KR20150052109A

KR20150052109A - 차량 서스펜션의 자이로스코프 시스템

Info

Publication number: KR20150052109A
Application number: KR1020157007417A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 기영 김; 에릭 밀러
Original assignee: 리트 모터스 코포레이션
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2015-05-13
Also published as: SG11201501368UA; CN104583063A; BR112015003748A2; US20140054867A1; EP2888154A4; WO2014036018A1; JP2015530956A; IL236939A; HK1208652A1; TW201408511A; EP2888154A1; US8919788B2

Abstract

본 발명의 실시형태는 향상된 차량 안정화 해법을 위한 방법, 장치 및 시스템을 설명한다. 본 발명의 실시형태는 2개 이상의 바퀴를 갖는 차량에 연결된 적어도 하나의 센서로부터 센서 정보를 수신할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 센서는 차량의 바퀴, 서스펜션 구성요소, 또는 프레임 중 적어도 하나에 연결된다. 수신된 센서 정보로부터 차량의 경사각이 결정되고, 상기 경사각은 차량에 대한 기준면으로부터의 오프셋 각도를 포함한다. 제어기가, 적어도 부분적으로 차량의 경사각에 기초하여 총 각 모멘트를 산출하기 위해 차량의 프레임에 연결된 하나 이상의 제어 모멘트 자이로스코프(CMG)에 명령을 전송한다.

Description

차량 서스펜션의 자이로스코프 시스템 {GYROSCOPIC SYSTEM IN VEHICLE SUSPENSION}

본 발명의 실시형태는 일반적으로, 수송 차량에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 차량 동력 및 안정화 시스템에 관한 것이다.

차량 안정화는 안정성, 성능 및 에너지 효율성을 향상시키기 위한 차량 설계의 점점더 중요해지고 있는 측면이다. 차량 서스펜션 해법을 위한 종래기술의 해법은 스프링, 완충장치, 유압장치, 및/또는 스트럿(strut)/진동 방지(anti-sway) 바 등의 전형적인 서스펜션 구성요소만을 포함한다. 그러나, 이러한 해법은 차량의 자세에 대한 그 영향을 감소시키기 위해서 힘을 흡수하는 것에 관한 것이다.

필요한 것은 차량의 각도/자세에 영향을 주는 힘에 보다 직접적으로 대항하기 위해 이러한 서스펜션 구성요소를 증강시키기 위한 해법이다.

이하의 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 배제하지 않는 비제한적 실시형태를 설명하며, 달리 특정되지 않는 한 도면에서 동일한 도면 부호는 다양한 도면 전체에 걸쳐 동일한 부분을 지칭한다. 이하의 도면은 비율대로 도시되어 있지 않음을 인식해야 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 개시물의 실시형태에 따른 향상된 안정화 시스템을 포함하는 차량의 측면도 및 정면도를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시물의 실시형태에 따른 방향전환 동안의 차량의 기움 역학관계를 변화시키는 하나 이상의 제어 모멘트 자이로스코프를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b는 본 개시물의 실시형태에 따른 방향전환 동안의 차량의 기움 역학관계를 변화시키는 하나 이상의 제어 모멘트 자이로스코프를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 본 개시물의 실시형태에 따른 비포장도로 사용 동안의 차량의 안정성을 변화시키는 하나 이상의 제어 모멘트 자이로스코프를 나타낸다.
도 5는 본 개시물의 실시형태에 따른 하나 이상의 제어 모멘트 자이로스코프를 통해 차량 서스펜션 시스템을 증강시키기 위한 처리의 절차도이다.

이하에 설명된 실시형태의 일부 또는 모두를 묘사할 수 있는 도면에 대한 설명과, 본원에 나타낸 발명 개념의 다른 잠재적인 실시형태 또는 실행에 대한 논의를 포함하는 소정 상세사항 및 실행에 대한 설명을 이하에 기재한다. 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명되는, 본 발명의 실시형태의 개요가 이하에 제공된다.

본 발명의 실시형태는 향상된 차량 안정화 해법을 위한 방법, 장치 및 시스템을 설명한다. 이하의 설명에서, 많은 특정 상세사항은 실시형태의 면밀한 이해를 제공하기 위해 개진된다. 그러나, 통상의 기술자는, 본원에 기재된 기술은 특정 상세사항 중 하나 이상이 없는 상태에서 또는 다른 방법, 구성요소, 재료 등에 의해 실행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 다른 경우, 주지의 구조, 재료 또는 동작은 일부 양태를 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 상세하게 도시하거나 설명하지 않는다.

