(57)【要約】  本発明は、玩具車両システム及びそれに属する駆動方法に関するものである。玩具車両システムは、玩具車両１、遠隔制御送信機２、及び制御ユニット３を有している。玩具車両１は、少なくとも２つの駆動モーター１１、１２を備えた駆動部、及び、少なくとも２つのローラー要素６、８を有しており、ローラー要素６、８は駆動モーター１１、１２を用いて互いに独立してそれぞれの回転軸７、９の周りで回転駆動可能である。玩具車両１は更に、回転軸７、９の配向方向を車両長手軸１０に対して相対的に調整するための、少なくとも１つのステアリング装置を有している。制御ユニット３には、遠隔制御送信機２の制御入力信号が入力される。制御ユニット３は制御出力信号を生成し、その制御出力信号が玩具車両１の駆動部及びステアリング装置に作用する。本発明に従う駆動方法においては、制御ユニット３は、数理ドライブシミュレーションを実行し、またそこから、玩具車両１が仮想の駆動摩擦力Ｆｖの作用下での数理ドライブシミュレーションに従う走行運動を実行するように、制御出力信号を生成する。
2018522691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
玩具車両（１）及び遠隔制御送信機（２）を含む玩具車両システムにおいて、
前記玩具車両（１）が、少なくとも２つの駆動モーター（１１、１２）を備える１つの駆動部、及び、地面（５）へ摩擦力及び駆動モーメントを伝達するための少なくとも２つのローラー要素（６、８）、を有しており、その際前記ローラー要素（６、８）が前記駆動モーター（１１、１２）を用いて互いに独立してそれぞれの回転軸（７、９）の周りで回転駆動可能であること、及び
前記玩具車両（１）が、前記回転軸（７、９）の配向方向を車両長手軸（１０）に対して相対的に調整するための、少なくとも１つのステイアリング装置を有していること、及び
前記玩具車両システムが、更に１つの制御ユニット（３）を有しており、当該制御ユニット（３）には、前記遠隔制御送信機（２）の制御入力信号が入力され、また、前記制御ユニット（３）が制御出力信号を生成し、当該制御出力信号が前記駆動モーター（１１、１２）及び前記少なくとも１つのステアリング装置に作用すること、
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項２】
請求項１に記載の玩具車両システムにおいて、
前記制御ユニット（３）内では、前記玩具車両（１）と前記地面（５）の間の仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）並びに仮想の滑り静摩擦力（Ｆｇ）が呼び出し可能であり、その際、前記仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）は、対応する実際に伝達可能な、前記ローラー要素（６、８）及び前記地面（５）の間の最大の摩擦力よりも小さく、また、前記仮想の滑り静摩擦力（Ｆｇ）は、前記仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）と等しいか又はそれよりも小さいこと、
前記制御ユニット（３）が、数理ドライブシミュレーションのために、前記遠隔制御送信機（２）の前記制御入力信号を含めて、以下のように設計されていること、即ち、前記制御ユニット（３）が、
‐前記制御ユニット（３）によって、前記玩具車両（１）及び前記地面（５）の間に作用する未補正の駆動摩擦力（Ｆｂ）が数理的に算出され、また、前記仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）と比較され、
‐前記数理的に算出された未補正の駆動摩擦力（Ｆｂ）が前記仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）よりも小さい通常モードでは、前記玩具車両（１）の走行挙動は、前記未補正の駆動摩擦力（Ｆｂ）の大きさの仮想の駆動摩擦力（Ｆｖ）の局所的な作用下で数理的にシミュレートされ、また、
‐前記数理的に算出された未補正の駆動摩擦力（Ｆｂ）が前記仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）よりも大きいスリップモードでは、前記玩具車両（１）の走行挙動は、仮想の滑り摩擦力（Ｆｇ）の大きさの仮想の駆動摩擦力（Ｆｖ）の局所的な作用下で数理的にシミュレートされるように、
設計されていること、及び
前記制御ユニット（３）が数理ドライブシミュレーションから制御出力信号を生成しそして前記ローラー要素（６、８）を備える前記駆動部並びに前記ステアリング装置に作用させるために、前記制御ユニット（３）が設計されており、その際、前記制御出力信号は、前記玩具車両（１）が前記仮想の駆動摩擦力（Ｆｖ）の作用下での前記数理ドライブシミュレーションに従う走行運動を実行するように、生成されること、
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の玩具車両システムにおいて、
それぞれ１つの駆動モーター（１１、１２）、それぞれ１つのローラー要素（６、８）、及びそれぞれ１つの専用のステイアリング装置を備えている２つの駆動ユニット（１３、１４）が設けられており、前記車両長手軸（１０）の方向において、前記玩具車両（１）の重心（Ｓ）の前方或いは後方に、前記駆動ユニット（１３、１４）が１つずつ配設されていること、
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項４】
請求項３に記載の玩具車両システムにおいて、
前記両ステアリング装置が、鉛直なステイアリング軸（１６）及びステアリング駆動部（１７）を備えている回転構成部（１５）を１つずつ有しており、その際、それぞれの回転構成部（１５）にそれぞれ１つの駆動モーター（１１、１２）が割り当てられており、また、それぞれのローラー要素（６、８）は、駆動ホイールの形態で、割り当てられた第１或いは第２の回転軸（７、９）と共にそれぞれの前記回転構成部（１５）に、前記第１の回転軸（７）及び前記第２の回転軸（９）が互いに独立して両方の前記回転構成部（１５）を用いて調整可能であるように、支持されていること、
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項５】
請求項４に記載の玩具車両システムにおいて、
両方の前記回転軸（７、９）のそれぞれに、互いに軸方向に間隔を置いて回転要素（６、８）が２つずつ配設されていること、
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項６】
請求項３に記載の玩具車両システムにおいて、
前記回転要素（６、８）が球形状であること、
それぞれ１つの割り当てられた駆動モーター（１１、１２）を備える第１及び第２の駆動シャフト（１８、１９）が、互いに直角に配設されておりまた摩擦固定的に前記ローラー要素（６、８）の球形状の表面（２０）に当接していること、及び
前記第１及び第２の駆動シャフト（１８、１９）の連係された回転数調整のための連係ユニット（２８）によって、前記ステアリング装置が形成されていること、
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項７】
請求項６に記載の玩具車両システムにおいて、
前記第１及び第２の駆動シャフト（１８、１９）が対を成して互いに向かい合い摩擦固定的に前記ローラー要素（６、８）の球形状の表面（２０）に当接していること、
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の玩具車両システムにおいて、
前記連係ユニット（２８）が前記制御ユニット（３）の一部であること、
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の玩具車両システムにおいて、
正に１つの駆動ユニット（１４）が設けられており、当該１つの駆動ユニット（１４）は２つの駆動モーター（１１、１２）、ホイール形状の２つのローラー要素（６、８）、並びに、１つのステアリング装置を有しており、その際、第１のローラー要素（６）は第１の駆動モーター（１１）によって第１の回転軸（７）の周りで駆動可能であり、また、第２のローラー要素（８）は、前記第１のローラー要素（６）に対して軸方向に間隔を置いて配設されており、そして、第２の駆動モーター（１２）によって第２の回転軸（９）の周りで駆動可能であること、
前記第１の回転軸（７）及び前記第２の回転軸（９）が１つの前記ステイアリング装置によって、共同で調整可能であること、及び
前記両ローラー要素（６、８）の間の中点が前記玩具車両（１）の重心（Ｓ）の領域にあること、
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の玩具車両システムにおいて、
前記ステアリング装置が、鉛直なステアリング軸（１６）及びステアリング駆動部（１７）を備える１つの回転構成部１５、を有しており、その際、両方の前記駆動モーター（１１、１２）が前記１つの回転構成部（１５）に割り当てられており、また、前記両駆動要素（６、８）は前記回転構成部（１５）に、第１の回転軸（１１）及び第２の回転軸（１２）が互いに同軸でありまた前記回転構成部（１５）を用いて共同で調整可能であるように、支持されていること、
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の玩具車両システムにおいて、
前記玩具車両（１）が少なくとも一組のダミータイヤ（２１、２２）を有していること
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の玩具車両システムにおいて、
一組の前記ダミータイヤ（２１、２２）がステアリング可能に設計されていること、
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項１３】
請求項１１に記載の玩具車両システムにおいて、
一組の前記ダミータイヤ（２１、２２）が自由にセルフステアすること
