JPH10501778A - 少なくとも３つの車輪を備えた自己安定方向可制御車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 地上に置かれる少なくとも３つの車輪を備えた自己平衡車両であり、これらの車輪の少なくとも２つは、車両の縦軸に関して重心の両側において配置され、これらの車輪の少なくとも一つは、方向可制御であり、この場合、車両の少なくとも一つの区分は、車両の縦軸の周りで傾斜可能であり、走行中方向可制御な車輪の方向変化を生成及び／又は維持する目的のために、荷重の大きさ及び／又は方向を測定し、及び／又は走行中方向可制御車輪の方向変化の大きさ及び／又は方向を測定するためのセンサが、少なくとも一つの方向可制御車輪を制御するための制御要素に連結され、そして補力傾斜要素が、車両の縦軸の周りで該車両区分を傾斜させるために設けられ、この傾斜要素は、センサの登録の関数として、傾斜を生成するために、センサに連結される自己平衡車両。

Description

【発明の詳細な説明】 少なくとも３つの車輪を備えた自己安定方向可制御車両 本発明は、自己安定方向可制御車両に関する。特に、発明は、車両の縦軸に関 して車両の少なくとも一つの区分を傾斜させる車両に関する。このようにして、 曲がりを取る時、車両のすべて又は部分が、曲がりの内側の方へ傾くことが保証 される。 上記の形式の公知の車両は、ＧＢーＡ−２ ２２５ ９９０において記載され る。該公知の車両は、三輪自動車であり、その運転室は、単一の中央の前輪とと もに、車両の縦軸の両側に配置された後輪が取り付けられた横車軸に関して傾斜 される。傾斜は、車両の傾斜可能な区分において荷重分布を変化させるか、又は 油圧又は機械要素の補助で達成されることが記載される。曲がりの半径、路面の 勾配、車両における荷重及び／又は車両速度等の運転条件の関数としての車両の 区分の効率的な傾斜に対するシステムの説明はない。単一前輪が方向制御可能で あるということも言及されない。 発明の目的は、良い安定性が、すべての運転条件の下で、特に駐車場で車両を 運転する時通例であるよりも高速度において保証される如く、曲がりの内側への 車両又は車両区分の傾斜が効率よく達成される制御系を提供することである。 このために、本発明により、方向制御可能な車輪の方向の変化を獲得するため に、ステアリングホイ−ルの力／トルク又は移動の大きさが、測定され、このデ ータは、車両の傾斜可能な区分に対する傾斜の大きさ及び方向を決定するために 使用される。好ましくは、操舵力／操舵トル クが、これらの荷重パラメータが最良の結果を与えるということが判明したため に測定される。この形式の力／トルクは、方向制御可能な車輪が、或るキャスタ を有する時に自動的に発生されるが、傾きの角度が、ステアリングホイ−ルを回 転させることによって意図された運転速度と曲がり半径に対応しない。この知識 を利用して、傾斜度は該力／トルクの測定によって制御される。例えば、公知の 加速度センサの使用と比較して、特に自然な直接運転特性が、車両が未経験な人 達によっても作動される如く、本発明により獲得される。 同時に傾斜可能な方向可制御車輪の使用が、好ましく、この手段により、特に 簡単な制御系が使用される。このシステムでは、傾斜移動に対するすべての平衡 位置において、操舵荷重はゼロ又は事実上ゼロであるために、あらゆる傾斜位置 に対して平衡を達成するのはかなり容易である。このようにして、曲がりを取り 始める時、同時に傾斜可能な方向可制御車輪の結果として、操舵荷重は初期的に 最高であり、それから、車両が所望の曲がりに従っている間、平衡傾斜位置がよ り密接に接近されるにつれて漸次的に減少する。制御系の正しい次元により、曲 がりの取り始めから平衡傾斜位置の達成までの時間が短くなり、この手段により 、現代のモータサイクルの関連特性に対応する特性が達成されることは明らかで ある。 位置センサは、例えば、傾斜速度をステアリングホイ−ルの移動に比例させる ために、制御回路に組み込むことができる。例えば、傾斜速度は、垂直に関する 傾斜度が大きいほど、小さくなる。さらに、この手段により、ステアリングホイ −ルの移動に比例した操舵力の変化が、より大きな操舵力が急な曲がりに対して 必要とされる如く、達成される。さ らに、直立位置からの傾斜が大きいほど、直立位置へ戻る傾斜速度は高くなる。 トルク又は力がステアリングホイ−ルに連続的に及ぼされる如く、小さい復原 力が、平衡傾斜位置に連続的に及ぼされることが好ましい。ステアリングホイ− ルが解放される時、車両は、直線走行に対する中立位置を自動的に探索する。こ の形式のリセットは、添付の図の説明から明確に見られる如く、例えば、リンク 要素とねじり可能な構成部分に連結された作動接点及び短絡接点の正しい位置付 けによって達成される。 発明による制御系の動作は、速度従属性であり、その結果、システムは、例え ば、駐車場で運転する及び／又は低速度で他の操縦を行う時、完全に動作不能に なる。さらに、しばしば行われる如く、同様に速度に従属して制御されるそれ自 体公知なパワーステアリングシステムが、ステアリングホイ−ルと方向可制御車 輪の間に組み込まれる。 傾斜移動を実行するために、特に車両の一区分が位置変化しない車両の区分に 関してヒンジで取り付けられた場合に、車両が中立（直立）位置にある時に限界 位置を取る駆動要素の一つ以上のセットを利用することが好ましい。中立位置は 、このようにして簡単に達成され、そして駆動要素は、この目的のために特別な 調整を必要としない。この時、中立位置からの傾斜は、駆動要素の一方又は他方 を作動させることによって達成される。この文脈において、図面の次の説明にお いて詳細に示され、記載された如く、例えば、複動シリンダー／ピストン組立体 のセットが使用される。 傾斜はまた、ＧＢーＡ−２ １４８ ２１７において記載された如く、例えば 、ホイールサスペンションを延長又は短縮することにより達成さ れる。 発明は、三輪及び多輪自動車の両方に対して使用される。三輪自動車の場合に 、中央縦軸の両側において離間して配置された２つの後輪と中央縦軸において配 置された単一前輪が、考察される。多輪自動車の場合に、従来の車と同一又は事 実上同一の軌道幅の２つの前輪と２つの後輪が、考察される。 低駆動速度においてもシステムの有利な機能のために、共通曲がり半径におい て本質的に位置付けられた駆動車輪を、周速度に関して異ならせることが、好ま しい。共通駆動モーターから中央駆動された（後部）車輪の場合に、これは、差 動装置により達成される。特別の条件に対して、この形式の差動作用は、例えば 、駆動速度又は該駆動車輪の間の有力なねじれの大きさに依り、随意的に漸次に 、一時的にロック可能である。 発明の一層の目的は、同一又は本質的に同一の車軸において少なくとも２つの 方向制御車輪を有し、相当の軌道幅を有する、即ち、タイヤ幅の数倍例えば５倍 相当大きな車輪間のギャップを有する車両での傾斜効果を達成することである。 この目的は、添付のクレイム１４で達成される。 図面の説明は、現在発明の最良の実現と見なされる非限定的な例示の実施態様 に関し、添付の図面が参照される。 これらの図面において、 第１図は、本発明による三輪自動車の斜視図を概略的に示す。 第２ａ−２ｃ図は、第１図による車両において使用されたティルト機構をより 詳細に示す。 第３ａ図は、第２図に示されたティルト機構において使用された油圧システム の原理を図式で示す略図である。 第３ｂ図は、後続位置における第３ａ図の部分を示す。 第３ｃ図は、さらに他の位置において示された第３ａ図の部分を示す。 第３ｄ図は、第３ｂ図の代替態様の詳細を示す。 第４図は、トルク計の部分的断面における側面図を示す。 第５図は、発明による機構を備えた車両の一部の部分断面の頂面図を概略的に 示す。 