도 1a 및 도 1b는 본 개시물의 실시형태에 따른 향상된 안정화 시스템을 포함하는 차량의 측면도 및 정면도를 나타낸다. 이 실시형태에서, 차량(100)은 아래 설명된 바와 같이 차량의 서스펜션 시스템을 보조하기 위해서 다수의 제어 모멘트 자이로스코프(CMG)(110 및 112)를 포함하는 것으로 도시되어 있다.

자이로스코프는 회전하는 플라이휠 주위에 조립된 에너지 저장 요소이다. 플라이휠은 하나의 축에 가해진 토크를 취하여 그것을 다른 축에 출력하는 토크 변환기로서 작용한다. 'CMG'는 전형적으로 강체의 자세 제어를 위해 특별히 적용된 자이로스코프(전통적으로, 위성 및 우주선에 사용됨)를 말한다. 아래 설명된 바와 같이, 다양한 구성으로, 단일 또는 다수의 CMG 시스템이, (예를 들어, 차등 제동을 통한) 차량의 속도 감소, 대형 수동 요소(예를 들어, 스포일러)의 추가, 또는 독립적 휠 토크 분배를 포함하는 능동 견인 제어의 이용이 없는 상태에서, 차량 안정성을 증가시키기 위해 자동차 분야에 적용될 수 있다.

본원에서 언급하는 바와 같이, CMG는 짐벌 조립체를 지지하는 하우징에 포함된 자이로스코프 장치를 말한다. 상기 짐벌 조립체는 샤프트에 연결된 관성 요소(예를 들어, 회전 링 또는 실린더)를 갖는 회전자를 포함한다. 회전 모터에 의해 회전 축을 중심으로 회전될 수 있는 샤프트의 회전 운동을 가능케 하기 위해 샤프트 단부 주위에 회전 베어링이 배치될 수 있다. 짐벌 조립체는 결국 CMG 하우징의 제1 단부에 장착된 토크 모듈 조립체에 의해 짐벌 축을 중심으로 회전될 수 있다. 따라서, 그 플라이휠 회전 속도를 변경시킴으로서 그 출력 토크를 조정하는 다른 유형의 자이로스코프들에 비해, CMG는 그 회전자의 회전 축을 경사지게 하여 그 출력 토크를 변경할 수 있다(한편, 반드시 그 플라이휠 회전 속도를 변경시키는 것이 아님).

짐벌 조립체의 회전 운동을 가능하게 하기 위해서, 짐벌 베어링이 짐벌 조립체와 CMG 하우징과의 사이에 배치된다. 전기 신호 및 동력이 본 기술분야에 알려진 임의의 동력 제어기 수단을 거쳐서 짐벌 조립체에 의해 취득될 수 있다. CMG는 또한 짐벌 조립체의 회전율 및 위치를 결정하는데 적합한 임의의 수의 센서(예를 들어, 인코더, 리졸버, 회전속도계 등)를 포함할 수 있다.

CMG(110 및 112)는 상이한 구동 조건에서 차량을 안정화시키기 위해 차량(100)의 서스펜션 시스템(120)과 조합되어 사용된다. 도 1a 및 도 1b는 서스펜션 시스템(120)의 구성요소의 일부의 위치결정을 개괄적으로 나타낸다. 상기 서스펜션 시스템은 예를 들어 스프링, 댐퍼(충격흡수체 등), 유압장치, 및/또는 스트럿/진동 방지 바를 포함할 수 있다.

소정 조건하에서, 차량은 슬립되거나 롤오버될 수 있다. 본원에서 언급될 때, '슬립'은 차량 주향 각도와 속도 벡터와의 사이의 차이에 의해 특징지어지는 평면내 현상이며, '롤오버'는 급격한 코너링이 내측 타이어에 0의 수직력을 생성시킬 때 발생하며, 높은 코너링 속도 및 작은 곡률 반경의 결과로서 발생하는 측방향 현상이다. 코너링의 소정 지점에서, 차량은 슬립/롤오버가 발생할 수 있는 안정성 경계에 도달할 수 있다.

