JP2019018843A - 車両のための操舵制御システム - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の傾斜を適時調節することができ、騎乗安定性の向上を図ることができる車両の操舵制御システムを提供する。【解決手段】第1の傾斜操作ユニット3は、2つの前輪13の間に車体11を傾斜させるように操舵操作ユニット2と連動可能に連結されて設けられ、操舵操作ユニット2の操作に駆動されて搖動可能に設けられた第1の傾斜調節器33を有する。第2の傾斜操作ユニット4は、車体11に車体11を傾斜させるように第1の傾斜調節器33と連動可能に連結されて設けられ、第1の傾斜調節器33の搖動に駆動されて第1の傾斜調節器33と連結された結合部分412の第1の傾斜調節器33における高さ位置を調節するように伸び縮み可能に設けられた第2の傾斜調節器41を有する。【選択図】図6
Description
本発明は、車両の転向操縦技術に関し、特に車両のための操舵制御システムに関する。
一般に2輪バイクや自転車は、自動車だと面倒に感じるような狭い道路でもスムーズに通行が可能で、寄り道がし易い利便性と機動性というメリットがあるので、足代わりとして通勤や通学によく利用されるが、運転操作を誤れば、滑って転倒する危険を伴い、また、一時停車の際、足をサブサポーターとして使って車体を安定して支える必要がある。そのため、2つの前輪が左右配置されて安定性が良好である3輪車等に注目が集まっている。
3輪車等では、傾斜アシストシステムを用いて、急なカーブの場合には車体を大きく傾斜させてスピードを上げたり、緩やかなカーブの場合には車体を緩やかに傾斜させてスピードを落としたりすることによりカーブ走行を容易にする対策を採っている。しかし、3輪車等は車体の重心が高いので、カーブを曲がる等の旋回時に車両が傾斜し難く、カーブを曲がる際に遠心力で外方向に転倒するという恐れがあるのでスピードを大きく落とす必要があり、スムーズに走ることができず、騎乗安定性の低下をもたらす問題点がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、車両の傾斜を適時調節することができ、騎乗安定性の向上を図ることができる車両のための操舵制御システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る操舵制御システムは、互いに所定の間隔をおいて左右配置された2つの前輪を設けた車体を有する車両に適用される。本発明に係る操舵制御システムは、前記車体の進行方向を制御作動するように前記車体に設けられた操舵操作ユニットと、2つの前記前輪の間に設けられ、前記車体を傾斜させるように前記操舵操作ユニットと連動可能に連結されて設けられ、前記操舵操作ユニットの操作に駆動されて搖動可能に設けられた第1の傾斜調節器を有する第1の傾斜操作ユニットと、前記車体に設けられ、前記車体を傾斜させるように前記第1の傾斜調節器と連動可能に連結されて設けられ、前記第1の傾斜調節器の搖動に駆動されて前記第1の傾斜調節器と連結された結合部分の高さ位置を調節するように伸び縮み可能に設けられた第2の傾斜調節器を有する、第2の傾斜操作ユニットと、
を備えていることを特徴とする。
を備えていることを特徴とする。
操舵操作ユニット及び第1の傾斜操作ユニットと第2の傾斜操作ユニットとを連携して用いると、第2の傾斜調節器の伸縮長さを変えることによって第1の傾斜調節器における位置を変えることによって、車両の車体の傾斜角度を変更しながら転向制御することができる。
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照する以下の実施形態の詳細な説明において明白になるであろう。
以下、本発明に係る車両の操舵制御システムの一例について図面を参照して説明する。
図1〜図3は、本実施例に係る操舵制御システムを示している。車両1は例えば石油、ガス等の燃料や電気を使う3輪車や4輪車であり、この例では3輪車を挙げて説明する。図示の如く、車両1は、車体11や、2本のリンクアーム12、12、2つの前輪13、13、リンクシャフト14、上部プルユニット15、下部プルユニット16、フロントフレーム17、座席18、1つの後輪19等を備えている。車体11は、座席18等を設けたりするものであって車両1の進行方向に沿って長く延伸されている。なお、図面においてXを車両1の進行方向に沿った前後方向と、Yを前後方向Xと同一の平面にあり且つ該前後方向Xに直交する左右方向と、Zを前後方向X及び左右方向Yに直交する高さ方向と、Lを車体11が傾斜せずに直立された時の車体11の高さ方向Z沿いの中央軸線として、それぞれ定義する。