第６図は、第１図における線VIーVIに沿った断面図を示す。 第７図は、第１図における線VIIーVIIに沿った断面図を示す。 第８図は、第１図における線VIIIーVIIIに沿った断面図を示す。 第９図は、第一位置において車両を有する、第１図における線IXーIXに沿った 断面図を示す。 第１０図は、第二位置において車両を有する第９図に対応する図を示す。 第１１図は、発明の一層の代替態様による第１図に示された車両の背面図を示 す。 第１２図は、第１１図に示された代替態様において使用される油圧システムの 線図を示す。 第１３図は、第１２図の詳細ＸIIIを断面で示す。 第１図は、三輪自動車１を概略的に示す。該車両は、２つの後輪２を有するが 、それは、車両１の縦軸の両側において離間して共軸に配置される。単一の中央 に配置された前輪３がまた、示される。２つの後輪２は、エンジンによって駆動 される。従来の燃焼エンジンである駆動ユニッ ト４は、後輪２の間に配置され、その位置は、第２図において図示される。第１ 図に示された如く、前輪３は、垂直平面において位置する軸１１の周りで回転可 能な前ホーク５を介して、区分９に取り付けられる。前ホーク５は、走行方向に おいて見ると、軸１１が、地面と車輪３の接点４２の前に位置した点４３におい て地面に到達する如く指向される。リンク機構は、ステアリングホイ−ル６と前 ホーク５の間に収容される。該リンク機構は、操舵トルク計又は操舵力計７を具 備する。ステアリングホイ−ル６は、例えば、従来の自転車の場合に、前ホーク ５に直接に結合される。随意的に、リンク機構は、伝動装置、例えば、カジ取棒 、制御ケーブル等（非可視）を介して構成される。リンク機構は、油圧又は電気 設計等である。計器７の形式は、選択リンク機構による。例えば、該操舵トルク 計７は、第３図においてより詳細に示された如く構成される。ドライバーは、座 席８においてステアリングホイ−ル６の背後に座る。さらに、第１図において示 された車両１は、２つの区分、前方区分９と後方区分１０、から成り、車両１の 縦軸の周りで互いに関して傾斜することができる如く設計される。前輪３、前ホ ーク５、ステアリングホイ−ル６、操舵トルク計７と座席８は、前方区分９にお いて位置する。２つの後輪２とエンジン４は、後方区分１０において位置する。 ２つの後輪２は、従来の差動装置を介して、相互とエンジン４に駆動可能に結合 される。別の実施態様において、モーターは、傾斜部９内に設けられる。前輪３ は、所謂ハブステアリングが生成される如く、車両１の残部に結合される。 第２図において詳細に示された如く、前方区分９から後方への傾斜管２１は、 前方区分９の下側に沿って走っている。該傾斜管は、必ずしも、 水平でなくてもよい。該傾斜管２１の中心線は、車両１の中央縦軸を決定する。 該傾斜管２１は、車両１の後方区分１０におけるエンジン４のベアリングブッシ ュ（不図示）において、その中心線の周りで回転可能である如く挿入される。傾 斜管２１の該回転ベアリングにより、前方区分９は、車両１の中央縦軸の周りの 左右に傾斜することができるが、後方区分１０は、不変位置にとどまる。前方区 分９の傾斜中、前輪３は、同一傾斜方向において同時に傾斜する。 発明により、傾斜度を決定するために、第３図を参照してさらに詳細に説明さ れる如く、ステアリングホイ−ル移動、操舵力又は操舵トルクが測定される。傾 斜自体は、第２図において詳細において示された如くティルト機構により達成さ れる。後者の図において、２つの複動ピストン／シリンダー組合せ２２、２２’ が示される。ピストン棒２３の自由端は、エンジン４において取付けつば２４に ヒンジで連結される。ピストン棒２３’の自由端は、傾斜管２１の中心線から離 間して、傾斜管２１から配設された取付けつば２５にヒンジ可能に結合される。 反対端部において、ピストン／シリンダー組合せ２２、２２’は、相互と連接棒 ２６にヒンジで連結され、他方の端部は、区分１０又は区分９においてさらに他 の取付けつば２７にヒンジで連結される。ここで、該リップ２７はエンジン４の 上にある。さらに、２８、２８’と２９、２９’は、例えば、第３図において詳 細に記載された如く、油圧回路への連結のためのシリンダー／ピストン組合せ２ ２と２２’のシリンダーにおける連結ポートをそれぞれ示す。ポート２８は、ポ ート２９’に直接に結合される。ポート２８’は、ポート２９に直接に結合され る。結果として、わずかに２つの管路が、トルク計７とシリンダー／ピストン組 合せ２２、 ２２’の間に走っている。しかし、ポ−ト２８、２８’、２９、２９’は、指示 された如く結合されなくてもよく、わずかに２つの管路が、トルク計７とシリン ダー／ピストン組合せ２２、２２’の間に配置される。ポート２８における圧力 がポート２９における圧力よりも高いならば、車両１は、右側へ傾斜する。左側 への傾斜は、逆の状況において発生する。ピストン３０、３０’の位置は、各場 合に、第２図において破線で示される。 直線的に運転する時（第２ａ図）、２つのピストン棒２３、２３’は、最大拡 張位置にあり、そして両方のピストン３０、３０’は、最大行程終了位置の一部 を形成するそれぞれの止め具（不図示）と接触している。該位置において、車両 １の前方区分９は、中立位置にあり、即ち、該区分は、垂直であり、そして前輪 ３も、同様に垂直であり、直線走行のために整列される、即ち、車両１の中央縦 軸に平行に、こうして、傾斜管２１の中心線に平行に整列される。この位置は、 ２つのピストン３０、３０’が完全拡張位置にあるために、信頼性良く効率よく 設定される。第２ｂ図は、図面において右側へ傾斜する状況を示す。この場合、 シリンダー／ピストン組合せ２２’のピストン３０’は、移動されるが、ピスト ン３０は、好ましくは、その位置にとどまる。従って、前輪３は、軸１１の周り で右に回転される。同時に、前輪３は、区分９とともに、右へ傾斜される。第２ ｂ図において、ピストン３０’は、完全引込み位置において示される。これは、 最大右傾斜の位置に対応する。中間位置はまた、ピストン３０’によって取られ 、対応する中間傾斜位置を有することは明らかであろう。 第２ｃ図は、前方区分９が、他方の側に、即ち図面において左側へ傾 斜された状況を示す。ピストン３０は、第２ａ図に示された完全拡張位置から移 動されるが、ピストン３０’は、好ましくは、不変位置において保持される。ま た再び、前輪３は、それに応じて、即ち、左向きに回転される。 第２ａ図に示された中立位置は、例えば、最大油圧力がピストン３０、３０’ の両側において作用しているならば、任意の傾斜位置から自動的に達成される。 そのような場合、ピストン３０、３０’は、それぞれ、ピストン棒２３と２３’ の存在の結果として、各ピストンの両側における表面積の有力な差のために、第 ２ａ図に示された完全拡張位置へ自動的に駆動される。ポート２８、２９と２８ ’、２９’を介してピストン３０、３０’での圧力差を確立することにより、ピ ストン３０又は３０’の対応する移動が、操舵力又は操舵トルク及び／又はステ アリングホイ−ルにおける移動の方向と大きさ、及び／又は軸１１の周りの前輪 ３の角回転に依り、達成される。 もちろん、第２図において示された以外のティルト機構もまた、使用される。 例えば、シリンダー／ピストン組立体２２、２２’は、例えば、電気又は磁気駆 動モーターの如く、別の形式の一つ以上のリニアモータによって置き替えられる 。例えば、傾斜管２１において統合される回転駆動要素の使用を選ぶことも、可 能である。空気圧動作は、例えば、油圧動作の代わりに選ばれる。シリンダー／ ピストン組合せ２２、２２’のセットはまた、単一のシリンダー／ピストン組合 せによって置き替えられ、そのピストン３０は、前方区分９が中立である時、即 ち、非傾斜位置にある時、２つの行程終了位置の間の中央の位置を取る。