본 발명의 실시형태에서, 하나 이상의 CMG는 차량의 가로 흔들림 축(roll axis)을 중심으로 토크를 발생시킬 수 있으며, 결과적으로 내측 타이어에 추가적인 수직력을 발생시켜 롤오버를 방지한다. 그러므로, 가령 슬립이 롤오버 전에 발생한다고 가정하면, 롤오버 안정화를 위해 사용된 상기 하나 이상의 CMG는 또한 슬립을 완화시킬 수 있다.

CMG(110 및 112)는 각각 하나 이상의 축에서 가동될 수 있고, 전자 제어 또는 기계 제어 시스템을 이용할 수 있다. 상기 제어 시스템은 CMG에 의해 발생된 총 각운동량을 제어하기 위해 하나 이상의 전자 센서(130)로부터 정보를 수신할 수 있다. 이러한 센서는 차량(100)의 프레임, 서스펜션 시스템 또는 휠 조립체(예를 들어, 타이어, 림, 펜더 등)의 임의의 부분에 장착될 수 있다. 상기 제어 시스템은 추가로 차량(100)의 가속도, 차량의 하나 이상의 조향가능 바퀴[즉, 차량(100)의 정면도를 나타내는 도 1b에 도시된 바와 같은 앞바퀴(102 및 104)]의 위치, 차량의 제동 시스템의 결합 등에 기초하여 CMG(110 및 112)를 제어할 수 있다. 일부 실시형태에서, CMG는 차량 제동 시스템으로부터 또는 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환하는 차량의 임의의 전기기계 구성요소(예를 들어, 교류 발전기와 같은 발전기 또는 차량 구동 모터의 다른 구성요소 등)로부터 취득한 재생 에너지를 취득할 수 있다.

CMG(110 및 112)는, CMG의 모멘트 중심(115)(도 1b에 도시된 바와 같음)이 종방향 직렬로 그리고 차량의 중력 중심(116) 아래에 있도록, 직렬로 그리고 차량(100)의 앞바퀴와 뒷바퀴와의 사이에 (예를 들어, 중심에 있거나, 중심에 있지 않은 상태로) 위치되는 것으로 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있다. CMG는 대게 각각에 의해 생성된 요 모멘트(yaw moment)를 제거하고 생성된 토크를 두배로 하기 위해 쌍으로 사용되지만, 다른 실시형태에서, 임의의 수의 CMG(즉, 하나, 둘 초과)가 차량의 서스펜션 시스템을 증강시키기 위해 임의의 구성으로 배치될 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 본 개시물의 실시형태에 따른 방향전환 동안의 차량의 기움 역학관계를 변화시키는 하나 이상의 CMG를 나타낸다. 도 2a에서, 차량(200A)은 2개 초과의 바퀴 및 서스펜션 시스템(220A)을 갖는 차량을 포함하며, 본 예에서는 이 서스펜션 시스템(220A)은 본 예에서는 자이로스코프 보조형이 아니다[예를 들어, CMG가 분리된, 도 1a 및 도 1b의 서스펜션 시스템(120)과 유사한 서스펜션]. 차량(200A)은, 차량 프레임(205)이 (운전자에 대해) 오른쪽으로 중심을 벗어나 경사지게 하는, (운전자에 대해) 좌측으로의 방향전환 상태로 결합된 앞바퀴(202 및 204)를 포함하는 것으로 도시되어 있다.

도 2b는, 방향전환 동안 차량 프레임(205)을 수평 안정상태(level stasis)에 오게 하는 적어도 하나의 CMG(210) 증강 서스펜션 시스템(220B)을 갖는 차량(200B)을 나타낸다. 본원에서 설명될 때, "수평 안정상태"는 측방-대-측방, 전방-대-후방, 또는 이들 양자 모두로부터 차량 프레임의 수평화를 말할 수 있다. CMG(들)(210)의 회전자는 따라서 회전자의 회전 평면(및 반드시 회전자의 회전 속도는 아님)의 변화가 스핀/짐벌 축에 수직인 출력 축을 중심으로[즉, 프레임(205)의 "수평화" 힘을 생성하기 위한 원하는 방향으로] 출력 토크를 생성하는 비율로 회전한다.

