NL9401303A - Zelfstabiliserend, richtingbestuurbaar voertuig met tenminste drie wielen. - Google Patents

Description

Zelfstabiliserend, richtingbestuurbaar voertuig met tenminste drie wielen.

De uitvinding heeft betrekking op zelfstabiliserende, richtingbestuurbare voertuigen. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op voertuigen welke een kantelen toestaan van tenminste een voertuigdeel ten opzichte van de voertuiglangsas. Daarmee is te bereiken dat tijdens het rijden van een bocht het voertuig geheel of gedeeltelijk naar de binnenzijde van de bocht kan hellen.

Een bekend voertuig van het bovenbedoelde type is beschreven in GB-A-2225990. Dit bekende voertuig is een driewieler waarvan het zitgedeelte voor de bestuurder, samen met het enkele, centrale voorwiel, is te kantelen ten opzichte van de dwarsas waaraan de ter weerszijden van de voertuiglangsas opgestelde achterwielen zijn bevestigd. Beschreven is dat het kantelen kan worden bereikt door het veranderen van de belastingverdeling in het kantelbare gedeelte van het voertuig, of met behulp van hydraulische of mechanische elementen. Niet is beschreven een systeem voor de doelmatige kanteling van het voertuigdeel in afhankelijkheid van de rijomstandigheden, zoals de bochtstraal, de helling van het wegdek, de belasting en/of snelheid van het voertuig, enzovoorts. Ook is niet beschreven dat het enkele voorwiel richting bestuurbaar is.

De uitvinding beoogt een besturingssysteem te verschaffen waarmee het naar de binnenzijde van de bocht kantelen van het voertuig of voertuigdeel doelmatig is te bereiken, zodat onder alle rijomstandigheden, in het bijzonder bij snelheden hoger dan die welke gebruikelijk zijn tijdens in- en uitparkeren van het voertuig, een goede stabiliteit is te waarborgen.

Daartoe vindt volgens de onderhavige uitvinding meting plaats van de kracht/het koppel of de grootte van de stuuruitslag voor het verkrijgen van een richtingsverandering van het of de richtingbestuurbare wiel(en), welke gegevens gebruikt worden voor het bepalen van de grootte en de richting van het kantelen voor het kantelbare voertuigdeel. Bij voorkeur wordt de stuurkracht/het stuurkoppel gemeten aangezien gebleken is dat deze belastinggrootheden de beste resultaten leveren. Een dergelijke kracht/koppel ontwikkeld zich automatisch wanneer het richtingbestuurbare wiel een zekere naloop heeft, terwijl de kantelhoek niet correspondeert met de rijsnelheid en de door de stuurverdraaiing beoogde bochtstraal. Door gebruik te maken van dit inzicht, kan de mate van kantelen worden bestuurd door meting van de bedoelde kracht/koppel.

In vergelijking met bijvoorbeeld de bekende toepassing van versnellingopnemers wordt met de onderhavige uitvinding een bijzonder natuurgetrouw en direct rijgedrag verkregen, zodat het voertuig ook door ongeoefende personen is te bedienen.

Toepassing van een meekantelbaar richtingbestuurbaar wiel verdient de voorkeur, waarmee een bijzonder eenvoudig besturingssysteem kan worden gebruikt. Daarmee is vrij gemakkelijk het evenwicht voor elke kantelstand te bereiken aangezien in elke evenwichtstand voor de kantelbeweging de stuurlast dan nul of vrijwel nul zal zijn. Aldus zal bij het inzetten van een bocht in verband met een meekantelbaar richtingbestuurbaar wiel aanvankelijk de stuurlast het grootst zijn, om geleidelijk kleiner te worden naarmate de gekantelde evenwichtstand dichter wordt genaderd terwijl het voertuig de gewenste bocht volgt. Het zal duidelijk zijn dat door juiste dimensionering van het besturingssysteem het tijdsverloop tussen het inzetten van de bocht en het bereiken van de gekantelde evenwichtstand gering kan zijn, waarmee een gedrag is te bereiken welke overeenstemt met het bochtgedrag van de moderne motorfiets.

Een standsensor kan zijn opgenomen in de regelkring om bijvoorbeeld de kantelsnelheid proportioneel met de stuuruitslag te maken.