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の玩具車両システムにおいて、
前記玩具車両（１）が車両長手軸（１０）を有していること、及び、
特には走行カーブに沿って運転する際に、前記玩具車両（１）が前記車両長手軸（４）に対して横方向の局地的な運動成分を実行するように、前記制御ユニット（３）が前記玩具車両（１）の前記駆動部及び／又は前記ステイアリング装置に作用すること、
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項１５】
請求項２に記載の玩具車両システムであって、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の玩具車両システムにおいて、
前記数理ドライブシミュレーションが、前記ダミータイヤ（２１、２２）及び前記地面（５）の間の、仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）、仮想の滑り摩擦力（Ｆｇ）、未補正の駆動摩擦力（Ｆｂ）、及び仮想の駆動摩擦力（Ｆｖ）に基づいて行われていること、
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の玩具車両システムにおいて、
前記制御ユニット（３）が前記遠隔制御送信機（２）内に配設されていること、
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の玩具車両システムにおいて、
前記制御ユニット（３）及び前記遠隔制御送信機（２）からなる構成ユニットが、プログラミングされたスマートフォンによって、又は、タブレット端末等のその他のモバイル端末によって、形成されていること
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項１８】
玩具車両（１）及び遠隔制御送信機（２）を含む玩具車両システムにして、
前記玩具車両（１）が、摩擦力を地面（５）に伝えるためのローラー要素（６、８）を備える１つの駆動部並びに１つのステアリング装置を有している玩具車両システムにおいて、
前記玩具車両システムが更に１つの制御ユニット（３）を含んでおり、当該制御ユニット（３）に前記遠隔制御送信機（２）の制御入力信号が入力され、また、当該制御ユニット（３）が、前記玩具車両（１）の前記駆動部及び前記ステイアリング装置に作用する制御出力信号を、作成すること、
前記制御ユニット（３）内では、前記玩具車両（１）及び前記地面（５）の間の、仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）並びに仮想の滑り摩擦力（Ｆｇ）が呼び出し可能であり、前記仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）は、前記ローラー要素（６、８）及び前記地面（５）の間の、対応する実際に伝達可能な最大の摩擦力よりも小さく、また、前記仮想の滑り摩擦力（Ｆｇ）は、前記仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）と等しいか又はそれよりも小さいこと、
前記制御ユニット（３）が、数理ドライブシミュレーションのために、前記遠隔制御送信機（２）の前記制御入力信号を含めて、以下のように設計されていること、即ち、
‐前記制御ユニット（３）によって、前記玩具車両（１）及び前記地面（５）の間に働く未補正の駆動摩擦力（Ｆｂ）が、数理的に算出され、また、前記仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）と比較され、
‐数理的に算出された前記未補正の駆動摩擦力（Ｆｂ）が前記仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）よりも小さい通常モードでは、前記玩具車両（１）の走行挙動が、前記未補正の駆動摩擦力（Ｆｂ）の大きさの仮想の駆動摩擦力（Ｆｖ）の局所的な作用下で、数理的にシミュレートされ、
‐数理的に算出された前記未補正の駆動摩擦力（Ｆｂ）が前記境界静摩擦力（Ｆｍ）よりも大きいスリップモードでは、前記玩具車両（１）の走行挙動が、前記仮想の滑り摩擦力（Ｆｇ）の大きさの仮想の駆動摩擦力（Ｆｖ）の局所的な作用下で、シミュレートされるように、
前記制御ユニット（３）が設計されていること、及び
前記制御ユニット（３）が数理ドライブシミュレーションから制御出力信号を生成しそして前記ローラー要素（６、８）を備える前記駆動部並びに前記ステアリング装置に作用させるために、前記制御ユニット（３）が設計されており、その際、前記制御出力信号は、前記玩具車両（１）が前記仮想の駆動摩擦力（Ｆｖ）の作用下での前記数理ドライブシミュレーションに従う走行運動を実行するように、生成されること、
を特徴とする玩具車両システム。
【請求項１９】
玩具車両システムを駆動するための方法にして、
前記玩具車両システムが玩具車両（１）及び遠隔制御送信機（２）を含み、前記玩具車両（１）が、摩擦力を地面（５）に伝えるためのローラー要素（６、８）を備える１つの駆動部並びに１つのステアリング装置を有している方法において、
前記玩具車両システムが更に１つの制御ユニット（３）を含んでおり、当該制御ユニット（３）に、前記遠隔制御送信機（２）の制御入力信号が入力され、また、当該制御ユニット（３）が、前記玩具車両（１）の前記駆動部及び前記ステイアリング装置に作用する制御出力信号を、作成すること、
前記制御ユニット（３）内では、前記玩具車両（１）及び前記地面（５）の間の、仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）並びに仮想の滑り摩擦力（Ｆｇ）が呼び出し可能であり、前記仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）は、前記ローラー要素（６、８）及び前記地面（５）の間の、対応する実際に伝達可能な最大の摩擦力よりも小さく、また、前記仮想の滑り摩擦力（Ｆｇ）は、前記仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）と等しいか又はそれよりも小さいこと、
前記制御ユニット（３）内で、数理ドライブシミュレーションが、前記遠隔制御送信機（２）の前記制御入力信号を含めて、以下のように実行されること、即ち、
‐前記制御ユニット（３）によって、前記玩具車両（１）及び前記地面（５）の間に働く未補正の駆動摩擦力（Ｆｂ）が、数理的に算出され、また、前記仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）と比較され、
‐数理的に算出された前記未補正の駆動摩擦力（Ｆｂ）が前記仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）よりも小さい通常モードでは、前記玩具車両（１）の走行挙動が、前記未補正の駆動摩擦力（Ｆｂ）の大きさの仮想の駆動摩擦力（Ｆｖ）の局所的な作用下で、数理的にシミュレートされ、
‐数理的に算出された前記未補正の駆動摩擦力（Ｆｂ）が前記境界静摩擦力（Ｆｍ）よりも大きいスリップモードでは、前記玩具車両（１）の走行挙動が、前記仮想の滑り摩擦力（Ｆｇ）の大きさの仮想の駆動摩擦力（Ｆｖ）の局所的な作用下で、シミュレートされるように、
数理ドライブシミュレーションが実行されること、及び
前記制御ユニット（３）が、数理ドライブシミュレーションから制御出力信号を生成しそして前記ローラー要素（６、８）を備える前記駆動部並びに前記ステアリング装置に作用させ、その際、前記制御出力信号は、前記玩具車両（１）が前記仮想の駆動摩擦力（Ｆｖ）の作用下での前記数理ドライブシミュレーションに従う走行運動を実行するように、生成されること、
を特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、
前記玩具車両（１）が車両長手軸（１０）を有しており、
前記車両長手軸（１０）の方向での加速度が設定され、当該加速度から前記車両長手軸（１０）の方向での摩擦力が導き出されること、及び、
前記仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）を超える場合には、前記車両長手軸（１０）の方向での前記加速度が、前記仮想の滑り摩擦力に対応する制限加速度まで減少されること、
を特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１９又は２０に記載の方法において、
前記玩具車両（１）が車両長手軸（１０）を有していること、
局所的な半径（ｒ）を備える走行カーブに沿って走行する際に、前記局地的な半径（２）の方向の前記玩具車両（１）の加速度が導かれ、また、それから前記車両長手軸（１０）の方向に対して横方向の摩擦力が導かれること、及び
前記仮想の境界静摩擦力（Ｆｍ）を超える場合には、前記制御ユニット（３）が、前記玩具車両（１）の前記駆動部及び／又は前記ステアリング装置に対して、前記玩具車両（１）が前記車両長手軸（１０）に対して横方向の局所的な運動成分を実行するように、作用すること、
を特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法において、
前記走行カーブが局地的な接線（ｔ）を有していること、
前記車両長手軸（１０）は通常モードでは前記局地的な接線（ｔ）に対して第１の角度（α）にあること、及び
シミュレートされるスリップモードでは前記車両長手軸（１０）は、前記走行カーブの前記局地的な接線（ｔ）に対して、その前記第１の角度（α）から第２の角度（β）へと移行されること、
を特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１９から２２のいずれか一項に記載の方法において、
前記玩具車両（１）が、前記地面（５）へ駆動モーメントを伝達するために、少なくとも２つの駆動モーター（１１、１２）及び少なくとも２つのローラー要素（６、８）を有しており、前記ローラー要素（６、８）は前記駆動モーター（１１、１２）を用いて互いに独立してそれぞれの回転軸（７、９）の周りで回転駆動可能であること、及び