しかし 、第２図による代替態様は、中立（直線走行）位置の正確な信頼性良い調 整の目的のために、好ましい。 第２図に示された代替態様に関連して特に有利である油圧制御が、以下に、第 ３図と第４図を参照してより詳細に議論される。第４図は、操舵トルク計７とカ ジ取棒３１の組立体を示す。操舵トルク計７は、回転しない如く、一方の端部に おいてカジ取棒３１に連結された、本質的に円筒形のハウジング３４を具備する 。操舵スライダ３２は、該ハウジング３４において挿入される。ハウジング３４ の自由端において、該操舵スライダ３２は、カジ取棒３１に回転しないように結 合され、それらの間に遊びをおいてカジ取棒３１を取り囲む。第３図から明確に 見られる如く、操舵スライダの外周囲には、多数のフラット３５、３５’、３６ 、３６’を設けてある。トルクがカジ取棒３１に及ぼされるならば、該カジ取棒 は、捻れ、その結果として、ハウジング３４は、操舵スライダ３２に関して回転 する。第３図は、概略的に示された油圧システムに収容された操舵トルク計７を 断面で示す。円筒形周囲面において、操舵スライダ３２は、正反対に対向したフ ラットの２つのセットを有し、フラット３５、３５’は、フラット３６、３６’ よりも幅が広い。ハウジング３４において作られた８つのポ−ト３７は、ハウジ ングの内部へ開き、ハウジング３４の断面において見ると、周囲に等角度で分布 される如く配置される。図示された如く、図面における最上及び最下ポ−ト３７ は、圧力ポンプ３８と圧力アキュムレ−タ３９と流体結合にある。示された実施 態様において、ハウジング３４と操舵スライダ３２は、対称断面である。非対称 の実施態様もまた、随意に可能であり、この場合、アキュムレ−タは、ただ一つ の位置のみにおいてハウジング３４に結合され、そしてポ−ト２８、２９’と２ ８’、２９は、それぞれ、ハウジング３ ４に共通管路を介して結合される。 図面において水平中平面において位置した２つのポ−ト３７は両方とも、随意 に、中間ギアポンプ４１を介して、作動油収集槽４２へ開く吐出系４０に結合さ れる。該作動油収集槽４２における優勢な圧力は、圧力アキュムレ−タ３９にお ける優勢な圧力よりも低い。オプションのギアポンプ４１は、車両速度に比例し た速度において回転する。ギアポンプ４１が高速に回転するほど、ハウジング３ ４から管路４０を通って流動する作動油にギアポンプ４１によって供給された逆 圧は低い。ギアポンプ４１の低回転において、作動油は、大きい抵抗を受け、そ の結果として、ティルト機構の作用は、相応して妨げられる。これは、例えば、 駐車場での運転に関連して有利であり、この状況は、ステアリングホイ−ルの大 きな移動又は大きな操舵モーメント／操舵力に付随され、車両区分９の傾斜は、 望ましくなく、厄介でさえある。ギアポンプ４１以外の要素は、比較的低い駆動 速度におけるティルト機構の動作を制限するように選ばれる。例えば、速度制御 された締切り弁が、ギアポンプ４１の代わりに選ばれ、この弁は、速度が減少す るにつれて閉じられる。 図面において示された他の開口３７は、それぞれ、シリンダー／ピストン組合 せ２２と２２’におけるそれぞれの開口に連結される（第２図参照）。 ギアポンプ４１が使用されたならば、ギアポンプ４１の作用の結果として、ポ ンプと回路における圧力蓄積及び／又は真空の生成防止するために、示された如 く、逆止め弁４３を組み込むことが、好ましい。 第３図に示された作動油系は、次の如く機能する。 第３ａ図は、車両１の直線走行位置に対応するハウジング３４の内側 の操舵スライダ３２の中立位置を示す。操舵スライダ３２における平坦部３５は 、ポ−ト２８、２８’と２９、２９を圧力アキュムレ−タ３９と流体結合させる ために十分に大きいことが明確に見られる。結果として、同一の圧力は、ピスト ン３０、３０’の両側において生じ（第２図）その結果、ピストン３０、３０’ は、第２図において示された完全拡張位置にある。フラット３６、３６’は、操 舵スライダ３２の中立位置において、それらは作動油吐出系４０と連接するよう な小さなサイズである。該作動油吐出系４０は、圧力アキュムレ−タ３９に操舵 トルク計７を介して連結されない。， 操舵スライダ３２が、（例えば、第３ｂ図に示された如く右側へ）僅かに回転 される時、ポ−ト２８、２８’、２９、２９’とアキュムレ−タ３９の間の連結 が、維持される。しかし、流体はまた、フラット３６、３６’経由して、管路４ ０に流れ込むことができる。この状況においてハウジング３４に関する操舵スラ イダ３２の位置は、第３ｄ図において詳細に示される。結果として、この位置に おいて、アキュムレ−タ３９から管路４０への流体の「漏れ」がある。結果とし て、圧力損失が生じ、その程度は、流体の漏れ度に依る。この手段により、傾斜 速度の信頼性良い制御が可能である。あらに右へ回転すると（第３ｃ図）、ポ− ト２８と２９は、圧力アキュムレ−タ３９から分離される。それらは、管路４０ にだけ連結され、従って、圧力損失は該管路において生じ、その結果として、ピ ストンは移動し始める。その後、車両の傾斜１が発生する。結果として、ピスト ン３０又はピストン３０’での圧力差は、第２ａ図において示された位置からそ れぞれ第２ｃ図と第２ｂ図に示された位置の方向への移動に対して十分に大きい 。ピストン３０又はピストン３０ ’が移動している時、操舵スライダ３２は、必要な操舵力又は操舵トルク又はス テアリングホイ−ルにおける必要な移動が、車両の傾斜の増大の結果として自動 的に減少するために、第３ｂ図に示された位置にゆっくり逆回転する。曲がりに 従うための優勢な条件と関連した平衡傾斜位置が達せられるとすぐに、第３ｂ図 に示された状況が生じ、この状況において、小さい操舵力又はステアリングホイ −ル移動が、なお、ステアリングホイ−ル６により設けられなければならない。 ステアリングホイ−ル６が、反対方向に回転される又は解放されるとすぐに、操 舵スライダ３２は、第３ａ図に示された位置を取り、あるいは、反対方向におい てこの点を超えて回転させ、その結果、ピストン３０、３０’（第２図）は、第 ２ａ図に示された初期位置に戻る。 もちろん、ここで示され記載されたもの以外の変形も、発明の実現のために使 用される。例えば、従来のパワーステアリング機構もまた、ステアリングホイ− ル６と前輪３の間に収容され、特に低駆動速度において、操舵のために必要な操 舵力を発生する。該機構は、例えば、第３ａ図に示された如く、同一の圧力アキ ュムレ−タ３９、圧力ポンプ３８と作動油収集槽４２に連結される。第３図に示 された実施態様以外の操舵トルク計の異なる実施態様がまた、使用される。さら に、例えば、車両の傾斜可能な区分とともに移動する２つ以上の方向可制御車輪 を、車両に備えることも可能である。第３図に示された操舵トルク計７は、電子 制御のために適切である。このために、平坦部３５、３５’と３６、３６’は、 すべり接触として設計され、開口３７の位置は、電源とのいろいろな電気連結点 、接地及び一つ以上のリニアモ─タに対する連結点を決定する。トルクを測定す る代わりに、計器７は、力を測定するために 設計される。この時、ステアリングホイ−ルと前ホークの間の優勢な垂直力が、 使用される。該力は、及ぼされた操舵トルクに正比例する。カジ取棒の縦方向に おいて摺動可能な締切り弁は、ポ−トを有するハウジングの内側に配置され、こ の締切り弁は、発生した操舵力の関数として、ポ−トの開閉を制御する。締切り 弁は、例えば、ばね要素により、中立位置において保持される。第３図に基づい て、技術における熟練者は、専門家知識に基礎をおいて、この形式の電子制御操 舵トルク計を容易に生産することができる。しかし、大きい信頼性を提供する油 圧システムが、好ましい。そのような信頼性レベルは、特に自動車に対して重要 である。 第５図は、車両１０１の部分を示す。