專利名稱：可變車輪定位車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有可變車輪定位的車輛，即，可改變車輪的位置的車輛。
技術(shù)背景已經(jīng)提出各種車輛或移動式機器人，它們使用具有常規(guī)輪胎的多關(guān)節(jié)腿 部行駛，從而改善車輛的行為穩(wěn)定性。在這種類型的車輛中，設(shè)置可變軸距從 而同時實現(xiàn)方便性和行為穩(wěn)定性。這種類型的車輛的 一項實例7>開在"Tracking Control of Mobile Robots with Redudant Multiarticular Legs" ， Masahiro Toyoda，The Japan Society of Mechanical Engineers, Journal of 9th Symposium on Motion and Vibration Control, No. 05-15, Niigata, 2005年8月23-25日(也可參見 鏈接http:〃wvAv.cl.mes.musashi-tech.ac.jp/abstracts/kawamura.htm )。在該第一 次出版物中記載的技術(shù)是非常復(fù)雜的。這種類型車輛的另 一實例公開在曰本 未審公開專利出版物No. 2005-231452中。在該第二次出版物中記載的技術(shù) 只可改變軸距。鑒于上述情況，本領(lǐng)域技術(shù)人員從該公開內(nèi)容可知，需要一種具有可變 車輪定位機構(gòu)的改善的車輛。本發(fā)明處理本領(lǐng)域的這一需求以及其他需求， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可從本公開內(nèi)容中得以了解。發(fā)明內(nèi)容已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在上述第一次提及的出版物中的技術(shù)難于應(yīng)用至實際的車 輛，因為多關(guān)節(jié)腿部趨向于使結(jié)構(gòu)變得大且復(fù)雜。同時，在第二次提及的出 版物中，該第二技術(shù)與第 一次提及的出版物的技術(shù)相比能夠改善車輛的方便 性，因為其可只改變軸距。但是，上述第二次提及的出版物的技術(shù)仍然存在 改善車輛行為穩(wěn)定性的空間。
本發(fā)明基于這些問題而得到。本發(fā)明的一個目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單的 可變車輪定位車輛，其可同時改善車輛的方便性和行為穩(wěn)定性，并且實現(xiàn)車 輛行為的更高自由度。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的可變車輪定位車輛基本上包括車體、 多個車輪、懸掛裝置、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、驅(qū)動裝置、車輪位置改變機構(gòu)和車輪位置 控制裝置。車體具有重心。所述多個車輪相對于所述車體可旋轉(zhuǎn)地安裝。所 述懸掛裝置操作布置在所述車輪與所述車體之間。所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)操作連接于 所述懸掛裝置以改變所述車輪中的至少一個車輪相對于所述車體的方向。所 述驅(qū)動裝置操作連接以驅(qū)動其中至少一個所述車輪。所述車輪位置改變機構(gòu) 操作連接于所述懸掛裝置，以相對于所述車體沿著移動路徑移動所述懸掛裝 置并且將所述懸掛裝置保持在沿著所述移動路徑的任何位置處。所述車輪位 置控制裝置操作連接于所述車輪位置改變機構(gòu)，以根據(jù)所述車輛的行駛狀況 向所述車輪位置改變機構(gòu)發(fā)出改變沿與所述車體重心的加速度方向平行的 方向測量的、所述車輪之一的中心旋轉(zhuǎn)軸線與所述車體重心之間的車輪定位 距離的移動指令。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過下述詳細說明將清楚地了解本發(fā)明的這些和其他 目的、特征、方面和優(yōu)勢，下述詳細說明結(jié)合附圖公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施 例。


現(xiàn)在參照形成該原始公開的 一部分的附圖圖1 (a)是根據(jù)第一實施例的具有可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的可變車輪定位車 輛的外觀的簡化側(cè)視圖；圖1 (b)是根據(jù)第一實施例的圖1 (a)所示的可變車輪定位車輛的外 觀的俯視平面圖；圖2是根據(jù)第 一 實施例的具有可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的可變車輪定位車輛的 示意性俯^f見平面圖；圖3 (a)是用于根據(jù)第一實施例的可變車輪定位車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu)的 簡化側(cè)視圖(選定部分以剖面示出)；圖3 ( b )是用于根據(jù)第一實施例的可變車輪定位車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu)的 所示選定部分的示意性俯視圖4 (a)至4 (c)示出用于根據(jù)第一實施例的可變車輪定位車輛的輪 距和軸距的不同方案；圖5是在轉(zhuǎn)彎時的拐彎能力相對于車輪載荷的曲線圖；圖6示出當四個車輪的車輪載荷平均分配時采用根據(jù)第一實施例的可變 車輪幾何結(jié)構(gòu)的車輛的輪距和軸距位置；圖7是示出當假定重心高度是0.5米時用于根據(jù)第一實施例的可變車輪 定位車輛的距離lj和12的移動范圍的圖解；圖8示出當四個車輪的車輪載荷自由分配時根據(jù)第二實施例的可變車輪 定位車輛的^r距和軸距位置；圖9示出當車輪位置受控制以實現(xiàn)所需車輛姿勢角時根據(jù)第三實施例的 可變車輪定位車輛的輪距和軸距位置；圖10是表示當基準輪或各基準輪保持固定并且其他車輪移動以獲得相 應(yīng)于四個車輪的任何所需車輪載荷分配時在根據(jù)第四實施例的可變車輪定位車輛中的距離1!和12的移動范圍的圖解；圖11示出加速期間在第四實施例中使用的車輪布置；圖12示出減速期間在第四實施例中使用的車輪布置；圖13示出轉(zhuǎn)彎期間在第四實施例中使用的車輪布置；圖14示出當車輛同時減速和轉(zhuǎn)彎時在第四實施例中使用的車輪布置；圖15是示出當除了基準輪以外的車輪根據(jù)第四實施例移動時產(chǎn)生的致動器載荷的曲線圖；圖16示出根據(jù)第五實施例的車輪移動路徑；圖17示出當車輪沿著根據(jù)第五實施例的車輪移動路徑移動時車輛重心 如4可改變的實例；圖18示出當車輪沿著根據(jù)第五實施例的車輪移動路徑移動時車輛重心如何改變的另一實例；圖19示出根據(jù)第五實施例的車輪移動路徑的實例；圖20示出根據(jù)第五實施例的車輪移動路徑的另 一 實例；圖21 (a)是用于根據(jù)第六實施例的可變車輪定位車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu)的簡化側(cè)視圖(選定的部分以剖面示出)；圖21 (b)是用于根據(jù)第六實施例的可變車輪定位車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu)的所示選定部分的簡化俯視圖； 圖22 (a)是用于根據(jù)第七實施例的可變車輪定位車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu) 的簡化側(cè)視圖(選定的部分以剖面示出)；圖22 (b)是用于根據(jù)第七實施例的可變車輪定位車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu) 的所示選定部分的簡化俯視圖；圖23 (a)是用于根據(jù)第八實施例的可變車輪定位車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu) 的簡化側(cè)視圖(選定的部分以剖面示出)；圖23 (b)是用于根據(jù)第八實施例的可變車輪定位車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu) 的所示選定部分的簡化俯視圖；圖24 (a)是用于根據(jù)第九實施例的可變車輪定位車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu) 的簡化側(cè)視圖(選定的部分以剖面示出)；圖24 (b)是用于根據(jù)第九實施例的可變車輪定位車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu) 的所示選定部分的簡化俯^L圖；圖25 (a)是用于根據(jù)第十實施例的可變車輪定位車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu) 的筒化側(cè)視圖(選定的部分以剖面示出)；圖25 (b)是用于根據(jù)第十實施例的可變車輪定位車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu) 