CN107922032A - 用于两轮车的稳定装置 - Google Patents

Abstract

用于两轮车（1）的稳定装置，所述稳定装置包括能够转动地支承的陀螺仪（7）和驱动单元（8）以及转动方向反转单元（9），所述转动方向反转单元被布置在所述驱动单元（8）和所述陀螺仪（7）之间。

Description

用于两轮车的稳定装置

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于两轮车的稳定装置。

背景技术

在DE 10 2013 200 020 A1中描述了一种用于机动化的两轮车的稳定装置，所述稳定装置具有两个并列布置的、具有平行的转动轴线的陀螺仪，其中，用于稳定功能的所述陀螺仪能够在耦合的运动中倾斜。两个陀螺仪在相反的转动方向上由电动机永久地驱动，并且，在非-临界的行驶状态中以其转动轴线平行于车辆纵向轴线地对齐。如果两轮车处于临界的行驶状态中，则两个陀螺仪相反地倾斜，由此在所述陀螺仪中形成稳定的角动量。在行驶状况稳定之后，陀螺仪转动轴线再次被摆回到其初始位置中，以便确保在正常的行驶时没有合成的角动量作用在两轮车上。

发明内容

根据本发明的稳定装置能够被用在两轮车、尤其是机动化的两轮车中，以便尤其是在行驶临界的状况中实现两轮车的稳定。所述稳定装置包括能够转动地支承的陀螺仪，角动量由所述陀螺仪的旋转运动产生，所述角动量稳定地作用在所述车辆上。不稳定的或者变得不稳定的行驶状况能够借助根据本发明的稳定装置来稳定，使得跌倒的危险尤其是在两轮车转弯行驶时被显著地降低。

此外，稳定装置包括驱动单元以及转动方向反转单元，陀螺仪能够利用所述驱动单元围绕其旋转轴线地被驱动，所述转动方向反转单元被布置在驱动单元和陀螺仪之间，陀螺仪的转动方向能够由所述转动方向反转单元来调整。驱动单元例如被构造为储能器，所述储能器的能量经由转动方向反转单元能够被传递到陀螺仪上以用于产生陀螺仪旋转运动。

这种实施具有这样的优点：稳定的装置能够通过所述转动方向反转单元来调整，而陀螺仪不必经受伴随着旋转轴线的改变的倾斜运动或者摆动运动。陀螺仪的、稳定的角动量取决于转动方向，使得在左弯道中和在右弯道中，相应地相反的角动量能够通过陀螺仪的、相反的转动方向来产生，所述角动量能够稳定地作用在两轮车上。

在有利的实施中，所述陀螺仪具有在所述两轮车中的、固定的转动轴线。这个实施能够以简单的、结构上的措施来实现，因为不需要昂贵的、用于陀螺仪的倾斜或者摆动的、运动学的设备以用于陀螺仪转动轴线的位置改变。稳定方向优选仅仅通过陀螺仪的旋转方向被预先给定。

在可替代的实施中，除了反转陀螺仪的转动方向的可能性，稳定装置也具有用于倾斜或者摆动所述陀螺仪的设备，利用所述设备，陀螺仪转动轴线能够关于两轮车自身的坐标系统地倾斜或者摆动。这提供了附加的影响可能性，所述影响可能性用于借助稳定装置来稳定所述两轮车。通过陀螺仪的倾斜或者摆动，陀螺仪转动轴线原则上能够占据在两轮车中的、任意的位置。

稳定装置能够形成相关的结构单元，所述稳定装置具有陀螺仪、驱动单元和转动方向反转单元，所述结构单元被装配到两轮车中并且例如与两轮车的框架连接。在具有固定的转动轴线的陀螺仪的实施中，所述陀螺仪能够转动地被支承在所述稳定装置中，使得在将稳定装置固定地装配到两轮车中之后，陀螺仪相对于两轮车也具有固定的转动轴线。

根据一种有利的实施，所述转动方向反转单元被构造为能够切换的传动器。驱动单元的驱动运动由传动器传递到陀螺仪上，其中，陀螺仪的转动方向取决于传动器的切换方向并且能够通过传动器的切换来反转。如有必要，在减速或者传动比的意义上的转速变化能够经由所述传动器来实现，所述传动比在驱动单元和陀螺仪之间。

根据另一种有利的实施，所述驱动单元被实施为机械的储能器，例如螺旋弹簧。尤其地，机械的储能器被永久地预紧，以便在需要时在短的时间内转动地驱动陀螺仪。有利地，陀螺仪通常处于静止状态中，并且，仅在两轮车的、临界的或者近似临界的行驶状态中经由驱动单元和转动方向反转单元置于转动中。尤其是在作为机械的储能器的实施中，驱动单元能够具有足够高的能量含量，以便从静止状态大大地加速陀螺仪并且施加最小转速，所述最小转速对于两轮车的稳定来说是必需的。

根据另一种有利的实施，所述驱动单元包括电动机，尤其是在驱动单元作为机械的储能器的实施中，驱动能量能够由所述电动机填充到额定值。如果为了两轮车的稳定而由驱动单元来驱动陀螺仪，使得驱动单元的储能器被耗尽，则随后驱动单元能够经由电动机再次充入储存器能量。