図は、中央フレーム１０２を示し、車体 （不図示）、座席、制御ペダル等が、詳細には示されない方法で取り付けられる 。フレーム１０２は、車輪上で駆動可能である。ただ２つの前輪１０３が、第５ 図において示される。これらの車輪はまた、随意に後輪になる。車両１０１は、 第５図において示されない後部における一つ以上の車輪において駆動可能に支持 されることは、技術における熟練者には明らかである。該一つ以上の車輪は、単 一の、例えば中央に位置付けられた車輪であるか、あるいは、例えば、前輪１０ ３と匹敵される軌道幅を有する２つの車輪でもある。車両１０１は、二軸又は複 軸車両である。前輪１０３は、示された如く、同一の車軸において配置される。 ２つの車輪が、（例えばわずかに数車輪幅のギャップを有して）同一又は本質的 に同一の車軸において互いに並んで比較的密接に位置付けられる時、そのような 車輪は、本発明の観点から一つの車輪と見なされる。実際に、車輪の数は、車両 が該車輪によって平衡に保たれる限り、 重要ではない。これは、車両が少なくとも所謂三輪自動車でなければならないこ とを含意する。 第５図はまた、ステアリングコラム１０５の周りで回転可能なステアリングホ イ−ル１０４を示す。操舵力センサ（不図示）又はステアリングホイ−ル動作セ ンサ（不図示）は、ステアリングコラム１０５又は他の適切な位置において取り 付けられる。センサは、第４図に関して記載された形式である。そのようなセン サからのデータは、車両が曲がりにおいて内向きに傾斜する度合を制御するため に使用される。該センサからのデータは、所謂車両ティルト機構（不図示）に送 信され、これにより、車両の傾斜可能な区分は、傾斜不能な区分に関する（所望 の方向と所望の程度における）補力で傾斜される。例えば、車両ティルト機構は 、延長又は短縮される一つ以上の油圧又は空気圧ピストン／シリンダー組合せ又 は他の駆動要素、あるいは回転駆動要素を有し、相互に関して２つの区分の制御 補力傾斜を達成する。ティルト機構は、第２図において示された形式である。ス テアリングホイ−ル１０４から遠い端部において、ステアリングコラム１０５は 、後方カジ取棒１０６の横移動に対する一般に通例の操舵伝動機構を有する。ま た、各車輪１０３のハブ１０９にヒンジリンク１０８を介して従来の方法で連結 された前方カジ取棒１０７がある。カジ取棒１０６と１０７とリンク１０８の組 立体は、自動車において通例の車輪１０３のハブステアリングに対するシステム を決定する。第７図は、ステアリングコラム１０５が後方カジ取棒１０６におけ る操舵伝動機構１１０を介して掛合する方法を詳細に示す。この特定の場合に、 従来のラック伝動装置を使用することが選択された。 特に第５図に示された如く、フレーム１０２は、ビーム要素１１１を 介してカジ取棒１０６、１０７に関して支持される。特に第７図に示された如く 、該ビーム要素１１１は、後方カジ取棒１０６と前方カジ取棒１０７を通って伸 長する。このために、前方カジ取棒１０７には、垂直スリット１１２を設けてあ る。第９図と第１０図に示された如く、後方カジ取棒１０６は、回転要素１１３ を装備し、車両の縦軸に平行な縦軸の周りで（即ち、第９図と第１０図において 図面の平面において二重矢印Ａに従い）回転する。スリット１１４は、該回転要 素１１３において作られ、このスリットにおいて、ビーム要素１１１は、すべり 可能に封入される。第６図において示された如く、ビーム要素１１１は、該ビー ム要素がスリット１１２を通って伸長する位置において円形の断面を有する。第 ９図と第１０図に示された如く、ビーム要素１１１は、該ビーム要素がスリット １１４を通って伸長する位置において矩形の断面を有する。ビーム要素１１１は 、こうして、スリット１１２に関して縦軸の周りで回転することができるが、回 転要素１１３に関して該縦軸の周りで回転可能ではない。車両が直線的に走行し ている時（第９図）、スリット１１４は水平になる。曲がりを回って走行する時 （右への曲がりが第１０図において示される）、スリット１１４は、傾斜位置を 取る。直線走行に対して、ビーム要素１１１は、回転要素１１３の回転軸に関し て主に中心に置かれる。ビーム要素１１１は、例えば、前方カジ取棒１０７に関 して、車輪１０３の適切なキャスタを用いて中心に保持される。ステアリングホ イ−ル１０４を（第９図において右へ）回転させることにより、後方カジ取棒は 、図面において左へ動き、その結果、ビーム要素１１１は、相応して、その中央 位置から右へ移動する。右側の曲がりが取られる。水平力ＦＨは、左への後方カ ジ取棒１０６の所望のシフト を達成するために、ステアリングホイ−ル１０４を用いて生成されなければなら ない。これは、ステアリングホイ−ル１０４にトルクを及ぼすことを必要とし、 その大きさと方向は、例えば、ステアリングコラム１０５に取り付けられる、す でに記載された操舵力センサ（不図示）によって測定される。水平力ＦＨは、垂 直力ＦＶ（重力への反力）とともに、初期的に、スリット１１４の縦方向に対し てある角度において方向付けられた合力を決定する。車両ティルト機構（非可視 ）は、操舵力センサからの信号を介して制御され、車両１０１の傾斜可能な区分 １０２を、縦軸の周りで右へ傾斜させる。結果として、回転体１１３は、その軸 の周りの回転する。右へ操舵する時、それは、第１０図において示された平衡位 置まで回転する。該傾斜の結果として、合力ＦＲは、スリット１１４の縦方向に 関して次第に垂直の位置を取り、ステアリングホイ−ル１０４に介して発生され る必要な操舵力は、傾斜平衡位置が達せられた時、同一の率において、ゼロに減 少する。操舵力センサは、同一の率において、ステアリングホイ−ル１０４にお いて連続的に減少する操舵力を検出し、相応して、車両ティルト機構を制御する 。一定の速度及び曲がり半径（及び側風と他の応力）において曲がりを取りなが ら、ステアリングホイ−ル１０４における操舵力が、ゼロに降下した時、車両テ ィルト機構は、傾斜可能な車両区分の傾斜平衡位置を維持する。フレーム１０２ が、その後部において、中央位置の単一後輪（三輪自動車構成）によって支持さ れるならば、該中央に据え付けた後輪は、フレーム１０２で傾斜するように設計 される。車両が、例えば、フレーム１０２の後部が同様に２つの車輪において支 持され、前輪１０３に対応する軌道幅を有する四輪自動車であるならば、該後輪 へのフレーム１０２の取り付 けのために自由回転可能な回転体を選択することが可能であり、この回転体は、 同様に、車両１０１の縦軸に平行な軸の周りで自由回転可能である。もちろん、 他の解法も、技術における当業者には明らかであろう。（例えば補力操舵機構に 基づいた）フィードバック機構を用いて、ドライバーが曲がりを取りながら、「 感じ」を持ち続ける如く、操舵力が傾斜平衡位置（第１０図）においてもステア リングホイ−ル１０４に及ぼされなければならないことを、人工手段によって保 証することが可能である。このために、例えば、ステアリングコラム１０５に適 切なねじり要素を組み込むことができる。随意的に、を保証するのは可能である ，車両の傾斜可能な区分が、曲がりを取りながら、その平衡位置まで十分に傾斜 しないことを保証することができる。結果的に、合力ＦＲは、スリット１１４の 縦方向に完全には垂直ではない。結果として、ドライバーは、一定速度において 一定の曲がり半径の曲がりを取る時さえも、ステアリングホイ−ル１０４におい て力を及ぼし続けなければならない。高速で運転する及び／又は急な曲がりを取 る時、ドライバーが、条件に一致したフィードバックに気付く如く、曲がりを取 る際の傾斜平衡位置と実傾斜位置の間の偏差が、漸進的曲線に従うことは、技術 における当業者には明らかであろう。この形式のフィードバック機構は、特に直 接であり、例えば、外側等から作動されなければならないねじり要素を必要とし ない。 