的所示選定部分的筒化俯視圖；圖26 (a)是用于根據(jù)第十一實施例的可變車輪定位車輛的車輪安裝結(jié) 構(gòu)的簡化側(cè)視圖(選定的部分以剖面示出)；圖26 (b)是用于根據(jù)第十一實施例的可變車輪定位車輛的車輪安裝結(jié) 構(gòu)的所示選定部分的簡化俯視圖；圖26 (c)是采用根據(jù)第十一實施例的可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的可變車輪定 位車輛的示意性俯視圖；圖27 (a)是用于根據(jù)第十二實施例的可變車輪定位車輛的車輪安裝結(jié) 構(gòu)的簡化側(cè)視圖(選定的部分以剖面示出)；圖27 (b)是具有根據(jù)第十二實施例的可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的可變車輪定 位車輛的示意性俯視平面圖；圖28示出當驅(qū)動輪出現(xiàn)故障時在第一實施例中使用的車輪布置；圖29是示出采用根據(jù)第一實施例的變形方案的可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的可變車輪定位車輛的示意性俯視圖；圖30是示出采用根據(jù)第一實施例的變形方案的可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的可變車輪定位車輛的示意性俯視圖31是示出采用根據(jù)第一實施例的變形方案的可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的可變車輪定位車輛的示意性俯視圖；圖32是示出第一實施例的操作的實例的可變車輪定位車輛的一系列示 意圖；圖33 (a) - (f)是根據(jù)一些備選實施例的各種可變車輪定位車輛的一 系列示意圖。
具體實施方式
下面將參照

本發(fā)明的選定實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員從該公開內(nèi) 容可知，本發(fā)明的實施例的下述說明只是示意性的，并不是為了限定本發(fā)明 的范圍。首先參照圖1 (a)和l (b)，圖中示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的可變車 輪定位車輛。圖1 (a)和1 (b)示出根據(jù)第一實施例的可變車輪定位車輛 的外觀。該車輛基本上包括車體100、設(shè)置在車體100下部上的一對非驅(qū)動 輪單元400和設(shè)置在車體100下部上的一對驅(qū)動輪單元300。在下文中，將 車輪相對于車體進行的可變定位稱為"可變車輪幾何結(jié)構(gòu)"。圖2是具有根據(jù)第一實施例的可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的車輛的俯視平面圖。具 有根據(jù)第一實施例的可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的車輛還包括轉(zhuǎn)向角傳感器110、油門位 置傳感器lll、制動傳感器112、加速度和橫向擺動率傳感器(加速度矢量檢測 裝置)120、 一對驅(qū)動輪單元300、多個車4侖單元位置傳感器310 (每個車輪裝 有一個)、多個轉(zhuǎn)向角傳感器320(每個車輪裝有一個，用以檢測車輪的轉(zhuǎn)向角)、 一對驅(qū)動致動器330、多個轉(zhuǎn)向致動器(車輪轉(zhuǎn)彎裝置)340 (每個車輪裝有一 個)、多個輪距和軸距改變致動器(車輪位置改變裝置)350 (每個車輪裝有一 個)、 一對車輪390、 一對非驅(qū)動輪單元400、控制器(幾何結(jié)構(gòu)控制裝置)500。 在具有4艮據(jù)第一實施例的可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的車輛中，非驅(qū)動4侖單元400布置 為左和右前4侖，驅(qū)動輪單元300布置為左和右后4侖。轉(zhuǎn)向角傳感器110檢測司機轉(zhuǎn)動方向盤的量(轉(zhuǎn)向角)。油門位置傳感 器lll檢測司機操作油門的量。制動傳感器112檢測司機操作制動器的量。 加速度和橫向擺動率傳感器120檢測車輛的加速度和橫向擺動率。每個車輪 單元位置傳感器310沿著車輪單元移動路徑200檢測對應(yīng)驅(qū)動輪單元300或 非驅(qū)動輪單元400的位置。每個轉(zhuǎn)向角傳感器320 4企測對應(yīng)車輪390的轉(zhuǎn)向
角(即，車4侖390相對于車輛向前方向的轉(zhuǎn)向角)。一個對應(yīng)的驅(qū)動致動器330設(shè)置在每個驅(qū)動輪單元300上并且用于驅(qū)動 對應(yīng)的車輪390。例如，可使用輪轂馬達作為驅(qū)動致動器330。轉(zhuǎn)向致動器340設(shè)置在驅(qū)動輪單元300和非驅(qū)動輪單元400上并且用于 改變對應(yīng)車輪390的轉(zhuǎn)向角。例如，可使用電動機作為轉(zhuǎn)向致動器340。每個輪距和軸距改變致動器350用于沿著車輪單元移動路徑200移動對 應(yīng)的驅(qū)動輪單元300或非驅(qū)動輪單元400。輪距和軸距改變致動器350由控 制器500控制。車輪單元移動路徑200設(shè)置成以車輛重心為圓心的水平圓形， 使得車輪390沿著以重心為圓心的單個環(huán)形移動路徑移動。下文將說明用于 實現(xiàn)車輪單元移動路徑200的結(jié)構(gòu)?？刂破?00根據(jù)油門踏板位置和車速驅(qū)動所述驅(qū)動致動器350,由此控 制車速?？刂破?00也根據(jù)轉(zhuǎn)向角傳感器IIO與加速度和橫向擺動率傳感器 120的信號驅(qū)動轉(zhuǎn)向致動器340,由此控制車輛行^t的方向。根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向角傳感器110、油門位置傳感器lll、制動傳感器112、 加速度和橫向擺動率傳感器120以及車輪單元位置傳感器310的信號，控制 器500也驅(qū)動輪距和軸距改變致動器350從而改變車輪位置并且獲得相應(yīng)于 每個車輪的目標輪距、目標軸距和目標車輪載荷。這些目標值根據(jù)車輛的行 駛條件或行駛狀態(tài)得以確定。參照圖3( a)和3( b )，每個車輪390通過懸掛框架600連接至車體100。 懸掛框架600采用軸承610安裝至車體100的底面(或者另 一懸掛框架的底 面)。線性馬達和滑塊裝置615設(shè)置成沿著車體IOO側(cè)面的中部的環(huán)形形狀。 因此，懸掛框架600被支承為可相對于車體100旋轉(zhuǎn)。第一實施例的線性馬 達和滑塊裝置615對應(yīng)于圖2所示的輪距和軸距改變致動器350并且用于使 用線性馬達的水平導(dǎo)向驅(qū)動動力相對于車體100移動車輪390。每個車輪390的轉(zhuǎn)向軸采用桿620和布置在桿620中部的軸承630支承 在懸掛框架600上。桿620的上端部采用球形接頭640支承在懸掛臂650上。 懸掛臂650布置成使其可相對于懸掛框架600沿垂直方向樞轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向裝置660 連接至每個桿620。車輪3卯通過驅(qū)動固定至懸掛框架600的轉(zhuǎn)向致動器340 而進4于4爭向。圖4 (a)、 4 (b)和4 (c)示出當車輪390移動以獲得不同軸距時得到 的車輪幾何結(jié)構(gòu)。如圖4所示，圖2和3所示的輪距和軸距改變致動器(車
輪定位改變裝置)350用于移動車輪3卯。因此，輪距和軸距改變致動器350 改變具有可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的車輛的軸距，其可減小至最小值/。x2或者增 加至/ex2。因此，當采用根據(jù)第一實施例的可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的車輛例如以比較低軸距獲得更小的轉(zhuǎn)彎半徑。同時，當車輛以高速或中速行駛或者行駛在蜿蜒 的道路上，那么可通過增加軸距獲得行駛穩(wěn)定性。這些車輪定位移動操作可 自動地根據(jù)車速或其他參數(shù)或者通過使用由司機執(zhí)行的操作進行選擇?，F(xiàn)在將說明在第一實施例中根據(jù)車輪載荷執(zhí)行的車輪位置移動控制。該 控制主要在車輛除了如上所述行駛在城市街道上和在車庫中停車之外正常 行駛時使用。更具體地說，該控制在車輛需要行駛穩(wěn)定性時使用并且通過根 據(jù)車輪載荷移動車輪而不是簡單地改變輪距和軸距來改善行駛穩(wěn)定性?，F(xiàn)在將參照圖5說明移動車輪載荷對車輛的行駛行為的影響。圖5的曲 線示出轉(zhuǎn)彎期間拐彎能力Cp相對于車輪載荷的曲線圖。實線曲線示出當車 輪載荷在轉(zhuǎn)彎期間移動時獲得的不同預(yù)定規(guī)格車輛的車輪的拐彎能力Cp 。 由于拐彎能力很大程度上取決于輪胎斷面高度與寬度的比值，所以圖5示出 輪胎斷面高度與寬度的比值為60 (60系列)、輪胎斷面高度與寬度的比值為 70 (70系列)和輪胎斷面高度與寬度的比值為82 ( 82系列)的曲線圖。