、シリンダ12は、弁10が中心位置を再
び取る(resume)まで弁10から遠ざかるように運動させられ、その結果
傾斜シリンダ9、9′の相互にカップリングされたピストンロッドの運動は停止
する。
も示し、パワーステアリングシリンダ26は4/3パワーステアリング弁25を
介して切り替え弁40に接続されている。切り替え弁40は例えばギアポンプの
形態にある速度センサ27により作動させられる。示された状況では、車両1の
速度は、ポンプ27が弁40をばね力に対して反対に動かすのには不十分である
。低い速度では、弁40は弁25の配管41が高圧配管34に接続されるような
位置に切り替えられる。配管42は常に戻り配管35に接続されている。ステア
リングホイールが回転させられている場合に、弁25が開くという事実は、圧力
差がシリンダ26の位置を横切って形成され、その結果前輪13は回転させられ
るということを意味する。車両速度が増加している場合には、切り替え配管43
の圧力は弁40の位置を切り替えるのに十分な程度に増加し、その結果両方の配
管41及び42は戻り配管35に接続される。パワーステアリングは、配管41
を高圧から戻り配管に急に切り替えることによるのではなくて、むしろ圧力を徐
々に降下させる(例えば速度センサにより作動させられる圧力制御弁によって)
ことにより円滑にスイッチオフとする(switched off)ことができ
る。。このようにして、パワーステアリングシリンダ26は脱活性化される(d
eactivated)。ステアリングホイール17が回転させられている場合
に低速度でパワーステアリングをスイッチオンとする(switch on)こ
とにより、前輪13はステアリングホイールの運動に従動し、その結果角度αは
0゜に実質的に等しいままであろう。これは車両が傾斜するのを阻止する。α、
例えば±1゜の或る自由な移動は可能なままである。
に限定されるものではなく、傾斜シリンダを作動させるために光学的、電気的又
は機械的センサを使用することも可能である。一般に、傾斜シリンダの油圧装置
(hydraulics)を、例えば電気系のような他の系で置き換えることも
可能である。更に、本発明は1個の車輪を有する前傾斜部分(front ti
lting part)と2個の車輪を有する後部静止部分(rear sta
tionary part)を有する車両に限定されるものではなく、むしろ前
フレーム部分が2個の車輪を具備し且つ非傾斜デザインであり、後フレーム部分
は傾斜することができそして1個の車輪を具備することが可能である。この場合
に、「前輪」及び「前輪ステアリング軸」という用語は、これらの部品が所望に
より車両の移動の方向に対して後部に配置されているデザインも包含する。故に
「前輪」は車両の操縦可能な車輪(steerable wheel)を意味し
そして「前輪ステアリング軸」は操縦可能な車輪がそのまわりに傾斜することが
できる軸(axle)を意味する。更に、本出願人を出願人とするオランダ特許
出願第1005894号に記載のように、4輪フレームを使用することが可能で
ある。
αが、油圧回転角センサ24、配管36及び37及びスライド弁10のスレーブ
シリンダ12を介する代わりに、2つのトラクションケーブル(tractio
n cables)又はプッシュ/プル・ケーブル(push/pull ca
ble)によりスライド弁に伝達されることが可能である。ステアリング軸18
と前輪ステアリング軸15との間の角度変位はプラネタリギアシステムにより測
定することもでき、この場合に、例として、サンギア(sun gear)がス
テアリング軸18に接続されそしてプラネタリギアが前輪ステアリング軸15に
接続され、プラネットギアの回転は必要な傾斜角を与える。プラネットギア回転
の傾斜シリンダへのカップリングは種々の工学的原理を介して行うことができる
。
輪89の回転とステアリング軸71のまわりのステアリングホイール72の回転
との間の角度の差は1組のバーを介して決定され、該1組のバーは回転シヤフト
63及びフランジ64を介してスライド弁62に機械的にカップリングされる。
図4に従う傾斜車両50は後フレーム部分52に傾斜可能に接続されている前フ
レーム部分51を具備する。後フレーム部分52は2つの後輪53及び54を備
えておりそして2つの傾斜シリンダ55、56を具備する。傾斜シリンダ55、
56は、一方ではそれらのシリンダハウジングによりフレーム部分52に接続さ
れておりそしてそれらのピストンロッド59、60により前フレーム部分51の
取り付けプレート61に接続されている。回転シャフト63は後フレーム部分5