最後に、第８図は、ハブ１０９に関する後方カジ取棒と前方カジ取棒１０７の 位置を示す。後方カジ取棒１０６が、ハブ１０９と、道路におけるタイヤの掛合 点と整列することは明らかであろう。必要なキャスタは、前方カジ取棒１０７に より達成される。 フレーム１０２の傾斜中、ビーム要素１１１は、前方カジ取棒１０７における スリット１１２に関して上下動する。 このようにして、ステアリングホイ−ルの動作又は操舵力の直接の関数として 、車両１０１の縦軸に平行な軸の周りのフレーム１０２の傾斜を制御することが 可能であり、その結果として、例えば、加速度センサの必要はない。 回転要素１１３を後方カジ取棒パスの平面へ持ち込むことは、それ自体必要で はない。重要なことは、フレーム１０２が、好ましくはまっすぐな案内表面に沿 って案内され、この案内表面は、車両１０１の非傾斜区分（ここではカジ取棒１ ０６と１０７）に関して水平又は傾斜位置を取ることである。 第１１図、第１２図と第１３図の構成部分は、第１−４図の構成部分に対応す る参照記号を有する。 第１１図は、車両１の傾斜不能な区分１０に対する特に都合の良い実施態様で ある。この実施態様では、車両区分９の傾斜中、後輪２のばねサスペンション１ ０の負効果は、かなりの程度まで限定され、又は除去される。これは、車輪２の ばねサスペンションに対する特に複雑な構造を選択する必要なしに可能である。 車両１の一般的挙動は、第１１図による実施態様により改良される。第１１図に よる実施態様は、傾斜区分９の傾斜移動において、後輪２のばねサスペンション の恐らく破壊的な効果が、補力手段により車輪２に関してトルクを発生すること により縮小又は除去され、このトルクは、傾斜区分９が傾斜される時、非傾斜区 分１０によって発生された反動トルクに対抗するという洞察に基づく。車輪２に より補力で発生されたこの逆トルクは、反動トルクと同一の大 きさである。しかし、或る情況下で、これは、絶対に本質的であるわけではない 。逆トルクは、この場合、複動ピストン／シリンダー組立体である駆動要素２０ ０の補助で発生される。各車輪２は、駆動要素２００にピボット腕２０１により 結合される。各ピボット腕２０１は、車両の非傾斜区分１０にヒンジ点２０２に おいて旋回可能に結合される。駆動要素２００を延長又は短縮することにより、 それぞれのヒンジ点２０２の周りの反対方向におけるピボット腕２０１の旋回が 達成され、このようにして、逆トルクを発生する。車輪２のばねサスペンション は、ここで概略的に示された従来の形式のばね及びダンパ要素２０３により設け られる。該要素２０３は、それぞれのピボット腕２０１と車両１の非傾斜区分１ ０に一方の側において結合される。 駆動要素２００は、好ましくは、該駆動要素の作動中、要素２０３の作用が影 響されず、又はできる限り影響されないようにして構成される。このため、駆動 要素２００は、好ましくは、例えば、路面のでこぼこの結果として、非傾斜区分 １０に関する車輪２の動作が、逆トルクが優勢な時点においてさえ許容されるよ うにして構成されなければならない。これは、車輪２の動作の結果として要素２ ０３の圧縮又は弛緩が、要素２００によって許容されることを含意する。要素２ ００の発動作用の油圧又は空気圧の実施態様の場合に、第１２図に対応する実施 態様が、この文脈において好ましい。 第１２図において示された操舵トルク計又は操舵力計７は、第３図と第４図に よる代替態様の簡略化実施態様である。第３図又は第４図による操舵力又は操舵 トルク計７、あるいはその変形が、第１２図による実施態様において使用される 方法は、技術における当業者には明らかであ ろう。計器７は、車両ティルト機構の駆動要素２２を制御するために主に使用さ れる。該駆動要素２２の構造は、第２図において示されたものとは異なる。第２ 図によるティルト機構に対する駆動装置が第１２図による実施態様において使用 される方法は、技術における当業者には明らかであろう。第１２図による実施態 様において、傾斜効果を達成するために、単一の複動ピストン／シリンダー組立 体２２を使用することが選ばれた。該ピストン／シリンダー組立体２２は、プリ テンション組立体２０４と直列に結合され、これにより、ピストン／シリンダー 組立体３０は、中立の中位置に予張力をかけられる。示された代替態様において 、このために、復元要素２０４は、リップ要素２４、２５に棒２０８によって結 合された皿要素２０７の両側において２つのばね要素２０７、２０６から形成さ れる。もちろん、ティルト機構の駆動装置２２をその中立の中位置に復元するた めの代替要素がまた、考えられる。調整可能な設定を備えたスロットル要素２０ ９は、駆動要素２２に走っている管路２８、２９の間に収容される。 制御要素２１０は、同様に、第１２図の油圧回路において組み込まれる。該制 御要素が、第１３図において詳細に示される。計器７は、制御要素２１０の位置 を制御し、こうして、駆動要素２００を制御する。 制御要素２１０は、第１３図において詳細に示される。該制御要素２１０は、 空洞を有するケーシング２１２を備え、この場合、本体２１１は、図面において 右から左とその逆に可動である。該本体２１１の移動は、その端部に作用する圧 力差により制御される。該圧力差は、管路２８と２９による圧力差の生成に対応 する方法で、油圧管路２１３と２１４の補助で調整される。さらに、本体２１１ は、その周囲において、そ れらの間に制御要素２１６を有する締切り要素２１５を担持する。本体２１１の 移動の結果として、締切り要素２１５は、入口孔２１７、２１８の一方を露呈し 、同時に、他方の入口孔２１７、２１８が閉じられる。入口孔２１７は、ポンプ ３８によって発生された圧力における管路２１９に連結される。入口孔２１８は 、管路２２０に連結され、この場合、管路２１９において優勢な圧力とはかなり 異なる圧力が行き渡る（この実施態様においてより低い）。原則として、例示の 実施態様において、管路２２０は、該管路が油貯槽４２へ開くために、非加圧で ある。結果として、本体２１１の移動の結果として、圧力差が、制御要素２１６ 上に生成され、管路２１３と２１４の間の圧力差の結果として、本体２１１にお いて生成された力に対向した力が、発生される。結果的に、本体２１１は、各場 合において、管路２１３、２１４と２１９、２２０によってそれぞれ生成された 圧力差により、平衡位置を取る。制御要素２１６の表面積２２２に対する本体２ １１の端部２２１の表面積の比を変化させることにより、単一の共通圧力源（ポ ンプ３８と圧力アキュムレ−タ３９）を取ると、本体２１１の変位度をその平衡 位置に設定することができる。この手段により、入口２１７の開放度と入口２１ ８の閉鎖度、及びその逆が、制御される。制御要素２１６の両側における室は、 それぞれの管路２２３、２２４を介して、要素２００のピストン要素２２５の両 側における室に結合されるために、力が、結果的に、端面２２１での圧力差から ピストン要素２２５において生成され、結果として、該ピストン要素２２５は、 同様に、本体２１１の端面と制御要素２１６での圧力差から平衡位置を取る。本 体２１１の端面２２１での圧力差は、発生される操舵力／操舵トルクから制御さ れ、これにより、車両１の傾斜 可能な区分９の傾斜度が、同様に制御される。 第１１図において右側の車輪２が、例えば、路面のでこぼこに遭遇し、結果と して、図面において上向きの力を軽く受けるならば、第１３図における要素２２ ５は、初期的に、図面において左方への力を受ける。結果として、管路２２４の 圧力が、増大し、その結果として、制御要素２１６での異なる圧力差が、設定さ れる。本体２１１の端面２２１での圧力差が不変であるならば、該本体２１１は 、結果として、新平衡位置の方へ縦方向に移動する。