一 般地，當輪胎斷面高度與寬度的比值越小時拐彎能力Cp越大，當輪胎斷面 高度與寬度的比值越大時拐彎能力Cp越小。相反地，當輪胎斷面高度與寬 度的比值較大時，燃料效率會改善。根據(jù)圖5中的對應(yīng)于輪胎斷面高度與寬度的比值為70時的拐彎能力Cp 相對于車輪載荷的曲線，當車輛在那里沒有經(jīng)受轉(zhuǎn)彎加速度時每個車輪的車 輪載荷為3.9kN。當轉(zhuǎn)彎加速度例如為0.3G時，轉(zhuǎn)彎外側(cè)上的車輪的車輪載 荷增加至5.5kN,轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)上的車輪的車輪載荷由于載荷移動而減小至 2.3kN。當這種情況出現(xiàn)時，轉(zhuǎn)彎外側(cè)上的車輪的拐彎能力由于車輪載荷的 增加而增加，轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)上的車輪的拐彎能力由于車輪載荷的降低而降低。此 外，由于轉(zhuǎn)彎外側(cè)上的車輪的側(cè)向輪胎力非線性地改變，所以轉(zhuǎn)彎外側(cè)上的 車輪的拐彎能力隨著車輪載荷的增加而非線性地增加。同樣，存在一區(qū)域， 在該區(qū)域中，車輪載荷的增加不必與拐彎動力的增加相一致。因此，當采用具有輪胎斷面高度與寬度的比值為70的輪胎的車輛經(jīng)受0.3G的轉(zhuǎn)彎加速度時，轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)上的車輪的拐彎能力的減小大于轉(zhuǎn)彎外側(cè)上 的車輪拐彎能力的增加，因此，總的拐彎能力降低。這一現(xiàn)象如圖5所示， 采用直線(如單點劃線所示)連接0.3G轉(zhuǎn)彎情況下內(nèi)側(cè)車輪的拐彎能力和 外側(cè)車輪的拐彎能力并且與轉(zhuǎn)彎開始之前(即，當車輪載荷還沒有移動并且 所有的都是3.9kN時)的轉(zhuǎn)彎能力相比。采用這種方式，可確認總的轉(zhuǎn)彎能 力平均地降低，如箭頭所示。類似地，具有輪胎斷面高度與寬度的比值為70 的、經(jīng)受0.5G轉(zhuǎn)彎的輪胎的平均拐彎能力如圖5中的細線所示。在這種情 況下，總拐彎能力的降低甚至更加明顯(更大)。較大降低的原因是外側(cè)車 輪已經(jīng)達到拐彎能力的極限值并且進入拐彎能力不會隨著車輪載荷的增加 而增加的區(qū)域。類似的圖表分別示出具有輪胎斷面高度與寬度的比值為82 和60的情況，在兩種情況下由于車輪載荷的移動而出現(xiàn)拐彎能力的類似降 低。該降低的程度在輪胎的斷面高度與寬度的比值為82的情況下尤其顯著， 但是即使是輪胎斷面高度與寬度的比值為60的輪胎也示出拐彎能力的顯著 降低。如果車輪載荷在轉(zhuǎn)彎期間沒有移動，那么轉(zhuǎn)彎能力不會降低并且車輛行 為會在轉(zhuǎn)彎性能不下降的情況下得以穩(wěn)定。即使當沒有必要增加拐彎能力的 最大值時，平衡的車輪載荷分布會是有利的，因為其可使得能夠選擇具有更 大的斷面高度與寬度的比值的輪胎并因此實現(xiàn)改善燃料效率。換句話說，如 果車輪載荷轉(zhuǎn)彎期間能夠均勻分配使得車輪載荷不會移動并且所有的輪胎 均勻使用，那么拐彎能力的降低可被避免并且車輛行為可得以穩(wěn)定。雖然圖5示出車輪載荷移動對拐彎能力的影響，但是當拐彎能力由減速 度G或加速度G代替時會出現(xiàn)類似的趨勢。換句話說，當車輪載荷由于加 速或減速已經(jīng)移動時，在車輪載荷已經(jīng)增加一側(cè)上的輪胎摩擦力達到極限并 且制動力或加速力被限制。同時，在車輪載荷已經(jīng)降低的一側(cè)上，輪胎具有 足夠的能力增加輪胎摩擦力，但是大的輪胎摩擦力不會施加至道路，因為車 輪載荷較小。因此，在減速和加速期間的車輛行為可通過均勻地分配車輪載 荷而得以穩(wěn)定。圖6示出車輪位置，即輪距和軸距，受控制以使得四個車輪的車輪載荷 均勻分配時的情況。在第一實施例中，車輪的位置被改變從而使四個車輪的 車輪載荷相等。圖6的示意圖(a)示出從上方觀看車輛時車輪的位置和車 輛的重心，圖6的示意圖(b)示出從沿著垂直于加速度方向的方向的一側(cè)
觀看車輛時的車輪位置和重心。在圖6的示意圖(a)中，由轉(zhuǎn)彎、加速、 減速或其組合(即，在轉(zhuǎn)彎情況下的橫向擺動率和離心力、加速或減速情況 下的縱向加速度和在轉(zhuǎn)彎時加速或減速情況下二者)得到的車輛重心的總加 速度G示出為總加速度G(x,y)。總加速度G(x,y)的方向設(shè)定為總加速度方向 軸CA(h)。與圖6的示意圖(a)中示出的視圖平面垂直的軸線以及穿過車輛 重心G的軸線設(shè)定為總加速度方向垂直軸CA(P)?？偧铀俣仁噶縂(x,y)根據(jù)安裝至車體的加速度和橫向擺動率傳感器120 確定。X方向和Y方向根據(jù)傳感器安裝至車體的位置和方向進行確定。 一般 地，X方向?qū)?yīng)于車體的縱向方向，Y方向?qū)?yīng)于車體的側(cè)向(橫向)方向。與將總加速度方向垂直軸線CA(P)沿總加速度矢量G(x,y)的方向平移距 離12相對應(yīng)的軸線設(shè)定為加速度向后軸線。同樣，與將總加速度方向垂直軸 線CA(p)沿總加速度矢量G(w)的相反方向平移距離h相對應(yīng)于的軸線設(shè)定 為加速度向前軸線。加速度向后軸線和加速度向前軸線用作虛擬^^軸。如果沿垂直方向的車輛重心G的加速度(主要由于重力的加速)表示為 矢量G(z)并且距離路面的重心高度表示為/z,那么作用在加速度向后軸線上的車輪載荷『2和作用在加速度向前軸線上的車輪載荷W可表示為下述方程組(1)方程組(1 )fPj = wGfZ、 ~2--,"G^ v、-《w) =^W+AGw2) + (Gw + AGw2》l/2:總加速度 其中G^:由加速度和橫向擺動率傳感器檢測 JG^:根據(jù)目標車輛姿勢計算的姿勢修正加速度 m: 車輛質(zhì)量 /2:重心高度GV力由于重力產(chǎn)生的加速度為了抑制車輪載荷移動并且穩(wěn)定車輛行為，作用于加速度向后軸線的車 輪載荷『2應(yīng)該等于作用于加速度向前軸線的車輪載荷即，由方程組(1 ) 確定的值『/和『2應(yīng)該變?yōu)榇蟾畔嗟?。由于從方程組(1)清楚可知，當值
/;和/2接近無限時，值『;和『2變?yōu)榇蟾畔嗟?，而不考慮Goyw的大小。原 因就在于，車輪之間的間隔越寬，由于總加速度得到的車輪載荷的移動量就 越小，并且車輛行為變得更穩(wěn)定。這一現(xiàn)象對應(yīng)于寬輪距和長軸距的公知概 念。在前面提到的采用可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的車輛中，為了實現(xiàn)緊湊的車輛尺 寸和穩(wěn)定的車輛性能，輪距被加寬并且軸距被加長從而在可出現(xiàn)大加速度條 件下車輛高速行駛(高速行駛和/或蜿蜒行駛)時穩(wěn)定車輛。同時，當車輛在沒有出現(xiàn)大加速度的條件下低速行駛(例如，城市街道)時，車輪位置改變 成獲得窄的輪距和短的軸距從而使車輛更緊湊并且改善轉(zhuǎn)彎性能。但是，鑒 于總加速度的方向，可抑制車輪載荷的移動而不必使用寬輪距和長軸距。換句話說，四個車輪的車輪載荷可通過滿足關(guān)系W =『2即通過調(diào)整A 和/2的從而實現(xiàn)下述方程而變得相等方程組2~。化-1 - 2力驗G,加其中G,w,GVw/GV.加速度比 /ra,e=////2:幾何尺寸比 /we=A//2:高度比軸的位置在沿特定方向產(chǎn)生總加速度G^,的情況下得以確定。四個車輪的 車輪載荷然后通過布置該四個車輪使得車輪圍繞與虛擬輪軸一致的軸線旋 轉(zhuǎn)而均勻分配。每個虛擬輪軸的左和右輪的車輪載荷取決于圖6的示意圖(d)和(c) 所示的『7和『2。當車^^移動路徑如在該實施例中那沖豐為完美的圓形時，僅 僅將車輪布置在與虛擬輪軸對應(yīng)的軸線上可使得兩個車輪距離車輛的重心 等距。因此，可省略計算左和右輪相對于虛擬輪軸的車輪載荷分配。圖7示出可移動/;和/2的范圍，在該范圍內(nèi)可均勻地分配輪軸載荷^ 和Pf2。圖7是通過根據(jù)重心高度h為0.5米這一假設(shè)計算/7和/2的可移動范 圍而得到的。圖7是得到均勻輪軸載荷的A和/2的組合相對于平面加速度(G) 的曲線圖并且采用均勻車輪載荷平面a的形式。使用圖7,可得到車輛加速度Grate達到1.1G時的/7和/2的移動范圍，在該范圍中，可相等地分配四個車輪的車輪載荷同時最小化各軸之間的距離 (假定摩擦系數(shù)大概為1.0并且不存在專門的向下力)，這是車輛一般可獲得 的最大值。如圖7中的線min所示，車輪載荷可通過設(shè)定/; = 0和/2 = 1.1米(對應(yīng) 于點E)而在最大加速度條件下均勻地分配。因此，線min表示可獲得均勻 車輪載荷分配的最小移動范圍。換句話說，只要車輛設(shè)置成使//和/2可從0 到1.1米進行變化，車輪載荷就可沿任一方向相應(yīng)于的達到1.1G的加速度Grate均勻地分配?，F(xiàn)在將進一步參照圖7說明能夠從0至U米變化/7以及從0至U米 變化/2的車輛中的車輪載荷分配的控制。例如，假定車輪的初始位置是//為 0.8米并且/2為0.8米。這對應(yīng)于圖7中的點A。如果車輛在不加速、減速或 轉(zhuǎn)彎的情況下行駛，那么加速度為0G,因此，與車輪幾何結(jié)構(gòu)對應(yīng)的點是 均勻車輪載荷平面a?，F(xiàn)在，考慮已經(jīng)產(chǎn)生0.2G轉(zhuǎn)彎加速度并且車輪位置已經(jīng)移動到點B的 情況。由于除非實現(xiàn)均勻車輪載荷平面a上的點否則無法實現(xiàn)均勻的車輪載 荷分配，所以所進行的控制尋找可在0.2G加速度時實現(xiàn)均勻車輪載荷分配 的值/;和/2。在本發(fā)明的第一實施例中，所進行的控制尋找車輪位置，即，/7和/2的 值，使得所有的車輪可移動相等的量。更具體地說，當車輪幾何結(jié)構(gòu)從點A 移動到點B時，車輪位置的變化由」/,-0.1和4/2 = +0.1給出，當車輪幾何 結(jié)構(gòu)從A點移動到B，點時，由」// = -0.2和」/2 = 0給出。在點B，的情況下， 總移動量采用兩個致動器實現(xiàn)，在點B的情況下，總移動量采用四個致動器 實現(xiàn)。假定所用的致動器的速度都相同，那么車輪幾何結(jié)構(gòu)可更快速地移動 到點B，因為移動的量在四個致動器之間分配。類似地，車輪幾何結(jié)構(gòu)在加 速度增加時移動到點D。如果加速度增加超過點D，那么車輪幾何結(jié)構(gòu)朝向 點E移動。當車輪幾何結(jié)構(gòu)從點D朝向點E移動時，只有的值被改變并 且不可保持致動器移動的均勻分配。但是，這一移動根據(jù)產(chǎn)生超過0.6G加
