FR3053016A1 - SYSTEM FOR MANAGING EQUILIBRIUM OF TWO-WHEELED MOTOR VEHICLES - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système de gestion de l'équilibre d'un véhicule à moteur à deux roues alignées comprenant : un gyroscope situé dans un boîtier et entraîné en rotation par un motoréducteur et un moteur de prise directe avec le gyroscope, - un berceau de roulis orienté par une vis à bille, - un moteur associé à une vis à billes, commandé par deux contacteurs à billes et commandant l'inclinaison du berceau de roulis.The invention relates to a system for managing the balance of a two-wheeled motor vehicle comprising: a gyroscope located in a housing and rotated by a geared motor and a direct drive motor with the gyroscope, - a cradle Roller guided by a ball screw, - A motor associated with a ball screw, controlled by two ball contactors and controlling the inclination of the roll cradle.
Description
SYSTÈME DE GESTION DE L'EQUILIBRE DES VÉHICULES À MOTEURSYSTEM FOR MANAGING THE BALANCE OF MOTOR VEHICLES
À DEUX ROUES ALIGNÉESTWO ALIGNED WHEELS
Domaine technique : Gérer l'équilibre à l'arrêt et en circulation des véhicules à moteur à deux roues alignées disposées longitudinalement dans le sens du déplacement.Technical field: Manage the stopping and running balance of two-wheeled motor vehicles arranged longitudinally in the direction of travel.
Etat technique antérieur :Previous technical state:
Problème d'équilibre des véhicules à moteur à deux roues alignées disposées longitudinalement dans le sens du déplacement générant un tiers des décès de la route chaque année en France alors que les kilomètres parcourus par ces véhicules sont infimes rapportés au kilomètres parcourus par le parc automobile.Balance problem of two-wheeled motor vehicles arranged longitudinally in the direction of travel generating a third of the road deaths each year in France while the kilometers traveled by these vehicles are tiny compared to the kilometers traveled by the car fleet.
Exposé de l'invention : 1. Ajout d'un système de gestion de l'équilibre additionnel nomade à alimentation électrique intégrée et motorisation électrique ou turbo dont la capacité énergétique très supérieure à l'effet gyroscopique des organes tournant des véhicules à moteur à deux roues à leur vitesse maximum permet à ce système de gérer l'équilibre du véhicule.DESCRIPTION OF THE INVENTION 1. Addition of a nomadic additional balance management system with integrated electric power supply and electric or turbo motorization, the energy capacity of which is much greater than the gyroscopic effect of the rotating bodies of two-wheeled motor vehicles wheels at their maximum speed allows this system to manage the balance of the vehicle.
La fonction nomade est assurée par un rack. L'implantation préconisée est sur le porte bagage en dessous du top case, sur un porte colis à l'avant du véhicule à deux roues motorisées ou sur le repose pied des scooters. Le système doit dans tous les cas être positionné plus haut que l'appui des pneus sur la chaussée. 2. Commande de l'inclinaison en virage :The nomadic function is provided by a rack. The recommended installation is on the luggage rack below the top box, on a parcel door at the front of the two-wheeled motorized vehicle or on the footrest of the scooters. The system must in all cases be positioned higher than the support of the tires on the roadway. 2. Tilt corner control:
La gestion de l'équilibre est constitué de deux contacteurs à billes dont les contacts sont tête bêche coté extérieur du véhicule. Les corps sont fixés alignés horizontalement et perpendiculairement à l'axe vertical et l'axe longitudinal du véhicule donc transversalement sur le véhicule et commandant le moteur de la vis à bille et donc l'inclinaison du système de gestion de l'équilibre qui se fait au moyen du berceau de roulis.Balance management consists of two ball contactors whose contacts are head to tail on the outside of the vehicle. The bodies are fixed aligned horizontally and perpendicular to the vertical axis and the longitudinal axis of the vehicle so transversely on the vehicle and controlling the ball screw motor and thus the inclination of the balance management system that is made by means of roll cradle.