Bijvoorbeeld is dan de kantelsnelheid kleiner naarmate de hellingstand tov. de vertikaal groter is. Daarnaast is daarmee een stuurkrachtverloop te bereiken welke proportioneel is met de stuuruitslag, zodat voor scherpere bochten een hogere stuurkracht is vereist. Ook is dan te bereiken, dat de kantelsnelheid terug naar de rechtopstand groter is naarmate de kanteling uit de rechtopstand groter is.

Het verdient de voorkeur, dat in een gekantelde evenwichtstand voortdurend een geringe terugstelkracht wordt uitgeoefend, zodat voortdurend een koppel of een kracht op het stuur is uit te oefenen. Bij loslaten van het stuur zal het voertuig dan automatisch de neutrale stand voor rechtuit rijden opzoeken. Een dergelijke terugstelling is bijvoorbeeld te bereiken door juiste positionering van verbindingsorganen en bekrachtigingscontacten en kortsluitcontacten in verband met bijvoorbeeld een tordeerbaar deel, zoals duidelijker zal blijken uit de bijgevoegde figuurbeschrijving.

De werking van het besturingssysteem volgens de uitvinding kan snelheidsafhankelijk zijn, zodat de werking bijvoorbeeld geheel uitgeschakeld is tijdens in- en uitparkeren en/of andere manoeuvres bij lage snelheden. Daarnaast kan tussen het stuur en het richtingbestuurbare wiel een op zich bekend stuurbekrachtigingssysteem zijn opgenomen, welke eveneens snelheidsafhankelijk is geregeld, zoals vaak gebruikelijk is.

Voor het uitvoeren van de kantelbeweging in het bijzonder waarbij een voertuigdeel scharniert t.o.v. een standonveranderlijk voertuigdeel, verdient het de voorkeur gebruik te maken van één of meer stellen aandrijfelementen, welke in de neutrale (rechtopstaande) stand van het voertuig een uiterste stand innemen. De neutrale stand is op die manier eenvoudig te bereiken, en de aandrijfelementen vereisen daartoe geen bijzondere afstelling. Een kantelen vanuit de neutrale stand is dan te bereiken door bekrachtiging van of het ene of het andere aandrijfelement. In dat verband is bijvoorbeeld gebruik te maken van een stel dubbelwerkende cilinder/zuigersamenstellen zoals nader beschreven en getoond in de hierna volgende figuurbeschrijving.

Ook is het kantelen te bereiken door bijvoorbeeld verlengen of verkorten van de wielophanging zoals bijvoorbeeld beschreven in GB-A-2148217.

De uitvinding vindt toepassing voor zowel drie- als meerwielers. Bi een driewieler is te denken aan twee op afstand ter weerszijden van de middenlangsas opgestelde achterwielen, en een op de middenlangsas opgesteld enkel voorwiel. Bij meerwielers valt de denken aan twee voor-en twee achterwielen met dezelfde of vrijwel dezelfde spoorbreedte, zoals van gebruikelijke personenwagens.

In verband met een voordelige werking van het systeem ook bij lage rijsnelheden verdient het de voorkeur, de op of in hoofdzaak op een gemeenschappelijke bochtstraal opgestelde rijwielen toe te staan, onderling in omwentelingssnelheid te verschillen. Voor de centraal vanuit een gemeenschappelijke aandrijfmotor aangedreven (achter)wielen is dit te bereiken met een differentieel. Voor bijzondere omstandigheden kan een dergelijke differentieelwerking tijdelijk blokkeerbaar zijn, eventueel geleidelijk, bijvoorbeeld afhankelijk van de rijsnelheid of de grootte van een heersende wringing tussen die rijwielen.

De figuurbeschrijving heeft betrekking op een niet beperkend uitvoeringsvoorbeeld, welke momenteel beschouwd wordt als beste uitvoering van de uitvinding, en wordt verwezen naar de bijgevoegde tekeningen. Hierbij toont:

Figuur 1 schematisch een aanzicht in perspectief van een driewielig voertuig volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 2a t/m 2c meer in detail het kantelmechanisme zoals toegepast in het voertuig volgens figuur 1;

Figuur 3a schematisch een principe-schets van het hydraulische systeem welke is te gebruiken in het in figuur 2 getoonde kantelmechanisme;

Figuur 3b een gedeelte van figuur 3a weergegeven in een volgende stand;

Figuur 3c een gedeelte van figuur 3a, weergegeven in een verdere stand;

Figuur 3d een detail van een uitvoeringsvariant van fig. 3b; en

Figuur 4 een zijaanzicht in gedeeltelijke doorsnede van een koppelmeter.