速度所采用的頻率進行設(shè)定?，F(xiàn)在將說明第 一 實施例的效果，采用根據(jù)第 一 實施例的可變車輪幾何結(jié) 構(gòu)的車輛實現(xiàn)下述效果。(1) 在第一實施例中，車輛裝配有轉(zhuǎn)向致動器340,所述致動器340 裝配在每個車輪3卯上并且用于改變車輪390相對于車體100的方向。同樣， 輪距和軸距改變致動器350布置在每個車輪3卯和車體100之間并且用于將 車輪沿著預(yù)定路徑(車輪單元移動路徑200)移動到任何所需的位置?？刂?器500用以根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)確定目標車輪幾何結(jié)構(gòu)并且根據(jù)目標車輪幾 何結(jié)構(gòu)將車輪位置改變命令發(fā)送到輪距和軸距致動器350。產(chǎn)生的結(jié)果是， 可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊、行駛能力高并且結(jié)構(gòu)簡單的車輛，同時可控制能量的消耗。(2) 控制器500改變車輪位置使得所有車輪的車輪載荷都相等。產(chǎn)生 的結(jié)果是，可在轉(zhuǎn)彎期間改善車輛行為。(3) 車輛設(shè)置有加速度和橫向擺動率傳感器120以檢測車輛在水平平 面的加速度矢量，并且控制器500使用所檢測的加速度矢量的方向作為參考 改變車輪位置。產(chǎn)生的結(jié)果是，根據(jù)單一方向進行控制，所以可簡化控制。(4) 控制器500用以將車輪3卯分為兩對，每對位于與加速度矢量垂 直的軸線的相對側(cè)上，并且根據(jù)每對車輪390和垂直軸線之間的距離改變車 輪390的位置。產(chǎn)生的結(jié)果是，由于每對的左和右車輪的車輪載荷得以平衡(即，彼此相等)，所以可簡化控制，因為只需要設(shè)定實現(xiàn)相等車輪載荷的 軸距(即，設(shè)定從重心到加速度向前軸線的距離/2以及從重心沿相對方向到 加速度向后軸線的距離/"。(5 )由于每個車輪390沿著采用單一環(huán)形路徑的車輪單元移動路徑200 進行移動，所以輪距和軸距可被改變同時保持其間的預(yù)定關(guān)系。(6)由于環(huán)形移動路徑接近完美的圓形，所以布置在每個虛擬輪軸上的兩個車輪可布置成距離總加速度G(x,Y)具有相等距離，并且布置在每個輪軸上的兩個車輪的車輪載荷等同分配。產(chǎn)生的結(jié)果是，可簡化控制。第二實施例現(xiàn)在將說明第二實施例，其中車輪位置根據(jù)與車輛的行駛狀態(tài)對應(yīng)的目 標車輪載荷分配進行改變。雖然在第一實施例中車輪載荷等同地分配，但是 在該實施例中，車輪載荷根據(jù)情況非等同地分配。除了車輪載荷分配控制以外(如上所述)，第二實施例的構(gòu)成特征與第
一實施例的相同，為了簡潔起見，省略對其的說明和附圖。圖8示出輪距和軸距受控制使得四個車輪的車輪載荷自由分配的情況。 更具體地說，車輪載荷分配，即車輪幾何結(jié)構(gòu)受控制使得驅(qū)動輪的車輪載荷 增力口。在第 一實施例中，車輪載荷等同地分配從而等同地使用所有四個車輪的 輪胎。當所有車輪的功能相同時，車輛的行為可通過等同地分配車輪載荷而 得以穩(wěn)定，諸如在制動和轉(zhuǎn)彎期間。當車輪的功能不同時，諸如驅(qū)動輪相對 于非驅(qū)動4侖，車輛行為不必要通過等同地分配車輪載荷而得以穩(wěn)定。例如， 在加速期間，可通過增加驅(qū)動輪的車輪載荷來將較大的驅(qū)動力傳送到路面。 同時，增加非驅(qū)動輪的車輪載荷不會有助于驅(qū)動力的傳遞。因此，在加速期 間，優(yōu)選地增加驅(qū)動輪的車輪載荷，到達的程度使得不會減小輪胎的摩擦極 限或者車輛的直線性。尤其在后輪驅(qū)動車輛中，驅(qū)動輪(后輪)的車輪載荷 往往會在加速期間由于車體相對于車輪的向后移位而增加。因此，如果在加 速期間執(zhí)行車輪載荷分配控制以等同地分配車輪載荷，那么所進行的控制將 產(chǎn)生作用以使自然地向后移動到后輪的車輪載荷返回到前輪。因此，存在一 種可能性，即后輪的車輪載荷不會增加并且加速性能會由于車輪載荷分配控 制的影響而下降。在第二實施例中，類似于第一實施例，重心的加速度表示為在運動平面中沿兩個任意方向的加速度的總加速度矢量G(x，y)。根據(jù)總加速度矢量G(x,y,,所進行的控制設(shè)定從重心(即，來自于與G(x"垂直的矢量Gw的矢 量軸線)沿著總加速度矢量G仏y)的方向到加速度向前軸線的距離/2，以及 從重心沿著總加速度矢量G(x,y)的相對方向到加速度向后軸線的距離/,。在第一實施例中使用的方程組(2)被修改為方程組(3)，如下所示用于第二 實施例中。方程組(3 )<formula>formula see original document page 19</formula>車輪載荷比例采用上述方程，確定在沿特定方向產(chǎn)生總加速度Ga"的情況下、與四 個車輪的車輪載荷的均勻分配對應(yīng)的兩個虛擬輪軸的位置。然后通過布置四
個車輪使得車輪圍繞與虛擬輪軸一致的軸線旋轉(zhuǎn)來將虛擬輪軸的車輪載荷比率設(shè)定為『rate。換句話說，當驅(qū)動輪300正在加速并且加速方向沿著車體 的縱向方向時，控制器500將比率^她設(shè)定為從0至1的任何值。如果車輛正在轉(zhuǎn)彎或者制動，那么比率^她設(shè)定為1 (1 ),并且 車輪幾何結(jié)構(gòu)受控制以與第 一 實施例相同的方式獲得相等的車輪載荷分配。 車輪移動控制與第一實施例(如上所述)的相同，為了筒潔起見，對其的說 明在這里略去。下面將說明本實施例的效果。具有根據(jù)第二實施例的可變車輪幾何結(jié)構(gòu) 的車輛實現(xiàn)下述效果。(7)控制器500可根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)改變車輪位置，從而獲得任何所需的車輪載荷比率。所得的結(jié)果是，除了控制車輪位置從而獲得均勻的車輪載荷分配之外，控制器500可例如通過設(shè)定車輪載荷分配使得驅(qū)動輪的車 輪載荷增加來抑制驅(qū)動輪的打滑。第三實施例第三實施例示出根據(jù)目標車輛姿勢改變車輪位置的情況。除了車輪載荷 分配控制以外(如上述第一實施例和第二實施例所述)，第三實施例的構(gòu)成 特征與第一和第二實施例的相同，為了簡潔起見，省略對其的說明和附圖。圖9示出將輪距和軸距控制成使得四個車輪的車輪載荷自由分配的情況。在第三實施例中，車輪載荷根據(jù)目標車輛姿勢進行改變。在第三實施例中，類似于第一實施例，重心的加速度表示為在運動平面中沿任意兩個方向的加速度的總加速度矢量G^;。根據(jù)總加速度矢量G^"所進行的控制設(shè)定從重心(即，來自于與G^,垂直的矢量Gw的矢量軸線)沿著總加速度矢量G,^,的方向到加速度向前軸線的距離6,以及從重心沿著總加速度矢量G^,的相對方向到加速度向后軸線的距離//。方程組(4) 『，^在方程中，tane是沿加速度方向的姿勢角，值k是用于車輛的車輪與車 體(主要是懸桂)之間的部分的彈性系數(shù)。從上述方程清楚可知，如果當沿特定方向存在總加速度G^,時車輪載 荷『7和 皮自由地調(diào)整到任何所需值，那么車輛的姿勢角可受到控制。如