このようにして、逆トルク が、車両１の傾斜可能な区分９の傾斜移動中、要素２００により連続的に維持さ れ、同時に、車輪２は、サスペンション２０３の弾力的な緩衝作用により、路面 ２２６における不規則性に従わされる。 実施例により、要素２１０の作用は、次の如く記載される。操舵トルクが、車 両１を曲がりへ操縦するために、ステアリングホイ−ル６において及ぼされる時 、圧力差が、操舵トルク計７によって管路２１３と２１４の間に生成される。結 果として、本体２１１は、両方の入口２１７が閉じられた中立の中位置から、例 えば、図面において右へ移動する。この移動中、図面において左側の入口２１７ は、閉じられたままであり、一方、図面における右側の入口２１７は開かれる。 同時に、図面における左側の入口２１８は、開いており、一方、図面における右 側の入口２１８は、閉じられる。結果として、制御要素２１６の右側に作用する 圧力は、増大し、その結果、右側への本体２１１の移動は、阻止される。本体２ １１が、図面においてさらに右へ移動すると、図面における右側の入口２１７は 、さらに開かれ、同時に、図面における右側の入口２１８は、閉じられ、結果と して、制御要素２１６の右側の阻止圧力は大き くなる。結果として、本体２１１は平衡位置に達する。制御要素２１６での圧力 差は、同時に、ピストン要素２２５にも行き渡るために、区分１０におけるティ ルト機構によって発生されたサスペンション２０３における反動トルクの効果を （大部分）打ち消す逆トルクが、要素２００により同一時点において発生される 。車両１の傾斜可能な区分９を傾斜させる結果として、ステアリングホイ−ル６ に及ぼされる操舵トルクは、漸次的に減少する。傾斜移動（２２、２８、２９） が減少すると同時に、管路２１３と２１４によって生成された本体２１１での圧 力差はまた、漸次的に減少し、その結果、本体２１１は、その中立位置へ図面に おいて左方へ戻り、そして要素２００によって生成された逆トルクは、このため 、比例して減少する。 もちろん、逆トルクを生成するための他の方法もまた、考えられ、例えば、車 両１の傾斜可能な区分９を傾斜させるためのティルト機構の駆動装置２２によっ て生じたトルクから車両１の非傾斜区分１０によって生成される反動トルクと反 対方向であるが同一の大きさである。例えば、制御要素２１０は、電気等価物に よって置き替えられる。好ましくは、この配置により、逆トルクが優勢である時 さえ、路面２２６の不規則性に不変に従い続けることができるように、非傾斜区 分１０における車輪に対して準備が為される。このために、非傾斜区分１０にお ける車輪２の圧縮と弛緩が可能であるようにして、逆トルクの発生に対する駆動 装置を構成することが好ましい。 要素２１０は、傾斜断面９を有する車両に対して排他的に使用されるわけでは ない。ティルト機構のない従来の車両における使用がまた、考えられ、例えば、 三輪又は多輪自動車の場合に通例である如く、曲がり を取る時、逆トルクを生成し、該車両が曲がりの外向きに傾斜する代わりに、車 両を水平に保つが、この場合も、個々のサスペンションを制限することなく、個 々の車輪の圧縮と弛緩が可能である。もちろん、第１１〜１３図に示された実施 態様のさらに他の変形が考えられる。例えば、腕２０１が協働で駆動される単一 のピストン／シリンダー組立体２００は、例えば、個々の腕２０１を制御するた めに、一方の側において非傾斜区分１０に連結され、他方の側においてそれぞれ の腕２０１に連結された２つのピストン／シリンダー組立体によって置き替えら れる。第１１〜１３図は、駆動棒２３０がピストン／シリンダー組立体２００の シリンダーの２つの端部壁２３１を通って伸長する様子を示す。結果として、ピ ストン要素２２５は、その面の各々に対して同一の表面積を有する。技術におい て当業者には、他の設計も選択できることは明らかであろう。所望のトルクはま た、ピストン／シリンダー組立体（所謂リニアアクチュエ−タ）の代わりに、回 転要素により生成される。 力はまた、圧力差による代わりに、例えば、機械的又は電磁手段により、本体 ２１１に及ぼされる。機械的な方法は、例えば、引張り／圧縮ばねによる。本体 ２１１の移動が、変位でなく力に基づいて制御されることは、都合が良い。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年６月３日 【補正内容】 明細書 少なくとも３つの車輪を備えた自己安定方向可制御車両 本発明は、地上に置かれる少なくとも３つの車輪を備えた自己平衡車両であり 、これらの車輪の少なくとも２つは、車両の縦軸に関して重心の両側において配 置され、これらの車輪の少なくとも一つは、方向可制御であり、この場合、車両 の少なくとも一つの区分は、走行中方向可制御な車輪の方向変化を生成及び／又 は維持する目的のために車両の縦軸の周りで傾斜可能であり、少なくとも一つの 方向可制御車輪を制御するための制御要素と車両の縦軸の周りで該車両区分を傾 斜させるための補力傾斜要素が設けられた自己平衡車両に関する。 前部に関して縦軸の周りで傾斜する後部を有する四輪自動車が、ＥＰ−Ａ−０ ５９２３７７において記載される。このために、機械的伝動装置が、ハンドルバ ーである前方操舵ユニットの軸を傾斜ユニットにリンクする。油圧形式のサーボ 機構は、前方操舵ユニットによって制御される。２つのサーボ制御アクチュエー タは、前方操舵ユニットに従属するサーボディストリビュータによって、反対方 向において動作され、両方向においてシャシの傾斜を設ける。公知の車両は、操 舵ユニットの所与の角度位置において、一定傾斜しか伝えられないという欠点を 有する。いろいろな重量の運転手の収容は、可能ではない。さらに、駆動速度が 、考慮に入れられない。定置位置における操舵ユニットの回転は、比較的高い速 度で運転する間、操舵ユニットの回転と同一傾斜を生ずる。 発明の目的は、良い安定性が、すべての運転条件の下で、特に駐車場で車両を 運転する時通例であるよりも高速度において保証される如く、 曲がりの内側への車両又は車両区分の傾斜が効率よく達成される制御系を提供す ることである。 このために、本発明による車両は、車両が自己平衡性であり、走行中方向変化 を生成及び／又は維持する目的のために方向可制御車輪に加えられる荷重の大き さと方向を登録するために方向可制御車輪に連結されたセンサを具備し、センサ は、センサによる登録の関数として、傾斜を生ずるように傾斜要素に連結される ことを特徴とする。 操舵力／操舵トルクが、これらの荷重パラメータが最良の結果を与えるという ことが判明したために測定される。この形式の力／トルクは、方向制御可能な車 輪が、或るキャスタを有する時に自動的に発生されるが、傾きの角度が、ステア リングホイ−ルを回転させることによって意図された運転速度と曲がり半径に対 応しない。この知識を利用して、傾斜度は該力／トルクの測定によって制御され る。例えば、公知の加速度センサの使用と比較して、特に自然な直接運転特性が 、車両が未経験な人達によっても作動される如く、本発明により獲得される。 ＥＰ−Ａ−１５３５２１から、車両本体傾斜系が、公知であり、この場合、油 圧ラムは、スプール形式制御弁にに連結される。制御弁は、操舵機構によって作 動され、操舵機構の回転により、傾斜動作を迅速に始動させる。制御弁はまた、 車両本体の通常直立軸が重力と遠心加速度の合成ベクトルと整列するまで、傾斜 動作を進行させる振り子に結合される。 この種類の傾斜系は、比較的複雑であり、ある遅れを有し、振り子の揺動が妨 げられる場合に、誤動作になりやすい。 同時に傾斜可能な方向可制御車輪の使用が、好ましく、この手段によ り、特に簡単な制御系が使用される。このシステムでは、傾斜移動に対するすべ ての平衡位置において、操舵荷重はゼロ又は事実上ゼロであるために、あらゆる 傾斜位置に対して平衡を達成するのはかなり容易である。