具有电动倾斜构件的自平衡倾斜车辆制造技术

一种倾斜车辆，包括后框架段和前框架段，所述后框架段具有两个驱动轮，所述前框架段具有至少一个轮并且连接至所述后框架段以便能够绕沿长度方向延伸的倾斜轴线倾斜，所述后框架段包括用于使所述驱动轮转动的推进驱动器、用于使所述前框架段绕所述倾斜轴线倾斜的倾斜驱动器、以及用于基于驾驶员转向输入来控制所述倾斜驱动器的控制器，其中所述倾斜驱动器包括电动马达和倾斜构件，所述电动马达经由齿轮被定位于距所述倾斜轴线一预定距离处，所述倾斜构件具有齿面，所述齿面与所述齿轮接合使得所述倾斜构件能够由于所述齿轮的转动而横向于所述倾斜轴线来移位，由此所述倾斜驱动器和所述倾斜构件被连接至对应的前框架段和后框架段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有电动倾斜构件的自平衡倾斜车辆
本专利技术涉及一种倾斜车辆，包括后框架段和前框架段，所述后框架段具有两个驱动轮，所述前框架段具有至少一个轮并且连接至所述后框架段以便能够绕沿长度方向延伸的倾斜轴线倾斜，所述前框架段承载驾驶座，所述后框架段包括用于使所述驱动轮转动的推进驱动器、用于使所述前框架段绕所述倾斜轴线倾斜的倾斜驱动器、以及用于基于驾驶员转向输入来控制所述倾斜驱动器的控制器。
技术介绍
这样的自平衡倾斜车辆从描述一种车辆的WO95/34459中已知，在所述车辆中所述前轮可以绕大致竖直的前悬架轴线自由地枢转。由所述驾驶员操作的方向盘或转向轮控制使其中就坐有所述驾驶员的所述前框架段绕所述纵向倾斜轴线枢转的两个液压缸。所述前轮上的传感器测量作用于所述前轮的转向力或扭矩，并且当这个力或扭矩低于预定阈值(例如，零)时中断倾斜缸或摆缸的作用。如果在某一速度下所述驾驶员将所述方向盘向右转弯，则这会致动所述倾斜缸并且所述前框架段将开始向右偏离竖直直立位置。自由悬挂的所述前轮受到扭矩并且将开始绕前叉轴线倾斜，从而使所述车辆移动到右弯道中。当所述前轮上的扭矩恢复至零时，倾斜被中断并且所述前框架部分的倾斜位置将被保持为与速度、行驶的弯道的半径、以及所述前框架部分的重量(包括所述驾驶员)相匹配的向右的角度。在WO99/14099中描述了具有耦接至所述前轮的转动传感器的自平衡倾斜车辆。所述转动传感器测量所述前轮绕其前叉轴线的转动与通过使所述方向盘转向而从所述驾驶员获得的转动输入之间的转动差，并且基于这个信号差来操作所述倾斜缸。这导致改善的操纵且易于驾驶。在WO99/24308中，自平衡倾斜车辆包括被附接至前转向轮的反向锁定动力缸，使得当由所述驾驶员转动所述方向盘时倾斜段将容易落入弯道中。如WO99/14099和WO99/24308中描述的倾斜车辆由内燃机驱动并且涉及相对重的液压倾斜机构。WO2014/011821描述了具有电子转向控制单元和转向输入装置的自平衡倾斜车辆，所述转向输入装置被配置成向所述电子转向控制单元发送与三轮车转向有关的电子信号，其中所述电子转向控制单元被配置成响应于接收到所述电子信号而使所述前轮反向转向。所述前轮的反向转向使客舱开始沿所述三轮车转弯的方向倾斜。所述客舱的倾斜是通过驱动蜗杆的马达来实现的，所述蜗杆被附接至所述后框架段并且使被附接至所述客舱段的倾斜齿轮围绕倾斜轴线转动正负45度。如同线性致动器，这种设计是自锁的并且允许精确的可重复的定位。由于这种自锁特征，所述倾斜机构上发生相对高的力，从而需要重载部件以用于使其可靠且平稳地操作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轻重量且具有紧凑构造的自平衡倾斜车辆。本专利技术的另外的目的是提供一种适合于与电驱动器结合使用的自平衡倾斜车辆，所述自平衡倾斜车辆是可靠的并且很少需要维护。至此，根据本专利技术的车辆的特征在于，所述倾斜驱动器包括电动马达和倾斜构件，所述电动马达经由齿轮被定位在距所述倾斜轴线一预定距离处，所述倾斜构件具有齿面，所述齿面与所述齿轮接合使得所述倾斜构件能够通过所述齿轮的转动而横向于所述倾斜轴线移位，由此所述倾斜驱动器和所述倾斜构件被连接至对应的前框架段和后框架。