CMG(들)(210)는, 서스펜션 시스템(220B)의 구성요소가 결합되어 차량의 각도에 영향을 주는지의 여부를 검출하기 위해 상기 구성요소에 결합된 센서에 기초하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 센서는 서스펜션 스프링 유닛의 압축을 검출할 수 있고, 하나 이상의 충격흡수체에 의해 흡수/소멸된 힘의 양을 검출 및/또는 측정할 수 있으며, 그리고/또는 스트럿/ 진동 방지 바의 비틀림을 검출 및/또는 측정할 수 있다. 일부 실시형태에서, 추가적인 센서가 앞바퀴(202 및 204)의 휠 조립체에 연결되어, 휠 조립체의 배향 및 상기 배향에 기초한 차량 기움의 가능성을 검출한다.

이러한 센서로부터의 데이터는, CMG(들)의 운동량 벡터의 방향을 변화시켜, 차량 프레임(205)에 가해진 힘의 순량을 변화시키도록 짐벌 축에 "회전력을 주기(torque)" 위해 CMG(들)(210)의 제어기에 의해 사용된다. 방향 전환 동안 차량(200B)이 수평 안정상태에 오게 함으로써, 본 발명의 실시형태는, 차량이 안전하게 방향 전환에 들어가고/나올 수 있는 최대 속도를 증가시킬 수 있고, 차량이 슬립/롤오버 없이 실행할 수 있는 방형 전환 반경을 감소시킬 수 있고, 방향 전환 동안 승객 안락성을 증가시킬 수 있으며, 서스펜션 시스템(220)의 구성요소를 사용하는 동안 이 구성요소의 마모 등을 감소시킴으로써 이 구성요소의 사용수명을 연장시킬 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 개시물의 실시형태에 따른 방향 전환 동안의 차량의 기움 역학관계를 변화시키는 하나 이상의 CMG를 나타낸다. 도 3a에서, 차량(300A)은, 각각 앞바귀(302 및 304)를 안정화시키기 위한 서스펜션 스프링(322 및 324)을 포함하는 비-자이로스코프 보조형 서스펜션 시스템[예를 들어, CMG가 분리된, 도 1a 및 도 1b의 서스펜션 시스템(120)과 유사한 서스펜션] 및 2 초과의 바퀴를 갖는 차량을 포함한다. 차량(304)은, 스프링(324)에 대해 하방력을 유발하고 스프링(322)의 상방력을 유발하여 차량 경사를 유발하는 (운전자에 대해) 좌측으로의 방향 전환 상태에 있는 것으로 도시되어 있다.

도 3b는 CMG(310 및 312)를 갖는 차량(300B)을 나타낸다. CMG는 제어 모멘트 중심을 방생시켜 스프링(324)에 대한 하방력 및 스프링(322)의 상방력을 감소 또는 제거함으로써, 차량 프레임의 수평 안정상태를 수평화한다. 차량의 다수의 CMG의 위치결정은 본 발명의 상이한 실시형태에서 달라질 수 있고, 또한 다수의 CMG의 크기는 동일하거나 상이할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 개시물의 실시형태에 따른 비포장도로 사용 동안의 차량의 안정성을 변화시키는 하나 이상의 CMG를 나타낸다. 도 4a에서, 차량(400A)은, 각각 앞바퀴(402 및 404)를 안정화시키기 위한 서스펜션 스프링(422 및 424)을 포함하는 비-자이로스코프 보조형 서스펜션 시스템[예를 들어, CMG가 분리되어 있는, 도 1a 및 도 1b의 서스펜션 시스템(120)과 유사한 서스펜션] 및 2개 초과의 바퀴를 갖는 차량을 포함한다. 차량(400A)은 스프링(422)에 대해 하방력을 유발하고 스프링(424)의 상방력을 유발하여 차량 경사를 유발하는 (운전자에 대해) 우측으로의 방향 전환 상태에 있는 것으로 도시되어 있다.

본원에서 말하는 "비포장도로 사용 조건"은, 불균일, 비포장, 및/또는 자갈이 산개한 표면, 또는 젖은/진흙/얼음 표면, 또는 폭우/폭설/폭풍 등의 극한 환경 조건에서의 운전을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는, 차량 불안정의 원인이 되는 차량 외부의 임의의 요소를 포함할 수 있다. 도 4a는 상기 조건이 주행 표면으로부터 하나 이상의 바퀴[바퀴(404)를 포함]가 들떠있는 상태에 있는 방향 전환을 실행하고 있는 차량(400A)을 나타낸다.