果車輪位置以第 一 實施例的方式進行控制，那么車輪載荷將得以等同地分配 并且『/將等于『2。因此，姿勢角將為0。并且車輛將總是具有平的姿勢。相 反地，如果車輪位置以第二實施例的方式進行控制，那么車輪載荷將得以自 由地分配并且可獲得所需的姿勢角。在第三實施例中，姿勢修正加速度4G^根據(jù)基于橫搖角和俯仰角的目 標車輛姿勢進行計算。距離/,和/2被設(shè)定成滿足姿勢修正加速度z!G^。采 用這種方式，可獲得所需的車輛姿勢，并且可通過抑制當車輛轉(zhuǎn)彎或者被側(cè) 風(fēng)吹動時產(chǎn)生的橫搖和當車輛在顛簸道路上行駛或者快速加速或減速(制 動)時產(chǎn)生的俯仰來穩(wěn)定車輛行為。下面將說明本實施例的效果。采用根據(jù)第三實施例的可變車輪幾何結(jié)構(gòu) 的車輛實現(xiàn)下述效果。(8 )由于控制器500基于根據(jù)車輛行駛狀態(tài)設(shè)定的目標車輛姿勢來改 變車輪位置，可實現(xiàn)適于行駛狀態(tài)的目標車輛姿勢。(9)由于控制器500根據(jù)車輛橫搖角設(shè)定目標車輛姿勢，所以可自由 地設(shè)定橫搖角。產(chǎn)生的結(jié)果是，例如，可防止橫搖角在轉(zhuǎn)彎或者受側(cè)風(fēng)吹動 期間增加，車輛行為可得以穩(wěn)定。.(10)由于控制器500根據(jù)車輛俯仰角設(shè)定目標車輛姿勢，所以可自由 地設(shè)定俯仰角。產(chǎn)生的結(jié)果是，例如，可在快速加速期間防止車輛沉降，在 快速制動期間防止車輛栽頭。第四實施例現(xiàn)在將說明第四實施例。第四實施例示出除了移動基準輪以外根據(jù)加速 度方向和車輪位置設(shè)定基準輪的情況。除了車輪移動控制(如上所述)，第四實施例的構(gòu)成特征與第一實施例的相同，為了簡潔起見，省略對其的說明 和附圖。雖然在第一實施例中車輪位置的移動計算為使得所有的車輪移動相同 的量(距離)，但是在第四實施例中虛擬輪軸的其中一個相對于車輛的重心 保持固定，其他虛擬輪軸被移動。更具體地說，如果從重心到沿相對于重心 的加速度方向定位的虛擬輪軸的距離為/2并且從重心到沿與加速度方向相 反的方向定位的虛擬輪軸的距離為那么只有輪軸距離//被改變。類似于第一實施例，圖IO示出均勻的車輪載荷平面01以及/7和/2可移 動/人而等同地分配4侖軸載荷^和『2的范圍。
類似于第一實施例，假定，例如車輪的初始位置使得^為0.8米并且/2 為0.8米，如圖IO所示的初始位置點A。當/2的值固定時，對于加速到大概 0.8G,車輪載荷可通過單獨改變/,的值(從點A移動到點B )來等同地分配。 現(xiàn)在將說明可推測使用這種類型的車輪幾何結(jié)構(gòu)變化的特定驅(qū)動條件。圖11示出在加速期間采用的車輪布置。在第四實施例中，車輪位置設(shè) 定成使得當車輛以不變的速度行駛并且沒有加速時軸距長于輪距。但是，當 車輛加速時，后輪被設(shè)定為基準輪(保持固定)，前輪向后移動從而獲得預(yù) 定的車輪姿勢。換句話說，當車輛加速時，前輪的車輪載荷降低并且后輪的 車輪載荷增加。因此，通過只移動前輪，施加在輪距和軸距改變致動器350 上的載荷可降低(因為前輪的車輪載荷更小)并且控制響應(yīng)可增加。同樣， 通過朝向車輛后部移動前輪，所有車輪的車輪載荷的改變可相對于在加速期 間產(chǎn)生的重心的向后移動而進行控制。產(chǎn)生的結(jié)果是，可在加速期間穩(wěn)定車 輛4亍為。圖12示出在減速期間采用的車輪布置。當車輛減速時，前輪被設(shè)定為 基準輪(保持固定)，后輪向前移動從而獲得預(yù)定的車輛姿勢。換句話說， 當車輛減速時，前輪的車輪載荷增加，后輪的車輪載荷降低。因此，通過只 移動后輪，施加在輪距和軸距改變致動器350上的載荷可降低(因為后輪的 車輪載荷更小)并且控制響應(yīng)可增加。同樣，通過朝向車輛前部移動后輪，進行控制。產(chǎn)生的結(jié)果是，可在減速期間穩(wěn)定車輛行為。圖13示出在轉(zhuǎn)彎期間采用的車輪布置。當車輛轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)彎外側(cè)上的 車輪被設(shè)定為基準輪(保持固定)，轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)上的車輪朝向車輛的縱向重心 軸線(中間)向內(nèi)移動從而獲得預(yù)定的車輛姿勢。換句話說，當車輛轉(zhuǎn)彎時， 內(nèi)側(cè)車輪的車輪載荷降低，外側(cè)車輪的車輪載荷增加。因此，通過只移動內(nèi) 側(cè)車輪，施加在輪距和軸距改變致動器350上的載荷可降低(因為內(nèi)側(cè)車輪 的車輪載荷更小)并且控制響應(yīng)可增加。同樣，通過朝向車輛縱向中心軸線朝向曲線外側(cè)的移動而進行控制。產(chǎn)生的結(jié)果是，可在轉(zhuǎn)彎期間穩(wěn)定車輛行 為。圖14示出當車輛減速并且同時轉(zhuǎn)彎時采用的車輛布置。當車輛減速并 轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)彎外側(cè)上的更接近已移位的重心的車輪設(shè)定為基準輪(保持固定)
得預(yù)定的車輪姿勢。換句話說，當車輛減速并且同時轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)彎外側(cè)上的 前輪的車輪載荷變得最大。因此，通過將轉(zhuǎn)彎外側(cè)上的前輪設(shè)定為基準輪并且移動其他三個車輪，施加在輪距和軸距改變致動器350上的載荷可降低(因為其他三個車輪的車輪載荷更小)并且可增加控制響應(yīng)。圖15示出致動器載荷降低所采用的方式。該圖示出開始轉(zhuǎn)彎并且轉(zhuǎn)彎 慣性力逐漸增加的情況。實線曲線示出該實施例的載荷模式，虛線示出第一 實施例的載荷模式。細線示出當沒有執(zhí)行載荷控制時得到的載荷模式。在時間tO,轉(zhuǎn)彎加速度還沒有產(chǎn)生，作用在致動器上的載荷(load-m) 對應(yīng)于車輛重量。在轉(zhuǎn)彎開始后，如果采用第一實施例的方式控制車輛位置 使得車輪載荷總是相等，那么致動器將總是需要與載荷Load-m對應(yīng)的致動 器驅(qū)動力Load-A。但是，如果致動器在已經(jīng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎慣性力并且車輪載荷 已經(jīng)移動之后被驅(qū)動，那么車輪位置可在更小的致動器驅(qū)動力Load-B的作 用下移動。最終，類似于第一實施例，該實施例需要致動器驅(qū)動力Load-A實現(xiàn)均 勻的載荷分配。但是，需要車輪載荷非常均勻的情況還是占少數(shù)，只要外側(cè) 車輪的摩擦極限沒有被超過，還是可以接受具有一些不平度的情況。簡而言 之，采用該實施例，可在大多數(shù)的車輛驅(qū)動情況下減小所需的致動器驅(qū)動力。如圖15所示，需要更大的致動器驅(qū)動力Load-C移動車輪載荷已經(jīng)增加 的外側(cè)車輪。當轉(zhuǎn)彎慣性力可采用導(dǎo)航系統(tǒng)等進行預(yù)測時或者轉(zhuǎn)彎慣性力的 增加可才艮據(jù)驅(qū)動條件進行預(yù)測時，在內(nèi)側(cè)車輪已經(jīng)移動到它們的移動范圍極 限之前，根據(jù)本發(fā)明的控制應(yīng)該停止并且內(nèi)側(cè)車輪應(yīng)該使用致動器驅(qū)動力 Load-A快速移動至獲得等同車輪載荷的位置，此后，即使轉(zhuǎn)動慣性力增加 也可采用致動器驅(qū)動力Load-A移動內(nèi)側(cè)和外側(cè)車輪二者。采用這種方式， 致動器所需的最大驅(qū)動力可限制為Load-A。下面將說明本實施例的效果。采用根據(jù)第四實施例的可變車輪幾何結(jié)構(gòu) 的車輛實現(xiàn)下述效果。(11) 由于控制器500改變車輪位置使得車輪的車輪載荷改變?yōu)楦〉?程度，所以車輛行為得以穩(wěn)定。(12) 當控制器500改變車輪位置時，控制器500將一個車輪設(shè)定為基 準輪并且改變除了該基準輪之外的車輪的位置。產(chǎn)生的結(jié)果是，車輛穩(wěn)定性 可增加并且與移動所有車輪的情況相比可簡化控制。(13 )由于控制器500將具有較大車輪載荷的車輪或多個車輪設(shè)定為基 準輪或多個基準輪并且改變具有較小載荷的車輪的位置，所以控制響應(yīng)可增 加并且移動車輪所需的能量可減小。(14)由于控制器500將更接近于重心移位處的車輪或多個車輪設(shè)定為 基準輪或多個基準輪并且改變其他車輪的位置，所以控制響應(yīng)可增加并且移 動車輪所需的能量可減小。第五實施例現(xiàn)在將說明第五實施例。在第五實施例中，車輪移動路徑設(shè)置成使得車 輪可在除了水平方向外還沿車輛的垂直方向移動。圖16示出采用根據(jù)第五實施例的可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的車輛。在第五實 施例中，車輪單元移動路徑200沿車輛的垂直方向彎曲。因此，當車輪位置 水平改變(如俯視平面圖所示)時，車輪的高度也改變。在后文關(guān)于第六實 施例所述的設(shè)置在車體上的導(dǎo)軌可用作實際結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)車輪單元移動所沿 的車輪單元移動路徑200。在本實施例中，只說明導(dǎo)軌的形狀。如圖16的示意圖(a)所示，當車輛從上方觀看時(俯視平面圖)，車 輪移動路徑與第一至第四實施例相同，即以重心為中心的單一環(huán)形路徑。同 時，如圖16的示意圖(b)所示，當車輛從側(cè)部觀看時，移動^各徑的兩端朝 上傾斜，而非沿水平方向。此外，如圖16的示意圖(c)所示，當車輛從后 部(或前部)觀看時，移動路徑的兩端朝下傾斜，而非沿水平方向。圖18的示意圖(a)至(c)和圖19的示意圖(a)至(c)示出車輪單 元400 (或300)沿著圖16所示的車輪移動路徑200進行移動與重心變化關(guān) 聯(lián)的方式。如圖17的示意圖(a)至(c)所示，車輪移動論經(jīng)設(shè)置成使得當車輪 位置沿著箭頭B的方向從參考位置進行移動使得輪距減小、軸距加長時，車 輛重心的位置降低。如圖18所示，當一側(cè)上的車輪單元沿著箭頭B的方向 移動時(即，沿著減小輪距并且增加軸距的方向)并且另一側(cè)上的車輪單元 沿著箭頭A的方向移動時(即，沿著增加輪距并且減小軸距的方向)，車輪 ，i定為側(cè)向傾斜并且重心不改變的狀態(tài)。圖19和20示出車輪移動路徑的兩個其他優(yōu)選實施例，其中的車輪移動 路徑設(shè)置成使得車輪除了沿水平方向外還沿垂直方向移動。