在可替代的实施中，电动机是驱动单元，其中，电动机的驱动运动通过转动方向反转单元被传递到陀螺仪上。

根据另一种有利的实施，稳定装置包括制动设备，陀螺仪能够由所述制动设备来制动。陀螺仪能够由所述制动设备固定在静止状态中，从而阻止了陀螺仪旋转。此外，制动所述转动的陀螺仪是可能的。这种实施实现了，在非安全关键的行驶状况中，陀螺仪由制动设备保持静止，并且，在安全关键的或者大致安全关键的行驶状况中，制动设备释放陀螺仪，使得陀螺仪通过驱动单元和转动方向反转单元被转动地驱动。

在另一种实施中，离合器处于在驱动单元和陀螺仪之间的传递路径中，所述离合器能够在传递运动的、打开和关闭的状态之间调整。在非安全关键的状况中，离合器被打开，使得到陀螺仪的传递路径被中断，并且驱动运动不被传递到陀螺仪上。在安全关键的状况中，离合器被关闭，以便实现驱动能量到陀螺仪上的、所期望的传递。离合器位于驱动装置和转动方向反转单元之间，或者位于转动方向反转单元和陀螺仪之间。

根据另一种有利的实施，稳定装置被用于偏转稳定，以便尤其是阻止两轮车由于后轮的滑离而跌倒。为了偏转稳定有利的是，陀螺仪的转动轴线与两轮车的纵轴线重合，或者，至少大致重合。这个实施尤其是适用于具有陀螺仪的、固定的转动轴线的稳定装置。

在另一种实施例中，陀螺仪的转动轴线与两轮车的纵轴线占据更大的角度，所述实施也适用于具有陀螺仪的、固定的转动轴线的稳定装置，所述角度例如至少为45°、如有必要也能够为90°，并且例如平行于车辆纵向轴线地定向。这种实施利用回复力矩实现了双轮车的摆动稳定，所述回复力矩围绕两轮车的纵向轴线作用。

根据另一种有利的实施，稳定装置具有恰好一个陀螺仪。这原则上足以实现所希望的两轮车稳定。稳定方向能够通过转动方向反转单元来影响。

在一种可替代的实施中，稳定装置具有多于一个的陀螺仪（例如，两个陀螺仪），所述陀螺仪优选彼此平行地定向，并且尤其是具有固定的转动轴线。每个陀螺仪能够经由驱动单元和转动方向反转单元来驱动。如有必要，陀螺仪具有共同的驱动单元和共同的转动方向反转单元。

稳定装置的、不同的、能够调整的部件（尤其是转动方向反转单元以及如有必要为制动设备和电动机）经由调节或者控制装置的控制信号来调整，所述部件配属于驱动单元。调节或者控制装置能够是稳定装置的组成部分。可替代地，它是两轮车的调节或者控制装置，稳定装置的能够调整的部件与所述调节或者控制装置连接。

根据另一种有利的实施，基于两轮车的行驶状态量的传感器信息来进行稳定装置的部件的调整。传感器信息尤其是在车辆传感机构（例如，惯性传感机构和一个或者多个车轮转速传感器）中被求得，经由所述车辆传感机构来检测所寻找的行驶状态量。传感器数据在调节或者控制装置中被处理，控制信号在所述调节或者控制装置中产生，所述控制信号用于操控所述稳定装置的部件。

就用于运行两轮车的方法而言，连续地求得和评估行驶状态量，以便检测临界的行驶状态。在这种情况下，产生了用于操控所述稳定装置的、能够调整的部件的控制信号，通过将驱动能量从驱动单元经由转动方向反转单元引导到静止的陀螺仪上的方式，所述陀螺仪由此在所期望的转动方向上被驱动，由此产生了角动量，所述角动量稳定车辆。

其他的优点以及有利的实施能够从另外的权利要求、附图说明和附图中获悉。附图示出：

图1在示意性的视图中示出机动化的两轮车，所述两轮车配备有稳定装置；

图2在放大的视图中示出稳定装置。

在附图中，相同的构件设有相同的附图标记。

在图1中示出了机动化的两轮车1，所述两轮车配备有稳定装置2，所述稳定装置在图2中以放大的视图被示出。稳定装置2用于在行驶临界的状态中稳定所述两轮车1，尤其是在转弯行驶时和即将发生的、两轮车的后轮的侧向滑离的危险时。稳定装置2被紧固在两轮车的框架3处，并且优选形成预制的结构单元，所述结构单元被集成到两轮车1中。

两轮车1以自身已知的方式配备有传感机构，所述传感机构包括惯性传感机构4以及至少一个车轮转速传感器5，所述车轮转速传感器在前轮处。行驶状态量经由传感机构4、5来检测，从所述行驶状态量中能够推断出行驶状态。通过评估行驶状态量，能够推断出临界的或者即将出现的、临界的行驶状态。

两轮车1配备有调节或者控制装置6，传感机构4、5的传感器信号作为输入量被供应给所述调节或者控制装置6。在调节或者控制装置中产生控制信号，所述控制信号被供应给稳定装置2以用于操控能够调整的部件。