도 4b는 CMG(410 및 412)를 갖는 차량(400B)을 나타낸다. CMG는 제어 모멘트 중심을 발생시켜 스프링(424)에 대한 하방력 및 스프링(422)의 상방력을 감소 또는 제거함으로써, 차량 프레임의 안정상태를 수평화한다. 이 실시형태에서, 차량(400B) 내부/주위에 배치된 센서는 비포장도로 사용 조건에 의해 유발된 힘을 검출할 수 있고, CMG(410 및 412)를 위한 제어기에 의해 CMG는 임의의 바퀴가 주행 표면과 충분히 접촉하지 않게 되는 것을 방지하기에 충분히 강한 제어 모멘트를 발생시킨다. CMG(410 및 412)는 도 4a에 도시된 상승을 방지하기 위해 내측 타이어에 대해 외력을 효과적으로 발생시킨다. CMG는 차량(400B)의 가로 흔들림 축(roll axis)을 중심으로 토크를 발생시켜, 내측 타이어에 추가적인 수직력을 일으키며, 추가로 차량의 임의의 잠재적인 가로 흔들림/슬립을 제거시킨다.

도 5는 본 개시물의 실시형태에 따른 하나 이상의 CMG를 통해 차량 서스펜션 시스템을 증대시키기 위한 처리의 절차도이다. 본원에 도시된 바와 같은 절차도는 다양한 처리 동작의 일련의 예를 제공한다. 특정 일련 또는 순서로 도시되어 있지만, 달리 특정되지 않는 한, 동작의 순서는 변화될 수 있다. 따라서, 도시된 실행들은 단지 예로서 이해되어야 하며, 도시된 처리는 상이한 순서로 실행될 수 있고, 일부 동작은 병렬적으로 실행될 수 있다. 부가적으로, 하나 이상의 동작은 본 발명의 다양한 실시형태에서 생략될 수 있고, 따라서, 매 실행마다 모든 동작이 요구되지는 않는다. 다른 처리 절차가 가능하다.

처리(500)는 2 이상의 바퀴를 갖는 차량에 연결된 하나 이상의 센서로부터의 센서 정보를 수신하기 위한 작업(502)을 포함한다. 상기 차량은 오토바이와 같은 2륜 구동식 차량, 3륜 자동차와 같은 3륜 구동식 차량, 또는 종래의 자동차 또는 트럭과 같은 4륜 구동식 차량을 포함할 수 있다. 상기 센서(들)는 차량의 바퀴, 서스펜션 구성요소, 또는 프레임 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 상기 센서(들)는 관성측정유닛, 높이 센서, 각도 센서, 길이 센서, 및/또는 거리 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상술한 센서 정보를 이용하여, 차량의 경사각이 결정된다(504). 경사각은 차량에 대한 기준면으로부터의 오프셋 각도를 포함하며, 이 기준면은 예를 들어 차량에 대한 수평 안정상태를 포함할 수 있다. 상기 경사 각도는 추가로 잠재적인 슬립, 상승, 또는 롤오버 조건을 나타낼 수 있다. 경사각이 하나 이상의 CMG가 차량 프레임에 연결된 상태의 차량의 서스펜션 시스템을 증대시킬 정도로 큰 값을 포함하는지가 결정된다(506). 경사각이 거의 없거나 없는 경우, CMG는 출력 토크를 생성하도록 가동 또는 제어되지 않는다(508).

경사각이 존재하는 경우, CMG 제어기는 차량의 프레임에 연결된 하나 이상의 CMG에 명령을 전송하여, 적어도 부분적으로, 차량의 경사각에 기초하여 총 각 모멘트를 생성할 수 있다(510). 하나 이상의 CMG의 각각은 하나 이상의 축에서 가동될 수 있다. 일부 실시형태에서, 추가로 하나 이상의 CMG의 총 각 운동량은 차량의 가속도에 기초하며, 그리고/또는 추가로 차량의 하나 이상의 조향가능 바퀴의 위치에 기초한다.