所述控制器适合于允许所述倾斜驱动器的齿轮沿所述倾斜构件的齿面围绕中性位置自由地移动，在所述中性位置中当未提供转向输入时所述前框架段是大致竖直的。根据本专利技术的电动倾斜驱动器(通过所述驱动构件的齿面上的齿轮起作用)提供了重量减少的倾斜机构，所述重量减少的倾斜机构可以快速且可靠地将所述前框架段倾斜到所需位置。当沿直线路径行驶时，所述前框架段位于其直立位置并且通过所述倾斜驱动器来向所述前框架段施加低扭矩。因为所述控制器以低扭矩操作所述倾斜驱动器，所以它可以沿带齿的驱动构件自由地移动。当所述后框架段以所述驱动轮中的一个驱动轮越过凸块或通过道路表面中的孔时，所述后框架段可以倾斜而所述前框架段保持直立。以这种方式，可以防止所述驱动马达上的以及所述驱动构件的齿上的较大的力，并且因此减少对所述前框架段的干扰并且改善行驶控制。本专利技术基于这样的理解：通过将相对轻重量的电动马达放置在距所述倾斜轴线一预定距离处，这个马达可以提供大的倾斜力矩。当需要尤其是适于市内交通即低于50km/h的速度的倾斜力或多或少是恒定的或相对低的时，甚至更轻重量的电动马达可以与带齿的倾斜构件结合来操作并且仍实现可靠的倾斜操作。根据本专利技术的所述倾斜机构(其例如可以包括齿条齿轮驱动装置)可以被容易地安装、检查、拆卸和保持，并且可以被调节成无间隙操作状态，并且提供安全且可靠的倾斜。虽然所述车辆被描述成包括驾驶座，但是将明白，本专利技术将扩展至驾驶员驾驶的车辆和自动驾驶车辆两者。因而，术语驾驶座还表示自动驾驶车辆中的驾驶员，即，所述车辆的另一“乘客”。在根据本专利技术的实施例中，所述控制器和所述推进驱动器适合于以相互不同的速度或扭矩来驱动每个驱动轮。优选地，所述马达是电驱动马达。电驱动马达及其关联的结构在与其它类型的推进装置(诸如内燃机)相比时是紧凑的且轻的。因而，通过使所述倾斜车辆中包括所述电驱动马达，所述车辆可以比使用另一推进系统的情况下重量更轻。此外，通过为每个后轮提供单独的电驱动器，所述后轮可以以不同的和相同的速度、扭矩或转动方向来操作。以较大的正扭矩驱动外侧后轮且以更小的正或负扭矩驱动内侧后轮会导致所述后框架段绕大致竖直的轴线的力矩，并且可以帮助时所述前轮转弯，并且由此使所述车辆转弯到弯道中。据发现，为每个后轮提供单独控制的电动马达大大改善了在大速度范围内和在广泛变化的行驶条件下所述倾斜车辆的操纵，因为扭矩转向可以被用于帮助和/或平衡所述车辆在转向到弯道中时的转弯运动。到目前为止，所述驱动轮每个都由对应的电动马达驱动器来驱动，所述电动马达驱动器每个都被连接至所述车辆的上述控制器，所述控制器接收速度信号和转向输入信号以指示所述车辆的行驶方向。所述控制器适合于当行驶方向是弯曲的时以相互不同的扭矩、速度或转动方向来操作。在较高的车辆速度下，所述倾斜运动可以由响应于转向运动而在所述后驱动轮上产生的扭矩差来支持，由此所述驾驶员最初预期的方向上的改变被减弱，使得在所述方向改变之前开始所述车辆的所述倾斜运动。这导致引发倾斜作用的较低的力需求，从而允许轻重量的电动倾斜驱动器也被成功地用于较高的行驶速度下。根据本专利技术的一方面，所述后框架段还包括向所述驱动轮和所述倾斜驱动器提供电力的电池。通过在所述后框架段中包括所述电池，所述后框架段的重量与所述前框架段相比是相对高的。结果，所述后框架段提供了稳定的基础，用于吸收当所述前框架段绕所述倾斜轴线转动时施加的反作用力。不管所述后框架段的位置如何，都提供这种稳定性，因而甚至例如当在不平坦的道路或表面上行驶且具有有限的抓地力时也是如此。此外，通过电池的使用，所述推进驱动器和电动倾斜驱动器两者都可以以简单的方式被供电，而不需要在动力源或电力源与两个驱动器之间的复杂连接。