如图1结合图2能够获悉的，稳定装置2包括陀螺仪7、驱动单元8和转动方向反转单元9。此外，制动设备10和电动机11属于稳定装置2。陀螺仪7具有高的惯性力矩，并且在稳定装置2中围绕其转动轴线12能够转动地被支承；不存在陀螺仪7的、另外的运动可能性，它尤其是不能够转动或者倾斜地被支承。陀螺仪7的转动轴线12在稳定装置2在两轮车1中的装配状态下平行于或者至少大致平行于两轮车的纵轴线z延伸。

驱动单元8被实施为机械的储能器，所述储能器以螺旋弹簧的形式。螺旋弹簧8经由电动机11的操纵而受力，其中，电动机11现在必须被操纵以用于受力过程。受力的螺旋弹簧8如此长时间地保持其能量状态，直至弹簧能量被转换以用于陀螺仪7的、转动的驱动。

螺旋弹簧8经由转动方向反转单元9与陀螺仪7连接。转动方向反转单元9例如被实施为能够切换的传动器，所述传动器将螺旋弹簧8的弹簧能量转换成陀螺仪7围绕其转动轴线12的旋转运动。陀螺仪7的转动方向能够经由转动方向反转单元9被调整成顺时针或者逆时针。

制动设备10能够在制动所述陀螺仪7的旋转运动的位置和释放位置之间被调整，在所述释放位置中陀螺仪7能够不被制动地旋转。

稳定装置2的、所有能够调整的部件由在两轮车1中的调节或者控制装置6的控制信号来调整，这涉及转动方向反转单元9、制动设备10以及电动机11。

用于稳定两轮车的方法如下进行：

传感器信号由传感机构4、5连续地求得并且作为输入信号被供应给调节或者控制装置6，在所述调节或者控制装置中计算：安全临界的行驶状态是否存在或者是否即将出现。如果是这种情况，则产生控制信号，所述控制信号用于操控稳定装置2的、能够调整的部件。

只要两轮车处于非安全临界的状态中，则稳定装置2的制动设备10在其制动所述陀螺仪旋转运动的位置中，同时，螺旋弹簧8处于其受力状态中。如果稳定装置2应当被操纵用于两轮车稳定，则释放制动设备10，使得陀螺仪7能够不受阻止地旋转。同时，操控转动方向反转单元9，以便调整所期望的、围绕陀螺仪7的转动轴线12的转动方向。弹簧能量从所受力的螺旋弹簧8经由转动方向反转单元9被引导到陀螺仪7上，所述陀螺仪开始在所期望的转动方向上旋转。由此所产生的角动量导致两轮车的稳定。

在两轮车已经被稳定了之后，制动设备10再次被过渡到其制动位置，在所述制动位置中陀螺仪7围绕其转动轴线12的旋转被阻止。同时，能够操纵所述电动机11，以便再次使所述螺旋弹簧8受力。

Claims (12)

1.用于两轮车（1）的稳定装置，所述稳定装置包括能够转动地支承的陀螺仪（7）和用于驱动所述陀螺仪（7）的驱动单元（8），其特征在于，转动方向反转单元（9）被布置在所述驱动单元（8）和所述陀螺仪（7）之间，所述陀螺仪（7）的转动方向能够通过所述转动方向反转单元来调整。

2.根据权利要求1所述的稳定装置，其特征在于，所述转动方向反转单元（9）是能够切换的传动器。

3.根据权利要求1或者2所述的稳定装置，其特征在于，所述驱动单元（8）是机械的储能器。

4.根据权利要求3所述的稳定装置，其特征在于，所述驱动单元（8）是螺旋弹簧。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的稳定装置，其特征在于，所述驱动单元（8）包括电动机（11）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的稳定装置，其特征在于，所述陀螺仪（7）能够由制动设备（10）来制动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的稳定装置，其特征在于，所述陀螺仪（7）具有在所述两轮车（1）中的、固定的转动轴线（12）。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的稳定装置，其特征在于，所述稳定装置（2）能够用于偏转稳定，并且所述陀螺仪（7）的所述转动轴线（12）至少大致地与所述两轮车（1）的纵轴线重合。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的稳定装置，其特征在于，所述稳定装置（2）具有恰好一个陀螺仪（7）。

10.调节或者控制装置（6），所述调节或者控制装置用于操控根据权利要求1至9中任一项所述的稳定装置（2）的、能够调整的部件。

11.两轮车，所述两轮车具有根据权利要求1至9中任一项所述的稳定装置（2）、调节或者控制装置（6）和车辆传感机构，其中，在所述调节或者控制装置（6）中能够由行驶状态量来产生控制信号，所述控制信号用于操控所述稳定装置（2）的、能够调整的所述部件，所述行驶状态量在车辆传感机构中被求得。

12.用于运行根据权利要求11所述的两轮车（1）的方法，其中，在由行驶状态量求得的、临界的行驶状态的情况下，以这样的方式来操控所述稳定装置（2），从而产生稳定的力矩。