2の領域まで回転可能に延びており、そしてこの後フレーム部分52の位置にお
いて、フランジ64を介してスライド弁62に接続されている。他端では、スラ
イド弁62は後フレーム部分52に接続されている。更に、後フレーム部分52
は、示されていないエンジン、並びに緊急アキュムレータ65、アキュムレータ
チャージングポンプ66、容積センサ66'(示されていない)、インテグレー テッド容積制御装置67を有するオイルポンプ及び連続循環システムの貯蔵器6
8を具備する。シリンダ55及び56は各々それぞれのショックアブソーバ/絞
り弁57、58を備えている。
81の回りに回転することができるように、トランスミッショヲン80を介して
懸架されている。
nt support)70の頂部に回転可能に取り付けられている。支持体7
0の底部は、回転シャフト63の前端74が収容されているベアリングを具備す
る。スイベルブラケット87を介して、ステアリング軸71は水平アーム76に
接続されており、水平アーム76は前輪89のトランスバースアーム77に回動
可能に(pivotably)係合する。スイベルブラケット87はボールジョ
イントを介して鉛直アーム73に接続されており、鉛直アーム73はボールジョ
イントを介して回転シャフト63の前端74に接続されている。スイベルブラケ
ット87、水平アーム76及び鉛直アーム73の助けにより、ステアリング軸7
1と前輪ステアリング軸81のまわりの前輪89との間の回転角の差はその長手
方向のまわりの回転シヤフト63の回転に転換される。フランジ64を介して、
この回転はスライド弁62に伝えられ、スライド弁62は、バー87、73及び
76により検出された回転角の差の関数として前フレーム部分51を傾斜させる
ために、傾斜シリンダ55、56を作動させる。
ングシリンダ82は一方では前支持体70に接続されそして他方では傾斜プレー
ト84に係合する。回転角センサの水平アーム76に平行に延びている75にお
けるパワーステアリングを介して、パワーステアリングシリンダが作動されると
き、トランスバースアーム77は前輪89から移動させられる。パワーステアリ
ングシリンダ82はパワーステアリング弁85により作動させられ、パワーステ
アリング弁85は、一方では前フレーム部分51にそして他方では回転シャフト
63に接続されている。分かりやすくするために、パワーステアリング弁85と
パワーステアリングシリンダ82との間の油圧配管の系は図4では省かれている
。更に、オーバーフロー弁86が設けられ、オーバーフロー弁86は車両の速度
センサにより作動させられ、その結果低速度ではパワーステアリング弁85はパ
ワーステアリングシリンダ82を作動させ、そして高速度では弁85を介してパ
ワーステアリングシリンダを横切って圧力が蓄積することが可能ではない。最後
に、トーションバー88が設けられ、トーションバー88は傾斜位置の関数とし
て回転シヤフト63に力を及ぼし、車両の位置がより傾斜するにつれてステアリ
ングホイール72に更に多くの操縦力を及ぼすことが必要であることを保証する
。ステアリングホイール72が解放されると、トーションバー88は前フレーム
部分51が直立位置に戻るように運動する(moves back)ことを保証
する。
鉛直アーム73、水平アーム76の位置及びステアリング軸71に接続されてい
るスイベルブラケット86の位置は更に明白に見られる。明らかに見られるよう
に、鉛直アーム73はボールジョイント92及び93を介して、一方でスイベル
ブラケット87にそして他方では回転シャフト63に接続されている。ボールジ
ョイント91を介して、水平アーム76はスイベルブラケット87に接続されて
おりそしてボールジョイント90によってトランスバースアーム77に接続され
ている。図6から明らかなとおり、ステアリングホイールが左に回転させられる
と水平アーム76は前方に移動することができ又は鉛直アーム73は上向きに移
動することができ、又はこれらの2つの運動の組み合わせが起こりうる。水平ア
ーム76が前方に移動する結果として、前輪は左に回転する(turn)であろ
う。鉛直アーム73を上向きに移動させることは、ボールジョイント93を介し
て回転シャフト63に回転を付与し、その結果回転シャフトはフランジ64を介
してスライド弁62を作動させる。結果としてピストンロッド60は傾斜シリン
ダ56のハウジング中に引っ込められ、そしてピストンロッド59は傾斜シリン
ダ55から押し出され、その結果前フレーム部分51は取り付けプレート61を
介して図7に例示されている位置に傾斜させられる。回転シャフト63は、傾斜
車両のフロントに向けて、スライド弁62の延長部として見られうる。このスラ