前記玩具車両（１）が、前記車両長手軸（１０）に対して前記回転軸（７、９）の配向方向を調整するための、少なくとも１つのステアリング装置を有していること、及び
前記制御ユニットが前記駆動モーター（１１、１２）及び前記少なくとも１つのステイアリング装置に作用すること、
を特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に従う特徴を有する玩具車両システム、
請求項１８の前提部分に従う特徴を有する玩具車両システム、並びに、請求項１９の前提部分に従う特徴を有する玩具車両システムを駆動するための方法、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
玩具車両或いはモデルカーは、数多くのバリエーションで広く知られるものとなった。駆動のためには、使用者は遠隔制御送信機を操作する。その制御出力信号は、通常、無線パスを介して玩具車両の受信機へと伝達され、そこで対応するドライブ運動へ変換される。その際、基本的な制御機能は、左右制御（操舵制御、ステアリング制御）、並びに、加速及び減速を含む所望の車速の調整、から構成されている。
【０００３】
玩具車両それ自体は、自動車の通常の構成の基本的な技術的特徴に倣って作られたものである。通常は前方車軸及び後方車軸が合計４つの車輪と共に設けられており、それらの１つ、少なくとも前方車軸がステアリング可能（転舵可能）である。車輪のうち少なくとも一つは、駆動モーターを用いて駆動され、それによって玩具車両を加速することが出来る。反対に、減速のために制動装置も設けられている。電気駆動の場合には、加速及び減速を、同一の電気モーターを用いて、一方ではモーター駆動で、そして他方では発電駆動で実行することが可能である。何れにせよ、カーブ走行、加速、及び／又は、減速は、車輪の少なくとも一部が前後方向及び／又は左右方向に地面への摩擦力を伝えることを導く。玩具車両が地面上でスリップしないように、車輪はゴム、エラストマー合成物質、又はそれに類似の素材から構成されているタイヤを有している。
【０００４】
実際の駆動では、そのような遠隔制御された玩具車両を制御することは非常に難しいことが示されている。極僅かな駆動出力の場合でさえ、例えば居間内の使用可能な余地環境とはほとんど関連付けられないほどの速度に達し得る、またとりわけそのような加速度に達し得る。正に指定されるモデルレースコースが利用出来ない場合は、カーレースを行うことは非常に困難である。衝突及び部品の破損は略避けられない。更に到達可能な速度及び加速度は、視覚的な状況からも、玩具車両の僅かな大きさに対して釣り合わないので、駆動時にはむしろ非現実的な走行の印象が生じる。加速度及び速度の意図的な制限は可能であるものの、そのように制限された玩具車両を駆動する刺激を失わせる様態で走行ダイナミクスを制限してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、空間的に狭い環境でさえもドリフト状況下での走行の現実味を与える印象をもたらすことが出来るように、従来の玩具車両システムを発展させることである。
【０００６】
この課題は、請求項１の特徴を有する玩具車両システムによって解決される。
【０００７】
本発明の更なる課題は、空間的に狭い環境でさえもダイナミックな見栄えでまた従って魅了させる走行駆動が可能であるように、従来の玩具車両システムを発展させることである。
【０００８】
この課題は、請求項１８の特徴を有する玩具車両システムによって解決される。
【０００９】
本発明の更なる課題は、玩具車両のための駆動方法であって、それを用いて空間的に狭い環境においてもダイナミックな見栄えでまた従って魅了出来るようにモデルカーを駆動することが出来るような駆動方法を示すことである。
【００１０】
この課題は、請求項１９の特徴を有する駆動方法によって解決される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、玩具車両は人が乗る自動車と比べて明確に縮小され得るものであるが、特定の物理的なパラメータはそのような縮小には従わない、という見地に基いている。当該パラメータには、特には車両物理学的（走行物理学的）な２つのパラメータ、すなわち重力加速度ｇ、並びに、摩擦係数μが該当する。重力加速度ｇは一定と見なし得る。車輪と地面の間に作用する摩擦係数は、車両ごとに異なるものであるが、基本的には同じ規模である。これは、種々の車両を用いて達成可能な水平加速度（前後方向の加速度、減速、カーブ走行時の向心加速度）が、少なくとも近似的に同一であることを導き、これは車両の実際の大きさとは完全に無関係である。
【００１２】
本発明は更に、車両が小さくなるに伴い、使用可能なモーター出力及び／又はブレーキ出力が車両サイズと不釣り合いに増加するという見地に基いている。これは、通常のサイズの玩具車両の場合には、車両物理（走行物理）は、駆動出力及び／又はブレーキ出力によっては僅かにしか決定されず、むしろ車輪と地面の間の使用可能な摩擦力によって決定されることを意味している。この状況では、小さい玩具車両を用いて、静止摩擦の限界までは、大きな車両の場合と同じ規模の水平加速度が獲得され得る。例えば１／１０の縮尺（１対１０の縮尺）で縮小された玩具車両の場合、モデルカーの大きさに換算して、オリジナル車両の場合よりも１０倍大きなブレーキ減速が獲得され得る。同様に同じことがカーブ走行時の向心加速度にも成り立つので、玩具車両に実際に作用する車両物理は、車両自体の縮小のように、尺度に従う縮小を被らない。結果としてこれは、大き過ぎる加速度場合及び速すぎるカーブ速度の場合においてはじめて、静止摩擦力が超過されまた玩具車両がスリップし始める特定の境界駆動状況が発生することを意味する。正にこの境界駆動状況が、玩具車両システムの刺激をもたらす。
【００１３】
これに基づき、本発明にとって本質的な中心となる着想は、実際に伝達可能な大き過ぎる最大摩擦力は低減されないものの、適切な方法で低減された仮想の境界静摩擦力が設定されること、及び、この低減された仮想の境界静摩擦力に基づいて２つの異なる駆動状態が数理的にシミュレートされること、である。通常モードにおいては、数理的に算出され、ただし補正はされていない駆動摩擦力は、仮想の境界静摩擦力よりも小さい。そのような通常モードにおいては、未補正の駆動摩擦力（補正されていない駆動摩擦力）の大きさ内の仮想の境界静摩擦力の局所的な影響下での玩具車両のドライブ挙動がシミュレートされる。言い換えればこの場合は、車両物理は地面上で確りグリップしている（スリップしない）タイヤを用いて数理的に表される。通常モードに対して代替的なスリップモードにおいては、数理的に算出された未補正の駆動摩擦力は境界静摩擦力よりも大きい。そのようなスリップモードにおいては、仮想の滑り摩擦力の大きさ内のこの場合では補正された仮想の駆動摩擦力の局所的な影響下で、玩具車両のドライブ挙動がシミュレートされる。言い換えればこの場合は、スリップしている車両の車両物理が表される。その結果この場合は、玩具車両は最早遠隔制御送信機でのドライバーの制御入力には直接じかに従いはせず、ステアリング、駆動出力、ブレーキング及び／又はそれらに類するもののための、数理ドライブシミュレーションによって生成される制御出力信号に、従うこととなる。これらは、シミュレーションの結果に応じて、スリップ（滑り）のない状態の走行運動、又は、スリップのある状態の走行運動を表している。車両の大きさに対して仮想の境界静摩擦力を適切に選択或いは適合することによって、車両の物体的なサイズだけでなく車両物理に決定的な影響を及ぼすパラメータもが対応的に低減されているような、車両のダイナミクスが現れる。玩具車両は、制御ユニット、地面に摩擦力を伝えるためのローラー要素を備えた駆動部、並びに、ステアリング装置を有している。制御ユニットは、上述の数理ドライブシミュレーションを実行し、更に制御出力信号を生成しローラー要素を備える駆動部並びにステアリング装置へ作用させるために設計されており、その際、制御出力信号は、玩具車両が仮想の駆動摩擦力の作用下での数理ドライブシミュレーションに従う車両運動を行うように生成される。前述の方法で行われる対応する駆動方法にとっても同じことが成り立つ。玩具車両の実際の車両挙動はそのローラー要素を用いてスリップモードにおいても常に静摩擦の条件下で引き起こされ、スリップについての視覚的な印象が与えられるのみであるので、縮小されているにもかかわらず、通常モード、スリップモード、並びに、それらの間の移行領域での車両挙動の正確な表現が可能である。そして、ローラー要素及び地面の間に常に実際に存在する静摩擦は正確でありまた管理された運動経過を可能とする。
【００１４】
本発明に従う構成によって、ドライバーは難易度が高く現実味のある運転操作（ドライビングタスク）に没頭することが出来る。実際に伝達可能な最大の摩擦力の代わりに置き換えられている仮想の境界静摩擦力は、車両挙動の現実味のある全体的な印象に寄与するだけでなく、グリップ状態とスリップ状態の間の境界領域にとって必要な速度或いは加速度を大幅に低下させる。現実味のある印象を与える運転操作にために必要となる広さは、最小限まで狭められ得る。カーブ走行やそれに類するものを含む全車両走行が机の天板の大きさの上で行われ得る一方で、高速度及び高加速度の視覚的な印象が生じる。しかしながら、実際の速度及び加速度は、ドライバーが十分にコントロールを持ち続ける程度に低い。
【００１５】
上述の状況は例えば以下のようなケースのために記載されている、即ち、オリジナルの車両が玩具車両の特定の大きさに比例的に縮小された一方で、同時に仮想の境界静摩擦力も実際に利用可能な最大の境界静摩擦力に対して、到達可能な加速度も同様に少なくとも近似的に同じ比率で縮小されているように、対応する大きさだけ縮小されたケースのために記載されている。合目的には当然同じことが獲得可能な最大速度に対しても当てはまり得る。しかしながら実際に、本発明の枠内では、玩具車両の大きさと仮想の境界静摩擦力を比率通りに関連付ける必要はない。優先的に重要であることは、狭い空間状況下における低い加速度及び低いカーブ速度の場合でも、静摩擦及び滑り摩擦の間の境界領域での走行を表現するために、仮想の境界静摩擦力が、実際に利用可能な境界静摩擦力に対して全体的に著しくに減少されることである。更に、下方の境界静摩擦力を可変的に形成することも合目的である。それにより、スリップ性に差のある複数の経路部分を有している異なる地面上での走行をシミュレートすることが出来る。