상기 설명은 예시이며 제한적이지 않은 것으로 이해된다. 상기 설명을 읽고 이해한다면 많은 다른 실시형태가 통상의 기술자에게 명확할 것이다. 그러므로, 본 개시물의 범위는 첨부된 청구항과, 이러한 청구항이 부여되는 충분한 범위의 동등물을 참고함으로써 결정되어야 한다.

상기 설명의 일부는 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트에 대한 동작 알고리즘 및 상징적인 표현과 관련하여 표현된다. 이 알고리즘 설명 및 표현은 통상의 기술자에게 작업의 본질을 가장 효과적으로 전달하기 위해 데이터 처리 분야의 기술자에 의해 사용되는 수단이다. 여기서 그리고 일반적으로 알고리즘은 원하는 결과를 초래하는 일관성 있는 작업의 연속인 것으로 생각된다. 작업은 물리량의 물리적인 조절을 필요로 하는 것이다. 보통, 반드시 그런 것은 아니지만, 이러한 물리량은 저장, 전달, 조합, 비교 및 다르게는 조절될 수 있는 전기 또는 자기 신호의 형태를 취한다. 주로 통상적인 용법상의 이유로, 이러한 신호를 비트, 값, 요소, 기호, 문자, 기간, 수 등으로 칭하는 것이 때때로 편리한 것으로 증명되었다.

그러나, 이러한 그리고 유사한 용어 모두는 적절한 물리량과 관련되는 것이며 단지 이러한 물리량에 적용된 편리한 표시라는 것을 유념해야 한다. 위 논의로부터 명확한 바와 같이, 구체적으로 달리 설명하지 않는 한, 전체 설명을 통해, "포착", "전달", "취득", "분석", "형성", "감시", "초기화", "실행", "부가" 등과 같은 용어를 이용한 논의는, 컴퓨터 시스템의 등록기 및 메모리 내의 물리(예를 들어, 전자)량으로서 표현된 데이터를 컴퓨터 시스템 메모리 도는 등록기 또는 다른 그러한 정보 저장, 전달 또는 표시 장치 내의 물리량으로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 변형 및 조작하는 컴퓨터 시스템, 또는 유사한 전자 연산 장치의 동작 및 처리를 말하는 것으로 인식된다.

본 개시물의 실시형태는 또한 여기서 회로, 논리 또는 프로세스-실행형 소프트웨어 모듈을 통해 작업을 실행하기 위한 장치에 관한 것이다. 이 장치는 특히 요구된 목적을 위해 구성될 수 있거나, 또는 컴퓨터에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 선택적으로 가동 또는 재구성되는 범용 컴퓨터를 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은, 플로피 디스크, 광디스크, CD-ROM, 및 광자기 디스크를 포함하는 임의의 유형의 디스크, 리드-온리-메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), EPROM, EEPROM, 자기 또는 광 카드, 또는 전자적인 명령을 저장하는데 적합한 임의의 유형의 매체(이것으로 제한되는 것은 아님)와 같은 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장될 수 있다.

위 상세한 설명의 일부는 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트에 대한 작업의 알고리즘 및 상징적인 표현과 관련하여 나타낸다. 이 알고리즘 설명 및 표현은 통상의 기술자에게 작업의 본질을 가장 효과적으로 전달하기 위해 데이터 처리 분야의 기술자에 의해 사용되는 수단이다. 여기서 및 일반적으로 알고리즘은 원하는 결과를 초래하는 일관성 있는 일련의 단계인 것으로 고려된다. 상기 단계는 물리량의 물리적인 조절을 필요로 하는 것이다. 보통, 반드시 그런 것은 아니지만, 이러한 물리량은 저장, 전달, 조합, 비교, 및 다르게는 조절될 수 있는 전기 또는 자기 신호의 형태를 취한다. 주로 통상적인 용법상의 이유로, 이러한 신호를 비트, 값, 요소, 기호, 문자, 기간, 수 등으로 칭하는 것이 때때로 편리한 것으로 증명되었다.