イド弁62は非常に短い作用移動(working travel)を有するの
で回転シャフト63は後フレーム部分52の延長部とみなすこともできる。前フ
レーム部分51に対する回転シャフト63の回転は結果として前フレーム部分5
1と後フレーム部分52との間の傾斜角βに等しい。鉛直アーム73とスイベル
ブラケット87により形成された連結部を介して、ステアリング軸71、水平ア
ーム76の回転は、水平アーム76を介して前輪ステアリング軸81の回転に変
換されそして鉛直アーム73を介して回転シャフト63の回転に変換され又はこ
れらの2つの回転の組み合わせに変換される。前輪ステアリング軸81のまわり
の前輪89の回転と前フレーム部分51の傾斜の組み合わせは移動速度と回転半
径(turning radius)の関数として車両自体により調節されるで
あろう。
。図8に従うシステムは、図3に示され一定圧システムと対照的に一定循環容積
システムである。オイルポンプ67はインテグレーテッド定容レギュレータ(i
ntegrated constant volume regulator)
を備えており、そして高速度で、スライド弁62、オーバーフロー弁86及び貯
蔵器68を含む回路130を通して一定容積をポンプで送り、そして低速度で、
スライド弁62、パワーステアリング弁85及び貯蔵器68により形成された回
路を通して一定容積をポンプで送る。
01に接続されている。スライド弁62のシリンダ出口102はショックアブソ
ーバ57及び流出配管103を介して傾斜シリンダ55に接続されている。弁6
2の戻り入り口109は、ショックアブソーバ58及び戻り配管108を介して
傾斜シリンダ56に接続されている。弁62の戻り出口110は配管111を介
してオーバーフロー弁86の入り口及びパワーステアリング弁85の供給入り口
125の両方に接続されている。オーバーフロー弁86からの排出管及びパワー
ステアリング弁85の戻り出口(return outlet)128は、配管
113及び容積センサ66′を介してポンプ67の低圧側にある貯蔵器68に接
続されている。
両速度で、このオーバーフロー弁が切り替えられ(switched over
)そして配管111を配管113に接続し、その結果パワーステアリング弁85
を横切る圧力蓄積をなくすることができそしてパワーステアリングが脱活性化さ
れるするような方式でオーバーフロー弁86に伝達される電気的制御信号を発生
する。
9、60と後フレーム部分との間の機械的接続は長点線により示される。同じこ
とがパワーステアリングシリンダ82及びパワーステアリング弁85及び前フレ
ーム部分の間の機械的接続にあてはまる。
り入り口110に直接流れる。高い車両速度で、その下に配管111及び配管1
13が接続されているならば、スライド弁62は回転シャフト63を介してステ
アリングホイール72の回転によって作動させられ、運転者の位置から見て、ス
テアリングホイールが左に回転させられる場合には、傾斜シリンダ55の流出配
管103は低圧配管111にしだいに(increasingly)接続され、
傾斜シリンダ56の戻り配管108は高圧配管100にしだいに(increa
singly)接続されるであろう。結果として、ピストンロッド59は傾斜シ
リンダ55のシリンダハウジングから押し出され、ピストンロッド60は傾斜シ
リンダ56のシリンダハウジングへと引っ込められるであろう。結果として、傾
斜車両の前フレーム部分51は左に傾くであろう。
108はスライド弁62のそれぞれの側に接続されている。結果として、操縦力
に対して反対方向に作用しそして操縦力にカップリングバックされる(coup
led back)力が弁の表面に発生させられる。かくして、より多くの圧力
を発生させることが必要ならば、より多くの力をスライド弁62に加えなければ
ならない。このようにして回転シャフト63に加えられたカウンターモーメント
の結果として、運転者により感知される(perceived)傾斜加速の目安
である力がステアリングホイール72を制御する人に付与される。結果は好まし
い操縦感覚である。絞り弁57、58を設けることにより、傾斜シリンダ55、
56の作動は弱められ(damped)、その結果供給出口102及び戻り入り
口109のフィードバックは、ステアリングホイール72に対して運転者により
感知される傾斜速度の目安である回転シャフト63に対する反力を、フィードバ
ック配管114、115を介して発生させる。スライド弁62は回転弁により置
き換えられることができ、その場合にはフィードバックは油圧モータにより行わ
れる。
、図8に示された位置に運動させられ、その結果オーバーフロー弁86を横切っ