Figuur 1 toont schematisch een driewielig voertuig 1. Deze bezit twee achterwielen 2 welke coaxiaal zijn opgesteld op afstand ter weerszijden van de langsas van het voertuig 1. Voorts is weergegeven het ene, centraal opgestelde voorwiel 3. De beide achterwielen 2 zijn motorisch aangedreven. De aandrijfeenheid 4, een gebruikelijke verbrandingsmotor, is tussen de achterwielen 2 opgesteld, en de plaats daarvan is schematisch weergegeven in figuur 2. Zoals getoond in figuur 1 is het voorwiel 3 via een voorvork 5 draaibaar om een, in het vertikale vlak gelegen, as 11 bevestigd aan deel 9. De voorvork 5 is zodanig gericht, dat in rijrichting gezien de as 11 in het punt 43 de ondergrond snijdt, welke voor het contactpunt 42 van het wiel 3 met de ondergrond is gelegen. Tussen het stuur 6 en de voorvork 5 is een koppeling opgenomen. Deze koppeling bevat een stuurkoppelmeter of stuurkrachtmeter 7. Het stuur 6 kan rechtstreeks zijn gekoppeld met de voorvork 5, zoals bijvoorbeeld bij een gebruikelijk rijwiel. Eventueel kan de koppeling via een overbrenging, bijvoorbeeld stuurstangen, -kabels ed. zijn uitgevoerd (niet zichtbaar). Ook kan de koppeling hydraulisch, electrisch, enz. zijn uitgevoerd. De uitvoering van de meter 7 is afhankelijk van de gekozen koppeling. Bijvoorbeeld is die stuurkoppelmeter 7 uitgevoerd zoals meer in detail getoond in figuur 3. De bestuurder kan achter het stuur 5 plaatsnemen op een zitting 8. Voorts is het in figuur 1 getoonde voertuig 1 uit twee gedeelten samengesteld; een voorste gedeelte 9 en een achterste gedeelte 10, welke rond de langsas van het voertuig 1 kantelbaar ten opzichte van elkaar zijn uitgevoerd. Aan het voorste gedeelte 9 bevinden zich het voorwiel 3, de voorvork 5, het stuur 6, de stuurkoppelmeter 7 en de zitting 8. Aan het achterste deel 10 bevinden zich de twee achterwielen 2 en de motor 4. De twee achterwielen 2 zijn via een gebruikelijk differentieel onderling en met de motor 4 aandrijvens gekoppeld. In een andere uitvoering kan de motor 4 ook in het kantelbare deel 9 van voorwiel 3 zodanig zijn gekoppeld met het verdere voertuig 1, dat sprake is van een zgn naafbesturing.

Zoals meer in detail getoond in figuur 2 loopt aan de onderzijde van het voorste deel 9 een kantelbuis 21, welke naar achteren uit het voorste deel 9 uitsteekt. Deze kantelbuis behoeft niet noodzakelijkerwijs horizontaal te verlopen. De hartlijn van deze kantelbuis 21 bepaalt de middenlangsas van het voertuig 1. Deze kantelbuis 21 is rond de hartlijn daarvan roteerbaar gestoken in een lagerbus (niet getoond) aan de motor 4 van het achterste deel 10 van het voertuig 1. Door middel van deze roteerbare lagering van de kantelbuis 21 kan het voorste deel 9 naar links en naar rechts kantelen rond de middenlangsas van het voertuig 1, terwijl het achterste deel 10 standonveranderlijk blijft. Tijdens dat kantelen van het voorste deel 9 zal het voorwiel 3 in dezelfde kantelzin meekantelen.

Voor het bepalen van de mate van kantelen wordt volgens de uitvinding de stuuruitslag, of de stuurkracht of het stuurkoppel gemeten, zoals meer in het bijzonder nader toegelicht aan de hand van figuur 3.