2本のリンクアーム12は、車体11の前後方向Xに対しての左右方向Yに互いに所定の間隔をおいて左右配置されている。2つの前輪13は、2本のリンクアーム12、12の左右の外側に配置されている。リンクシャフト14は、車体11の左右方向Yに沿って延伸されて2つの前輪13、13を連結している。
上部プルユニット15は、例えば図3に示されているように、2本のリンクアーム12、12の真ん中に配置された筒状の上部スリーブ151と、上部スリーブ151の左右側に配置された2本の上部プルシャフト152とを有する。各上部プルシャフト152は、上部スリーブ151と枢結された一端部と、対応する側のリンクアーム12と枢結された他端部とを有する。
下部プルユニット16は、例えば図3に示されているように、2本のリンクアーム12、12の真ん中で上部スリーブ151の下側に配置された筒状の下部スリーブ161と、下部スリーブ161の左右側に配置された2本の下部プルシャフト162とを有する。各下部プルシャフト162は、下部スリーブ161と枢結された一端部と、対応する側のリンクアーム12と枢結された他端部とを有する。
フロントフレーム17は、例えば図1、図2に示されているように、車体11の前後方向Xに沿って延伸されているロアシャフト171と、ロアシャフト171と連結されたアッパーシャフト172と、ロアシャフト171とアッパーシャフト172との間に位置決めされるように左右方向Yと前後方向Xとに対して直立して高さ方向Zに延伸されている第1の縦板173と、アッパーシャフト172の上側に左右方向Yと前後方向Xとに対して直立して高さ方向Zに延伸されている第2の縦板174とを有する。
ロアシャフト171は、下部スリーブ161と連結された前端部を有する。アッパーシャフト172は、上前方に湾曲状に延伸されていて、上部スリーブ151と連結された前端部を有する。
本例に係る車両の操舵制御システムは、操舵操作ユニット2と、第1の傾斜操作ユニット3と、第2の傾斜操作ユニット4とを備えている。
操舵操作ユニット2は、車体11の進行方向を制御するように車体11に設けられ、手動操作されるように設けられた握り部材21と、握り部材21の操作によって連動可能に握り部材21と連結されて設けられたトランスミッションロッド22とを有する。
握り部材21は、車両の転向を制御するように例えば輪状に設けられたステアリングホイールと、把持可能に設けられたハンドルグリップとのいずれかの1つである。握り部材21は例えばバイクのハンドルグリップである場合、例えば騎乗者の手が把持可能なハンドルバーとして車体の側辺から横棒状に延伸された構成とする。
トランスミッションロッド22は、リンク自由度を高めるために、例えば少なくとも1つのユニバーサルジョイントを用いて連結された複数のロッド部材を用いて構成されたもので、この例では、握り部材21の操作によって連動されて左右移動されたり搖動されたりするようになっている。トランスミッションロッド22の複数のロッド部材における1つは、第2の縦板174と枢結されている。
第1の傾斜操作ユニット3は、2つの前輪13の間に設けられ、図2〜図4を参照すると、ギアユニット30と、第1の傾斜調節器33とを有する。ギアユニット30は操舵操作ユニット2と第1の傾斜調節器33とが相互に連結され、第1の傾斜調節器33はギアユニット30とトランスミッションロッド22とに連結されている。
ギアユニット30は、第1のギア31と第2のギア32とを有する。第1のギア31は、トランスミッションロッド22に連動駆動されるように連結され、トランスミッションロッド22の車体11の左右方向Yに沿って左右延伸されるように設けられ、トランスミッションロッド22に連動駆動されて自身の中心軸の回りを回転可能である。
第2のギア32は、第1のギア31からの動力を受けて転向して出力するために第1のギア31に連動駆動されるように第1のギア31と噛み合わせられて設けられ、第1のギア31に連動駆動されると自身の中心軸の回りを回転可能にされる。第2のギア32の中央軸線は車体11の前後方向Xに沿って水平に延伸されている。
第1の傾斜操作ユニット3は更に、図2に示されているように、自身の軸心が第1の縦板173を貫通するように第2のギア32と第1の縦板173の間に連結される軸棒34が設けられている。第2のギア32は、軸棒34が第1の縦板173を通って第1の傾斜調節器33と連結されている。
第1の傾斜調節器33は、第1のギア31と第2のギア32を介して操舵操作ユニット2によって駆動されて搖動可能に構成されている。より具体的には、第1の傾斜調節器33は、第2のギア32に連動駆動されるように第2のギア32の前側に連結され、また、第2のギア32との間に軸棒34を用いて同期回動可能に連結されている。図2、図3に示されているように、車体11の左右方向Yに延伸されて扁平状になった盤体331と、車体11の前後方向Xに沿って延伸されるように盤体331における車体11の前後方向Xの前端と連結された筒部332と、前記筒部332の前端と連結されて設けられ、リンクシャフト14と連結された連結体333とを有する。
