JP3272347B2 - 傾斜車両 - Google Patents
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Description
フレーム部分と第2フレーム部分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(ti
lting 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。
Oを95/34459から知られている。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(co
rner)。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。
icle)は非常に有効であるけれども、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(forc
e 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。
適の操縦感と組み合わされた傾斜作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。
リングホイールがステアリング軸(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(fr
ont−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。
両を2つの基本的に異なる方法で操縦することができる
という見識に基づいている。
の)の位置を直接制御することができる。
又は間接制御することができる。この場合に、車両速度
と傾斜位置との組み合わせは特定の回転半径(turn
ing 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(steer
ing manoeuvres)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
fixing)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(imperc
eptible)のような方法で自動的に選ばれる(a
dopted)。
常に簡単なデザインであること及び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。
各々別々に種々の技術的原理を使用することができ、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 colim
n)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(on/off
slide valve)であることができる。
後フレーム部分と、1つの車輪を備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100589
4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。
77号(EP−A−0592377)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。
35号(EP−A−0020835)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(tilting posit
ion)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。
行技術から知られそして前記に挙げ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(dri
ving 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(gyrosc
opic stability)は、前輪が真っすぐに
向いたままである(remain directed
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(steering angl
e)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(s
teer 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。
角度αとの割合を調節することにより、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。
ng sensation)は力要素(force e
lement)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(torsh
ion 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)。
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 of
f)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。
望されない車両では、中心位置にお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
(lock)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/hydraulic coupli
ng)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。
図面を参照して更に詳細に説明する。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 axl
e)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。
輪13はフロントフォーク14及び前輪ステアリング軸
(front−wheel steering axl
e)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1
9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
を及ぼす力要素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。力要素1
6として、トーション要素が前輪13とステアリングホ
イール17との間及び/又はステアリングホイール17
と第1フレーム部分3との間に取り付けられている。
1が前輪ステアリング軸15の端部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(diagrammati
c rotation−angle indicato
rs)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。
スバースアームを介して、パワース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26の他端は前フレーム部分3に取り付けられてい
る。
者のキャブも支持しており、該座席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。
プ28、アキュムレータ29及び貯蔵器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2
6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。
traight−on posotion)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)12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。
して或る角度をなすまでステアリングホイール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(steer 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。
ステアリング軸18の操縦角度(steering a
ngle)−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。
ydraulic system)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は長点鎖に
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。
吐出側に配置されている。4/3スライド弁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(ret
urn 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1
2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。
よる速度依存性パワーステアリングも示し、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2
5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、速度センサ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(deactivated)。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。
であるけれども、本発明はこの装置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 tilting part)と2個の
車輪を有する後部静止部分(rear station
ary 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(steerabl
e 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。
ステアリング軸15との間の回転角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(traction cables)又はプ
ッシュ/プル・ケーブル(push/pull cab
le)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、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。
輪ステアリング軸81のまわりの前輪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52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6
5、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68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。
オーク69が、前輪ステアリング軸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。
グホイール72は前支持体(front suppor
t)70の頂部に回転可能に取り付けられている。支持
体70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8
7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7
3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71と前輪ステアリング軸81のまわりの前輪8
9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。
ンダ82を具備し、パワーステアリングシリンダ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8
8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は直
立位置に戻るように運動する(moves back)
ことを保証する。このトーションバー88が、力要素を
構成する。 力要素88として、トーションバーが前輪
89とステアリングホイール72との間及び/又はステ
アリングホイール72と第1フレーム部分51との間に
取り付けられている。
51を示しそして図1において鉛直アーム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7
7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(workin
g 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51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。
制御するための油圧回路線図を示す。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(integrated co
nstant 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。
7がスライド弁62の供給入り口101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62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1
10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(ret
urn 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。
できる速度センサ112は、高い車両速度で、このオー
バーフロー弁が切り替えられ(switched ov
er)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。
との間の機械的接続及びピストン59、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。
油圧流体は供給入り口101から戻り入り口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113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
(increasingly)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。
して、流出配管103及び戻り配管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(coupled 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。
ー弁86は、センサ112を介して、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が十分に作動するとき、
上記車両の傾斜は行われない。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。
の選択は、フィードバック配管116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。
56は、ピストン131、132に加えて、ピストン1
31、132とは別に運動することができる緊急ピスト
ン120、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1
20、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。
くための緊急システムの他の可能性は、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。
る油圧系では、圧力はセンサを使用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。
ク配管114、115を介してスライド弁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。
の作用の結果として、傾斜が増加するにつれて、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。
ランスミッション78、80、79をステアリング軸7
1、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。
ド角を備えている(傾斜軸81が鉛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 turnin
g 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。 [図面の簡単な説明]
っすぐな運転位置にある本発明に従う車両の略斜視図で
ある。
ある。
す。
両の斜視図である。
両の斜視図である。
Claims (23)
- 【請求項1】 少なくとも3つの車輪(7、7′、1
3;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、 ステアリング軸(18、71)を介して、第1フレーム
部分(3、51)に回転可能に接続されているステアリ
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(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、 ステアリング軸(18、71)が前輪ステアリング軸
(15、81)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、5
0)。 - 【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(89)の付
近に位置した部品(74)によって、回転シャフト(6
3)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(8
7)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(9
1)にも回動可能に接続されており、該第2アーム(7
6)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(5
2)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】 システム(130)は、高圧側で弁(6
2)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(1
02)によって流出配管(103)を介して第1傾斜シ
リンダ(55)に接続され、そして戻り入り口(10
9)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(5
0)。 - 【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(1
10)に接続されており、流出配管(103)は弁(6
2)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(27;63、73、76、8
7)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請求項1〜9
のいずれか1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請求項1〜10のいずれ
か1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(13、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(51)に、他方では回転シャフト(6
3)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(1
7、72)との間の角度変位を制限することを特徴とす
る請求項1〜13のいずれか1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、112)により起動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)は起動された状態で、前輪ステアリング軸(1
5、81)に、センサ(24;63、73、76、8
7)が回転角を測定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、5
0)。 - 【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システム(130)に
接続するための弁(85)により制御され、該弁(8
5)は回路の上流部に接続されている供給入り口(12
5)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、そしてシステム
(130)の下流部に接続されている戻り出口(12
8)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(12
5)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(5
0)。 - 【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側の反対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請求項1〜19のいずれか1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、12
1、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請求
項1〜9のいずれか1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、13
1)とは独立に運動することができる緊急ピストン(1
20、121)を有し、2つのピストン(120、13
1;121、132)の間に内部止め(122、12
3)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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