このようにして、曲が りを取り始める時、同時に傾斜可能な方向可制御車輪の結果として、操舵荷重は 初期的に最高であり、それから、車両が所望の曲がりに従っている間、平衡傾斜 位置がより密接に接近されるにつれて漸次的に減少する。制御系の正しい次元に より、曲がりの取り始めから平衡傾斜位置の達成までの時間が短くなり、この手 段により、現代のモータサイクルの関連特性に対応する特性が達成されることは 明らかである。 位置センサは、例えば、傾斜速度をステアリングホイ−ルの移動に比例させる ために、制御回路に組み込むことができる。例えば、傾斜速度は、垂直に関する 傾斜度が大きいほど、小さくなる。さらに、この手段により、ステアリングホイ −ルの移動に比例した操舵力の変化が、より大きな操舵力が急な曲がりに対して 必要とされる如く、達成される。さらに、直立位置からの傾斜が大きいほど、直 立位置へ戻る傾斜速度は高くなる。 トルク又は力がステアリングホイ−ルに連続的に及ぼされる如く、小さい復原 力が、平衡傾斜位置に連続的に及ぼされることが好ましい。ステアリングホイ− ルが解放される時、車両は、直線走行に対する中立位置を自動的に探索する。こ の形式のリセットは、添付の図の説明から明確に見られる如く、例えば、リンク 要素とねじり可能な構成部分に連結された作動接点及び短絡接点の正しい位置付 けによって達成される。 請求の範囲 １．地上に置かれる少なくとも３つの車輪（２、３）を備えた車両（１）であ り、これらの車輪の少なくとも２つ（２）は、車両の縦軸に関して重心の両側に おいて配置され、これらの車輪の少なくとも一つ（３）は、方向可制御であり、 車両の少なくとも一つの区分（９）は、走行中方向可制御な車輪（３）の方向変 化を生成及び／又は維持する目的のために、車両の縦軸の周りで傾斜可能であり 、少なくとも一つの方向可制御車輪（３）を制御するための制御要素（６）と、 車両の縦軸の周りで該車両区分を傾斜させるための補力傾斜要素（２２、２２’ ）が設けられた車両（１）において、車両が自己平衡性であり、走行中方向変化 を生成及び／又は維持する目的のために、方向可制御車輪（３）に加えられる荷 重の大きさと方向を登録するために方向可制御車輪（３）に連結されたセンサ（ ７）を具備し、該センサ（７）は、センサによる登録の関数として、傾斜を生ず るように傾斜要素（２２、２２’）に連結されていることを特徴とする車両（１ ）。 ２．センサ（７）が、制御要素（６）と方向可制御車輪（３）を相互に連結す るねじり可能な要素（３２、３４）を具備し、この要素（３２、３４）のねじり 程度及び方向が、方向可制御車輪（３）における荷重の大きさと方向に対する測 度であることを特徴とする請求の範囲１に記載の車両（１）。 ３．少なくとも一つの方向可制御車輪（３）が、車両の傾斜可能な区分（９） により傾斜することができる請求の範囲１又は２に記載の車両（１）。 ４．方向可制御車輪（３）がキャスタを有する請求の範囲１、２又は ３に記載の車両（１）。 ５．制御要素（６）が、ステアリングコラムの周りで回転可能な従来のステア リングホイール又はステアリングバーを具備する先行する請求の範囲のいずれか 一つに記載の車両（１）。 ６．制御要素（６）が、補力傾斜要素（２２、２２’）によって生成された復 元力の作用に抗して直線において走行する車両に対応する中立位置から移動され る先行する請求の範囲のいずれか一つに記載の車両（１）。 ７．ねじれ可能な要素（３２、３４）が、周囲において、周囲方向において走 っていて、離間して配置された第１及び第２連結要素（３５、３５’、３６、３ ６’）を設けられ、この場合、第１連結要素（３５、３５’）は、第２連結要素 （３６、３６’）よりも周囲方向において大きな距離にわたって走っており、第 １及び第２作動接点と短絡接点が、ねじれ可能な要素の周りの相互固定位置にお いて配置され、このねじれ要素は、該接点（３７）に関してその縦軸の周りで回 転可能であり、この場合、該接点（３７）と該連結要素（３５、３５’、３６、 ３６’）は、第２連結要素（３６、３６’）が短絡接点及び第１又は第２作動接 点のいずれかと接触され、第１連結要素（３５、３５’）が、第１及び第２作動 接点と接触され、第１連結要素が第１及び第２作動接点と接触する時、第２連結 要素（３６、３６’）が、短絡接点とのみ連結される如く配置される（第３図参 照）請求の範囲２に記載の車両。 ８．センサ（７）の機能性が、車両の速度に従属する先行する請求の範囲のい ずれか一つに記載の車両（１）。 ９．方向可制御車輪（３）の方向変化を生成するために荷重を測定す るためのさらに他のセンサが、制御要素（６）と方向可制御車輪（３）の間に収 容され、このセンサは、制御要素（６）によって生成される必要な制御荷重を縮 小するために補力駆動要素に連結され、この場合、該第２センサの効果は、車両 速度が減少する時、随意的に増大する先行する請求の範囲のいずれか一つに記載 の車両（１）。 １０．車両区分（９）が、相互に連結された２つの駆動要素（２２、２２’） の作用により、縦軸の周りで傾斜可能であり、これらの駆動要素は、車両区分（ ９）が中立位置にある時、限界位置を取り、一方又は他方の方向における車両区 分のそれぞれの傾斜に対して、それぞれの他方の限界位置へ随意的に個別に移さ れる先行する請求の範囲のいずれか一つに記載の車両。 １１．２つのシリンダー／ピストン（２２、２２’）組立体が、一方の端部に おいて一定の相互間隔を維持し、それぞれのシリンダー／ピストン組立体の他方 の端部が、車両区分の傾斜軸から離間して、傾斜可能な車両区分（９）と他の車 両区分（１０）にそれぞれ連結され、シリンダー／ピストン組立体が、複動式で ある請求の範囲１０に記載の車両。 １２．被駆動車輪（２）が、差動装置を介して共通の回転軸において連結され る先行する請求の範囲のいずれか一つに記載の車両（１）。 １３．ステアリングホイールの移動の関数として、ステアリングホイールに及 ぼされた操舵力を決定し、及び／又は曲がり半径の関数として傾斜速度又は復原 速度を決定するために、制御回路において組み込まれた位置センサが、据え付け られる先行する請求の範囲のいずれか一つに記載の車両（１）。 １４．該車両の傾斜可能な区分（９）が、好ましくはまっすぐな案内 パス（１１４）に関して車両の長さ方向に本質的に垂直な方向において案内され 、この位置は、車両の縦軸に本質的に平行な軸の周りで調整可能である先行する 請求の範囲のいずれか一つに記載の車両（１）。 １５．案内パスが、車両の傾斜不能な部分に関して車両（１０１）の縦軸に本 質的に平行な軸の周りで回転可能な回転要素（１１３）におけるスリット（１１ ４）である先行する請求の範囲のいずれか一つに記載の車両。 １６．ホイールハブステアリングを備え、この場合、回転要素（１１３）が、 前方（１０７）及び後方（１０６）カジ取棒に関して回転可能であり、そしてさ らに他の案内パス（１１２）が、車両（１０１）の長さ方向において見た時、回 転要素（１１３）から離間して存在し、このさらに他の案内パスは、車両（１０ １）の中立の非傾斜位置において第１案内パス（１１４）に本質的に垂直であり 、このさらに他の案内パス（１１２）に沿って、フレーム（１１１）が案内され る請求の範囲１５に記載の車両。 １７．車両（１）の非傾斜区分（１０）に作用する逆トルクを発生するための 手段が設けられ、この逆トルクは、ティルト機構によって発生されたトルクから 非傾斜区分（１０）によって発生された反動トルクと反対方向において加えられ 、好ましくは、本質的に同一の大きさであり、車両（１）の傾斜可能な区分（９ ）の傾斜移動を達成する先行する請求の範囲のいずれか一つに記載の車両。 １８．車両（１）の非傾斜区分（１０）の車輪（２）に掛合するための制御駆 動要素（２００）を備え、同様に、車輪（２）に関して非傾斜区分（１０）を傾 斜させようとする力を発生するために非傾斜区分（１ ０）に連結される請求の範囲１７に記載の車両。 １９．それぞれのポート（２１７、２１８）に任意に掛合又は離合するための 要素（２１１）を有し、この要素（２１１）は、第１要素（２２１）と第２要素 （２２２）を有し、ステアリングホイール（６）に及ぼされた操舵トルクに比例 する第１信号は、第１要素（２２１）に作用し、第２信号は、ポート（２１７、 ２１８）の位置により、第２要素（２２２）に作用し、これらの信号は、要素（ ２１１）の平衡位置を決定し、第２要素（２２２）に作用する信号はまた、逆ト ルクを発生するために駆動装置（２００）において作用する（第１３図）請求の 範囲１７又は１８に記載の車両。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 １０００１６１ (32)優先日 1995年４月18日 (33)優先権主張国 オランダ（ＮＬ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 クローネン， ヘンドリク・マリヌス オランダ・エヌエル−3333シーエル ツウ イーンドレヒト・カプトホルスマンフラツ ト45