て圧力差が形成される。結果として、増加する量のオイルがパワーステアリング
弁85を通して流れなければならず、その結果弁85が作動させられるならばパ
ワーステアリングシリンダ82において圧力が蓄積されうる。スライド弁62と
同じ方法で、パワーステアリング弁85は供給入り口125、供給出口126、
戻り入り口127及び戻り出口128並びにフィードバック配管116を備えて
いる。前フレーム部分51の傾斜は、ステアリング軸71の回転と前輪ステアリ
ング軸81の回りの前輪89の回転との間の差に基づいて、回転シャフト63及
びスライド弁62を介して調節されるので、パワーステアリングシリンダ82が
十分に活性であるとき、車両の傾斜はスイッチオフとされるであろう。パワース
テアリングシリンダ82が活性化される結果として、前輪89は前輪ステアリン
グ軸81のまわりに回転させられ(例えばステアリング軸71の角度変位と同等
な程度に)、そして操縦入力(steering input)は回転シャフト
63の回転を引き起こさないであろう。結果として、車両は低速度で直立位置の
ままである。
6によって、パワーステアリング弁85をほぼ(very much)中心位置
に置き、その結果弁はステアリングホイールを回転させることにより運動させる
ことはできず、その結果起こるすべては、前輪89は車両が傾斜させられること
なく前輪ステアリング軸81のまわりに回転させることができるということであ
る。パワーステアリング弁85におけるこのフィードバックの結果として、運転
者は前輪ステアリング軸81に対して作用している力の一部を感じるという利点
が得られる。図8において、パワーステアリング弁85を横切るある程度のフィ
ードバックがあり、その結果車両速度が減少するにつれてパワーステアリング弁
85による回転シャフト63の回転はしだいに(increasingly)ブ
ロックされそして直立位置の剛性は増加する。
加えて、ピストン131、132とは別に運動することができる緊急ピストン1
20、121を具備する。油圧系の故障の場合に、例えば、オイルポンプ67が
破損した場合に、容積センサ66′は容積の低下を検出し、そして緊急ピストン
120、121は緊急配管124を介して緊急圧力アキュムレータ65に接続さ
れ、緊急圧力アキュムレータ65はポンプ弁66を介して圧力下に保持される。
結果として、緊急ピストン120、121はそれぞれの内部止め122、123
を図8に示されている位置に押圧し、その結果前傾斜フレーム51は直立位置に
置かれる。
は、例えば、傾斜シリンダ55、56に平行な、そしてばね力と反対に傾斜を起
こさせるばね要素の配列である。油圧傾斜力が消失するならば、ばね力は車両を
直立位置に運動させるであろう。
して測定することができ、そして或る圧力降下の場合に、図8に示された緊急ピ
ストンと同様なタイプの緊急ピストンを作動させることができる。
イド弁62を横切って圧力をフィードバックすると、操縦を制御する人は傾斜加
速の目安であるステアリングホイール72に対する力を感じるという結果になる
ことは既に述べられている。絞り弁57、58を介して伝統的な減衰作用(da
mping action)を加えることにより、ステアリングホイール72に
感じられた力は前フレーム部分51の傾斜速度の目安に変換される。
るにつれて、車両を傾斜させるためにステアリングホイール72に及ぼされなけ
ればならない力は増加し、そしてステアリングホイール72が解放されるとき、
車両は直立位置に戻る。
をステアリング軸71、前輪ステアリング軸81及び回転シャフト63のベアリ
ングに配列することができる。アーム73、76及びスイベルブラケット87の
長さの選択とともに、操縦角度、前輪ステアリング軸81のまわりの前輪89の
回転及び傾斜角の間の関係を調節することができる。
直に対してある角度を形成する)ならば、幾何学的性質は、低速度で前フレーム
部分51の傾斜角が最適ではないことを意味する。この挙動は、力を及ぼす要素
によって、前輪ステアリング軸81のまわりに前輪が回転させられるとき反対に
回転させるモーメント(opposing turning moment)を
付与することにより排除されうる。該力を及ぼす要素は、例としては、前フレー
ム部分51と前輪ステアリング軸81との間に収容される引張/圧縮ばね83と
して示されることができる。
に従う車両の略斜視図である。
Claims (23)
- 【請求項1】 少なくとも3つの車輪(7、7′、13;53、54、89
)と、 第1フレーム部分(3、51)と第2フレーム部分(4、52)を具備するフ