盤体331は、前後相反する前側表面335と後側表面336と、前側表面335と後側表面336とが相互に連結された上表面337と、第2のギア32と連結され、前側表面335の下部としての前面部分と後側表面336の下部としての後面部分とを含んでなる下端部334と、前側表面335から後側表面336を貫通すると共に上表面337から下端部334に向かって延伸されるように形成されたスロット338とを有する。下端部334は軸棒34を介して第2のギア32と連結されている。
筒部332と盤体331は、第2の傾斜操作ユニット4が対応して第2の傾斜操作ユニット4の伸縮運動をさせるスペース35を画成する。
第2の傾斜操作ユニット4は、車体11に設けられ、図2〜図4に示されているように、アッパーシャフト172に取り付けられて固定された管状のスリーブ40と、車体11を傾斜させるように第1の傾斜調節器33と連動可能に連結されて設けられ、第1の傾斜調節器33の搖動に駆動されて第1の傾斜調節器33と連結された結合部分の高さ位置を調節するように伸び縮み可能にスリーブ40と連結されて設けられた第2の傾斜調節器41と、を有する。
第2の傾斜調節器41は、スペース35を介して上下移動可能になり、例えば図2〜図4に示すように、棒状に上下延伸されるように第1の傾斜調節器33の前側に連結されて設けられたシャフト部411と、第1の傾斜調節器33と連結された結合部分としてシャフト部411の底部から後ろ側に向かってスロット338に入るまで延伸されるように設けられた調節部412とを有する。
シャフト部411は、その下部が調節部412の上部に連結されている。調節部412はスロット338に伸ばされて差し込まれるように設けられている。シャフト部411は第1の傾斜調節器33の搖動に駆動されてシャフト部411の第1の傾斜調節器33と連結された結合部分の高さ位置を調節するように伸び縮み可能になっている。調節部412は、スロット338に差し込まれる高さ位置を変えるようにシャフト部411の伸縮運動に連動される。
なお、第2の傾斜調節器41は、油圧機構におけるシリンダー内のオイルによって往復運動する油圧ロッドと、機械機構による回動駆動によって往復運動するねじロッドと、長さが伸縮して可変な伸縮ロッドとのいずれかの1つである。第2の傾斜調節器41は、本例では、スリーブ40から伸ばされた部分の長さを変えることによってスリーブ40と第2の傾斜調節器41とを含む全体の長さを変えるようになっている。調節部412は、第2の傾斜調節器41の上下移動によって調節部412のスロット338に差し込まれる度合いを調節することができ、第2の傾斜操作ユニット4の車体11に対する高さ位置を変えることができる。
次に、以上のように構成された車両の操舵制御システムの動作及び作用について添付図面を参照して説明する。
図2〜図5に示すように、握り部材21が把持操作されると、トランスミッションロッド22を介して第1のギア31が動かされる。第1のギア31が回転すると第2のギア32が連動して、自身の中央軸線の周りに回動される。第2のギア32が動かされると、第1の傾斜調節器33が連動して下端部334を軸心として搖動される。車両1の進行方向を変えるために握り部材21が左又は右に切られると、第1の傾斜調節器33が連動して左又は右に搖動される。第1の傾斜調節器33が搖動されると、連結体333を介してリンクシャフト14が連動されて左又は右に変位される。リンクシャフト14の水平位置は前輪13、13の軸心の前側にあるので、リンクシャフト14が変位されると、前輪13、13が連動されて左又は右に転向される。これによって車両1の車体11が制御されて転向される。図4、図5は、第1の傾斜調節器33が左に搖動された時にリンクシャフト14及び前輪13、13が連動されて転向された状態を示している。
図2、図3、図6に示すように、第1の傾斜調節器33と第2の傾斜調節器41とを用いて車体11の傾斜角度θを調節することができる。車体11の傾斜角度θとは、車体11が傾いた時の中央軸線Lと高さ方向Zとの夾角を指す。車体11が急なカーブを曲がる場合、傾斜角度θが大きく、緩やかなカーブを曲がる場合、傾斜角度θが小さい。第1の傾斜調節器33が左又は右に搖動されると、第1の傾斜調節器33と連動駆動される第2の傾斜調節器41が連動されて左又は右に移動される。第2の傾斜操作ユニット4が動かされると、アッパーシャフト172が変位して動かされる。これによってフロントフレーム17、上部プルユニット15及び前輪13、13が連動されて傾斜される。これによって車体11が傾斜駆動される。上部プルユニット15及び下部プルユニット16の間は、可動に枢結され、上部プルユニット15と下部プルユニット16及びリンクアーム12間は、可動に枢結されているので、自由に回動したり移動したりされることができる。このため、車体11が進行中で傾いてもバランスを取ることができ、容易に転倒することがなくなる。