Tout comme la surface de l'essence du réservoir du véhicule à deux roues à moteur reste perpendiculaire à l'axe vertical du véhicule lors du passage en courbe, les billes de commande vont rester en position centrale inactive sur leur support en virage si l'inclinaison est correcte. La sensibilité de celles-ci se règle en mettant un angle de positionnement des corps des capteurs par rapport à l'horizontalité de leur support. Cet angle éloigne les billes des contacts. 3. Virage à droite ou à gauche :Just as the petrol surface of the tank of the two-wheeled motor vehicle remains perpendicular to the vertical axis of the vehicle when passing in curve, the control balls will remain inactive central position on their support in turn if the tilt is correct. The sensitivity of these is adjusted by placing an angle of positioning of the bodies of the sensors relative to the horizontality of their support. This angle keeps the balls away from the contacts. 3. Turning right or left:
La bille du contact se déplace vers l'extérieur du virage. En appui sur le contact extérieur au virage elle ferme le circuit de commande de la vis à bille. La vis à billes oriente le berceau du système de gestion de l'équilibre. Le véhicule s'incline. La position de passage en courbe est correcte. L'angle de réglage de sensibilité du contact à bille décolle la bille de son contact. La vis à bille est désactivée. Le berceau s'immobilise. L'autre bille de contact reste en position désactivée grâce à l'angle de réglage de sensibilité du contact à bille. 4. Véhicule trop penché :The ball of the contact moves towards the outside of the turn. Pressing on the outside contact at the turn it closes the control circuit of the ball screw. The ball screw orients the cradle of the balance management system. The vehicle tilts. The position of passage in curve is correct. The sensitivity setting angle of the ball contact lifts the ball from its contact. The ball screw is deactivated. The cradle stops. The other contact ball remains in the off position due to the sensitivity setting angle of the ball contact. 4. Vehicle too leaning:
La bille du contact qui se trouve à l'intérieur du virage se déplace vers l'intérieur du virage. En appui sur les contacts elle ferme le circuit de commande de la vis à bille. La vis à billes oriente le berceau du système de gestion de l'équilibre. Le véhicule se redresse. La position de passage en courbe est correcte. L'angle de réglage de sensibilité du contact à bille décolle la bille de son contact. La vis à bille est désactivée. Le berceau s'immobilise. L'autre bille de contact reste en position désactivée grâce à l'angle de réglage de sensibilité du contact à bille. 5. Véhicule insuffisamment penché en virage :The ball of the contact which is inside the bend moves towards the inside of the bend. Pressing the contacts closes the control circuit of the ball screw. The ball screw orients the cradle of the balance management system. The vehicle is recovering. The position of passage in curve is correct. The sensitivity setting angle of the ball contact lifts the ball from its contact. The ball screw is deactivated. The cradle stops. The other contact ball remains in the off position due to the sensitivity setting angle of the ball contact. 5. Vehicle insufficiently leaned in corner:
La bille du contact qui se trouve à l'extérieur du virage se déplace vers l'extérieur du virage. En appui sur les contacts elle ferme le circuit de commande de la vis à bille. La vis à billes oriente le berceau du système de gestion de l'équilibre. Le véhicule se penche. La position de passage en courbe est correcte. L'angle de réglage de sensibilité du contact à bille décolle la bille de son contact. La vis à bille est désactivée. Le berceau s'immobilise. L'autre bille de contact reste en position désactivée grâce à l'angle de réglage de sensibilité du contact à bille. 6. Véhicule en entrée de virage à droite ou à gauche :The contact ball that is outside the turn moves out of the turn. Pressing the contacts closes the control circuit of the ball screw. The ball screw orients the cradle of the balance management system. The vehicle is leaning. The position of passage in curve is correct. The sensitivity setting angle of the ball contact lifts the ball from its contact. The ball screw is deactivated. The cradle stops. The other contact ball remains in the off position due to the sensitivity setting angle of the ball contact. 6. Vehicle entering the turn to the right or left:
Le pilote en orientant le guidon du véhicule vers l'intérieur du virage va provoquer le déplacement des billes qui elles continuent en ligne droite.The pilot by directing the handlebars of the vehicle towards the inside of the bend will cause the displacement of the balls which continue in a straight line.
La bille du contact qui se trouve à l'extérieur du virage se déplace vers l'extérieur du virage. En appui sur les contacts elle ferme le circuit de commande de la vis à bille. La vis à billes oriente le berceau du système de gestion de l'équilibre. Le véhicule se penche. La position de passage en courbe est correcte. L'angle de réglage de sensibilité du contact à bille décolle la bille de son contact. La vis à bille est désactivée. Le berceau s'immobilise. L'autre bille de contact reste en position désactivée grâce à l'angle de réglage de sensibilité du contact à bille.The contact ball that is outside the turn moves out of the turn. Pressing the contacts closes the control circuit of the ball screw. The ball screw orients the cradle of the balance management system. The vehicle is leaning. The position of passage in curve is correct. The sensitivity setting angle of the ball contact lifts the ball from its contact. The ball screw is deactivated. The cradle stops. The other contact ball remains in the off position due to the sensitivity setting angle of the ball contact.