【００１６】
本発明の有利な実施例においては、車両長手軸の方向での加速度が設定され、そこから車両長手軸の方向での摩擦力が導かれる。この摩擦力が仮想の境界静摩擦力を超過している限りは、車両長手軸の方向の加速度は、仮想の滑り摩擦力に対応する境界加速度へと減少される。加速度としてはこの場合、車両長手軸の方向の個々の加速度が意図されており、それは、前方へ向かっての速度上昇に加えて、後方へ向かう加速度に対応するブレーキング減速を含んでいる。何れにせよこの方法で、空転する車輪と共に前方へ向かう加速度か、又は、ロックされた車輪と共にブレーキング減速が模倣され、またそれによって現実味のある走行挙動が生み出される。
【００１７】
その代替として又は追加として、本発明の枠内では、局地的な半径を有する走行カーブに沿って運転する際、局地的な半径の方向での玩具車両の加速、及び、そこから車両長手軸の方向に対して横方向の摩擦力が、導かれる。車両長手軸の方向に対して横方向に作用するこの摩擦力が、仮想の境界静摩擦力を超過している限り、制御ユニットは玩具車両の駆動部及び／又はステアリング装置に対して、玩具車両が車両長手軸に対して横方向の局所的な運動成分を実行するように作用することが企図されてもよい。
【００１８】
上述の「局所的な」運動成分とは、それが車両全体に適用し得るものの、必ずしも全体に適用する必要がないことを意味している。車両のフロント部分又はリア部分のみが、「スリップ」を表現するためのそのような側方の移動成分を実行すれば、既に十分であり得る。
【００１９】
最も簡潔なケースでは、玩具車両は、長手軸の方向変化のない横滑り（スキッド）に対応する運動を、実行する。有利な発展形態においては、車両長手軸は通常モードで走行カーブの局地的な接線に対して第１の角度内にあり、その後、シミュレートされたスリップモードでは車両長手軸は、上述の第１の角度から走行カーブの局地的な接線に対して第２の角度の状態に、移行される。それにより、アンダーステアの際の運転挙動も、また特にはオーバーステアの際の運転挙動即ち所謂「ドリフト」の際の運転挙動も、現実味をもって模倣され得る。
【００２０】
上述の駆動方法を切り替えるためには、物質的な構成に関して、一方では適切に設計及びプログラミングされた制御ユニットが必要であり、また他方では玩具車両の物質的に適した構造が必要である。後者の観点に応じて、玩具車両は、少なくとも２つの駆動モーター、及び、駆動モーメントを地面へ伝えるための少なくとも２つのローラー要素、を含んでおり、その際ローラー要素は駆動モーターを用いて互いに独立してそれぞれの回転軸の周りで回転駆動可能である。玩具車両は更に、少なくとも１つのステアリング装置を含んでおり、それは車両長手軸に対して回転軸の配向方向を調節するためのものである。特に上述した設定に従って設計された制御ユニットは、駆動モーター及び少なくとも１つのステアリング装置に作用する。それにより、モデルカーをその長手軸の実際の配向から離されて任意の方向で移動出来ることが、達成され得る。反対に車両長手軸は目下の運動方向に対して任意に相対的に配向され得るので、実際にローラー要素が地面上でスリップすることなしに、一方では通常モードが、また他方ではスリップモードが、一目して分かりやすく、そして現実味をもって、切り替えられ得る。しかしながら本発明の枠内では、上述した駆動方法が用いられること、或いは、それに対応的に設計された制御ユニットが用いられることは、必ずしも必要ではない。むしろ本発明の別の観点においては、玩具車両のその他の部分が上述の記載に従って物質的に構成されている限りにおいては、制御ユニットをより簡潔に設計し、また、上述のシミュレーションを全て又は部分的に放棄しても、事足り得る。例えば使用者側で与えられる信号（例えば、「ドリフト」ボタンの押し込み）又は簡単な論理条件の達成（例えば、「車両速度≧ｘ」及び「ステアリング角度≧ｙ」であるならば、その時は・・・）によって、玩具車両を、その車両長手軸が局所的な運動方向に対して平行にならないように、移動させることが出来る。何れにせよそれによってもまた、比較的低速で運転する場合でさえ、及び／又は、空間的に狭められた条件下でさえ、ドリフト運動に関して現実味のある印象を与える運転が行うことが可能になる。
【００２１】
上述の物質的な構成のためには様々なバリエーションが考えられる。有利な実施形態においては２つの駆動ユニットが設けられており、それらは、それぞれ１つの駆動モーター、それぞれ１つのローラー要素、及び、それぞれ１つの専用のステアリング装置を備えている。その際、それぞれの駆動ユニットは車両長手軸の方向で玩具車両の重心の前方或いは後方に配設されている。このような設計の結果、車両はそのフロント領域及びリア領域にてこれらの駆動ユニットのそれぞれ１つで自立する。玩具車両のフロント領域及びリア領域は互いに独立してある程度の顕著な側方移動状態へと動かされ得て、これはグリップ駆動とスリップ駆動の間の境界領域における車両挙動の模倣を略任意に実現することを可能にする。
【００２２】
上述の実施の有利な発展においては、ステアリング装置の双方がそれぞれ１つの回転構成部を含んでおり、当該回転構成部は仮想のステアリング軸及び割り当てられたステアリング駆動部を備えている。その際、それぞれの回転構成部に対してそれぞれ１つの駆動モーターが割り当てられている。少なくともそれぞれ１つのローラー要素は、駆動ホイールの形態で形成されており、また、第１の回転軸及び第２の回転軸が互いに独立して回転構成部の双方を用いて調整可能であるように、割り当てられた第１或いは第２の回転軸と共にそれぞれの回転構成部に支持されている。特に両回転軸のそれぞれには、それぞれ２つの駆動ホイールが互いに軸方向に間隔を置いて配設されている。そのような配設は構造上機械的に簡潔であり、また駆動について信頼性がある。駆動ホイールが合計で３つ、または好ましくは４つある場合、モデルカーは大抵のケースにおいて確実にこれらの駆動ホイールで均等に自立する。駆動ユニットが大きくステアリング操作される際には、場合によっては追加のサポート措置が必要であるが、そのような場合においても、車両挙動を妨げることのない、極僅かな程度で必要となるに過ぎない。
【００２３】
代替として、ローラー要素が球形状であることも合目的であり得て、その際は、第１及び第２の駆動シャフトは、それぞれ１つの割り当てられた駆動モーターを備えて互いに適切な角度で配設されており、また、ローラー要素の球形状の表面を摩擦力によって固定的に接触している。この場合、ステアリング装置は、第１及び第２の駆動シャフトを連係させて回転数を調整するための連係ユニットによって、形成されている。複数の球体は、それら現に作用している回転軸の直接的で時間的に遅延のない配向変更を可能とするが、その際にそのための専用の回転駆動部が必要となることはない。中間的な複数の状態変化を遅延なく表現することが可能である。
【００２４】
有利な代替においては、２つではなく、ただ１つの駆動ユニットが設けられており、当該駆動ユニットは２つの駆動モーター、ホイール形状（車輪形状）の２つのローラー要素、並びに、１つのステアリング装置を含んでいる。第１のローラー要素は第１の駆動モーターによって第１の回転軸の周りで駆動可能である。第２のローラー要素は、第１のローラー要素に対して軸方向に間隔を置いて配設されており、そして第２の駆動モーターによって第２の回転軸の周りで駆動可能であるものの、第１の駆動モーターとは独立している。第１の回転軸及び第２の回転軸は、ステアリング装置によって共同で調整可能である。両方のローラー要素の間の中点は、玩具車両の重心の領域にあるので、玩具車両は自重の大部分とともに、この１つの駆動ユニットのローラー要素で自立する。機械的には非常に簡潔であるにもかかわらず非常に高性能であるこの実施は、以下のような認識に基いている、即ち、走行される地面の平面において作用する車両物理が３つの運動量に還元され得る、即ち互いに垂直な２つの方向における２つの水平方向の運動成分、並びに、垂直な縦軸の周りでの回転運動に還元され得る、という認識に基いている。これは、両方のローラー要素の間の中点が玩具車両の重心の領域内にある場合、実際には機械的にも切り替えられ得る。従ってつまりは、作用している慣性力の大部分が、両方のローラー要素によって或いは両方の車輪によって受け止められ、そして摩擦力へと変換される。たしかに２つの車輪は車両を完全に支えるには十分ではない。だがしかし、ダミータイヤや車両のその他の部位を、極僅かな反力で状態を安定化するために、用いることが可能であり、その際、それらの反力及び摩擦力は小さいので、それらが言及を要するほどに駆動ユニットによって設定された車両挙動を変化させることはない。
【００２５】
