[發明專利]使用控制力矩陀螺儀和線控驅動轉向系統來平衡兩輪車的集成控制方法

在審

• 申請號: 201980031040.3
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN112292647A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 大衛·亞瑟·貝利;丹尼爾·基勇·金
• 申請（專利權）人: LIT汽車公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;B62K11/02;B62J27/00;B62J45/415;B62D37/06
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;宋志強

轉向用于增強基于CMG的兩輪車(例如，自行車、電動自行車(ebike)、踏板車、電動踏板車、輕便摩托車或摩托車)的平衡控制。一種控制結構使具有同時或交替的機電姿態控制系統的兩輪車能夠在靜止時或在機電命令動態地驅動時自主地平衡。

相關申請的交叉引用

本專利合作條約(PCT)專利申請要求于2018年3月7日提交的題為“使用控制力矩陀螺儀和線控驅動轉向系統來平衡兩輪車的集成控制方法”的臨時專利申請第62/639942號的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明的實施例涉及基于控制力矩陀螺儀(CMG)的兩輪車平衡控制。

背景技術

本發明的實施例涉及基于控制力矩陀螺儀(CMG)的兩輪車平衡控制，如2018年9月17日提交的美國專利申請16/085975中所描述，美國專利申請16/085975要求于2017年3月17日提交的題為“兩輪自平衡車的控制”的PCT申請PCT/US17/23025的優先權，PCT申請PCT/US17/23025要求于2016年3月17日提交的美國臨時專利申請第62/309893號的優先權，其全部內容通過引用并入本文。先前，基于CMG的兩輪平衡控制使用一個或多個CMG來提供圍繞平行于車輪地面接觸線的軸的扭矩作為唯一的控制感應平衡扭矩。

附圖說明

圖1是根據實施例的兩輪自平衡車的控制框圖。

圖2是速度為25英里/小時(MPH)的兩輪車的滾轉扭矩分量的圖示。

圖3是在兩輪車運行中前輪速率和CMG萬向節速率的圖示。

圖4是根據實施例的兩輪車的CMG萬向節速率和轉向導數的圖示。

圖5是根據實施例的用于控制兩輪車的具有轉向補償的CMG萬向節速率的圖示。

圖6A和圖6B是根據實施例的在補償之前和之后的CMG萬向節角度偏移的圖示。

圖7是用于兩輪自平衡車的控制系統的部件的圖示。

圖8圖示出了本發明的實施例。

圖9A圖示出了本發明的實施例的方面。

圖9B圖示出了本發明的實施例的方面。

圖10圖示出了根據本發明的實施例的5條90度曲線的仿真集合。

圖11示出了根據本發明的實施例作為時間函數的速度的曲線圖。

圖12示出了基于圖4中所圖示的作為時間的函數的速度的曲線圖得出的滾轉角。

圖13圖示出了根據本發明的實施例的在進入和退出轉彎時為兩輪車提供平衡扭矩的CMG的移動的萬向節速率。

圖14圖示出了根據本發明的實施例的通過偏置角度傳感器使存儲的角動量(H)為零。

圖15是根據本發明的實施例的轉向角、駕駛者輸入和控制微調的圖。

圖16是根據本發明的實施例的產生與萬向節速率成比例的扭矩的控制力矩陀螺儀的圖。

具體實施方式

本發明的實施例描述了用于控制兩輪自平衡車的方法、裝置和系統。在以下的描述中，闡述了多個具體細節以提供對實施例的全面理解。然而，相關領域的技術人員將認識到，在本文中描述的技術可以在沒有一個或多個具體細節的情況下或者利用其他方法、部件、材料等來實施。在其他實例中，公知的結構、材料或操作未被示出或詳細地描述，以避免混淆某些方面。