Het kantelen zelf kan bereikt worden met een kantelmechanisme zoals in detail getoond in figuur 2. Daarin zijn getoond twee dubbelwerkende zuiger/cilindercombinaties 22, 22'. Het vrije uiteinde van de zuigerstang 23 is scharnierbaar verbonden met een bevestigingslip 24 aan de motor 4. Het vrije uiteinde van de zuigerstang 23' is op afstand van de hartlijn van de kantelbuis 21 scharnierbaar verbonden met een uit de kantelbuis 21 stekende bevestigingslip 25. Aan de tegenover gelegen zijde zijn de zuiger/cilindercombinaties 22, 22' scharnierbaar met elkaar verbonden, en met een verbindingsstang 26 waarvan het andere uiteinde scharnierbaar is verbonden met een verdere bevestigingslip 27 aan deel 10 of deel 9; hier aan de motor 4. Voorts zijn met 28, 28' respectievelijk 29, 29' weergegeven de aansluitpoorten aan de cilinders van de cilinder/zuigercombinaties 22, 22' voor aansluiting op het hydraulische circuit zoals bijvoorbeeld meer in het bijzonder beschreven en getoond in figuur 3. De poort 28 is rechtstreeks gekoppeld met de poort 29'. De poort 28' is rechtstreeks gekoppeld met de poort 29. Daardoor lopen tussen de koppelmeter 7 en de cilinder/zuigercombinatie 22, 22' niet meer dan twee leidingen. Echter behoeven de poorten 28, 28', 29, 29' niet gekoppeld te zijn zoals aangegeven, en kunnen meer dan twee leidingen tussen de koppelmeter 7 en de cilinder/zuigekombinaties 22, 22' zijn aangebracht. Indien de druk in de aan de poort 28 hoger is dan die aan de poort 29, zal het voertuig 1 naar rechts kantelen. Naar links kantelen treedt in de omgekeerde situatie op. In figuur 2 is de stand van de zuiger 30, 30' telkens gestippeld weergegeven.

Bij het rechtuit rijden (figuur 2a) bevinden beide zuigerstangen 23, 23' zich in de maximaal uitgeschoven stand en rusten beide zuigers 30, 30' tegen respectieve aanslagen (niet getoond) welke behoren bij de maximale einde-van-de-slag stand. In die stand bevindt het voorste deel 9 van het voertuig 1 zich in neutrale stand, dat wil zeggen dat dit vertikaal is opgericht en het voorwiel 3 is eveneens vertikaal opgericht en is in de rechtuitrij stand uitgelijnd, dat wil zeggen evenwijdig aan de middenlangsas van het voertuig 1, en dus evenwijdig aan de hartlijn van de kantelbuis 21, uitgericht. Deze stand is betrouwbaar en doelmatig in te stellen doordat in die stand de beide zuigers 30, 30' zich in de uiterste stand bevinden. Figuur 2b toont de situatie voor kantelen naar rechts in de tekening. Hierbij wordt de zuiger 30' van de cilinder/zuigercombinatie 22' verplaatst, terwijl de zuiger 30 bij voorkeur op zijn plaats blijft. Het voorwiel 3 is dienovereenkomstig naar rechts gedraaid rond de as 11. Tevens is het voorwiel 3 naar rechts met het deel 9 mee gekanteld. In figuur 2b is de zuiger 30' in de maximaal ingetrokken stand weergegeven. Deze stemt overeen met de maximaal naar rechts gekantelde positie. Het zal duidelijk zijn dat ook tussengelegen posities door de zuiger 30' zijn in te nemen, met overeenkomstig tussengelegen kantelstanden.

Figuur 2c toont de situatie wanneer het voorste deel 9 naar de andere zijde is gekanteld, dat wil zeggen de linkerzijde in de tekening. Nu is de zuiger 30 verplaatst vanuit de in figuur 2a getoonde uiterste stand, terwijl de zuiger 30' bij voorkeur standonveranderlijk wordt gehouden. Ook nu weer is het voorwiel 3 dienovereenkomstig, dus naar links, gedraaid.

