JP2008545577A - 自己バランス型車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両は、少なくとも3つの車輪を備え、このうちの少なくとも2つの車輪が車両の縦軸の重力の中心の両側に位置し、車輪のうちの少なくとも1つが車両の方向に操縦効果を有し、車両はさらに、傾斜フレームセクション分からなるフレームであって、上記フレームセクション分は、道路表面に対して縦軸に回転できるフレームと、傾斜フレームセクションに対して回転することができるように取り付けられた操縦手段と、傾斜フレームセクションと道路表面との間に傾斜モーメントおよび/または傾斜運動を加えるために、傾斜フレームセクションと車輪とに接続された1つまたは複数の傾斜要素と、道路表面に対する車両の速度を決定することができる速度センサと、操縦可能な車輪または操縦可能な複数の車輪の方向転換を達成するために、ステアリングホイールの動きの力/トルクまたは大きさを決定することができるステアリングセンサと、を備えている。さらに車両は、車両の傾斜フレームセクションの横加速度を決定することができる横加速度センサを備えている。この車両の傾斜を制御する方法は、ステアリングセンサからの信号と横加速度センサからの信号と速度センサからの信号とが、傾斜要素を制御するために制御信号として用いられることを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
−少なくとも3つの車輪であって、このうちの少なくとも2つの車輪が車両の縦軸の重力の中心の両側に位置し、車輪のうちの少なくとも1つは、車両の方向で操縦効果を有する、少なくとも3つの車輪と、
−傾斜フレームセクションからなるフレームであって、上記フレームセクションは、道路表面に対して縦軸に回転できる、フレームと、
−傾斜フレームセクションに対して回転可能であるように取り付けられている操縦手段と、
−傾斜要素が、傾斜フレームセクションと道路表面との間で傾斜モーメントおよび/または傾斜運動を加えることができるように、傾斜フレームセクションと車輪との間に接続を形成する1つまたは複数の傾斜要素と、
を備え付けた自動バランス型車両に関する。これによって達成されることは、車両が、使用中に完全に、または部分的にバランス状態にあることである。
−傾斜車両セクションと車輪の下側との間の角度を決定する傾斜角センサ、
−車両の進行方向を決定する反転スイッチ、
−車両の2つの側面にかかる空気圧力および/または車両の両側面の間の空気圧力の差を決定する2つの側面空気圧力センサ、
−傾斜フレームセクションに対するステアリングシャフトの回転を測定する角度センサ、
−傾斜システム内で油圧を生成する油圧センサ、
−非傾斜フレームセクションの横加速度を測定する第2の横加速度センサ、
である。
この式中、MSは、測定および制御ループに対する入力信号となる測定信号に対応し、SKSは、ステアリングセンサの信号に対応し、LVSは、横加速度信号に対応している。f(V)およびg(V)は、完全な測定信号への各センサの影響度合いを測定する時間依存関数である。これの詳細図が図5に示されている。
この式中、MSは、測定および制御ループ用の入力信号となる測定信号に対応し、SKSは、ステアリングセンサの信号に対応し、LVSは、横加速度信号に対応し、HSは、角度信号に対応している。f(V)、g(V)およびh(V)は、完全な測定信号への各センサの影響度合い決定する時間依存関数である。これらの関数は、好ましくは、種々の速度間の移行が徐々に進行するように、連続特性を有している。この詳細図が図6に示されている。
VH=j(LVS,HS)
この式中、VHは、横加速度センサからの信号および傾斜角センサからの信号の関数である仮想傾斜パラメータに対応している。i(V)は、仮想傾斜パラメータが完全な測定信号に影響を与える程度に関する時間依存関数である。j(LVS,HS)は、横加速度センサからの信号と角度センサからの信号を、仮想角となるように組み合わせる関数である。
−車輪に連結された1つまたは複数のシャフト
−2つの車輪を車両に連結する車輪懸架装置
−車輪に連結される衝撃吸収装置
−衝撃吸収装置の最上ベースとなる基準点
基準点は一般に、2つのアームからなり、これらアームは傾斜フレームに対して回転できるように取り付けられている。これら2つのアームの最も明確な実施形態は、ヨークが傾斜フレームに対して回転できるように取り付けられた単一のヨークである。衝撃吸収装置が、ヨークの両端部に直接または間接的に固定されている。上記2つのアームの別の実施形態は、2つの独立に取り付けられたアームが傾斜フレームに固定されるシステムであり、2つのアームの位置および運動は、油圧または機械的な結合によって連結されている。
Claims (23)
- 少なくとも3つの車輪であって、このうちの少なくとも2つの車輪は車両の縦軸の重力の中心の両側に位置し、前記車輪のうちの少なくとも1つは前記車両の方向に操縦効果を有する、車輪と、
傾斜フレームセクションからなるフレームであって、前記フレームセクションは、道路表面に対して前記縦軸で回転することができる、フレームと、
前記傾斜フレームセクションに対して回転することができるように取り付けられた操縦手段と、
前記傾斜フレームセクションと前記道路表面との間に傾斜モーメントおよび/または傾斜運動を加えるために、前記傾斜フレームセクションと前記車輪とに接続された1つまたは複数の傾斜要素と、
前記道路表面に対する前記車両の速度を決定することができる速度センサと、
操縦可能な車輪または操縦可能な複数の車輪の方向の変更を達成するために、ステアリングホイールの運動の力/トルクまたは大きさを決定することができるステアリングセンサと、