Le véhicule est en position de circulation en virage. 7. Véhicule en sortie de virage à droite ou à gauche :The vehicle is in the cornering traffic position. 7. Vehicle leaving the turn to the right or to the left:
Le pilote en orientant le guidon vers l'extérieur du virage va provoquer le déplacement des billes qui elles sont en position de continuation de virage.The pilot by orienting the handlebars towards the outside of the turn will cause the displacement of the balls which are in position of continuation of turn.
La bille du contact qui se trouve à l'intérieur du virage se déplace vers l'intérieur du virage. En appui sur les contacts elle ferme le circuit de commande de la vis à bille. La vis à billes oriente le berceau du système de gestion de l'équilibre. Le véhicule se redresse. Le véhicule est vertical. L'angle de réglage de sensibilité du contact à bille décolle la bille de son contact. La vis à bille est désactivée. Le berceau s'immobilise. L'autre bille de contact reste en position désactivée grâce à l'angle de réglage de sensibilité du contact à bille.The ball of the contact which is inside the bend moves towards the inside of the bend. Pressing the contacts closes the control circuit of the ball screw. The ball screw orients the cradle of the balance management system. The vehicle is recovering. The vehicle is vertical. The sensitivity setting angle of the ball contact lifts the ball from its contact. The ball screw is deactivated. The cradle stops. The other contact ball remains in the off position due to the sensitivity setting angle of the ball contact.
Le véhicule est en position de circulation ligne droite. 8. Les contacteurs à billes peuvent être remplacés par des accéléromètres, centrales inertielles, inclinomètres, gyroscope de commande etc... 9. Pour le berceau de tangage les contacteurs à billes de commande sont à proscrire car en position longitudinale dans le sens du déplacement leur fonction est perturbée par l'accélération et la décélération. La fonction de commande du berceau de tangage doit être confié à un autre système de commande énoncé ci-dessus. 10. En courbe en cas de perte d'adhérence, de vent de travers, de choc, etc.... Le système de gestion de l'équilibre va maintenir la position de tangage et de roulis à l'équilibre. L'action de correction du tangage par le système de gestion de l'équilibre empêche la modification de trajectoire inopportune et accidentogène. 11. En cas de faute de conduite (trajectoire trop à l'intérieur ou à l'extérieur du virage) le pilote n'a plus qu'à modifier sa trajectoire. L'inclinaison est gérée par le système de gestion de l'équilibre, donc pas d'équilibre à maintenir pour le pilote. Le pilote n'est pas un équilibriste. D'où une meilleure réactivité car il ne peut faire bien deux choses en même temps. 12. La commande du berceau de tangage empêche le véhicule à deux roues à moteur de se cabrer à l'accélération et de plonger à la décélération. D'où le contact permanent des roues avec la route. Le freinage est donc toujours optimum.The vehicle is in the right-hand traffic position. 8. Ball contactors can be replaced by accelerometers, inertial units, inclinometers, control gyroscope, etc. 9. For the pitch cradle the control ball contactors are to be avoided because in longitudinal position in the direction of travel their function is disturbed by acceleration and deceleration. The control function of the pitch cradle must be assigned to another control system stated above. 10. Curved in case of loss of grip, crosswind, shock, etc .... The balance management system will maintain the position of pitch and roll to balance. The pitch correction action of the balance management system prevents inadvertent and accidental trajectory change. 11. In the event of a driving fault (trajectory too far inside or outside the turn), the driver only has to modify his trajectory. The inclination is managed by the balance management system, so no balance to maintain for the driver. The pilot is not a balancing actor. Hence a better responsiveness because it can not do two things well at the same time. 12. The pitch cradle control prevents the two-wheeled motor vehicle from pitching up and decelerating. Hence the permanent contact of the wheels with the road. Braking is always optimal.