レームであって、該フレーム部分が長手方向にある傾斜軸のまわりにお互いに対
して傾斜することが可能であるフレームと、 第1フレーム部分(3、51)に接続され、そして前輪の面に対して本質的に
平行である前輪ステアリング軸(15、81)の回りに傾斜することができる、
少なくとも1つの前輪(13、89)と、 第1フレーム部分(3、51)に回転可能に接続されていステアリングホイー
ル(17、72)と、 第1フレーム部分と第2フレーム部分との間の傾斜運動を遂行するための第1
フレーム部分及び第2フレーム部分(3、51、4、52)に接続されている傾
斜手段(9、9′;55、56)と、 傾斜手段(9、9′;55、56)を駆動させるための制御信号を形成するた
めの前輪(13、89)及び傾斜手段(9、9′;55、56)にカップリング
されているセンサ(24;63、73、76、87)、 とを備えた車両(1、50)において、 ステアリングホイール(17、72)がステアリング軸(18、71)を介し
て第1フレーム部分(3、51)に接続されており、該ステアリング軸(18、
71)はその軸のまわりに前輪(13、89)に対して回転することができ、セ
ンサ(24;63、73、76、87)が前輪ステアリング軸(15、81)と
ステアリング軸(18、71)との間の回転角を決定することを特徴とする車両
(1、50)。 - 【請求項2】 センサ(24)はシリンダを具備し、該シリンダは第1端部
によって前輪(13)に接続されており、そして第2端部によりステアリング軸
(18)に接続されていることを特徴とする請求項1の車両(1)。 - 【請求項3】 傾斜手段(9、9′)が油圧式又は空気圧式シリンダを具備
し、該シリンダは弁(10)を介して圧力源(29)に接続されており、センサ
(24)のシリンダは弁(10)を作動させることを特徴とする請求項2の車両
(1)。 - 【請求項4】 弁(10)がオン/オフスライド弁であることを特徴とする
請求項3の車両(1)。 - 【請求項5】 センサは回転シャフト(63)を具備し、該回転シャフト(
63)はその長手方向の回りに回転することができ、該回転シャフトは前輪(8
9)の付近に位置した部品(74)によって、回転シャフト(63)に対して横
断方向にある第1アーム(73)の第1端部(93)に接続されており、該第1
アーム(73)は第2端部(92)においてスイベルブラケット(87)に回動
可能に接続されており、該スイベルブラケット(87)はステアリング軸(71
)に回動可能に接続されておりそして第2アーム(76)の第1端部(91)に
も回動可能に接続されており、該第2アーム(76)はその第2端部(90)に
よって前輪ステアリング軸(81)に回動可能に接続されていることを特徴とす
る請求項1の車両(50)。 - 【請求項6】 回転シャフト(63)は第1フレーム部分(51)から第2
フレーム部分(52)に向けて延びており、傾斜手段(55、56)は油圧式又
は空気圧式シリンダを具備し、該シリンダは弁(62)を介して流体源(67)
に接続されており、第2フレーム部分(52)の付近に配置されている回転シャ
フト(63)のその端部は回転により弁(62)を作動させることを特徴とする
請求項5の車両(50)。 - 【請求項7】 閉じた回路(130)は、高圧側で弁(62)の供給入り口
(101)に接続されている流体ポンプ(67)により形成され、該弁は、シリ
ンダ出口(102)によって流出配管(103)を介して第1傾斜シリンダ(5
5)に接続され、そして戻り入り口(109)によって戻り配管(108)を介
して第2傾斜シリンダ(56)に接続されており、そして弁(62)は戻り出口
(110)によってポンプの低圧側(68)に接続されていることを特徴とする
請求項6の車両(50)。 - 【請求項8】 弁(62)は第1限界位置と中心位置との間で運動させるこ
とができるスライド弁を具備し、該中心位置において供給入り口(101)は戻
り出口(110)に接続されており、流出配管(103)は弁(62)の第1側
に接続されており、戻り配管(108)は、弁(62)の、第1側と反対側に位
置している第2側に接続されていることを特徴とする請求項7の車両(50)。 - 【請求項9】 ショックアブソーバ(57、58)は流出配管(103)及
び戻り配管(108)に収容されていることを特徴とする請求項7又は8の車両
(50)。 - 【請求項10】 センサ(24;63、73、76、87)は、第1フレー
ム部分と第2フレーム部分との間の傾斜角(β)が前輪(13、89)とステア
リング軸(18、71)との間の角度(α)に比例しているような方法で設計さ