Vanuit elke hellende stand wordt de in figuur 2a getoonde neutrale stand automatisch bereikt indien bijvoorbeeld ter weerszijden van de zuigers 30, 30’ de maximale hydraulische druk werkzaam is. In een dergelijk geval worden de zuigers 30, 30' automatisch naar de in figuur 2a getoonde uiterste stand gedreven wegens het heersende oppervlakteverschil ter weerszijden van elke zuiger in verband met de aanwezigheid van de zuigerstang 23 respectievelijk 23'. Door het instellen van een drukverschil over de respectieve zuiger 30, 30' via de poorten 28, 29 respectievelijk 28', 29' is vervolgens een dienovereenkomstige verplaatsing van de zuiger 30 respectievelijk 30' te bereiken afhankelijk van de richting en de grootte van de stuurkracht of het stuurkoppel en/of de stuuruitslag, en/of de hoekverdraaiing van het voorwiel 3 rond de as 11.

Vanzelfsprekend zijn ook andere kantelmechanismen te gebruiken dan getoond in figuur 2. Bijvoorbeeld zijn de cilinder/zuigersamenstellen 22, 22' te vervangen door één of meer lineaire motoren van een ander type, zoals bijvoorbeeld elektrisch of magnetisch aangedreven. Ook kan bijvoorbeeld worden gekozen voor een roterend aandrijfelement, welke is te integreren in bijvoorbeeld de kantelbuis 21 . In plaats van hydraulische werking kan ook worden gekozen voor bijvoorbeeld pneumatische werking. Ook kan het stel cilinder/zuigercombinaties 22, 22' vervangen worden door één enkele cilinder/zuigercombinatie, waarvan de zuiger 28 in de neutrale, dus ongekantelde, stand van het voorste deel 9 een middenstand inneemt tussen de beide einde-van-de-slag standen. In verband met het nauwkeurig en betrouwbaar afstellen van de neutrale (rechtuitrij stand) verdient de uitvoeringsvariant volgens figuur 2 echter de voorkeur.

Een hydraulische regeling, in het bijzonder voordelig in verband met de in figuur 2 getoonde uitvoeringsvariant, wordt nu meer in detail besproken onder verwijzing naar figuur 3 en 4. Fig. 4 toont het samenstel van de stuurkoppelmeter 7 en de stuurstang 31. De stuurkoppelmeter 7 bevat een in hoofdzaak cilindrische behuizing 34 welke aan één uiteinde draaivast is verbonden met de stuurstang 31. In die behuizing 34 is een stuurschuif 32 gestoken. Deze stuurschuif 32 is aan het vrije uiteinde van de behuizing 34 draaivast verbonden met de stuurstang 31, en omgeeft de stuurstang 31 met speling. Aan de buitenomtrek is de stuurschuif voorzien van een aantal afvlakkingen 35, 35', 36, 36', zoals duidelijker blijkt uit figuur 3. Indien op de stuurstang 31 een koppel wordt uitgeoefend, zal deze wringen, waardoor de behuizing 34 ten opzichte van de stuurschuif 32 zal verdraaien. Figuur 3 toont de stuurkoppelmeter 7 in dwarsdoorsnede, opgenomen in een schematisch weergegeven hydraulisch systeem. Aan het cilindrische omtreksoppervlak bezit de stuurschuif 32 twee stellen diametraal tegenover elkaar gelegen afvlakkingen, waarvan de afvlakkingen 35, 35' een grotere breedte bezitten dan de afvlakkingen 36, 36'. Acht in de behuizing 34 uitgevoerde poorten 37 monden uit aan de behuizingbinnenwand en zijn in dwarsdoorsnede van de behuizing 34 gezien over gelijke hoeken over de omtrek verdeeld aangebracht. Zoals is weergegeven, staan de in de tekening bovenste en onderste poort 37 in fluïdumverbinding met een drukpomp 38 en een drukaccumulator 39. In de getoonde uitvoering zijn de behuizing 34 en de stuurschuif 32 in dwarsdoorsnede symmetrisch. Eventueel is ook een asymmetrische uitvoering mogelijk, waarbij de accumulator op slechts één plaats is aangesloten op de behuizing 34, en de poorten 28, 29'resp. 28', 29 via een gemeenschappelijke leiding zijn aangesloten op de behuizing 34.

