JP7444577B2

JP7444577B2 - ジャイロライダー補助デバイス

Info

Publication number: JP7444577B2
Application number: JP2019195072A
Authority: JP
Inventors: シー．ブレンデルソン，ジェームズ; ロサリオ，メイソンデル; カラギアネス，シーン; ローウェン，シーン; シーリング，マイケル; スミス，ベン; ティチェナー，ポール
Original assignee: Harley Davidson Motor Co Inc
Current assignee: Harley Davidson Motor Co Inc
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2024-03-06
Anticipated expiration: 2039-10-28
Also published as: US20210269104A1; JP2020083311A; US11027786B2; DE102019217875A1; US11577793B2; US20200156717A1

Description

本発明は、傾斜する車両におけるジャイロデバイス(gyroscopic devices)に関する。

１つの態様において、本発明は、フレームと、フレームに連結される前輪と、フレームに連結され、長手方向において前記前輪の後方に位置付けられる、後輪と、前輪と後輪との間でライダー(乗り手)を支持するように位置付けられる少なくとも１つのシートを含む座席領域と、座席領域の背後及び後輪の上方で密閉容器内に設けられるジャイロライダー補助デバイスとを含む、傾斜車両を提供する。

他の態様において、本発明は、傾斜車両であって、フレームと、フレームに連結され、傾斜車両の単線(single track)を定めるよう長手方向において前輪と整列させられる、前輪と、フレームに連結され、前輪と整列させられる、後輪と、アクチュエータからの入力に応答して傾斜車両に修正モーメントを出力するように動作可能なジャイロライダー補助デバイスとを含む、傾斜車を提供する。傾斜車両の第１の状態から傾斜車両の第２の状態への移行後にジャイロライダー補助デバイスを選択的に非アクティブ化させるために、クラッチがアクチュエータとジャイロライダー補助デバイスとの間に設けられる。

別の態様において、本発明は、傾斜車両を操作する方法を提供し、この方法は、閾速度以下の第１の速度で傾斜車両を作動させるステップと、第１の速度での動作中に、フライホイールが歳差運動することを可能にし、且つジャイロライダー補助デバイスが傾斜車両に補正モーメントを加えることを可能にする、ジャイロライダー補助デバイスと係合させるステップと、傾斜車両を、閾速度を超える第２の速度まで加速させるステップと、傾斜車両が閾速度を超えることに応答してジャイロライダー補助デバイスを非作動状態に移行させるよう、閾速度を超えることに応答してクラッチを切り離すステップとを含み、非作動状態は、ジャイロライダー補助デバイスが、傾斜車両に補正モーメント及び他のジャイロ反力を加えることを防止する。

本発明の他の態様は、詳細な記述及び添付の図面の考慮によって明らかになるであろう。

本発明の１つの実施形態に従ったオートバイの側面図である。

静止位置における図１の荷物容器内に位置付けられたジャイロライダー補助デバイスの斜視図である。

図２のジャイロライダー補助デバイスの分解図である。

係合位置における図２のジャイロライダー補助デバイスの斜視図である。

図１の荷物容器内に位置付けられた代替的なジャイロライダー補助デバイスの斜視図である。

本発明のあらゆる実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その用途において、以下の記述中に示す或いは以下の図面に例示する構造の詳細及び構成要素の配置に限定されないことが理解されるべきである。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実行又は実施されることが可能である。