本発明に従う玩具車両の視覚的な構成については、特別な要求は出されていない。この場合どのような抽象的な形状を選んでもよいが、セミスケールな形状を選ぶことも出来る。それにもかかわらず、玩具車両がその外見において人が乗る自動車の幾つかの本質的な特徴を再現する場合には、「縮小された」車両物理の印象が、特に現実味をもってもたらされることが明らかになった。この玩具車両はとりわけオリジナルの自動車の車輪を含んでいるものの、この場合は当該車輪を車輪としての同一の機能で使用することは出来ない。本発明の好ましい発展形態においては従って、少なくとも一対のダミータイヤが設けられており、その際、一対のダミータイヤは合目的にはステイアリング可能又は自由にセルフステア（追従転舵）するように設計されている。「ダミータイヤ」としてはこの場合、視覚的にはタイヤの外見を有しているものの、タイヤとして機能はしないような要素が想定されている。しかしながらその種のダミータイヤは、走行されるべき地面上で自立していてもよく、また、場合によっては地面上で転がってもよい。しかしながら重量の大部分は、上述されたローラー要素によって、受け止められるので、ダミータイヤはせいぜいのところ著しく小さい接触力の支持補助部として利用され、この場合に著しく横方向の摩擦力がもたらされることはない。従ってダミータイヤが玩具車両の運動を決定することはなく、それは正に上述のローラー要素或いは上述の１つ又は２つの駆動ユニットの役割である。場合によっては起こり得るダミータイヤのステアリング運動も、玩具車両のドライブ方向に対して直接的に影響を及ぼすことはない。言い換えれば、ダミータイヤは車両とって一般的な位置に取り付けられ得てまた通常のタイヤのように見えはするが、通常のタイヤとは異なり駆動的な機能も走行軌道を導く機能も有してはいない。ピボット軸受及びキャスターとの関連で、僅かでは有るが存在するダミータイヤの接触力は、このダミータイヤがその配向においてその時々の経路の延伸具合に従うために、即ち自由に追従的にステアリングするために、利用され得る。これは、獲得可能な車両状態の大部分において、車両挙動の適切な表現の視覚的な印象を強める。当然、ダミータイヤをステアリング可能に設計しそのステイアリング運動を積極的に制御することも可能である。例えばオーバーステア又はアンダーステアの際に舵角を付けられたダミータイヤによって示される制御方向が実際の走行運動と一致しない場合、サイドスリップ（側方への滑り）の視覚的な印象は強められる。ダミータイヤは更に、それらが実際に作用する駆動ユニット及び特には当該駆動ユニットのドライブ移動をもたらすローラー要素を視覚的に覆い隠すように、設計されていてもよい。またこれは、車両運動の現実味のある外観にも寄与する。
【００２６】
冒頭では、制御ユニット内での数理ドライブシミュレーションの主要な特性、及び、そこから導かれる、抽象的な形態での制御出力信号の生成について詳述したが、これは任意に設計された本願発明に従う玩具車両にも、その詳細とは無関係に当てはまる。しかしながら、玩具車両が少なくとも一対のダミータイヤを有して、玩具車両が少なくとも元々の車輪付き車両を模倣する場合、ドライブシミュレーションはダミータイヤにも基づく。より正確に表現するならば、まるで玩具車両がダミータイヤに従う車輪で転がりまたそれによって駆動されていると仮定して、数理ドライブシミュレーションが、ダミータイヤと地面の間の、仮想の境界静摩擦力、仮想の滑り摩擦力、未補正の駆動摩擦力、及び、仮想の駆動摩擦力に基いている。この数理ドライブシミュレーションの結果に基いて、玩具車両がまるでそのダミータイヤ上で走行或いはスリップしているかのような現実味のある印象を与える物理的なドライブ運動がもたらされるが、実際のドライブ運動は、ダミータイヤを用いてではなく、１つ又は複数のステアリング装置及び上述のローラー要素を含む１つ又は複数の駆動ユニットを用いて引き起こされるものである。
【００２７】
車両物理の数理シミュレーション及び制御出力信号の生成が行われる制御ユニットを玩具車両内或いはその受信ユニット内に収容することが合目的であり得る。しかしながら制御ユニットは好ましくは遠隔制御送信機内に配設されているので、本発明に従う方法で処理された制御出力信号は、遠隔制御送信機から玩具車両の受信機へ単に伝達されなければならない。玩具車両の受信ユニットには特別な要求はないので、それは非常に小型且つ非常に安価に設計され得る。適切な制御ユニットで補足される一般的な遠隔制御送信機、或いは適切な方法でプログラミングが書き換えられる一般的な遠隔制御送信機も、選択肢として考えられる。しかしながら好ましくは、制御ユニット及び遠隔制御送信機からなる構成ユニットは、プログラミング可能なスマートフォンによって、又は、タブレット等のようなその他のモバイル端末によって形成されている。挙げられたデバイスは、通常のケースでは十分な計算能力また更には適切な無線インターフェースを使用することが出来るので、その結果、適切なハードウェアが、幅広い人々にとって更なる投資を必要とせずに、利用可能である。必要であることは、適切なプログラミングのみである。
【００２８】
本発明の実施例は以下において図面を用いてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】遠隔制御送信機としてのスマートフォン及び長手方向に加速している玩具車両を備えた本発明に従う玩具車両システムを概略的な上面図で示す。
【図２】玩具車両を本発明に従って制御するための基礎としての、未補正の駆動摩擦力及び補正された仮想の駆動摩擦力の関係を、概略的なグラフで示す。
【図３】通常モードでのカーブ走行の際の図１に従う玩具車両を示す。
【図４】スリップモードでのオーバーステア時の図１及び図２に従う玩具車両を示す。
【図５】２つの回転構成部及び合計４つのダミータイヤの内の３つのダミータイヤと共に、図１から図４に従う玩具車両のための駆動装置の第１の実施例を、斜視下面図で示しており、２つの回転構成部はそれぞれ、２つの駆動タイヤを備えて構成されている。
【図６】回転構成部を構成するための細部と共に、図５に従う装置の一部を斜視上面図で示す。
【図７】ただ１つの中央の回転構成部を備える図５及び図６に従う装置の変型バリエーションを斜視上面図で示す。
【図８】駆動性のローラー要素を形成するために車輪の代わりに球体を備えている、図５及び図６に従う装置の別の変型バリエーションを斜視下面図で示す。
【図９】割り当てられた駆動シャフトとの球体の相互作用のための細部とともに、図８に従う車両シャーシを上面図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は概略的な上面図で本発明に従う玩具車両システムを示しており、当該玩具車両システムは、玩具車両１並びに割り当てられた遠隔制御送信機２を含んでいる。遠隔制御送信機２はモデル構成における通常の遠隔制御送信機でよい。図示された好ましい実施例においては、遠隔制御送信機２としてスマートフォンが選択されている。スマートフォンの代わりとして、通常の構成のタブレット端末やそれに類するものも選択肢として考慮される。
【００３１】
玩具車両１は受信部４を備えており、当該受信部４は遠隔制御送信機２の制御出力信号を受信する。玩具車両１は更に、図１では示されていないが以下において詳述される、玩具車両１を駆動するローラー要素６、８並びにステアリング装置（操舵装置、操縦装置）を含んでおり、それらは、遠隔制御送信機２の設定に応じて受信部４を用いて、駆動制御或いは作動制御される。
【００３２】
図示されている実施例においては、受信部４は、遠隔制御送信機２の制御出力信号を、それらの間にある無線路（無線パス）を介して受信する。それはこの場合例えばブルートゥース（登録商標）接続であり得るが、その他の通信プロトコルや伝送周波数も選択肢として考慮される。例えば赤外線又は有線接続（ケーブル接続）を介するその他の様態の信号伝達も同様に、本発明の枠内で実現可能である。
【００３３】
玩具車両１は、人が乗る典型的な車両に対して多少の特徴的な類似性を有している一方で、それに対して縮小されている。玩具車両１の実際の大きさについて、特別な要求は出されていない。空間的に狭い余地環境下での想定される駆動のために、１メートルから数センチメートルの最大車長が好ましく、また本発明の枠内で実現可能でもある。典型的な車両を縮尺的に縮小する場合には、通常、１／８、１／１０、１／１２、１／２４又は更に小さい縮尺で縮小される。しかしながら、実際の比率での模倣であるか実施されてはいない比率での模倣であるかにかかわらず、有利には少なくとも１つの仮想の前方車軸２３及び少なくとも１つの後方車軸２４が、図５から図９に示されるダミータイヤ２１、２２と共に想定されていることが有利である。ここで選択された前方車軸２３及び後方車軸２４の符号は「仮想」のものとして、本発明の以下の説明からもたらされる。
【００３４】
駆動時、玩具車両１は詳細には記載されていない地面５上を走行する。等速直線走行時には、玩具車両１と地面５の間には、地面５の平面において言及に値する程の水平方向の力は作用しない。
【００３５】
図１には、まず初めに例として、車両長手軸の方向の前方へ向かう駆動加速度ａｂの簡潔なケースが図示されている。本発明に従う構成及び本発明に従う方法工程の目的の一部は、玩具車両１があたかも仮想的な前方車軸及び後方車軸のダミータイヤ２１、２２で自立しているかのようなまた走行しているかのような、印象を誘起することである。駆動加速度ａｂを達成するためには、この場合、玩具車両１と地面５の間に、反対の駆動摩擦力が作用するはずである。これは、図示されている実施例においては、ダミータイヤ２１、２２が、仮にそれらが玩具車両１を駆動するのであれば、反対方向へ作用する摩擦力を地面５へ及ぼすであろうことを意味している。駆動加速度ａｂが増加するに伴い、必要なる摩擦力もまた増加する。しかしながら、ダミータイヤ２１、２２の代わりに、その上で玩具車両１が自立しまたそれを用いて玩具車両１が駆動されるであろう通常のタイヤが設けられていたとしたら、またそれを用いて玩具車両１が駆動されるとしたら、ダミータイヤ２１、２２によって図示されている駆動タイヤ及び地面の間で、実際に生じ得る或いは伝えられ得る最大の摩擦力は、更なる措置なしでは、対応する未補正の駆動摩擦力Ｆｂは、玩具車両１のサイズに対しては現実には作用しない程の割合である程に大きな駆動加速度ａｂを導くことになるだろう。それ故、摩擦力の最大値は、本発明に従い以下のように制限される。
【００３６】
使用者によって生成される制御入力信号は、遠隔制御送信機２によって、制御出力信号へ直接的には変換されない。むしろ、この場合遠隔制御送信機２に組み込まれている制御ユニットが設けられており、当該制御ユニット内に、使用者或いは運転者によって生成される、遠隔制御送信機２の上述の制御流力信号が流力される。制御ユニット３はこの制御入力信号に基いて後述の措置に従って変更された制御出力信号を生成し、その後当該制御出力信号が、玩具車両１の駆動部及びステアリング装置に作用する。制御ユニット３はそのために用いられるが、それは特定の後述の数理シミュレーションのために設計及びプログラミングされている。
【００３７】