De twee in het in de tekening horizontale middenvlak gelegen poorten 37 zijn beide aangesloten op een afvoerleidingsysteem 40 welke eventueel onder tussenkomst van een tandradpomp 41 uitmondt in het drukfluïdumverzamelvat 42. In dat drukfluïdumverzamelvat 42 heerst een lagere druk in vergelijking met de druk die heerst in de drukaccumulator 39. De optionele tandradpomp 41 roteert met een snelheid welke evenredig is aan de voertuigsnelheid. Hoe sneller de tandradpomp 41 roteert, hoe minder het tandradpomp 41 tegendruk biedt aan het uit de behuizing 34 en door de leiding 40 stromende drukfluïdum. Bij lage toerentallen van de tandradpomp 51 zal het drukfluïdum meer hinder ondervinden, waardoor de werking van het kantelmechanisme dienovereenkomstig wordt gehinderd. Dit is bijvoorbeeld van voordeel in verband met in- en uitparkeren, welke omstandigheden gepaard gaan met grote stuuruitslagen respectievelijk stuurmomenten/stuurkrachten zonder dat kantelen van het voertuigdeel 9 gewenst is en zelfs hinderlijk is. In plaats van een tandradpomp 41 kan ook gekozen worden voor een ander element voor het beperken van de werking van het kantelmechanisme bij lagere rijsnelheden. Bijvoorbeeld kan worden gekozen vodr een snelheidsbestuurde afsluiter op de plaats van de tandradpomp 41, welke bij afnemende snelheid steeds verder wordt gesloten.

De overige in de tekening weergegeven mondingen 37 zijn aangesloten op de respectieve mondingen aan de cilinder/zuigercombinaties 22 respectievelijk 22' (zie figuur 2).

Indien een tandradpomp 41 wordt toegepast, verdient het de voorkeur een terugslagklep 43 op te nemen zoals getoond, om drukopbouw en/of vacuumtrekken in de pomp en in het circuit ten gevolge van de werking van de tandradpomp 41 te voorkomen.

De werking van het drukfluïdumsysteem zoals getoond in figuur 3 is als volgt:

In figuur 3a is weergegeven de neutrale stand van de stuurschuif 32 binnenin de behuizing 34, welke overeenstemt met de rechtuitrij stand van het voertuig 1. Duidelijk is te zien, dat de afgevlakte delen 35 aan de stuurschuif 32 voldoende groot zijn om de poorten 28, 28’ en 29, 29' in fluïdumverbinding te stellen met de drukaccumulator 39. Aldus heerst ter weerszijden van de zuigers 30, 30' (figuur 2) dezelfde druk, zodat de zuigers 30, 30' zich in de figuur 2 aangetoonde uiterste stand bevinden. De afvlakkingen 36, 36' zijn zodanig klein bemeten, dat zij in de neutrale stand van de stuurschuif 32 slechts in verbinding staan met de drukfluïdumafvoerleiding 40. Die drukfluïdumafvoerleiding 40 staat niet via de stuurkoppelmeter 7 in verbinding met de drukaccumulator 39.

Bij een geringe rotatie van de stuurschuif 32 (bijvoorbeeld naar rechts zoals getoond in figuur 3b) blijft de verbinding van de poorten 28, 28', 29, 29' met de accumulator 39 gehandhaaft. Echter kan nu ook fluïdum de door de afvlakking 36, 36' bereiken, om daarmee in de leiding 40 te stromen. De stand van de stuurschuif 32 ten opzichte van de behuizing 34 in deze situatie is meer in detail weergegeven in figuur 3d. Aldus is in deze stand sprake van een "lekken" van fluïdum vanuit de accumulator 39 naar de leiding 40.Dientengevolge ontstaat een drukverlies, waarvan de mate afhangt van de mate waarin fluïdum kan weglekken. Daarmee wordt een betrouwbaar regelen van de kantelsnelheid mogelijk. Bij verder naar rechts verdraaien (figuur 3c) raken de poorten 28 en 29' ontkoppeld van de drukaccumulator 39. Zij staan dan nog uitsluitend in verbinding met de leiding 40, en er ontstaat dientengevolge drukverlies in die leidingen, waardoor de zuigers zullen gaan verplaatsen. Er ontstaat dan een kantelen van het voertuig 1. Dientengevolge zal het drukverschil over ofwel de zuiger 30 ofwel de zuiger 30' voldoende groot zijn voor een verplaatsing vanuit de in figuur 2a getoonde stand in de richting van de in figuur 2c respectievelijk 2b getoonde stand. Terwijl de zuiger 30 of de zuiger 30' verplaatst zal de stuurschuif 32 langzaam terug roteren naar de in figuur 3b getoonde stand, aangezien door toenemend kantelen van het voertuig de benodigde stuurkracht of -koppel of de benodigde stuuruitslag automatisch daalt. Zodra de evenwichtskantelstand wordt bereikt welke behoort bij de heersende omstandigheden voor het volgen van de bocht zal de in figuur 3b getoonde situatie heersen, waarbij door middel van het stuur 6 nog steeds een geringe stuurkracht of stuuruitslag moet worden gegeven. Zodra het stuur 6 wordt teruggedraaid of wordt losgelaten zal de stuurschuif 32 de in figuur 3a getoonde stand innemen, of verder doorgedraaid zijn in tegengestelde richting, zodat de zuigers 30, 30' (figuur 2) worden teruggebracht in de uitgangsstand zoals getoond in figuur 2a.

