[发明专利]倾斜式车辆

说明书

本发明涉及一种倾斜式车辆(1)，具有至少一个多轮轴(2)、车辆的结构(5)和控制单元(6)，控制单元(6)布置为检测作用在倾斜式车辆(1)上的横向加速度(a)并且主动调整车辆的结构(5)围绕车辆的结构(5)的纵向轴线(X)的倾斜角为了优化在倾斜式车辆中的倾斜角的调整，根据本发明提出，控制单元(6)布置为调整倾斜角使得在车辆的结构(5)的横向轴线(Y)的方向上，横向加速度(a)的Y分量(a_y)由对应于特定的补偿分量(K)的重力加速度(g)的Y分量(g_y)部分地补偿，补偿分量(K)作为横向加速度(a)的函数在第一加速度(a₁)处增加到全局最大值(K_max)以及然后在第一加速度(a₁)之上减小。

技术领域

本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的倾斜式车辆。

背景技术

当轨道车辆转弯时，发生的横向力引起两个问题。首先，必须通过车轮与滚动表面之间的适当摩擦力来防止车辆在弯道外行进或滑出弯道。另一方面，必须确保没有可能引起车辆翻倒的倾斜力矩。考虑到在车辆参照系统中的过程，离心力和重力一起形成直接斜向下的合力。在单轨车辆例如摩托车或自行车的情况下，骑车者必须确保他通过转向或重量转移来倾斜车辆，以便驾驶员和车辆的共同重心相对于车轮接触线位于合力的方向上。这对应于其中摩托车的Z-轴(竖直轴线)指向重力和离心力的合力的方向的状态。在离心加速度为10m/s²的情况下，相对于竖直轴线产生大约45°的角。

在多轨车辆的情况下，特别是在具有小轮距的双轨车辆中的至少一个车轴上，出现类似的稳定性问题。这里也一样，倾斜力矩会导致车辆在相对较低的速度或相对较大的转弯半径处在直立行驶时翻倒。因此，倾斜技术通常与所述类型的车辆一起使用，车辆的至少部分结构借助于倾斜技术相对于滚动表面倾斜。这通常在两个紧密相邻的车轮的情况下通过在车辆的结构的竖直轴线(Z-轴)的方向上提高弯道内侧上的车轮的车轴并且通过降低弯道外侧上的车轮来进行。通常，使用主动倾斜技术，其中至少一个致动器协助或调整车辆的结构的倾斜度。由于车辆的宽度以及用于悬架和其他部件所需的安装空间，这种车辆很难在45°范围内实现倾斜角。对于大约90厘米的轮距，通常在20至35°范围内的倾角是可行的。

通常，倾斜技术涉及作用于车辆的结构的横向轴线(Y-轴)方向上的离心加速度的分量完全或部分地由作用于相反方向上的重力加速度的分量补偿。在多轨车辆的情况下，在这种情况下，可以想到具有不同优势的根本上不同程度的补偿。如果选择较低程度的补偿，则由致动器施加的用于调整倾斜度的扭矩可以保持较低。此外，例如，车辆对由滚动表面或驾驶员本身引起的干扰没那么敏感。高程度的补偿导致致动器的低能量消耗，这是因为所述致动器在达到预期的倾斜度之后仅需抵消小的或甚至不抵消横向加速度，以及当然这也导致驾驶员感知到较低的横向加速度。

根据US2008/0197597A1，已知一种具有倾斜技术的车辆，其中首先底盘，另外前轮可以相对于地面倾斜。在这种情况下，规定如果车辆正以低速行驶或停止，则阻止倾斜。此外，倾斜度可以限制在例如25°的最大角度，以防止车辆在静止时翻倒。而且，描述了一个实施例，利用该实施例确定驾驶员将不会感觉到任何横向加速度的理想倾斜角，以及将实际倾斜角调整到理想倾斜角的特定部分。

US 8,235,39882公开了用于操作倾斜式车辆的方法，其中车架借助于致动器经受倾斜力矩。根据施加在车把上的转向力矩、车辆速度以及当前倾斜角来确定倾斜力矩。在这种情况下，规定抵消倾斜角变化的分量仅在第一速度极限以下有效并且在低速下达到其最大值。例如，相比之下，取决于转向力矩的分量仅在第二速度极限以上有效，第二速度极限可以超过第一速度极限。

根据US2010/0274445A1，已知的用于两轮车的稳定装置包含两个在限定的速度以下自动展开的横向支撑轮。两个支撑轮通常固定在能够围绕两轮车的纵向轴线旋转的悬架上。在这种情况下，可以检测作用在两轮车上的横向力，以及可以通过悬架的适当设置来调整两轮车的倾斜角，以便对应于重力和横向力的合力。