圖19所示的車輪移動路徑設(shè)置成使得當車輪沿箭頭A的方向移動時重 心的位置下降，箭頭A的方向為增加輪距并且減小軸距的方向。類似地，車 輪移動路徑設(shè)置成使得當車輪沿箭頭B的方向移動時重心的位置降低，箭頭 B的方向為減小輪距并且增加軸距的方向。如圖19的示意圖(a)所示，當左和右輪單元沿相對的方向即A方向和 B方向分別移動時，車輛的重心降低。類似地，當左和右車輪單元二者沿如 圖19的示意圖(b)所示的B方向或者沿圖19的示意圖(c)所示的A方 向移動時，車輛的重心降低。采用這種結(jié)構(gòu)，當車輪位置移動時，重心總是變低。因此，第一實施例的方程組(1)的值h變小并且移動車輪位置的效果更加明顯。因此，即使車輪移動量較小，車輪位置也可采用第一實施例的方式受到控制從而獲得等同的車輪載荷分配。由于所有車輪具有相對于重心相同高度的位置，所以當所有車輪以第一實施例的方式移動相同的量時，圖19所示的車輪移動路徑的形狀獲得有利 的結(jié)果。相反地，當承載較大車輪載荷的車輪設(shè)定為基準輪(保持固定)并 且其他車輪以第四實施例的方式移動時，軸距的高度是不同的，因此，存在 車輛的重心沒有移動至有利位置的情況。因此，如圖20所示的車輪移動路 徑(與圖17相同)設(shè)置成使得當車輪沿箭頭A的方向移動時，即沿增加輪 距并且減小軸距的方向，車輪相對于車輛重心的高度位置不會改變。相反地， 當車輪沿箭頭B的方向移動時，即，沿減小輪距并且增加軸距的方向，車輪 相對于車輛重心的高度位置改變以使得重心降低。如圖20的示意圖(a)所示，當左和右車輪單元沿相對方向，例如A方 向和B方向分別移動時，沿B方向的車輪單元移動使得車輛的重心降低并 且沿A方向的車輪單元移動不改變重心的位置。因此，車體變得傾斜。類似 地，當左和右車輪單元二者沿如圖19的示意圖(b)所示的B方向移動時， 車輛的重心降# 當左和右車輪單元二者沿圖19的示意圖(c)所示的A方 向移動時，車輛的重心的位置沒有改變。采用圖20所示的車輪移動路徑，當車輪如圖11所示移動時，車輛的重 心不會改變，該移動為當車輛加速時在第四實施例中使用的車輪移動。類似 地，當車輪如圖12所示進行移動并且車輛正在減速時重心不會改變。同時，當車輛轉(zhuǎn)彎并且轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)上的車輪如圖13所示移動時，車輛高
度在車輛的內(nèi)側(cè)上(轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)上的車輛的側(cè)部)P爭低并且由于采用使車輛內(nèi) 側(cè)降低的橫搖抵消作用，車輛行為比第四實施例更加穩(wěn)定。因此，車輪移動的量可減小。當車輪移動路徑設(shè)置成使得當車輪沿圖11或12所示A方向移 動時車輛傾斜并且車輛重心改變，重心的移動用于使車4侖載荷分配降級，因此，這種車輪移動路徑不甚理想。簡而言之，當承載更多車輪載荷的車輪(或各車輪)設(shè)定為基準輪并且其他車輪移動時，如圖20所示的車輪移動路徑 是優(yōu)選的。選擇是否使用圖19所示的車輪移動路徑或者圖20所示的車輪移動路徑 取決于諸如車輪移動致動器能力和所需的車輛性能的因素。例如，如果車輪 移動致動器是大功率的并且需要高水平的車輛性能，那么可通過選擇圖19 所示的車輪移動路徑并且根據(jù)第 一 實施例執(zhí)行車輪移動控制來實現(xiàn)具有高性能水平的車輛。相反地，如果車輛性能的所需水平并非這樣高，那么可通過選擇圖20 所示的車輪移動路徑并且根據(jù)第四實施例執(zhí)行車輪移動控制實現(xiàn)較低成本的車輛。除了如上所述設(shè)置的軌道，還可使用其他方式獲得車輪移動路徑，使得 車輪單元沿垂直和水平方向移動。例如，可使用設(shè)置在將車輪單元安裝至車 體的位置處的旋轉(zhuǎn)螺桿或滾珠螺桿使車輪單元在其沿著車輪移動路徑水平 移動時上下移動，該旋轉(zhuǎn)螺桿或滾珠螺桿設(shè)計用于提高和降低懸掛臂、凸輪 機構(gòu)或其中沿傾斜方向布置有懸掛臂的安裝軸的裝置。采用這些方法，移動路徑的垂直移動量可自由設(shè)定，而非根據(jù)車輪單元 沿著導(dǎo)軌的位置預(yù)先設(shè)定?，F(xiàn)在將說明第五實施例的效果。采用根據(jù)第五實施例的可變車輪幾何結(jié) 構(gòu)的車輛實現(xiàn)下述效果。(15 )車輪移動路徑200設(shè)置成使得車輪單元沿著車輛的垂直方向以及 水平方向移動，在三維空間中產(chǎn)生移動。因此，當改變車輪的位置時，除了 改變輪距和軸距，車輛的高度也可進行調(diào)整。產(chǎn)生的結(jié)果是，可以更高的自 由度控制車輛的姿勢，車輛行為可改善為更高的程度。第六實施例圖21 (a)和21 (b)示出用于具有根據(jù)第六實施例的可變車輪幾何結(jié) 構(gòu)的車輪安裝結(jié)構(gòu)。在第六實施例中，懸掛框架600支承在車體100上，使
得其可使用環(huán)形的(圓環(huán)形)并且布置在車體100下側(cè)部分附近的滑塊或?qū)?軌670以及環(huán)形的并且布置在車體IOO的中側(cè)部分附近的線性馬達滑塊或?qū)?軌615相對于車體IOO旋轉(zhuǎn)。其他方面，構(gòu)成特征與圖3所示的第一實施例 相同，為了簡潔起見，省略對其的說明。由于懸掛框架600支承在車體的側(cè) 部上，所以重心可比第一實施例更低并且行駛能力可比第一實施例增加得更 多。第七實施例圖22 (a)和22 (b)示出用于具有根據(jù)第七實施例的可變車輪幾何結(jié) 構(gòu)的車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu)。在第七實施例中，鉸接式懸掛框架680采用軸承 610和環(huán)形的(圓環(huán)形)并且布置在車體100的中側(cè)部分的線性馬達滑塊或 導(dǎo)軌615安裝至車體100的底面(或者其他懸掛框架的底面)。因此，懸掛 框架680受支承使得其可相對于車體100旋轉(zhuǎn)。減震器690設(shè)置在線性馬達滑塊615和懸掛框架680之間從而吸收從路 面施加至車輪390的振動。其他方面，構(gòu)成特征與圖3所示的第一實施例相 同，為了簡潔起見，省略對其的說明。采用第七實施例，因為減震器690設(shè) 置在懸掛框架680和車體100之間，所以可獲得舒適的乘坐感受和良好的行 駛環(huán)境。第八實施例圖23 (a)和23 (b)示出用于具有根據(jù)第八實施例的可變車輪幾何結(jié) 構(gòu)的車輪安裝結(jié)構(gòu)。第八實施例采用雙叉桿式懸掛框架700,該框架設(shè)置成 采用上臂710和下臂720懸掛車輪390。上臂710支承在環(huán)形形狀并且布置 在車體100的中側(cè)部分的線性馬達滑塊或?qū)к?15上，下臂720支承在環(huán)形 形狀并且布置在車體100的下側(cè)部分附近的滑塊或?qū)к?70上。減震器730 布置在上臂710與下臂720之間。通過使用雙叉桿式懸掛框架700，第八實施例能夠在加速/減速期間通過 調(diào)整臂的形狀和布置以更大的自由度控制對齊的變化和車輛姿勢。另外，雙 叉桿式懸掛的剛度較高，因此轉(zhuǎn)向性能和穩(wěn)定性得以改善。第九實施例圖24 (a)和24 (b)示出用于具有根據(jù)第九實施例的可變車輪幾何結(jié) 構(gòu)的車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu)。第九實施例采用布置在車體IOO與振動緩沖部件 750之間的浮動艙式懸掛框架740。懸掛框架740支承在車體100上使得其