れていることを特徴とする前記請求項の1つの車両(1、50)。 - 【請求項11】 力要素(16、88)がステアリング軸(18、71)に
接続されており、該力要素(16、88)は、ステアリング軸(18、71)の
回転角度が増加するにつれて、ステアリング軸に対して増加する復帰力を及ぼす
ことを特徴とする前記請求項の1つの車両(1、50)。 - 【請求項12】 力要素(16、88)として、トーション要素が前輪(1
3、89)とステアリングホイール(17、72)との間及び/又はステアリン
グホイール(17、72)と第1フレーム部分(3、51)との間に取り付けら
れていることを特徴とする請求項11の車両(1、50)。 - 【請求項13】 トーションバー(88)が一方では第1フレーム部分(5
1)に、他方では回転シャフト(63)に接続されていることを特徴とする請求
項5又は6に関する請求項11又は12の車両。 - 【請求項14】 車両が速度センサ(27、112)を具備し、速度センサ
(27、112)は所定の限界速度で、前輪(13、89)とステアリングホイ
ール(17、72)との間の角度変位を制限することを特徴とする前記請求項の
1つの車両(1、50)。 - 【請求項15】 前輪(13、89)及びステアリング軸(18、71)に
接続されているパワーステアリングシリンダ(26、82)を具備し、該パワー
ステアリングシリンダ(26、82)は限界速度以下で速度センサ(27、11
2)によりスイッチオンにされることを特徴とする請求項14の車両(1、50
)。 - 【請求項16】 パワーステアリングシリンダ(26、82)はスイッチオ
ンされた状態で、前輪ステアリング軸(15、81)に、センサ(24;63、
73、76、87)が回転角をレジスタしないような角度変位を付与することを
特徴とする請求項14又は15の車両(1、50)。 - 【請求項17】 パワーステアリングシリンダ(82)はパワーステアリン
グシリンダを回路(130)に接続するための弁(85)により制御され、該弁
(85)は回路の上流部に接続されている供給入り口(125)を備え、パワー
ステアリングシリンダ(82)のそれぞれの側に接続されているシリンダ出口(
126)及び戻り入り口(127)を備えており、そして回路(130)の下流
部に接続されている戻り出口(128)を備え、弁(85)はスライド弁を具備
し、該スライド弁は回転シャフト(63)に接続されておりそして第1限界位置
及び第2限界位と中心位置との間で変位させることができ、該中心位置において
供給入り口(125)は戻り出口(128)に接続されていることを特徴とする
請求項7に関する請求項14又は15の車両(50)。 - 【請求項18】 シリンダ出口(126)がスライド弁の第1側に接続され
ており、戻り入り口(127)は、スライド弁の、第1側と反対側の第2側に接
続されていることを特徴とする請求項17の車両(50)。 - 【請求項19】 パワーステアリングシリンダ(26、82)のパワーステ
アリングモーメントの力が速度の関数として制御されていることを特徴とする請
求項15、16、17又は18の車両(1、50)。 - 【請求項20】 第1フレーム部分及び第2フレーム部分(3、4;51、
52)が長手方向に互いに一直線上にあることを特徴とする前記請求項の1つの
車両(1、50)。 - 【請求項21】 後フレーム部分(4、52)は後フレーム部分(4、52
)に接続されている少なくとも2つの後輪(7、7′;53、54)を具備する
ことを特徴とする請求項20の車両(1、50)。 - 【請求項22】 車両が緊急傾斜部材(120、121、122、123)
を備えており、該緊急傾斜部材は、傾斜作用の故障の場合に傾斜可能なフレーム
部分(51)を直立位置に置き換えることを特徴とする前記請求項の1つの車両
(50)。 - 【請求項23】 傾斜シリンダ(55、56)は各々ピストンロッド(59
、60)を具備し、該ピストンロッドは、一端に傾斜ピストン(131、132
)を有し、それから或る距離の所に傾斜ピストン(131、131)とは独立に
運動することができる緊急ピストン(120、121)を有し、2つのピストン
(120、131;121、132)の間に内部止め(122、123)を有し
、緊急ピストン(120、121)とシリンダケーシングとの間の室を緊急圧力
源(65)に接続して故障の場合に止め(122、123)に対して2つの緊急
ピストン(120、121)を押圧することが可能であることを特徴とする請求
項3、4、6又は7に関する請求項22の車両(50)。
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