を備えた車両であって、
前記車両の前記傾斜フレームセクションの横加速度を決定することができる横加速度センサもまた備えることを特徴とする、車両。 - 傾斜角センサがまた設けられ、前記傾斜角センサは、前記傾斜フレームセクションと前記道路表面および/または所定の水平の向きを与える配向ユニットとの間の回転角度を決定できるように配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の車両。
- 前記横加速度センサは、前記傾斜フレームセクションの回転位置に追随するように前記傾斜フレームセクションに接続されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の車両。
- 前記横加速度センサは、前記傾斜フレームセクションの縦方向における回転軸回りで半径30cm以内、より好ましくは、半径20cm以内、最も好ましくは、半径10cm以内に取り付けられていることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の車両。
- 前記車両の横方向に配置された少なくとも2つの空気圧力センサがまた設けられていることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の車両。
- 前記速度センサおよび/または前記ステアリングセンサおよび/または前記横加速度センサおよび/または前記傾斜角センサおよび/または前記空気圧力センサは、電気または電子センサを含むことを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の車両。
- 前記ステアリングセンサは、歪みゲージを含むことを特徴とする、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の車両。
- 前記横加速度センサは、電子gセンサを含むことを特徴とする、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の車両。
- 前記車両は、前記車両の進行方向を確立することができる反転スイッチが設けられていることを特徴とする、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の車両。
- 前記傾斜要素は油圧構成部品を備えていることを特徴とする、請求項1ないし9のいずれか1項に記載の車両。
- 前記車両は、前記傾斜要素が駆動する流体の油圧を測定するできる圧力センサが設けられていることを特徴とする、請求項10に記載の車両。
- 前記車両は、前記傾斜要素を制御するための微小電子回路が設けられていることを特徴とする、請求項1ないし11のいずれか1項に記載の車両。
- 少なくとも4つの車輪からなり、そのうち2つの前輪は前輪ユニットを形成し、2つの後輪は後輪ユニットを形成し、
前記前輪ユニットと前記後輪ユニットは、一方の車輪ユニットが他方の車輪ユニットへ前記傾斜モーメントを伝達することができるように、連結要素によって連結されていることを特徴とする、請求項1ないし12のいずれか1項に記載の車両 - 前記連結要素は、ねじりバー、チェーン、鋼線または液圧ラインからなることを特徴とする、請求項13に記載の車両。
- 前記連結要素間の伝達は、前記2つの車輪ユニットが、直立状態と比較して、釣り合っているが異なった傾斜偏向を示すようなものであることを特徴とする、請求項14に記載の車両。
- 前記ステアリングセンサからの信号、前記傾斜角センサおよび/または前記配向ユニットの信号と、前記横加速度センサからの信号と、前記速度センサからの信号とが、前記傾斜要素を制御するため、および/または前記操縦効果を有する前記車輪に加わる操縦力またはモーメントを制御するための制御信号として用いられることを特徴とする、請求項1ないし15のいずれか1項に記載の車両の傾斜を制御する方法。
- 前記速度センサからの信号は、前記横加速度センサからの信号と、前記ステアリングセンサからの信号それぞれの、前記車両の傾斜制御に対する個々の寄与を設定するために用いられることを特徴とする、請求項12に記載の傾斜車両の傾斜を制御する方法。
- 速度が5km/h未満において、前記横加速度センサは、前記車両の傾斜制御に対する相対寄与率を50%超にすることを特徴とする、請求項13に記載の傾斜車両の傾斜を制御する方法。
- 前記速度センサからの信号は、前記横加速度センサからの信号と、前記ステアリングセンサからの信号と、前記傾斜角センサからの信号それぞれの、前記車両の傾斜制御に対する個々の寄与を設定するために用いられることを特徴とする、請求項14に記載の傾斜車両の傾斜を制御する方法。
- 前記傾斜角センサからの信号はまた、前記傾斜要素を制御するための制御信号として用いられることを特徴とする、請求項1ないし19のいずれか1項に記載の傾斜車両の傾斜を制御する方法。
- 前記大気圧センサからの信号はまた、前記傾斜要素を制御するための制御信号として用いられることを特徴とする、請求項1ないし20のいずれか1項に記載の傾斜車両の傾斜を制御する方法。
- 前記横加速度センサはまた、前記縦方向の加速度を記録することができ、この信号は、前記速度センサの故障を検出するために用いられることを特徴とする、請求項1ないし21のいずれか1項に記載の車両。
- 他の車両情報と組み合わせた傾斜角、横加速度および操縦力の測定は信号分析および故障検出のために用いられ、このような故障の場合には、警告を発しおよび/または故障モードを起動させる、請求項1ないし22のいずれか1項に記載の車両。
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