Vanzelfsprekend zijn ook verdere varianten dan de hier getoonde en beschreven van toepassing voor het uitvoeren van de uitvinding. Bijvoorbeeld kan voorts een gebruikelijk stuurbekrachtigingsmechanisme zijn opgenomen tussen het stuur 6 en het voorwiel 3, om in het bijzonder bij lage rijsnelheden een gedeelte van de voor het sturen benodigde stuurkracht op te wekken. Deze kan bijvoorbeeld zijn aangesloten op dezelfde drukaccumulator 39, drukpomp 38 en drukfluïdumverzamelvat 42 zoals getoond in figuur 3a. Ook kan een andere uitvoering van de stuurkoppelmeter, anders dan de in figuur 3 getoonde uitvoering, worden aangewend. Daarnaast is het bijvoorbeeld ook mogelijk, het voertuig te voorzien van meer dan één richtingbestuurbaar wiel dat met het kantelbare deel van het voertuig meebeweegt. Ook kan de in figuur 3 getoonde stuurkoppelmeter 7 geschikt zijn voor een elektronische besturing.

Daartoe kunnen de afgevlakte delen 35, 35' respectievelijk 36, 36' als sl€;epcontacten zijn uitgevoerd en bepalen de posities van de mondingen 37 de verschillende elektrische aansluitpunten met een stroomvoedingsbron, de aarde en de aansluitpunten voor één of meer lineaire motoren. In plaats van het meten van een koppel, kan de meter 7 ook zijn uitgevoerd voor het meten van een kracht. Dan wordt de heersende normaalkracht tussen het stuur en de voorvork aangewend. Deze is recht evenredig met het uitgeoefende stuurkoppel. Binnenin een van poorten voorziene behuizing kan dan een in lengterichting van de stuurstang verschuifbare afsluiter zijn aangebracht, welke het openen en sluiten van de poorten stuurt in afhankelijkheid van de ontwikkelde stuurkracht. Met bijvoorbeeld verende elementen kan de afsluiter in de neutrale stand worden gehouden. Op basis van figuur 3 zal de vakman een dergelijke elektronisch geregelde stuurkoppelmeter eenvoudig op basis van zijn vakkennis kunnen realiseren. De voorkeur gaat echter uit naar een hydraulisch systeem, hetgeen een grotere betrouwbaarheid verschaft. In het bijzonder voor personenvoertuigen is een dergelijke betrouwbaarheid van belang.

Claims (13)

1. Zelfbalanserend voertuig met tenminste drie op de grond steunende wielen, waarvan er tenminste twee ter weerszijden van het zwaartepunt betrokken op de voertuiglangsas zijn opgesteld, en waarvan er tenminste één richting bestuurbaar is, en waarbij tenminste een gedeelte van het voertuig kantelbaar is rond de voertuiglangsas en met een stuurorgaan voor het besturen van het tenminste ene richtingbestuurbare wiel een sensor gekoppeld is voor het meten van de grootte en/of de richting van de last voor het veroorzaken en/of handhaven van een richtingsverandering van het richtingbestuurbare wiel tijdens het rijden en/of de grootte en/of de richting van een richtingsverandering van het richtingbestuurbare wiel tijdens het rijden, en een bekrachtigd kantelelement is verschaft voor het kantelen van dat voertuigdeel rond de voertuiglangsas, welk kantelelement gekoppeld is met de sensor, voor het veroorzaken van een kanteling in afhankelijkheid van de registratie door de sensor.