그러나, 이러한 그리고 유사한 용어 모두는 적절한 물리량과 관련되는 것이며 단지 이러한 물리량에 적용된 편리한 표시라는 것을 유념해야 한다. 위 논의로부터 명확한 바와 같이, 구체적으로 달리 설명하지 않는 한, 전체 설명을 통해, "포착", "결정", "분석", "구동" 등과 같은 용어를 이용한 논의는, 컴퓨터 시스템의 등록기 및 메모리 내의 물리(예를 들어, 전자)량으로서 표현된 데이터를 컴퓨터 시스템 메모리 도는 등록기 또는 다른 그러한 정보 저장, 전달 또는 표시 장치 내의 물리량으로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 변형 및 조작하는 컴퓨터 시스템, 또는 유사한 전자 연산 장치의 동작 및 처리를 말하는 것으로 인식된다.

위에 나타낸 알고리즘 및 표시는 본질적으로 임의의 특정 컴퓨터 또는 다른 장치에 관한 것이 아니다. 다양한 범용 시스템이 본원의 교시에 따라 프로그램과 함께 사용될 수 있거나, 또는 요구된 방법 단계를 실행하기 위해 보다 특화된 장치를 구성하는 것이 편리한 것으로 입증될 수 있다. 다양한 이러한 시스템에 대해 요구된 구성은 아래 설명으로부터 명확할 것이다. 또한, 본 개시물은 임의의 특정 프로그래밍 언어를 참고하여 설명되지 않는다. 다양한 프로그래밍 언어가 본원에 설명된 바와 같은 개시물의 교시를 실행하기 위해 사용될 수 있는 것으로 인식될 것이다.

본 명세서 전체를 통해 "일 실시형태" 또는 "실시형태"라는 지칭은, 실시형태와 관련하여 설명된 특정 특성, 구조, 또는 특징이 본 개시물의 적어도 하나의 실시형태에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 상기 명세서의 다양한 곳에서 "일 실시형태에서" 또는 "실시형태에서"라는 구절이 나타내는 것은 반드시 모두 동일한 실시형태를 지칭하는 것이 아니다. 또한, 특정 특성, 구조 또는 특징은 하나 이상의 실시형태에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.

설명을 위해, 본 설명은 특정 실시형태를 참고하여 기재되었다. 그러나, 위 예시적인 논의는 완전한 것이거나 개시된 바로 그 형태로 본 개시물을 제한하려는 것이 아니다. 위 교시를 고려하여 많은 변형 및 변화가 가능하다. 상기 실시형태는 본 개시물의 원리 및 그 실질적인 적용을 가장 잘 설명하여, 통상의 기술자가 고려된 특정 용도에 어울릴 수 있는 다양한 변형과 함께 다양한 실시형태를 가장 잘 이용할 수 있도록 선택되고 설명되었다.

방법 및 처리가 특정 일련 또는 순서로 도시되었지만, 달리 특정되지 않는 한, 동작의 순서는 변화될 수 있다. 따라서, 위에서 설명된 방법 및 처리는 단지 예로서 이해되어야 하며, 상이한 순서로 실행될 수 있고, 일부 동작이 병렬적으로 실행될 수 있다. 부가적으로, 하나 이상의 동작은 본 발명의 다양한 실시형태에서 생략될 수 있고, 따라서 매 실행마다 모든 동작이 요구되는 것은 아니다. 다른 처리 절차가 가능하다.