図2、図6、図7に示されているように、第1の傾斜調節器33は操舵操作ユニット2によってその搖動する範囲が制御されている。この例では、第1の傾斜調節器33の搖動範囲が一定になる。第2の傾斜調節器41が第1の傾斜調節器33に係入された時、その調節部412のスロット338への高さ方向の位置を変更することによって車体11の傾斜する角度が調節される。具体的には、第2の傾斜調節器41が少しだけ下向きに伸ばされた場合、調節部412が第1の傾斜調節器33のスロット338において高さ方向の高めの位置に来るようになるので、第1の傾斜調節器33の搖動範囲が比較的大きくなり、車体11の傾斜角度θが大きくなるように前輪13等を含む車体11が大きく傾斜される(図6参照)。その一方、第2の傾斜調節器41が大きく下向きに伸ばされた場合、調節部412が第1の傾斜調節器33のスロット338において高さ方向の低めの位置に来るようになるので、第1の傾斜調節器33の搖動範囲が比較的小さくなり、車体11の傾斜角度θが小さくなるように前輪13等を含む車体11が少しだけ傾斜される(図7参照)。
なお、第2の傾斜調節器41の下向きに伸ばされる長さは、車両1のペダル(図示せず)又は電子的に制御可能な電子制御装置(図示せず)を用いて制御可能にされ、例えば、車体11が傾斜する角度を大にする場合、ペダル又は電子制御装置の制御スイッチ(押しボタン或いはタッチボタン)を押して第2の傾斜調節器41の延伸された長さを小さくし、調節部412が第1の傾斜調節器33のスロット338において高くなり、よって傾斜角度が大きくなるが、車体11が傾斜する角度を小にする場合、ペダル又は電子制御装置の制御スイッチ(押しボタン或いはタッチボタン)を押して第2の傾斜調節器41の延伸された長さを大きくし、調節部412が第1の傾斜調節器33のスロット338において低くなり、傾斜角度が小さくなるようにすることができる。
以上のように、操舵操作ユニット2に第1の傾斜操作ユニット3と第2の傾斜操作ユニット4とを連携して用いると、第2の傾斜調節器41の伸縮長さを変えることによって第1の傾斜調節器33における高さ、具体的には、調節部412のスロット338における位置を変えることによって、車両1の車体11の傾斜角度を変更しながら転向制御することができる。これによって、例えば騎乗者などのユーザーは、走行状況に応じて傾斜角度を適切に調整しスムーズに走行することができるので、使用上の利便性と機動性が良好で、車両1が傾いた時の安定性を高く図ることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
本発明に係る車両の操舵制御システムは、3輪車等の車両の傾斜時バランスを取る転向操縦技術として有用である。
1 車両
11 車体
12 リンクアーム
13 前輪
14 リンクシャフト
15 上部プルユニット
151 上部スリーブ
152 上部プルシャフト
16 下部プルユニット
161 下部スリーブ
162 下部プルシャフト
17 フロントフレーム
171 ロアシャフト
172 アッパーシャフト
173 第1の縦板
174 第2の縦板
18 座席
19 後輪
2 操舵操作ユニット
21 握り部材
22 トランスミッションロッド
3 第1の傾斜操作ユニット
30 ギアユニット
31 第1のギア
32 第2のギア
33 第1の傾斜調節器
331 盤体
332 筒部
333 連結体
334 下端部
335 前側表面
336 後側表面
337 上表面
338 スロット
34 軸棒
35 スペース
4 第2の傾斜操作ユニット
40 スリーブ
41 第2の傾斜調節器
411 シャフト部
412 調節部
X 前後方向
Y 左右方向
Z 高さ方向
L 中央軸線
11 車体
12 リンクアーム
13 前輪
14 リンクシャフト
15 上部プルユニット
151 上部スリーブ
152 上部プルシャフト
16 下部プルユニット
161 下部スリーブ
162 下部プルシャフト
17 フロントフレーム
171 ロアシャフト
172 アッパーシャフト
173 第1の縦板
174 第2の縦板
18 座席
19 後輪
2 操舵操作ユニット
21 握り部材
22 トランスミッションロッド
3 第1の傾斜操作ユニット
30 ギアユニット
31 第1のギア
32 第2のギア
33 第1の傾斜調節器
331 盤体