本発明に従って制御される方法工程は、図２のグラフに概略的に示されているように、未補正の駆動摩擦力Ｆｂを補正された仮想的な駆動摩擦力Ｆｖによって置き換えることによって、調整可能な最大の駆動加速度ａｂを制限することに基いている。このために、実際に駆動部材６、８（図５以降を参照）を用いて地面５へ伝達可能な最大の摩擦力よりも小さい、仮想的な境界静摩擦力Ｆｍが決定（定義）される。更に、上述の仮想的な境界静摩擦力Ｆｍと同じかそれよりも小さい、仮想的な滑り摩擦力Ｆｇが決定される。これらの力は全て、図１において概略的に記載されており、また、固定値で設定されたパラメータ又は可変的なパラメータとして制御ユニット３内で呼び出し可能である。仮想的な境界静摩擦力Ｆｍ及び仮想的な滑り摩擦力Ｆｇは、最適には以下のように算定され得る、すなわち、それらからもたらされる駆動加速度ａｂが、少なくとも近似的に、玩具車両１自体が実物に対して縮小されているのと同様に、実物に対して同じ比率で量的に低減されるように、算定され得る。その際、この低減のための基準値として、実物の、実際の駆動摩擦力ａｂ、実際の境界静摩擦力、及び、実際の滑り摩擦力が、基礎として用いられ、それらの摩擦力は実際のタイヤ及び実際の地面の間の相互作用から知られているか或いは予測出来るものである。
【００３８】
本発明の１つの観点における本発明に従う基本方針は、図１及び図２の概観に従う加速度についての簡潔な例にて明らかになる。ドライバー（運転者、操作者）は、遠隔制御送信機２を用いてスピードを上げる、すなわち、加速の制御出力信号を発生させる。これに基いて、制御ユニット３内では数理ドライブシミュレーションが実行され、当該数理ドライブシミュレーションでは、玩具車両１及び地面５の間に作用する駆動摩擦力Ｆｂにして、当面依然として未補正の駆動摩擦力Ｆｂが、数理的に算出され、また、それは仮想的な境界静摩擦力Ｆｍと比較される。より正確にはこの場合、実際には存在しないものの仮想的に想定されている、仮想的な前方車軸２３及び後方車軸２４のタイヤと、地面４の間に作用する未補正の、数理シミュレーションの駆動摩擦力Ｆｂが基礎として用いられる。ダミータイヤ２１、２２（図５から図９）は、上述の仮想的なタイヤを、視覚的に表しているに過ぎず、その車両物理学的（走行物理学的）な機能を果たすことはない。
【００３９】
ドライバーが、未補正の駆動摩擦力Ｆｂが仮想的な境界静摩擦力Ｆｍよりも小さい、適度な加速度のみを設定する限りは、タイヤ及び地面５の間の静摩擦力についての法則が成り立ち、これは図２では通常モードと称されている。数理ドライブシミュレーションでは、出力値の１つとして仮想的な駆動摩擦力Ｆｖが特定される。通常モードでは、仮想的な駆動摩擦力Ｆｖは、大きさと方向について、未補正の駆動摩擦力Ｆｖと等しく設定される。従って、玩具車両１の走行挙動は、静摩擦力に対応する駆動摩擦力Ｆｂの局地的な作用下で、制御ユニット３内で数理的にシミュレートされる。
【００４０】
しかしながらドライバーがスピードを挙げ過ぎた場合、つまり数理ドライブシミュレーションで算出される関連する未補正の駆動摩擦力Ｆｂが初めに設定された仮想的な境界静摩擦力Ｆｍよりも大きい場合、タイヤが空回りする際のような車両挙動が現れる。それは図２ではスリップモードと称され、スリップモードでは仮想的な滑り摩擦力Ｆｇが作用している。その場合、仮想的な駆動摩擦力Ｆｖが、大きさ及び方向に関して、仮想的な滑り摩擦力Ｆｇと等しく設定され、また、数理ドライブシミュレーションの基礎として用いられる。玩具車両１は従って、数理シミュレーションで、あたかもタイヤが仮想的な滑り摩擦力Ｆｇの作用下で空転しているかのように動く。
【００４１】
通常モード及びスリップモードの双方のケースにおいて、この場合、数理的に算出されたそれぞれの仮想的な摩擦力Ｆｖに基いて、それに対応する制御出力信号が、玩具車両１が数理ドライブシミュレーションに従う走行運動を行うように、発生される。これは、図１に従う例のケースでは、玩具車両１が未補正の駆動摩擦力Ｆｂに基づく通常モードで、加速ａｂを行うことを意味している。しかしながら、ドライバーが、スリップモードでのドライブシミュレーションを導く大き過ぎる加速度を設定した場合には、未補正の駆動摩擦力Ｆｂは大きさ及び方向について仮想的な滑り摩擦力Ｆｇへと設定され、これは対応的に制限された前方向加速度を導く。ブレーキ操作に対応する後方へ指向する加速対しても、同じことが成り立ち、その際、通常モードでは静摩擦力についての法則が成り立ち、また、減速を仮想の滑り摩擦力Ｆｇに基づかせることで、過度のブレーキ操作によるタイヤのブロッキングがシミュレートされる。当然、上述の手法に従い、仮想的な境界静摩擦力Ｆｍと比べてより小さい仮想的な滑り摩擦力Ｆｇからもたらされるヒステリシスをも考慮し、また模倣することも出来る。ドライバーが、加速度ａまた従って正されていない駆動摩擦力Ｆｂを、仮想的な滑り摩擦力Ｆｂよりも小さい大きさまで減少させる場合にようやく、仮想的な駆動摩擦力Ｆｖは再度未補正の駆動摩擦力Ｆｂと等しく設定される。従って、加速度ａが増加する場合では、仮想的な境界静摩擦力Ｆｍへ到ることは、通常モードからスリップモードへの切り替え信号として機能し、それに対して、加速度ａが減少する場合では、仮想的な滑り摩擦力Ｆｇへ到ることは、スリップモードから通常モードへの切り替え信号として機能する。
【００４２】
ここまでは、前後加速度（長手方向加速度）の簡潔なケースにとってのシミュレーション挙動について説明されている。それに補足して、図３は、カーブ走行時の図１に従う玩具車両１を示している。玩具車両１は特定の前進速度で、局地的な曲線半径（カーブ半径）ｒの走行曲線（ドライブカーブ）２７に沿って、割り当てられた局地的な中心点Ｍの周りを移動している。局地的な運動及び力の挙動を特定するために、玩具車両１に任意の参照位置を選ぶことが出来る。図示されている実施例においては、参照位置として、玩具車両１の重心Ｓが選ばれている。重心Ｓは、特定の速度で、走行曲線２７に対する接線ｔの方向へ移動している。この速度及び局地的な曲線半径ｒから、中心点Ｍへ向かう向心加速度（求心加速度）ａy、並びに、割り当てられた半径方向外側へ向かう横力Ｆｙ、がもたらされる。両者ともに、制御ユニット３を用いて実行される数理ドライブシミュレーションを用いて算出することが出来る。追加的に、従って同時に、図３においては例示的に後方に向かっておりまた従ってブレーキ操作に対応する前後加速度ａｘを実行することも出来る。そのような前後加速度ａｘには、反対側を向いた前後方向力Ｆｘが対応し、前後加速度ａｘ及び前後方向力Ｆｘは、図１に対応する手法と同じように算出される。前後方向加速度ａｘ及び横方向加速度ａｙは、ベクトル的に、未補正の駆動加速度ａｂへ合成することが出来る。同じことは、縦力Ｆｘ及び横力Ｆｙを未補正の駆動力Ｆｂへとベクトル的に足し合わせることについても成り立つ。この未補正の駆動力Ｆｂに対しては、再度、図１、図２に従い長手方向に作用する未補正の駆動力Ｆｂの場合と同様の条件が成り立つ。この場合においても、数理ドライブシミュレーションにおいて、通常モードとスリップモードの間での区別が行われるが、その際、スリップモードでは側方の滑りも考慮される。何れに場合においても、制御ユニット３を用いて数理ドライブシミュレーションから、玩具車両１が上述の数理ドライブシミュレーションに従う走行運動を実行するような制御出力信号が発生され、そして、玩具車両１のステアリング装置及び駆動部へと与えられる。
【００４３】
図３では、ここで示されている通常モードにて、玩具車両１の長手軸１０が走行曲線２７の局地的な接線ｔに対して第１に角度αで傾いていることも見て取れる。この第１の角度αは玩具車両１の個々の任意の基準点に対して決定可能である。ここでは基準点として、例示的に、玩具車両１の重心が選ばれている。角度αは、仮想的な前方車軸２３及び仮想的な後方車軸２４の基礎として用いられるステアリング配置に依存している。図示されている実施例においては、仮想の前方車軸が操縦可能であるのに対して、仮想の後方車軸２４は玩具車両１に対するその調整が変わらないことが想定されている。これは、操縦されない仮想の後方車軸２４では、車両長手軸１０と接線ｔの間の第１の角度αは０であり、また、仮想の前方車軸２４への間隔が前方へ向かって大きくなるに伴い増加することをもたらす。仮想の前方車軸２３の範囲で、第１の角度αはその最大値を取る。ドライブシミュレーションが操縦可能な仮想の後方車軸２４に基づく場合には、この関係は当然逆になる。何れに場合においても、ある特定の基準点に対して、図３の場合は重心Ｓに対して、図３に示されている通常モードのためのその種の第１の角度αを決定することが出来る。
【００４４】
ここでドライバーが速すぎるカーブ速度及び／又は小さ過ぎる曲線半径を予め選ぶ場合、数理的に算出された未補正の駆動摩擦力Ｆｂは仮想的な境界静摩擦力Ｆｍ（図２）を超えるので、数理ドライブシミュレーションではその場合スリップモーが適用される。その際仮想の滑り摩擦力Ｆｇ（図２）が仮想の駆動摩擦力Ｆｖとして使用されるが、側方の力方向成分も共に適用される。この場合車両は側方に或いは接線ｔに対して横方向に変位し得る。例えば半径ｒは無限大まで大きくなり得て、これは所謂アンダーステアに対応する。
【００４５】
更に、第１の角度αを維持したままでの側方のみへの車両変位を介して、シミュレートされたスリップモードにおいても、車両長手軸１０は、走行曲線２７の局地的な接線ｔに対して、その第１の角度αの状態から第２の角度βの状態へと移行され得る。そのようなケースは図４に図示されている。基準量としての第１の角度αから始まり、その状態で変更された車両長手軸１０´は、第２の角度βだけカーブの内側へ傾いており、これはオーバーステア又はドリフトに対応する。このケースもまた、制御ユニット３を用いて、スリップモードにおける数理ドライブシミュレーションで表され得て、また、対応する制御出力信号に変換され得る。従ってその場合、玩具車両１は、図３及び図４に従うアンダーステア或いはオーバーステアを出しつつ、実際に対応するカーブ走行を行う。しかしながらこの場合においても、速度及び加速度は、玩具車両１のタイヤ要素６、８（図５から図９）と地面５の間のスリップが実際には発生しない程度で制限されている。むしろ玩具車両１は制御ユニット３によって設定された走行運動であって、まるで玩具車両１がアンダーステア或いはオーバーステア時、ブレーキング時、及び／又は加速時に、そのダミータイヤで走行或いはスリップしているかのような現実味のある印象を与える走行運動を行う。