Il permet aussi le transfert de charge entre les roues avant et arrière du véhicule pour maintenir l'adhérence des deux roues dans les virages en allégeant la roue qui glisse et en chargeant la roue qui adhère. 13. Le véhicule est insensible à l'environnement de circulation (adhérence, nids de poule, vent de travers, collisions ....). Sa trajectoire n'est pas aléatoire. Elle est le fait du pilote pas de l'environnement. La trajectoire est beaucoup plus précise car pas impactée par la recherche d'équilibre. 14. Le berceau de tangage peut-être supprimé. La fixation du système de gestion de l'équilibre se faisant par le dessous du berceau de roulis directement sur le véhicule à deux roues motorisé en respectant 1'horizontalitée du véhicule et du système à l'arrêt. 15. Dans le cas de routes montantes ou descendante, le système de gestion de l'équilibre s'adapte progressivement à la configuration mais empêche les modifications rapides accidentogènes. Cela est dû au principe de base de la gyroscopie. 16. A l'arrêt l'énergie gyroscopique des organes tournant des véhicules à moteur à deux roues est négligeable. L'énergie gyroscopique du système de gestion de l'équilibre permet aux véhicules à deux roues à moteur de ne pas tomber sans utilisation de béquille. A l'arrêt lors de la circulation (stop, feu rouge, bouchons...) il est inutile de mettre pied à terre. Le véhicule est en équilibre par lui-même.It also allows the load transfer between the front and rear wheels of the vehicle to maintain the grip of the two wheels in turns by lightening the wheel that slips and loading the wheel that adheres. 13. The vehicle is insensitive to the traffic environment (grip, potholes, crosswinds, collisions, etc.). His trajectory is not random. It is the driver's fault not the environment. The trajectory is much more precise because not impacted by the search for balance. 14. The pitching cradle may be removed. Fixing the balance management system is by the bottom of the roll cradle directly on the motorized two-wheeled vehicle respecting the horizontal of the vehicle and the system at a standstill. 15. In the case of rising or falling roads, the balance management system adapts gradually to the configuration but prevents accidental rapid changes. This is due to the basic principle of gyroscopy. 16. At standstill the gyroscopic energy of rotating bodies of two-wheeled motor vehicles is negligible. The gyroscopic energy of the balance management system allows two-wheeled motor vehicles not to fall without the use of a stand. When stopped during traffic (stop, traffic light, traffic jams ...) it is useless to dismount. The vehicle is in balance by itself.
Le système ayant sa propre alimentation électrique la gestion de l'équilibre fonctionne même si le moteur du véhicule est arrêté. A l'arrêt et en circulation la capacité énergétique du système de gestion de l'équilibre est constante et maximum. 17. En circulation le pilote du véhicule à deux roues à moteur ne louvoie plus (trajectoire sinusoïdale) en recherche d'équilibre. Celui-ci peut-être conduit par une personne n'ayant jamais utilisé de véhicule à deux roues ou n'ayant pas le sens de l'équilibre ou bien les deux en même temps. 18. En cas de choc le véhicule ne tombe pas. Si son pilote est attaché il reste en sécurité sur le véhicule et ne git pas à terre. Il ne peut pas être écrasé par les autres véhicules en circulation. 19. Le véhicule équipé bénéficie de trois appuis. Deux appuis bas des pneus sur le sol sécurisés par l'anti-cabrage, l'anti-plongée et l'anti-glissement et un appui haut gyroscopique de haute énergie. En isostatisme trois points d'appui et un anti-rotation empêche le véhicule de bouger hors de ce qu' il est prévu. Trois appuis dont un gyroscopique et immatériel correspond au niveau de sécurité d'un véhicule à quatre roues en appui sur le sol. Ce qui permet d'augmenter le nombre de places assises (taxi) des deux roues motorisées (alignées ou coude à coude). Il suffit alors d'aumenter la capacité énergétique du système pour l'adapter à la charge en augmentant la vitesse de rotation du gyroscope ou le rayon ou la masse ou les deux ou les trois à la fois.The system having its own power supply the balance management works even if the vehicle engine is stopped. At shutdown and in circulation the energy capacity of the balance management system is constant and maximum. 17. In circulation, the pilot of the two-wheeled motor vehicle no longer tackles (sinusoidal trajectory) in search of equilibrium. This may be driven by a person who has never used a two-wheeled or non-balanced vehicle, or both at the same time. 18. In case of shock the vehicle does not fall. If his driver is attached he stays safe on the vehicle and does not lie on the ground. It can not be crushed by other vehicles in circulation. 19. The equipped vehicle has three supports. Two low tire support on the ground secured by anti-pitching, anti-dive and anti-slip and a high gyro high energy support. In isostatism three points of support and an anti-rotation prevents the vehicle from moving outside of what it is intended. Three supports including a gyroscopic and immaterial corresponds to the level of safety of a four-wheeled vehicle resting on the ground. This increases the number of seats (taxi) of the two motorized wheels (aligned or elbow to elbow). It is then sufficient to increase the energy capacity of the system to adapt to the load by increasing the speed of rotation of the gyroscope or the radius or mass or two or three at a time.
