[发明专利]陀螺稳定式车辆有效

专利信息
申请号: 201180024268.3 申请日: 2011-01-25
公开(公告)号: CN103189267B 公开(公告)日: 2018-02-02
发明(设计)人: 丹尼尔·基勇·金;凯文·布莱特尼;安德鲁·L·曾 申请(专利权)人: LIT汽车公司
主分类号: B62D37/06 分类号: B62D37/06;B62D61/02
代理公司: 北京同达信恒知识产权代理有限公司11291 代理人: 杨黎峰,李欣
地址: 美国加利*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 陀螺 稳定 车辆
【说明书】:

要求优先权

本发明要求2010年3月16日递交的美国临时专利申请No.61/314,540和2010年9月2日递交的美国非临时专利申请No.12/875,041的优先权。

技术领域

本发明实施方式涉及运输车辆,更具体地,涉及一种陀螺稳定式车辆。

背景技术

增加的能源费用和温室气体对环境的影响,已经形成对于具有低碳足迹的高效车辆的不断需求。内联轮式车辆,例如摩托车和小型摩托车,比传统的四轮轿车提供更高的效率;然而,该效率主要由于内联轮式车辆和四轮轿车之间的物理差异,例如减轻的重量、较少的摩擦面以及减少的阻力导致的。此外,由于受到天气和风的影响、碰撞事故的安全问题、以及在车辆使用期间需要保持车辆稳定的能力,许多用户不愿意或不能够操作摩托车和小型摩托车。

用于减少内联轮式车辆的使用者受到天气和风影响的解决方案通常限于部分地遮挡驾驶者勉受到自然力影响的设备(例如挡风玻璃)以允许使用者在低速期间使用自己的脚帮助稳定车辆。此外,尽管一些解决方案已尝试创建用于内联式车辆的封闭驾驶室,但是这些解决方案不是需要额外的(尽管较小)车轮以稳定车辆,就是在所有潜在的和可预见的使用期间不提供车辆的稳定性。尝试电子稳定内联轮式车辆的现有技术解决方案也不能够提供对于资源和能源有效的解决方案以使车辆的总效率最大化。

附图说明

下面的描述包括具有通过实施本发明示例性的实施方式而给出的说明图解的详述。应该理解,这些图作为示例,而不是作为限制。本文中所使用的或涉及的一个或多个“实施方式”应该理解成描述本发明的至少一个实施方式中所包括的具体的特征、结构或特性。因此,在本文中出现的例如“在一个实施方式中”或“在可替换的实施方式中”的短语描述本发明的各种实施方式和执行方式,且不必全部涉及同一实施方式。然而,这些实施方式也不必相互排斥。

图1示出包括本发明实施方式的车辆的局部剖面侧视图;

图2示出飞轮组件的分解图;

图3A-图3H示出不同状态下车辆的局部剖面侧视图,指示根据本发明的实施方式的能量流;

图4示出根据本发明的实施方式的能量流示意图;

图5示出根据本发明的实施方式的控制系统的流程示意图;

图6示出控制系统的实施方式。

下文进行了某些细节和执行方式的描述,包括图片描述,其可描绘一些或所有下文描述的实施方式,还讨论了本文所介绍的发明构思的其他可能的实施方式或执行方式。下文提供了本发明的实施方式的概述,然后参照附图进行了更为详细的描述。

具体实施方式

已知通过使用飞轮旋进来产生反力矩,以使用陀螺仪维持两轮车辆直立的基本构思(尽管在该发明书中参照了陀螺稳定式两轮车辆,但是陀螺稳定性原理也可用于具有窄轮距的任何车辆,从而使陀螺稳定性用于稳定车辆或提高提供稳定性的悬架系统);然而,这类系统出于各种原因没有被普遍采用,包括缺乏用于使车辆在高速以及所有条件下安全操作的合适控制系统的设计。

先前的并入飞轮稳定性的尝试,添加了更大的复杂性,以及由于附加的机械传动系统、能量和燃油(或电池)需求,相应地增加了车辆的重量。附加地,飞轮自身耗费了相当大量的能源且因此否定了两轮车辆自身的内在效率优点。然而,在利用电动发电机的电子驱动系统方面的进步允许车辆的零排放功率,且提供了当在车辆减速期间使用再生制动原理以恢复更大量的能量的能力。这结合在储能密度上的进步,允许扩大的范围,甚至具有附加的用于陀螺稳定的动力。

已知控制这些效应的基本反应式,且通过等式对其进行描述。用于实心圆盘的惯性力矩(I)为I=1/4*m*r2,其中m为圆盘的质量和r为半径。对于给定的车辆重量和重心(CG),可按规定尺寸制作陀螺稳定器飞轮的大小以便当停止时可不确定地控制车辆的垂直稳定性。可选择飞轮的半径、质量和几何形状以维持紧凑的尺寸(使其可安装在车辆框架内)且仍能够提供有效的惯性力矩I。

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