【００４６】
図１から図４の関連では、横方向に作用する加速度について静的な状態が表されている。しかしながら、数理シミュレーション及びそこから導かれる玩具車両１の走行運動は、垂直軸（鉛直軸）の周りでの角加速度、並びに、異なる走行状態の間の過渡的な移行を含んでいてもよい。通常モードとスリップモードの間の区別についての、先に挙げた最小限の前提から始まり、数理ドライブシミュレーションは任意に発展され得てまた玩具車両１の対応する走行運動へ変換され得る。これには、可能な加速度の上述の制限に加えて、可能な速度の制限が含まれる。例えば状況に応じて変化する個々のタイヤの荷重分布を考慮するために、静摩擦力と滑り摩擦力の区別、すなわち通常モードとスリップモードの区別を、個々のダミータイヤ２１、２２に対して個別に行ってもよい。しかしながら、それぞれの仮想の前方車軸２３或いは後方車軸２４にとってのみの区別、又はその都度の玩具車両全体にとってのみの区別が行われる単純化もまた選択肢として考えられる。ダミータイヤ２１、２２が存在しない場合、複数の仮想の基準点を代替として選ぶことが出来る。更に、同じシミュレーションの原則は、類似の様態で、タイヤの内車両に転用可能である。
【００４７】
なお、興味深い観点としては、例えば、いわば両駆動モードの間の切り替え信号として働く仮想の境界静摩擦力Ｆｍが特定の１つの大きさに固定される必要がないことである。仮想の境界静摩擦力Ｆｍは、例えば方向に応じて異なるものであってもよく、それゆえ前進加速度、ブレーキ操作及び／又は側方に働く向心加速度にために、複数の異なる境界値を設定することが出来る。更に、複数の仮想の境界静摩擦力Ｆｍは駆動中に変更されてもよい。それによって、例えば進んでゆくタイヤの摩耗具合又は種々の静摩擦力の性質を有する異なる地面での走行をシミュレートすることが出来る。玩具車両１は例えば不図示の検出器を備えていてもよく、当該検出器は格段に滑りやすいと見なし得る区間部分を識別し、またその結果、何れにせよ既に減少された仮想の境界静摩擦力Ｆｍの減少をもたらす。本発明の別の観点では、両駆動モードの間の切り替えは、上記の数理ドライブシミュレーションに基いている必要はない。むしろ、この切り替えを例えば、簡単な論理的な条件を満たすこと（ＩＦ‐ＴＨＥＮ条件）に基づいて自動的に行えば、又は、ユーザーにより与えられる信号に基づいて行えば十分であり、その際、数理シミュレーション、論理関数、及び／又は、ユーザー信号の任意の組み合わせも考慮される。極端なケースでは、本発明の枠内で、車両長手軸を局所的な移動方向に対する平行状態からずらせば、またそれによって特にはカーブ走行時にドリフト運動の印象をもたらせば、十分である。
【００４８】
図５は、図１から図４に従う玩具車両１の第１の実施例の斜視下面図を、取り外されたボディを用いて示している。シャーシ２５は、駆動時に地面５（図１参照）と向かい合う下部面上で２つの駆動ユニット１３、１４を支持している。一方の駆動ユニット１３は車両長手軸１０の方向で玩具車両１の重心Ｓよりも前方に位置しており、反対に第２の駆動ユニット１４は後方に位置している。前方の駆動ユニット１３は一対のローラー要素６を含んでおり、それらは互いに同軸で共通の回転軸７の周りで回転駆動可能である。この場合両方のローラー要素６は摩擦車輪（フリクションホイール）として形成されており、また、地面５（図１）に対する玩具車両１の摩擦力に基づいた駆動のために設計されている。そのために、両方のローラー要素６に対して共通に作用する駆動モーター１１が設けられている。合目的には、摩擦車輪として形成されたローラー要素８、割り当てられた回転軸９、及び、割り当てられた駆動モーター１２を備えて、同様に構成された後方の駆動ユニット１４にも同じことが当てはまる。
【００４９】
両方の駆動ユニット１３、１４は、それぞれ１つの専用のまた互いに独立して操作可能なステアリング装置を備えており、当該ステアリング装置を用いて、回転軸７、９の配向方向をそれぞれの垂直（鉛直）なステアリング軸１６の周りで車両長手軸１０に対して調整することが出来る。このステアリング装置の詳細は図５及び図６からもたらされる。なお、図６は後方の駆動ユニット１４を取り除いた状態で図５に従う装置の一部を斜視上面図で示している。図５及び図６を合わせ見ると、両方のステアリング装置が、垂直なステアリング軸１６及びそれぞれに割り当てられたステアリング駆動部１７を備えたそれぞれ１つの回転構成部１５を含んでいることが分かる。明確さの目的で、以下においては、前方の駆動ユニット１３及び前方の回転構成部１５のみについて言及するが、同じことが後方の回転構成部１５を備える後方の駆動ユニット１４にも当てはまる。回転構成部１５では、両方のローラー要素６が水平方向にあるそれらの回転軸（回転シャフト）７を用いて支持されている。図示されている実施例においては、割り当てられている駆動モーター１１も回転構成部１５に取り付けられている。垂直軸１６の周りでのステアリング運動の際には、両方のローラー要素６、それらの回転軸７及び駆動モーター１１を含めた回転構成部１５全体が回転する。駆動モーター１１を固定的に取り付けること、つまりシャーシ２５に共に回転しないように取り付けることも合目的であり得る。その際、この駆動モーター１１は適切なギア装置又はその他の伝達手段を介してローラー要素６に作用する。ステアリング駆動部１７はシャーシ２５に固定的に取り付けられており、複数のギアを介して回転構成部１５に対して、垂直軸或いはステアリング軸１６の周りでのステアリングに関する揺動運動が実施されるように、作用する。この場合においても、逆の実施は可能である、すなわちステアリング駆動部１７が回転構成部１５に取り付けられそれと共に回転する実施は可能である。回転構成部１５を備えて、類似の様態で構成された、むしろこの場合は機械的に同一の様態で構成された、後方の駆動ユニット１４は、回転構成部１５を備える前方の駆動ユニット１３とは独立して駆動可能及び操縦可能（転舵可能）である。
【００５０】
図５に関連して更に、シャーシ２５が、仮想の前方車軸２３の範囲にもまた仮想の方向車軸２４の範囲にも、それぞれ一対のダミータイヤ２１、２２を支持していることについても、示唆を得ること出来る。仮想の後方車軸２４の長手軸１０に対してそれぞれ側方に配設されている両方のダミータイヤ２２は、シャーシ２５に対して固定的に配向されている、すなわちステアリング操作することが出来ない。それとは別に、類似の様態では、仮想の前方車軸２３の範囲でシャーシ２５に設けられたダミータイヤ２１は、自由に操縦可能に設計されている。図５では、より見やすくするため、ステアリング角度で傾いた１つの単独のダミータイヤ２１のみが図示されている。これに関しては、ピボットベアリングが前方のダミータイヤ２１用のキャスターを備えて設けられている。前方のダミータイヤ２１は従って、自動的にその都度の走行方向へ指向する。その代わりとして、専用のステアリング駆動部を用いての前方のダミータイヤ２１の積極的なステアリング操作も選択肢として考慮される。当然、簡素化のためにステアリング運動を排除することも可能である。
【００５１】
玩具車両１の駆動及びステアリングを担うローラー要素６、７とは異なり、ダミータイヤ２１、２２は、それらは確かに車輪の外観を有してはいるが、軌道を案内する機能及び／又は駆動する機能を担わない点で、ダミーである。ダミータイヤ２１、２２は、それらが駆動時に地面と接触しないように、又は、せいぜい極僅かな接触力のみで地面５（図１）と接触するように、柔軟性を有して及び／又はローラー要素６、８と比べて持ち上げられて、シャーシ２５に支持されている。それとは正に反対に、玩具車両１は、その両方の駆動ユニット１３、１４の間にある重心Ｓに基いて、そのローラー要素６、８を用いた駆動時には、大部分の重量がローラー要素６、８によって支えられるように、地面５上で自立している。従って、駆動モーター１１、１２との接続部には、複数のアクチュエータが形成されており、それらを用いてローラー要素６、８は、玩具車両１が駆動されるように、地面５上の摩擦力を伝達する。可能な限り大きな摩擦力を伝達出来るように、ローラー要素６、８は、例えばゴム又はそれに比肩し得るエラストマー素材からなる摩擦増加性（グリップ力増加性）のタイヤを備えている。反対に、ダミータイヤ２１、２２を硬質プラスチックやそれに類するもののような、摩擦係数の低い材料から製造することも合目的であり、その目的は地面と接触する場合に可能な限り僅かな摩擦力しか発生させないことである。それにより、駆動ユニット１３、１４によってもたらされる駆動効果及びステアリング効果がダミータイヤ２１、２２の地面との接触により変化されることは、最小限に減少されるか又は完全に排除される。
【００５２】
更に、前方回転軸７の両ローラー要素６の間の軸方向の間隔及び後方回転軸９の両ローラー要素８の間の軸方向の間隔がシャーシ２５の幅よりも任意に明らかに短いことが格別な点である。これにより、ローラー要素６、８及びそれらの回転軸７、９の位置が駆動時において実際に視認されないこと又は非常に限られてのみ視認可能であることが達成される。この効果は、両方の駆動ユニット１３、１４のそれぞれが一対のダミータイヤの間に配設されていることによっても高められる。
【００５３】