Présentation des figures : 1. La vue de dessus du plan de définition donnant l'implantation générale du système de gestion de l'équilibre sur lequel apparaissent les berceaux avec leurs vis à bille motorisées, le moteur et le motoréducteur électrique, les diverses transmissions et le carter du gyroscope avec son couvercle. 2. La vue de dessous du plan de définition. 3. La commande de la vis à bille par interrupteur à bille. 4. Le gyroscope. 5. Le boîtier du gyroscope. 6. Le couvercle du boîtier du gyroscope.Presentation of the figures: 1. The top view of the definition plane giving the general layout of the balance management system on which the cradles appear with their motorized ball screws, the motor and the electric geared motor, the various transmissions and the gyroscope housing with its lid. 2. The bottom view of the definition plane. 3. The control of the ball screw by ball switch. 4. The gyroscope. 5. The case of the gyroscope. 6. The cover of the gyroscope case.
Mode de réalisation : 1. Miniaturisation du système de gestion de l'équilibre : Le gyroscope sera remplacé par un supra gyroscope. La motorisation électrique est remplacée par l'action des gaz d'échappement sur les pâles poussées d'un turbo dont la turbine qui pousse l'air d'admission est remplacée par un disque miniaturisé.Embodiment: 1. Miniaturization of the balance management system: The gyroscope will be replaced by a supra gyroscope. The electric motor is replaced by the action of the exhaust gas on the pale thrust of a turbo whose turbine that pushes the intake air is replaced by a miniaturized disc.
Par exemple un supra gyroscope de 500 grammes est de 4 cm de diamètre à 4200 t/s (vitesse turbo) est équivalent à un gyroscope de 35 kg de 40 cm de diamètre à 3000 t/mn (vitesse moteur électrique) en capacité énergétique (KJ) . La proportion reste valable pour toutes valeurs. 2. Description du système électrique situé dans le boîtier du système de gestion dans l'ordre d'alimentation : génératrice du véhicule, batterie du véhicule, un convertisseur, un chargeur intelligent, un bloc énergie, le circuit électrique des berceaux et celui du gyroscope. 3. Description du circuit électrique des berceaux dans l'ordre d'alimentation : capteurs précédemment décris, relais de puissance, fusibles, potentiomètres afin d'ajuster la réactivité du système de gestion de l'équilibre (sport, tourisme, adhérence...), servomoteurs des vis à billes. 4. Description du circuit électrique d'alimentation du gyroscope dans l'ordre d'alimentation : deux accélérateurs à main sur le prototype (qui seront remplacés par un calculateur sur la production série et une mise en route par la clef de contact du véhicule), contrôleurs électriques de trottinette, fusibles, motoréducteur et moteur.For example a supra gyroscope of 500 grams is 4 cm in diameter at 4200 t / s (turbo speed) is equivalent to a 35 kg gyroscope of 40 cm diameter at 3000 rpm (electric motor speed) in energy capacity ( K J) . The proportion remains valid for all values. 2. Description of the electrical system located in the management system enclosure in the order of power supply: vehicle generator, vehicle battery, converter, smart charger, power block, cradle electrical circuit and gyroscope circuit . 3. Description of the electric circuit of the cradles in the order of supply: previously described sensors, power relay, fuses, potentiometers in order to adjust the responsiveness of the balance management system (sport, tourism, grip ... ), servo motors for ball screws. 4. Description of the power supply circuit of the gyroscope in the order of power supply: two hand accelerators on the prototype (which will be replaced by a computer on the serial production and a start by the ignition key of the vehicle) , electric scooter controllers, fuses, geared motor and motor.
Enchaînement des opérations : Lancement du gyroscope à l'aide du motoréducteur, vitesse maximum atteinte, arrêt alimentation, lancement du moteur en prise directe avec le gyroscope, vitesse maximum atteinte, maintien.Sequence of operations: Launch of the gyroscope using the geared motor, maximum speed reached, power off, launch of the motor in direct contact with the gyroscope, maximum speed reached, maintenance.
Le désassemblage mécanique des blocs électrique du gyroscope se fait automatiquement par l'utilisation d'une transmission par roue libre soit par chaîne soit par un autre système de transmission.The mechanical disassembly of the electric blocks of the gyroscope is done automatically by the use of a freewheel transmission either by chain or by another transmission system.
En utilisation le système de gestion n'utilise pas le circuit électronique de mise en rotation du gyroscope. D'où une fiabilité absolue.In use the management system does not use the electronic circuit for rotating the gyroscope. Hence absolute reliability.
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| FR3053016B1 (en) | 2019-04-19 |
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Legal Events
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Effective date: 20171229 |
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