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．地上に置かれる少なくとも３つの車輪を備えた自己平衡車両であり、これ らの車輪の少なくとも２つは、車両の縦軸に関して重心の両側において配置され 、これらの車輪の少なくとも一つは、方向可制御であり、この場合、車両の少な くとも一つの区分は、車両の縦軸の周りで傾斜可能であり、走行中方向可制御な 車輪の方向変化を生成及び／又は維持する目的のために、荷重の大きさ及び／又 は方向を測定し、及び／又は走行中方向可制御車輪の方向変化の大きさ及び／又 は方向を測定するためのセンサが、少なくとも一つの方向可制御車輪を制御する ための制御要素に連結され、そして補力傾斜要素が、車両の縦軸の周りで該車両 区分を傾斜させるために設けられ、この傾斜要素は、センサの登録の関数として 、傾斜を生成するために、センサに連結される自己平衡車両。 ２．少なくとも一つの方向可制御車輪が、車両の傾斜可能な区分により傾斜す ることができる請求の範囲１に記載の車両。 ３．方向可制御車輪がキャスタである請求の範囲１又は２に記載の車両。 ４．制御要素が、ステアリングコラムの周りで回転可能な従来のステアリング ホイール又はステアリングバーを具備する先行する請求の範囲のいずれか一つに 記載の車両。 ５．センサが、制御要素と方向可制御車輪を相互に連結するねじり可能な要素 を具備し、この要素のねじり程度及び方向が、方向可制御車輪における荷重の大 きさと方向及び／又は車輪の方向変化に対する測度である先行する請求の範囲の いずれか一つに記載の車両。 ６．制御要素が、補力傾斜要素によって生成された復元力の作用に抗 して直線において走行する車両に対応する中立位置から移動される先行する請求 の範囲のいずれか一つに記載の車両。 ７．ねじれ可能な要素が、周囲において、周囲方向において走っていて、離間 して配置された第１及び第２連結要素を設けられ、この場合、第１連結要素は、 第２連結要素よりも周囲方向において大きな距離にわたって走っており、第１及 び第２作動接点と短絡接点が、ねじれ可能な要素の周りの相互固定位置において 配置され、このねじれ要素は、該接点に関してその縦軸の周りで回転可能であり 、この場合、該接点と該連結要素は、第２連結要素が短絡接点及び第１又は第２ 作動接点のいずれかと接触され、第１連結要素が、第１及び第２作動接点と接触 され、第１連結要素が第１及び第２作動接点と接触する時、第２連結要素が、短 絡接点とのみ連結される如く配置される（第３図参照）請求の範囲５又は６に記 載の車両。 ８．センサの機能性が、車両の速度に従属する先行する請求の範囲のいずれか 一つに記載の車両。 ９．方向可制御車輪の方向変化を生成するために荷重を測定するためのさらに 他のセンサが、制御要素と方向可制御車輪の間に収容され、このセンサは、制御 要素によって生成される必要な制御荷重を縮小するために補力駆動要素に連結さ れ、この場合、該第２センサの効果は、車両速度が減少する時、随意的に増大す る先行する請求の範囲のいずれか一つに記載の車両。 １０．車両区分が、相互に連結された２つの駆動要素の作用により、縦軸の周 りで傾斜可能であり、これらの駆動要素は、車両区分が中立位置にある時、限界 位置を取り、一方又は他方の方向における車両区分の それぞれの傾斜に対して、それぞれの他方の限界位置へ随意的に個別に移される 先行する請求の範囲のいずれか一つに記載の車両。 １１．２つのシリンダー／ピストン組立体が、一方の端部において一定の相互 間隔を維持し、それぞれのシリンダー／ピストン組立体の他方の端部が、車両区 分の傾斜軸から離間して、傾斜可能な車両区分と他の車両区分にそれぞれ連結さ れ、この場合、シリンダー／ピストン組立体が、複動式である請求の範囲１０に 記載の車両。 １２．被駆動ドライブホイールが、差動装置を介して共通の回転軸において連 結される先行する請求の範囲のいずれか一つに記載の車両。 １３．ステアリングホイールの移動の関数として、ステアリングホイールに及 ぼされた操舵力を決定し、及び／又は曲がり半径の関数として傾斜速度又は復原 速度を決定するために、制御回路において組み込まれた位置センサが、据え付け られる先行する請求の範囲のいずれか一つに記載の車両。 １４．該車両の傾斜可能な区分が、好ましくはまっすぐな案内パス（１１４） に関して車両の長さ方向に本質的に垂直な方向において案内され、この位置は、 車両の縦軸に本質的に平行な軸の周りで調整可能である先行する請求の範囲のい ずれか一つに記載の車両。 １５．案内パスが、車両の傾斜不能な部分に関して車両（１０１）の縦軸に本 質的に平行な軸の周りで回転可能な回転要素（１１３）におけるスリット（１１ ４）である先行する請求の範囲のいずれか一つに記載の車両。 １６．ホイールハブステアリングを備え、この場合、回転要素（１１３）が、 前方（１０７）及び後方（１０６）カジ取棒に関して回転可能 であり、そしてさらに他の案内パス（１１２）が、車両（１０１）の長さ方向に おいて見た時、回転要素（１１３）から離間して存在し、このさらに他の案内パ スは、車両（１０１）の中立の非傾斜位置において第１案内パス（１１４）に本 質的に垂直であり、このさらに他の案内パス（１１２）に沿って、フレーム（１ １１）が案内される請求の範囲１５に記載の車両。 １７．車両（１）の非傾斜区分（１０）に作用する逆トルクを発生するための 手段が設けられ、この逆トルクは、ティルト機構によって発生されたトルクから 非傾斜区分（１０）によって発生された反動トルクと反対方向において加えられ 、好ましくは、本質的に同一の大きさであり、車両（１）の傾斜可能な区分（９ ）の傾斜移動を達成する先行する請求の範囲のいずれか一つに記載の車両。 １８．車両（１）の非傾斜区分（１０）の車輪（２）に掛合するための制御駆 動要素（２００）を備え、同様に、車輪（２）に関して非傾斜区分（１０）を傾 斜させようとする力を発生するために非傾斜区分（１０）に連結される請求の範 囲１７に記載の車両。 １９．それぞれのポート（２１７、２１８）に任意に掛合又は離合するための 要素（２１１）を有し、この要素（２１１）は、第１要素（２２１）と第２要素 （２２２）を有し、ステアリングホイール（６）に及ぼされた操舵トルクに比例 する第１信号は、第１要素（２２１）に作用し、第２信号は、ポート（２１７、 ２１８）の位置により、第２要素（２２２）に作用し、これらの信号は、要素（ ２１１）の平衡位置を決定し、第２要素（２２２）に作用する信号はまた、逆ト ルクを発生するために駆動装置（２００）において作用する（第１３図）請求の 範囲１７又は １８に記載の車両。