在直线行驶运动期间，来自所述电池的大部分电力被用于驱动所述驱动轮而所述倾斜驱动器处于中性位置，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种倾斜车辆(100)，包括后框架段(50)和前框架段(10)，所述后框架段(50)具有两个驱动轮(55、56)，所述前框架段(10)具有至少一个轮(15)并且连接至所述后框架段(50)以便能够绕沿长度方向延伸的倾斜轴线(TA)倾斜，所述前框架段(10)承载驾驶座(12)，所述后框架段(50)包括用于使所述驱动轮(55、56)转动的推进驱动器、用于使所述前框架段(10)绕所述倾斜轴线(TA)倾斜的倾斜驱动器(80)、以及用于基于驾驶员转向输入来控制所述倾斜驱动器(80)的控制器(70)，其特征在于，所述倾斜驱动器(80)包括电动马达和倾斜构件(85)，所述电动马达经由齿轮(81)被定位于距所述倾斜轴线(TA)一预定距离处，所述倾斜构件(85)具有齿面(88)，所述齿面(88)与所述齿轮(81)接合使得所述倾斜构件(85)能够通过所述齿轮(81)的转动而横向于所述倾斜轴线(TA)移位，由此所述倾斜驱动器(80)和所述倾斜构件(85)被连接至对应的前框架段(10)和后框架段(50)，并且其中所述控制器(70)适合于允许所述倾斜驱动器(80)的所述齿轮(81)沿所述倾斜构件(85)的所述齿面(88)围绕中性位置自由地移动，在所述中性位置中当未提供转向输入时所述前框架段(10)是大致竖直的。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181203 NL 20221191.一种倾斜车辆(100)，包括后框架段(50)和前框架段(10)，所述后框架段(50)具有两个驱动轮(55、56)，所述前框架段(10)具有至少一个轮(15)并且连接至所述后框架段(50)以便能够绕沿长度方向延伸的倾斜轴线(TA)倾斜，所述前框架段(10)承载驾驶座(12)，所述后框架段(50)包括用于使所述驱动轮(55、56)转动的推进驱动器、用于使所述前框架段(10)绕所述倾斜轴线(TA)倾斜的倾斜驱动器(80)、以及用于基于驾驶员转向输入来控制所述倾斜驱动器(80)的控制器(70)，其特征在于，所述倾斜驱动器(80)包括电动马达和倾斜构件(85)，所述电动马达经由齿轮(81)被定位于距所述倾斜轴线(TA)一预定距离处，所述倾斜构件(85)具有齿面(88)，所述齿面(88)与所述齿轮(81)接合使得所述倾斜构件(85)能够通过所述齿轮(81)的转动而横向于所述倾斜轴线(TA)移位，由此所述倾斜驱动器(80)和所述倾斜构件(85)被连接至对应的前框架段(10)和后框架段(50)，并且其中所述控制器(70)适合于允许所述倾斜驱动器(80)的所述齿轮(81)沿所述倾斜构件(85)的所述齿面(88)围绕中性位置自由地移动，在所述中性位置中当未提供转向输入时所述前框架段(10)是大致竖直的。


2.根据权利要求1所述的倾斜车辆(100)，其中，所述车辆是自平衡的。


3.根据权利要求1或2所述的倾斜车辆(100)，其中，所述控制器(70)和所述推进驱动器适合于以相互不同的速度或扭矩来驱动每个驱动轮(55、56)。


4.根据权利要求2或3所述的倾斜车辆(100)，每个驱动轮(55、56)包括对应的电动马达(65、66)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的倾斜车辆(100)，其中，所述倾斜驱动器(80)的纵向驱动轴线平行于所述倾斜轴线。


6.根据前述权利要求中任一项所述的倾斜车辆(100)，其中，公共平面延伸通过所述倾斜构件(85)的齿面(...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·拉尔夫·范登布林克，
申请(专利权)人：卡弗私营有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL