[发明专利]操作倾斜行走机构的方法以及用于非轨支撑车辆的主动倾斜行走机构

说明书

本发明涉及操作非轨支撑车辆的倾斜行走机构的方法，倾斜行走机构具有至少一个驱动器。由于相对于全局坐标系的离心加速度，车辆在弯道上所需的的倾斜角通过驱动器产生的调节力来设定。倾斜角根据离心加速度的当前值和重力加速度以横向加速度关于车辆坐标系的所得值等于零的方式来计算，车辆坐标系相对于全局坐标系倾斜倾斜角。驱动器是或可以包含电动马达。车辆通过电动马达来加速和/或减速以便设定绕旋转轴线的倾斜角。在倾斜过程的减速期间可用的动能通过电动马达来产生电能。此外，设置了制动装置并且通过驱动制动装置来防止车辆绕旋转轴线倾斜。一旦计算出的倾斜角已被设定，就停用驱动器。此外，本发明涉及实施该方法的倾斜行走机构。

技术领域

本发明涉及一种用于操作具有至少一个驱动器的非轨支撑车辆的倾斜行走机构的方法。

背景技术

单轨车辆——例如摩托车——包含以下特征：在弯道上它们需要在各自的转向方向的适当的横向倾斜。倾斜力矩通过车辆的所谓的“倾斜角”在弯道中心点的方向上产生且所述倾斜力矩抵消作用于车辆上并且随着速度增加而增加的离心力。没有这种倾斜，车辆可以说是将会翻到弯道外。

未来的运输方案也正在设计多轨车辆——相比于当前的私家车小得多的车辆概念。与在单轨车辆的情况下所经历的稳定性问题类似的稳定性问题也出现在这种类型的双轨车辆的情况下，特别在至少一个轮轴上并具有小的轮距的双轨车辆。在这种情况下，根据重力和轮距产生的相反的力矩不再足够高于单个弯道速度。因此，轮轴的弯道内侧的车轮可以在转向操纵期间丧失其与地面的接触。在这种状态下，当速度高于特定值时，车辆同样处于在弯道方向的相反方向翻车的危险中并因此翻出弯道。

因此，除了降低车辆的重心，这种类型的车辆已经配备有倾斜技术，因此所述车辆的车身可以以与摩托车的车身类似的方式倾斜进入弯道。以这种方式可能的稳定过程——类似于单轨车辆的稳定过程——可以例如借助于驾驶车辆的人和/或通过适当的倾斜装置来进行。在所谓的被动倾斜行走机构的情况下，采取或改变车辆倾斜的建议仅仅限于手动转向输入和/或人的重量转移。相比之下，主动倾斜行走机构可以通过各自的倾斜装置来直接调节。

配备有倾斜行走机构的车辆的各种实施例是现有技术中已知的。配备有倾斜行走机构的车辆在本发明的范围之内也被描述为摆式车辆(tilting vehicle)。

因此，例如WO 2011/102108 A1公开了一种摆式车辆，其车身连接到驱动单元和转向单元。使用倾斜装置倾斜方向盘或驱动轮到所需的旋转方向以便创建相对于横向加速度分量的平衡是可能的。横向加速度传感器、倾斜检测器和速度指示器用于检测车辆的各自的状态。为了控制车辆的倾斜，“反馈式”闭环控制根据横向加速度来进行且“前馈式”开环控制根据车辆倾斜所需的旋转量以及也根据车辆速度来进行。

JP 2011-230727 A也公开了一种具有包含驱动器的倾斜装置的车辆。所述车辆包含具有车轮的车身和具有转向元件、方向盘和转向轴的转向装置。此外，设置用于检测横向加速度的装置以及用于根据横向加速度控制驱动器的控制单元。设置转向恢复元件以防止当越过弯道时的奇怪感觉。所述转向恢复元件将驱动部件的特定区域以转向部件可以恢复到中立位置这样的方式连接到转向部件的特定区域。一旦已用车辆的加速度越过弯道且转向部件已返回到其中立位置，用于控制驱动器的值就减小。以这种方式防止车辆倾斜角增加是可能的。

JP 2012-153349 A公开了一种类似的结构，其另外包含用于通过驱动器抑制规定的力的处理单元。一旦车辆倾斜超过可容许的范围，就抑制驱动器的规定的力。因此，呈现更精确的倾斜控制是可能的。