ここで図１から図６の概観からは、図１から図４に従う玩具車両１の、両駆動ユニット１３、１４及び対応するステアリング装置の調整された制御によってシミュレートされる又はその他の方法で引き起こされるスリップ運動を含む任意のドライブ運動が達成され得ることが明らかである。言い換えれば、図１から図４に従う玩具車両１の任意のドライブ運動を行うことが可能であり、その際、このドライブ運動は実際には地面上でのローラー要素６、８のおおよそスリップのない回転運動によって行われるものの、他方では同時にスリップ運動についての視覚的な印象をもたらすことが可能である。玩具車両１は、走行カーブ２７の接線ｔに対して任意の各角度α、βで配向されまた運動され得て、これには半径ｒが無限大であるようなコース２７、すなわち図１に従う直線走行も、含まれる。仮想の前方車軸２３及び仮想の後方車軸２４のために、角度α、βは互いに独立して決定され得る。図５及び図６のように、駆動ユニット１３、１４がそれぞれ、略正確に仮想の前方車軸２３或いは仮想の後方車軸２４に位置決めされている場合は、それらの回転軸７、９は各角度α、βで回動される。従って、ローラー要素６、８を適した回転数に関連して、玩具車両１は、図１から図４に示されているような、上述の数理ドライブシミュレーションに従うドライブ運動を実行する。駆動ユニット１３及び／又は駆動ユニット１４が仮想の前方車軸２３或いは仮想の後方車軸２４に正確に位置決めされていない場合は、駆動ユニット１３、１４の角度位置の数理的な補正を以下のように行うことが出来る、すなわち、結果的に仮想の前方車軸１３及び仮想の後方車軸２４がそれらそれぞれ割り当てられた角度α、βでの走行運動を行うような角度位置の修正を行うことが出来る。何れに場合においても、これらのドライブ運動は、ローラー要素６、８と地面５の間の静摩擦の作用下で、実質的には、割り当てられているステアリング装置を備えた両駆動ユニット１３、１４のみによってもたらされ、その際にダミータイヤ２１、２２が重要な役割を担うことはない。それ故に、前方車軸２３及び後方車軸２４は実際のドライブの推移に対して重要な影響を及ぼすことがないので、前方車軸２３及び後方車軸２４はこの場合も「仮想」と称されている。しかしながら同時に、仮想の前方及び後方車軸２３、２４及びそれらのダミータイヤの、コース接線ｔに対する位置は、視覚的な外見において特別な役割を担う。ダミータイヤ２１、２２の配向及び特には操作された前方のダミータイヤ２１のステアリング角度が実際のドライブ運動と一致しない場合には、実際にはほとんど又は全く視認出来ないローラー要素６、８を用いて持続的にスリップしていないドライブ駆動が行われているにもかかわらず、格別に際立った様態で、玩具車両１が側方に流されて滑っているような印象が与えられる。
【００５４】
上記においては既に、駆動要素６、８を用いて実際に地面へ伝達可能な最大の摩擦力よりも、小さい仮想の境界静摩擦力Ｆｍが予定されていることについて指摘した。先の説明からはこの要求の仕様（詳細）がもたらされている、つまり、仮想の境界静摩擦力Ｆｍは、その模倣のためにドライブ駆動時に必要となる駆動要素６、８及び地面５の間の摩擦力よりも、小さくあるべきである。それにより、通常モードも、また同様にスリップモードも、駆動要素６、８を用いてもっぱら静摩擦駆動で表現することが出来ることが保障される。
【００５５】
図７は概略的な上面図で、唯１つの中央の回転構成部１５のみを備えた図５及び図６の実施形態の変更例を示している。実際には存在しているステアリング駆動部１７（図６）は、図７では視認性を高めるために図示されていない。しかしながらステアリング装置は、構造及び機能については、図５及び図６との関連で記載されているような設計に対応している。他方でそれと異なる点は、駆動コンセプトである。回転構成部１５には、共同で駆動される一対のローラー要素は支持されていない。そうではなく、それぞれ１つの第１のローラー要素６及び１つの第２のローラー８が存在し、それらは互いに独立してそれぞれに１つ割り当てられた駆動モーター１１、１２によって駆動可能である。図７では概略的にのみ示されている駆動モーター１１、１２は、好ましい実施形態に従いシャーシ２５に固定されているが、それらは図５及び図６の実施例のように回転構成部１５上に配設されていてもよい。何れにせよ、両方のローラー要素６、８は車輪の形態で形成されており、その際それらの割り当てられた両方の回転軸７、９は少なくとも軸平行であり、図示されている実施例においては更に互いに共軸である。それらは更に、この回転軸７、９に関して互いに軸方向に間隔を置いている。玩具車両１の重心Ｓは可能な限り正確に回転軸７、９の両ローラー要素６、８の中央に位置するように、回転構成部１５はシャーシ２５に位置決めされている。これは言い換えれば、両方のローラー要素６、８の中点が可能な限り玩具車両１の重心Ｓの近傍にあることを意味している。
【００５６】
この場合も図５及び図６に従う実施例の場合と同じように、作用する重量は略完全にローラー要素６、８によって支持されることとなる。ダミータイヤ２１、２２は補助的に所望の水平状態で玩具車両１を保持しているが、そのためには無視出来るほどに僅かな接触力のみが必要となる。この場合もまた、両方のローラー要素６、８の互いに独立した駆動部との関連で鉛直なステアリング軸１６の周りで回転軸７、９の位置決めを共同で調整することにより、任意のドライブ運動が図１から図４と対応的に引き起こされ得ることとなり、しかもそれはダミータイヤ２１、２２の配向或いはステアリング角度とは無関係である。
【００５７】
最後に図８及び図９は、２つの駆動ユニット１３、１４を備える図５及び図６に従う装置の、更に別のバリエーションを示している。それぞれの駆動ユニット１３、１４は、割り当てられた単独のローラー要素６、８のみを支持しており、当該ローラー要素は、一対のタイヤとしてではなく、球として形成されている。図８に従う斜視下面図では、球体として形成されているローラー要素６、８が、シャーシ２５から下方へ突出しており、そしてその際、図５及び図６に従うローラー要素６、８の機能を実行することが見て取れる。
【００５８】
図８の構成の詳細は、図９に従う上面図から見て取ることが出来る。それぞれの駆動ユニット１３、１４は、少なくとも１つの第１の駆動シャフト１８、及び、それに対して直角に位置決めされた少なくとも１つの第２の駆動シャフト１９、並びに、割り当てられた駆動モーター１１、１２を含んでいる。図示されている好ましい実施例では、それぞれの駆動ユニット１３、１４のために、第１及び第２の駆動シャフト１８、１９のペアがそれぞれ設けられており、それらは一対で互いに向かい合い摩擦固定的に、すなわち摩擦力で固定してローラー要素６、８の球形状の表面に当接している。それにより、それらの間に存在する球形状のローラー要素６、８が、長手方向でも左右方向でも固定されており、そして、負荷が適切である場合には駆動シャフト１８、１９によって常に十分な駆動モーメントを与えられることが達成される。追加的に、それぞれの球形状のローラー要素６、８の上部には、駆動時に作用する接触力とは反対方向に作用するそれぞれ１つの抑え保持部２６が配設されている。
【００５９】
図５及び図６に従う実施例とは異なり、図８及び図９に従う図示された実施においては、ステアリング駆動部１７は必要ない。この場合には、ステアリング駆動部１７の代わりに、第１及び第２の駆動シャフト１８、１９の連係された回転数調整のための、図１において概略的に示唆されている連係ユニット２８が置き換わる。連係ユニット２８は図１に従い遠隔制御送信機２内に配されており、また、上述した制御ユニット３の一部であってもよい。代替として、玩具車両１内に個別の連係ユニット２８が設けられ、またそこで例えば受信機４又は駆動ユニット１３、１４内に組み込まれていてもよい。何れの場合でも、両駆動ユニット１３、１４内の第１及び第２の駆動シャフト１８、１９の連係された回転数調整により、互いに独立して、玩具車両１に対する回転軸７、９の状態が調節及び変更され得るので、その結果、図５及び図６に従う実施例と同様の駆動運動及びステアリング運動がもたらされる。回転軸７、９を互いに独立して配向するため、少なくとも２つの互いに独立して駆動可能な或いは制御可能な駆動モーター１２が必要であり、当該駆動モーター１２は、車両長手軸１０に対して平行な駆動シャフト１９を用いて、球形状のローラー要素６、８の側方の回転運動成分を生じさせる。しかしながらそれとは異なり、玩具車両１に固定的に取り付けられた駆動ユニット１３、１４の間隔は互いに変化しないので、球形状の両ローラー要素６、８の車両長手軸１０の方向に配分される回転数、また従って、車両長手軸１０に対して左右方向にある両方の駆動ユニット１３、１４用の両駆動シャフト１８の回転数は、同一であるべきである。従って、駆動運動及びステイアリング運動が互いに独立しているにも関わらず、両方の駆動ユニット１３、１４の、車両長手軸１０に対して左右方向の駆動シャフト１８のために、ただ１つの共通の駆動モーター１１のみを設ければ十分であり得る。何れの場合でも、駆動モーター１１、１２の、また従って駆動シャフト１８、１９の、連係された回転数制御によって、両方のローラー要素６、８の回転軸７、９の配向を互いに独立して調節及び変更することが出来る。同じことは、これらの回転軸７、９の周りでのローラー要素６、８の結果的に生じる回転数にも当てはまり、その結果ドライブ運動学にとっても、図５及び図６に従う実施例でのように、同じことが当てはまる。
【００６０】
別に明記されていない限り、図７に従う実施例並びに図８及び図９に従う実施例は、その他の特徴、符号、及び特性等について、図５及び図６に従う実施例と一致している。
【符号の説明】
【００６１】
１              玩具車両
２              遠隔制御送信機
３              制御ユニット
５              地面
６、８          ローラー要素
７、９          回転軸
１０            車両長手軸
１１、１２      駆動モーター
１３、１４      駆動ユニット
１５            回転構成部
１６            鉛直なステアリング軸
１７            ステアリング駆動部
１８            第１の駆動シャフト
１９            第２の駆動シャフト
２０            ローラー要素の表面
２１、２２      ダミータイヤ
２７            走行カーブ
２８            連係ユニット
Ｆｂ              未補正の駆動静摩擦力
Ｆｇ              仮想の滑り静摩擦力
Ｆｍ              仮想の境界静摩擦力
Ｆｖ              仮想の駆動静摩擦力
Ｓ                玩具車両の重心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018522691.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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