2. Voertuig volgens conclusie 1, waarbij het tenminste ene richtingbestuurbare wiel meekantelbaar is met het kantelbare voertuigdeel.

3. Voertuig volgens conclusie 1 of 2, waarbij het richtingbestuurbare wiel een naloop heeft.

4. Voertuig volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het stuurorgaan een gebruikelijk rond een stuuras roteerbaar stuurwiel of stuurhuis omvat.

5. Voertuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de sensor een tordeerbaar element omvat welke het stuurorgaan en het richtingbestuurbare wiel met elkaar koppelt, en waarvan de mate en richting van torderen een maat is voor de grootte en de richting van de last en/of de richtingsverandering van het richtingbestuurbare wiel.

6. Voertuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het stuurorgaan uit de neutrale stand daarvan, welke overeenstemt met rechtuit rijden van het voertuig, is te brengen tegen de werking van een terugstelkracht welke is opgewekt door het bekrachtigde kantelelement.

7. Voertuig volgens conclusie 5 of 6, waarbij het tordeerbare element aan de omtrek is voorzien van in omtreksrichting verlopende en op afstand van elkaar opgestelde eerste en tweede verbindingsorganen, waarbij het eerste verbindingsorgaan in vergelijking met het tweede verbindingsorgaan over een grotere afstand in omtreksrichting loopt, en dat eerste en tweede bekrachtigingscontacten en een kortsluitcontact met onderling vaste positie opgesteld zijn rondom het tordeerbare element, welk tordeerbare element ten opzichte van die contacten rond zijn langsas verdraaibaar is, of omgekeerd, en waarbij die contacten en die verbindingsorganen zodanig zijn opgesteld dat het tweede verbindingsorgaan in contact is te brengen met het kortsluitcontact en hetzij het eerste hetzij het tweede bekrachtigingscontact, het eerste verbindingsorgaan in contact is te brengen met zowel het eerste als het tweede bekrachtigingscontact, en dat wanneer het eerste verbindingsorgaan in contact staat met zowel het eerste als het tweede bekrachtigingscontact, het tweede verbindingsorgaan uitsluitend met het kortsluitcontact in verbinding staat (zie fig. 3).

8. Voertuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de werking van de sensor afhankelijk is van de snelheid van het voertuig.

9. Voertuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij tussen het stuurorgaan en het richtingbestuurbare wiel een verdere sensor is opgenomen voor het meten van de last voor het veroorzaken van een richtingsverandering van het richtingbestuurbare wiel, welke sensor is gekoppeld met een bekrachtigd aandrijfelement voor het verminderen van het vereiste met het stuurorgaan op te brengen stuurlast, waarbij de werking van die tweede sensor eventueel toeneemt met afnemende voertuigsnelheid.

10. Voertuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het voertuigdeel onder tussenkomst van twee met elkaar gekoppelde aandrijfelementen kantelbaar is rond de langsas, welke aandrijfelementen beide in de neutrale stand van het voertuigdeel een uiterste stand innemen, en naar keuze afzonderlijk naar de andere respectieve uiterste stand zijn te brengen voor respectieve kanteling van het voertuigdeel in de ene of in de andere richting.

11. Voertuig volgens conclusie 10, waarbij twee cilinder/zuigersamenstellen met het ene uiteinde een vaste onderlinge afstand handhaven, terwijl het andere uiteinde van het respectieve cilinder/zuigersamenstel op afstand van de kantelas van het voertuigdeel is gekoppeld met het kantelbare voertuigdeel respectievelijk het verdere voertuigdeel, en waarbij de cilinder/zuigersamenstellen van het dubbelwerkende type zijn.

12. Voertuig volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de aangedreven rijwielen op een gemeenschappelijke omwentelingsas via een differentieel zijn gekoppeld.

13. Voertuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij een standsensor is aangebracht, welke is opgenomen in een regelkring voor het bepalen van de op het stuurwiel uit de oefenen stuurkracht afhankelijk van de stuuruitslag en/of het bepalen van de kantelsnelheid resp. de oprichtsnelheid in afhankelijkheid van de bochtstraal.