Claims

프레임,
적어도 하나의 조향가능 바퀴를 포함하는 2개 이상의 바퀴,
적어도 하나의 서스펜션 구성요소,
2개 이상의 바퀴, 적어도 하나의 서스펜션 구성요소, 또는 프레임 중 적어도 하나에 연결된 적어도 하나의 센서,
프레임에 연결된 하나 이상의 제어 모멘트 자이로스코프(CMG), 및
CMG 제어기를 포함하고, CMG 제어기는,
적어도 하나의 센서로부터 센서 정보를 수신하고,
센서 정보로부터 차량의 경사각을 결정하고, 상기 경사각은 차량에 대한 기준면으로부터의 오프셋 각도를 포함하며,
차량의 프레임에 연결된 하나 이상의 CMG에 명령을 전송하여, 적어도 부분적으로 차량의 경사각에 기초하여 총 각 모멘트를 산출하는, 차량.
제1항에 있어서, 하나 이상의 CMG는 차량 제동 시스템 또는 발전기로부터 취득된 재생 에너지를 선택적으로 취득하는, 차량.
제1항에 있어서, 기준면은 차량에 대한 수평 안정상태를 포함하는, 차량.
제1항에 있어서, 하나 이상의 CMG의 각각은 하나 이상의 축에서 가동되는, 차량.
제1항에 있어서, 하나 이상의 CMG의 총 각운동량은 추가로 차량의 가속도에 기초하는, 차량.
제1항에 있어서, 하나 이상의 CMG의 총 각운동량은 추가로 차량의 하나 이상의 조향가능 바퀴의 위치에 기초하는, 차량.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 센서는 관성 측정 유닛, 높이 센서, 각도 센서, 길이 센서, 또는 거리 센서 중 하나 이상을 포함하는, 차량
제1항에 있어서, 2개 이상의 바퀴는 적어도 하나의 앞바퀴 및 적어도 하나의 뒷바퀴를 포함하는 적어도 3개의 바퀴를 포함하는, 차량.
제9항에 있어서, 하나 이상의 CMG는 직렬로 그리고 차량의 적어도 하나의 앞바퀴와 적어도 하나의 뒷바퀴와의 사이에 배치된 복수의 CMG를 포함하는, 차량.
2개 이상의 바퀴를 갖는 차량에 연결된 적어도 하나의 센서로부터 센서 정보를 수신하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 센서는 차량의 2개 이상의 바퀴, 서스펜션 구성요소, 또는 프레임 중 적어도 하나에 연결되는, 수신 단계,
수신된 센서 정보로부터 차량의 경사각을 결정하는 단계로서, 상기 경사각은 차량에 대한 기준면으로부터의 오프셋 각도를 포함하는, 결정 단계, 및
차량의 프레임에 연결된 하나 이상의 제어 모멘트 자이로스코프(CMG)에 명령을 전송하여 적어도 부분적으로 차량의 상기 경사각에 기초하여 총 각 모멘트를 산출하는 단계를 포함하는, 방법.
제10항에 있어서, 차량 제동 시스템 또는 차량 구동 모터 중 적어도 하나로부터 하나 이상의 CMG에 재생 에너지를 보내는 단계를 더 포함하는, 방법.
제10항에 있어서, 기준면은 차량에 대한 수평 안정상태를 포함하는, 방법.
제10항에 있어서, 하나 이상의 CMG의 각각은 하나 이상의 축에서 가동되는, 방법.
제10항에 있어서, 하나 이상의 CMG의 총 각운동량은 추가로 차량의 가속도에 기초하는, 방법.
제10항에 있어서, 하나 이상의 CMG의 총 각운동량은 추가로 차량의 하나 이상의 조향가능 바퀴의 위치에 기초하는, 방법.
제10항에 있어서, 적어도 하나의 센서는 관성 측정 유닛, 높이 센서, 각도 센서, 길이 센서, 또는 거리 센서 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
제10항에 있어서, 차량은 적어도 하나의 앞바퀴 및 적어도 하나의 뒷바퀴를 포함하는 적어도 3개의 바퀴를 포함하고, 하나 이상의 CMG는 직렬로 그리고 적어도 하나의 앞바퀴와 적어도 하나의 뒷바퀴와의 사이에 배치된 복수의 CMG를 포함하는, 방법.
2개 이상의 바퀴를 갖는 차량에 연결된 하나 이상의 센서로부터 센서 정보를 수신하기 위한 데이터 버스로서, 상기 하나 이상의 센서는 차량의 바퀴, 서스펜션 구성요소, 또는 프레임에 연결되는, 데이터 버스, 및 로직을 포함하고,
상기 로직은,
센서 정보로부터 차량의 경사각을 결정하고, 상기 경사각은 차량에 대한 기준면으로부터의 오프셋 각도를 포함하며,
차량의 프레임에 연결된 하나 이상의 제어 모멘트 자이로스코프(CMG)에 명령을 전송하여 적어도 부분적으로 차량의 경사각에 기초하여 총 각 모멘트를 산출하는, 장치.
제18항에 있어서, 하나 이상의 CMG의 총 각운동량은 추가로 차량의 가속도, 또는 차량의 하나 이상의 조향가능 바퀴의 위치 중 적어도 하나에 기초하는, 장치.
제18항에 있어서, 적어도 하나의 센서는 관성 측정 유닛, 높이 센서, 각도 센서, 길이 센서, 및/또는 거리 센서 중 하나 이상을 포함하는, 장치.