可通過使用布置在緩沖部件750下側(cè)部分附近的滑塊或?qū)к?70以及環(huán)形的 并且布置在緩沖部件750上側(cè)部分附近的線性馬達滑塊或?qū)к?15而相對于 車體100旋轉(zhuǎn)。緩沖部件750的下端部分通過盤簧760固定至車體IOO。其 他方面，構(gòu)成特征與圖2所示的第一實施例相同，為了筒潔起見，省略對其 的說明。采用第九實施例，由于使用浮動艙式懸掛框架740，所以可獲得舒 適的乘坐感受和良好的行駛環(huán)境。第十實施例圖25 (a)和25 (b)示出用于具有根據(jù)第十實施例的可變車輪幾何結(jié) 構(gòu)的車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu)。在第十實施例中，懸掛框架740支承在車體100 上使得其可通過使用布置在緩沖部件750下側(cè)部分附近的滑塊670以及環(huán)形 的并且布置在緩沖部件750上側(cè)部分附近的齒輪傳動機構(gòu)770而相對于車體 100旋轉(zhuǎn)。其他方面，構(gòu)成特征與第一實施例相同，為了簡潔起見，省略對 其的說明和附圖。第十一實施例圖26 (a)至26 (c)示出用于具有根據(jù)第十一實施例的可變車輪幾何 結(jié)構(gòu)的車輛的車輪安裝結(jié)構(gòu)。在第十一實施例中，每個懸掛框架600通過設(shè) 置在車體100底面上(或者另一懸掛框架底面)的軸承610安裝至車體100 的不同位置。設(shè)置在車體100的下側(cè)部分上的線性致動器(缸)680用作輪 距和軸距改變致動器350。通過伸出和縮回每個線性致動器680的桿，使得 每個懸掛框架600圍繞圖26 (c)所示的安裝部件樞轉(zhuǎn)。其他方面，構(gòu)成特 征與第一實施例相同，為了簡潔起見，省略對其的il明。采用該實施例，由 于線性致動器布置在車體上，所以可使用更大的致動器。第十二實施例圖27 (a)和27 (b)示出用于具有根據(jù)第十二實施例的可變車輪幾何 結(jié)構(gòu)的車輪安裝結(jié)構(gòu)。如圖27 (b)所示，第十二實施例采用設(shè)置成由上臂710和下臂720懸 掛車輪390的雙叉桿式懸掛框架700。上臂710支承在環(huán)形形狀并且布置在 車體100中側(cè)部分附近的線性馬達滑塊或?qū)к?15上，下臂720支承在環(huán)形 形狀并且布置在車體100下側(cè)部分附近的滑塊670上。減震器730布置在上 臂710和下臂720之間。采用該實施例，如圖27 (a)所示，滑塊670和線性滑塊615的形狀不
同?；瑝K670和線性滑塊615的不同形狀以及垂直間隔相結(jié)合使得在輪距和 軸距改變時車輪單元垂直移動。其他方面，構(gòu)成特征與第一實施例相同，為了筒潔起見，省略對其的說明。采用第十二實施例，可通過更筒單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)第五實施例的垂直車輪移動。其他實施例雖然本發(fā)明的優(yōu)選實施例已經(jīng)在前文進行說明，但是本發(fā)明的特定構(gòu)成 特征并不局限于上述內(nèi)容?？稍诓幻撾x本發(fā)明范圍的情況下作出各種設(shè)計改 進。圖28示出當驅(qū)動輪之一出現(xiàn)故障并且車輛只采用一個驅(qū)動輪加速時使 用的車輪布置的實例。其他的驅(qū)動輪(正常驅(qū)動輪)布置在車輪的縱向中心 線。如果正常驅(qū)動輪的位置沒有改變，那么由其他驅(qū)動輪施加的驅(qū)動力將產(chǎn) 生橫向擺動力矩并且會降低車輛的轉(zhuǎn)彎性能。相反地，在驅(qū)動輪之一出現(xiàn)故障時通過將其余驅(qū)動輪移動至如圖28所 示的車輛縱向中心線上的位置，可防止由其余驅(qū)動輪施加的驅(qū)動力帶來的力 矩的提高。產(chǎn)生的結(jié)果是，當驅(qū)動輪出現(xiàn)故障并且可持續(xù)進行穩(wěn)定的行駛時， 可避免橫向擺動力矩。圖29是采用可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的車輛的另一實例的俯視平面圖。該車 輛是具有一個驅(qū)動輪單元300的前輪驅(qū)動車輛，該驅(qū)動輪單元布置在車體 100和三個非驅(qū)動輪單元400的前向中間位置。非驅(qū)動單元400其中之一布 置在車體100的向后中間位置，其他兩個非驅(qū)動輪單元400布置至車體100 的重心的左邊和右邊。圖30是采用可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的車輛的另一實例的俯視平面圖。該車 輛是在前部具有一個非驅(qū)動輪單元400、在后部具有兩個驅(qū)動輪單元300的 三輪式后輪驅(qū)動車輛。圖31是采用可變車輪幾何結(jié)構(gòu)的車輛的另一實例的俯視平面圖。該車 輛是在前部具有一個驅(qū)動輪單元300、在后部具有兩個非驅(qū)動輪單元400的 三輪式前輪驅(qū)動車輛。圖32的示意圖(a)示出設(shè)計成改變車輪位置從而將登車入口 (例如， 門)移進路面從而有助于方便地登車和下車(上下車)的車輛的實例。當?shù)擒嚮蛳萝嚂r，如圖32的示意圖(a)所示，首先，轉(zhuǎn)向致動器340
受驅(qū)動從而沿與車輪單元移動路徑200相同的方向定向車輪390。然后，馬區(qū) 動輪距和軸距改變致動器350以將車輪390移動至車路的相對側(cè)作為登車入 口 101。產(chǎn)生的結(jié)果是，如圖32的示意圖(b)所示，登車入口 101可移動 更加接近底面并且可實現(xiàn)完全平坦的登車和下車。在該實例中，當車輪位置改變時，所有的車輪390并非同時移動。反而， 一個車輪設(shè)定為基準輪(保持固定)，其他車輪的位置發(fā)生改變。當完成時， 車體100可通過將基準輪390的方向設(shè)定為不同于車輪單元移動路徑200的 方向而^皮防止》走專爭。雖然在先前實施例中，車輪單元移動路徑200在俯視平面圖中為圓形， 但是移動路徑的形狀可按照需要自由地設(shè)定。圖33示出移動路徑200的形 狀為圖33的示意圖(a)中的橢圓形(卵形)、圖33的示意圖(b)中的矩 形、圖33的示意圖(c)中的鉆石形，圖33的示意圖(d)中的三角形。此 外，車輪單元移動路徑200的形狀并不局限于循環(huán)環(huán)形。如圖33的示意圖 (e)和(f)所示，將多個非連續(xù)路徑200a、 200b和200c的長度根據(jù)車輪 390的所需移動范圍進行設(shè)定也是可接受的。另外，使用參照每個實施例說 明的控制程序的兩個或多個的組合也是可接受的。術(shù)語的總體解釋在理解本發(fā)明的范圍時，術(shù)語"包括"和其派生詞，如這里使用的，意 在作為說明所述特征、元件、部件、組、整數(shù)和/或步驟的存在的開放術(shù)語， 但是不排除其他未說明特征、元件、部件、組、整數(shù)和/或步驟的存在。上述 內(nèi)容也適用于具有類似含義的詞語，諸如術(shù)語"包含"、"具有"和其派生詞。 同樣，當單數(shù)使用術(shù)語"部件"、"區(qū)段"、"部分"、"組成部分"或"元件" 時可具有單一部件或多個部件的雙重含義。這里使用的用于描述由部件、部 分、裝置等執(zhí)行的操作或功能的術(shù)語"檢測，，包括不需要物理檢測的部件、 部分、裝置等，而且包括執(zhí)行操作或功能的確定、測量、制模、預(yù)測或計算 等。這里使用的描述裝置的部件、區(qū)段或部分的術(shù)語"用于"包括構(gòu)造和/ 或編程為執(zhí)行所需功能的硬件和/或軟件。而且，在申請文件中表示為"裝置 加功能"的術(shù)語應(yīng)該包括可用于執(zhí)行本發(fā)明的部件的功能的任何結(jié)構(gòu)。這里 使用的諸如"基本上"、"大約"和"大概"的程度術(shù)語表示修改術(shù)語的可推 理的偏差量，使得最終結(jié)果沒有明顯變化。雖然只有選定的實施例用于示出本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員從公開的 內(nèi)容可知，在不脫離發(fā)明范圍的情況下可在這里進行各種變化和改進。例如， 可按照需要和/或要求改變各種部件的尺寸、形狀、位置或方向。如圖所示直 接相互連接或接觸的部件可具有設(shè)置在其間的中間結(jié)構(gòu)。 一個元件的功能可 以由兩個執(zhí)行，反之亦然。 一項實施例的結(jié)構(gòu)和功能可在其他實施例中采用。 所有的優(yōu)勢并不必要同時出現(xiàn)在具體實施例中。不同于現(xiàn)有技術(shù)的每個特 征，單獨或者與其他特征相結(jié)合，也應(yīng)該認為是由申請人作出的對其他發(fā)明 的分離說明，包括由這種(各)特征實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)和/或功能概念。因此，根據(jù) 本發(fā)明的實施例的前述說明僅僅是示出的目的，并不是為了限制本發(fā)明的范 圍。
權(quán)利要求