332 筒部
333 連結体
334 下端部
335 前側表面
336 後側表面
337 上表面
338 スロット
34 軸棒
35 スペース
4 第2の傾斜操作ユニット
40 スリーブ
41 第2の傾斜調節器
411 シャフト部
412 調節部
X 前後方向
Y 左右方向
Z 高さ方向
L 中央軸線
Claims (10)
- 互いに所定の間隔をおいて左右配置された2つの前輪を設けた車体を有する車両のための操舵制御システムにおいて、
前記車体の進行方向を制御作動するように前記車体に設けられた操舵操作ユニットと、
2つの前記前輪の間に設けられ、前記車体を傾斜させるように前記操舵操作ユニットと連動可能に連結されて設けられ、前記操舵操作ユニットの操作に駆動されて搖動可能に設けられた第1の傾斜調節器を有する第1の傾斜操作ユニットと、
前記車体に設けられ、前記車体を傾斜させるように前記第1の傾斜調節器と連動可能に連結されて設けられ、前記第1の傾斜調節器の搖動に駆動されて前記第1の傾斜調節器と連結された結合部分の高さ位置を調節するように伸び縮み可能に設けられた第2の傾斜調節器を有する、第2の傾斜操作ユニットと、
を備えていることを特徴とする車両のための操舵制御システム。 - 前記操舵操作ユニットは、
把持して操作されるように設けられた握り部材と、
前記握り部材と前記第1の傾斜操作ユニットとの間に連結されて設けられたトランスミッションロッドとを有することを特徴とする請求項1に記載の車両のための操舵制御システム。 - 前記握り部材は、ステアリングホイールとハンドルグリップとのいずれかの1つであることを特徴とする請求項2に記載の車両のための操舵制御システム。
- 前記第1の傾斜調節器は、前記第2の傾斜調節器が伸ばされた時に差し込まれるためのスロットが設けられ、
前記第2の傾斜調節器は、前記スロットに伸ばされて差し込まれるように設けられた調節部を有することを特徴とする請求項1に記載の車両のための操舵制御システム。 - 前記第1の傾斜操作ユニットは更に、前記操舵操作ユニットと前記第1の傾斜調節器とが相互に連結されたギアユニットを有することを特徴とする請求項4に記載の車両のための操舵制御システム。
- 前記ギアユニットは、
前記操舵操作ユニットに駆動されて自身の中心軸の回りを回転可能に設けられた第1のギアと、
前記第1の傾斜調節器と連結され、また前記第1のギアの動作に連動されて回転可能に前記第1のギアと連結されて設けられた第2のギアと、を有し、
前記第2のギアが前記第1のギアの動きに連動されると、前記第1の傾斜調節器が連動されるように搖動されることを特徴とする請求項5に記載の車両のための操舵制御システム。 - 前記第1の傾斜調節器は、盤体を有し、前記盤体は、
前後相反する前側表面と後側表面と、
前記前側表面と前記後側表面とが相互に連結された上表面と、
前記第2のギアと連結され、前記前側表面の下部としての前面部分と前記後側表面の下部としての後面部分とを含んでなる下端部とを有し、
前記スロットは、前記前側表面から前記後側表面を貫通すると共に、前記上表面から前記下端部に向かって延伸されるように形成されていることを特徴とする請求項6に記載の車両のための操舵制御システム。 - 前記車体は更に、2つの前記前輪が連結されたリンクシャフトを有し、
前記第1の傾斜調節器は更に、
前記盤体とにより前記第2の傾斜調節器が上下移動可能なスペースが画成されるように前記盤体の前端と連結された筒部と、
前記リンクシャフトと連結されるように前記筒部の前端と連結された連結体とを有することを特徴とする請求項7に記載の車両のための操舵制御システム。 - 前記第2の傾斜調節器は更に、棒状に上下延伸されるように前記調節部の上部に連結された下部を有するシャフト部を有することを特徴とする請求項4〜8のいずれかの1項に記載の車両のための操舵制御システム。
- 前記第2の傾斜調節器は、油圧ロッドと、ねじロッドと、伸縮して長さが可変な伸縮ロッドとのいずれかの1つであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかの1項に記載の車両のための操舵制御システム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW106123485A TWI625265B (zh) | 2017-07-13 | 2017-07-13 | Vehicle steering and tilting system |
TW106123485 | 2017-07-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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