1、一種可變車輪定位車輛，包括具有重心的車體；多個車輪，所述多個車輪相對于所述車體可旋轉(zhuǎn)地安裝；懸掛裝置，所述懸掛裝置操作布置在所述車輪與所述車體之間；轉(zhuǎn)向機構(gòu)，所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)操作連接于所述懸掛裝置以改變所述車輪中的至少一個車輪相對于所述車體的方向；操作連接于所述車輪中的至少一個車輪以驅(qū)動該車輪的驅(qū)動裝置；車輪位置改變機構(gòu)，所述車輪位置改變機構(gòu)操作連接于所述懸掛裝置，以相對于所述車體沿著移動路徑移動所述懸掛裝置并且將所述懸掛裝置保持在沿著所述移動路徑的任何位置處；以及車輪位置控制裝置，所述車輪位置控制裝置操作連接于所述車輪位置改變機構(gòu)，以根據(jù)所述車輛的行駛狀況向所述車輪位置改變機構(gòu)發(fā)出移動指令，該移動指令改變沿與所述車體重心的加速度方向平行的方向測量的、所述車輪之一的中心旋轉(zhuǎn)軸線與所述車體重心之間的車輪定位距離的。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變車輪定位車輛，其中 所述車輪位置改變機構(gòu)操作連接于所述懸掛裝置，以相對于定位在所述車輛單一位置處的中心點水平移動所述懸掛裝置來改變車輪位置，使得所述車輛的輪距和軸距得以改變。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變車輪定位車輛，其中， 所述車輪位置改變機構(gòu)操作連接于所述懸掛裝置，使得所有車輪可相對于定位在所述車體中心位置附近的中心點水平移動。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變車輪定位車輛，其中， 所述車輪位置改變機構(gòu)操作連接于所述懸掛裝置，使得車輪移動路徑形成單一的環(huán)形路徑，其中所有車輪可相對于定位在所述車體中心位置處的中 心點水平移動而不改變所述中心點與所述車輪之間的距離。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變車輪定位車輛，其中所述車輪位置改變機構(gòu)的車輪移動路徑構(gòu)作成使得所述車輪中的至少 一個車輪可相對于定位在所述車輛的單一位置處的中心點水平移動，并且可與水平移動相結(jié)合地沿所述車輛的鉛直方向移動。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變車輪定位車輛，其中所述車輪位置控制裝置還用以控制所述車輪位置改變機構(gòu)，使得從朝向 所述加速度方向定位的所述車輪之一到所述重心的所述車輪定位距離變得 大于從相反于所述加速度方向定位的所述車輪之一到所述重心的所述車輪 定位距離。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變車輪定位車輛，其中 所述車輪位置控制裝置還用以根據(jù)進行計算所依據(jù)的目標車輪載荷改變所述車輪中至少一個車輪的車輪位置、以使所述車輪的驅(qū)動輪的車輪載荷 大于所述車輪的非驅(qū)動輪的車輪載荷。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變車輪定位車輛，其中 所述車輪位置控制裝置還用以根據(jù)基于目標車輛姿勢計算的目標車輪載荷改變所述車輪中至少一個車輪的車輪位置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變車輪定位車輛，其中還包括 加速度矢量檢測裝置，所述加速度矢量檢測裝置用以檢測所述車輛在水平面中的加速度矢量，其中所述車輪位置控制裝置還用以根據(jù)^^測的所述加 速度矢量的方向改變所述車輪中至少一個車輪的車輪位置。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的可變車輪定位車輛，其中 所述車輪位置控制裝置還用以將所述車輪分為第一組和第二組，第一組位于所述加速度矢量的一側(cè)，而第二組位于所述加速度矢量的相對側(cè)，以及 所述車輪位置控制裝置還用以根據(jù)所述第一和第二組中每一組的車輪之間 的距離改變所述車輪的車輪位置。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變車輪定位車輛，其中 所述車輪位置控制裝置用以選擇所述車輪中的一個車輪作為保持固定的基準輪，并在改變車輪位置時改變選剩車輪的車輪位置。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的可變車輪定位車輛，其中 所述車輪位置控制裝置用以選擇所述車輪中的比所述車輪中的選剩車輪具有更大車輪載荷的一個車輪作為所述基準輪。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的可變車輪定位車輛，其中 所述車輪位置控制裝置用以選擇所述車輪中的與所述重心的加速度方向最接近的 一個車輪作為所述基準輪。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變車輪定位車輛，其中所述車輪位置改變機構(gòu)包括用以支承所述懸掛裝置的懸掛裝置框架；軸承，所述軸承在所述懸掛裝置框架的、與支承所述懸掛裝置的端 部相對的端部處相對于所述車體支承所述懸掛裝置框架，并且支承所述懸掛裝置框架使得所述懸掛裝置框架能夠相對于所述車體旋轉(zhuǎn)；以及致動器，所述致動器設(shè)置在所述懸掛裝置和所述懸掛裝置框架之一 上從以相對于所述車體移動所述懸掛裝置。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變車輪定位車輛，其中 所述車輪位置改變機構(gòu)包括滑塊，所述滑塊圍繞所述車體外周延伸并且支承所述懸掛裝置；以及致動器，所述致動器設(shè)置在所述懸掛裝置上以相對于所述車體移動 所述懸掛裝置。
16、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變車輪定位車輛，其中 所述車輪位置改變機構(gòu)包括懸掛裝置框架，所述懸掛裝置框架支承所述懸掛裝置并且響應(yīng)可伸 縮部件，所述可伸縮部件用以響應(yīng)/人路面施加至所述車輪的力而伸縮；軸承，所述軸承在所述懸掛裝置框架的、與支承所述懸掛裝置的端 部相對的端部處相對于所述車體支承所述懸掛裝置框架并且支承所述懸掛 裝置框架使得所述懸掛裝置框架相對于所述車體旋轉(zhuǎn)；滑塊，所述滑塊圍繞所述車體的外周延伸并支承所述懸掛裝置；致動器，所述致動器設(shè)置在所述懸掛裝置和所述懸掛裝置框架之一 上以相對于所述車體移動所述懸掛裝置，以及減震器，所述減震器設(shè)置在所述滑塊與所述懸掛裝置之間。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變車輪定位車輛，其中 所述懸掛裝置是雙叉桿式懸掛裝置；以及所述車輪位置改變機構(gòu)包括第一滑塊，所述第一滑塊圍繞所述車體的外周延伸并支承所述懸掛 裝置的下臂；第二滑塊，所述第二滑塊圍繞所述車體的外周延伸并支承所述懸掛 裝置的上臂；　致動器，所述致動器連接于所述懸掛裝置的上臂和下臂之一以相對 于所述車體移動所述懸掛裝置。
18、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變車輪定位車輛，其中 所述車輪位置改變機構(gòu)包括支承所述懸掛裝置的懸掛裝置框架；滑塊，所述滑塊設(shè)置在中間部件上并且在所述懸掛裝置框架的、與 支承所述懸掛裝置的端部相對的端部處支承所述懸掛裝置框架；以及致動器，所述致動器設(shè)置在所述懸掛裝置和所述懸掛裝置框架之一 上以相對于所述中間部件移動所述懸掛裝置，所述中間部件安裝于所述車體，彈性元件設(shè)置在其間。
19、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變車輪定位車輛，其中 所述車輪位置改變機構(gòu)包括支承所述懸掛裝置的懸掛裝置框架；以及軸承，所述軸承在所述懸掛裝置框架的、與支承所述懸掛裝置的端 部相對的端部處相對于所述車體支承所述懸掛裝置框架，并且支承所述懸掛 裝置框架使得所述懸掛裝置框架能夠相對于所述車體旋轉(zhuǎn)；所述軸承設(shè)置在所述車體的相對于每個所述車輪的角部處。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的可變車輪定位車輛，其中 所述車輪位置改變機構(gòu)包括線性致動器，所述線性致動器安裝于所述車體并且在與所述懸掛裝置框架的相對于所述車體被支承的端部分離開的位 置處連接于所述懸掛裝置框架。
21、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變車輪定位車輛，其中 所述車輪位置改變機構(gòu)包括第一滑塊，所述第一滑塊圍繞所述車體的外周延伸并且支承具有第 一移動路徑的所述懸掛裝置的上部；第二滑塊，所述第二滑塊圍繞所述車體的外周延伸并且支承具有第二移動路徑的所述懸掛裝置的下部，所述第二移動路徑不同于所述第一移動 ;珞徑，以及致動器，所述致動器設(shè)置在所述懸掛裝置上以相對于所述車體移動 所述懸掛裝置。
22、 一種可變車輪定位車輛，包括車體裝置，所述車體裝置用于形成具有重心的車艙；車輪裝置，所述車輪裝置用于相對于所述車體裝置可旋轉(zhuǎn)地安裝；車輪位置改變裝置，所述車輪位置改變裝置用于相對于所述車體裝置沿著移動路徑移動所述車輪裝置并且將所述車輪裝置保持在沿著所述移動路徑的任何位置處；以及車輪位置控制裝置，所述車輪位置控制裝置用以根據(jù)所述車輛的行駛狀況控制所述車輪位置改變機構(gòu)以改變沿與所述車體裝置的重心的加速度方向平行的方向測量的所述車輪裝置的中心旋轉(zhuǎn)軸線與所述車體裝置的重心之間的車輪定位距離。
全文摘要
本發(fā)明公開一種可變車輪定位車輛，包括車輪位置改變機構(gòu)和車輪位置控制裝置，用以相對于車體重心改變車輪位置。所述車輪位置改變機構(gòu)布置成相對于車體沿著移動路徑移動所述懸掛裝置并且將所述懸掛裝置保持在沿著所述移動路徑的任何位置處。所述車輪位置控制根據(jù)所述車輛的行駛狀況改變沿與所述車體重心的加速度方向平行的方向測量的、其中一個所述車輪的中心旋轉(zhuǎn)軸線與所述車體重心之間的車輪定位距離。
文檔編號B62D61/00GK101148176SQ20071016181
公開日2008年3月26日 申請日期2007年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
發(fā)明者麻生川克憲 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社