図１は、フレーム１４と、エンジン１８と、単一の前輪２２と、前輪２２の後方に位置付けられる１つの後輪２６とを含む、オートバイ１０(自動二輪車)を例示している。特に、前輪２２及び後輪２６は、単線(single track)を定める。前輪２２は、ハンドルバー３４とフロントフォーク３８とを含むステアリングユニット３０によって支持される。後輪２６は、スイングアーム４２によってフレーム１４に対して枢動可能に支持される。オートバイ１０のシート領域を少なくとも部分的に定めるシート４６が、主たるライダー(乗り手)(rider)（例えば、操作者）を支持し、任意的に、追加的なライダー（例えば、ピリアン同乗者(pillion passenger)）を支持する。シート４６は、前輪２２と後輪２６との間に少なくとも１人のライダーを支持するように位置付けられる。例示のサドル構成において、ライダー及び／又は同乗者の脚は、オートバイ１０の外側に跨るが、フットウェル(footwell)を備える従来的なスクーターのサドル構成を含む他のサドル構成も任意的である。手短に言えば、本発明の態様は、全ての種類のサドル乗車される車両、又はオートバイ及びスクーターのような単線二輪車両を非限定的に含む任意の傾く(leaning)若しくは傾斜する車両(tilting vehicle)に当て嵌まり得る。ライダーがフロントフォーク３８及び前輪２２のステアリング制御を有することを可能にするために、一対のハンドグリップ５４がハンドルバー３４の遠位端に設けられる。ハンドルバー３４は、ハンドグリップからフロントフォークに運動を移転することを可能にする単一の一体的要素又は個々の要素のアセンブリであり得ることも留意されたい。オートバイ１０のライダーは、オートバイ１０の制御及びバランスを維持する責任がある。何故ならば、オートバイ１０は、それ自体は生来的に安定しておらず、横倒しの非作動位置に転倒しやすい種類のものだからである。ライダーは、単線車両において、通常の巡航速度(cruising speed)で、進行方向変更(turns)を操縦する(navigate)中程度又は大きな傾き角度でさえも、安定性を容易に達成可能であるが、渋滞、停止信号、駐車場等のような低速度は、特により未経験のライダー、又はより短い足のライダー、より少ない足強度のライダー等について、バランス制御に対する注目を要求する。

例示のオートバイ１０は、ツアースタイルの「重量(heavyweight)」級のオートバイであり、後輪２６の左側及び右側に並んで位置付けられた一対のサドルバッグ５８と、シート４６の後方に位置付けられたトランク６２とを含む、様々な荷物容器(luggage containers)を含む。例示の構造において、トランク６２は、ハーレーダビッドソンのTOUR-PAK（登録商標）であり、オートバイ１０のシート４６の直ぐ後に位置付けられている。しかしながら、以下に詳細に記載する構成は、ハーレーダビッドソンのTOUR-PAK（登録商標）と共に使用することに限定されず、他のスタイルのトランク又はトップケース、サドルバッグなどを含む、様々なオートバイ荷物容器と共に使用されることができることが理解されるべきである。本発明の態様は、様々な他の種類及びスタイルのオートバイ、スクーター、及び自転車に適用されてもよい。

例示のトランク６２は、ヒンジ７４と共に連結された本体６６と蓋７０を含む。１つ又はそれよりも多くのラッチ７８が、本体６６に対して閉じられた位置に蓋７０を保持するために使用される。図示の実施形態では、オートバイ１０のバランスを取るのを助けるために、ジャイロライダー補助デバイス８２が、トランク６２内に位置付けられている。幾つかの実施態様では、ラッチが解除されると、蓋７０は、本体６６及び蓋７０によって共同して定められる積荷容積(cargo volume)並びにジャイロライダー補助デバイス８２への選択的なアクセスを提供するために開く。他の実施形態において、トランク６２は、専らジャイロライダー補助デバイス８２を取り囲み(encloses)、貨物容積を含まない。トランク６２、特に本体６６及び蓋７０は、ジャイロライダー補助デバイス８２を取り囲む或いは収容するための密閉容器(enclosure)を構成することがある。トランク６２は、ジャイロライダー補助デバイス８２のための唯一の密閉容器であってもよく（その場合、トランク６２は、封じ込め(containment)のために適切に強化される）、或いはジャイロライダー補助デバイス８２は、蓋７０が開くときにユーザがジャイロライダー補助デバイス８２の可動部分にアクセスすることが妨げられるように、トランク６２内の他の別個の密閉容器内に取り込まれてよく或いは収容されてよい。ジャイロライダー補助デバイス８２が、別個の副密閉容器(sub-enclosure)を用いずに、専らトランク６２によって収容される場合、トランク６２は、貨物又は荷物容器の外観を有する偽トランクであってよいが、それは実際にはそのように機能しない。ジャイロライダー補助デバイス８２は、全ての利用可能な空間を占めて、貨物に効果的でない容積を残すだけでなく、トランク６２は、通常の方法において効力のないものにされることがある。例えば、ラッチ７８及び／又はヒンジ７４は、恒久的に固定的に閉じられ、ジャイロライダー補助デバイス８２が非アクティブ化させられるときに選択的に開放可能であってよく、或いは本体６６から蓋７０を開けるように作動可能でない偽ラッチ又は偽ヒンジであってよい。例示の実施形態は、その位置がピリオン同乗者シートの後方である、ジャイロライダー補助デバイス８２のための密閉容器としてのトランク６２の使用に焦点を当てているが、他の変形が想定される。例えば、オートバイ１０は、ピリオン同乗者シートを有さなくてよく、適切な密閉容器を備えるジャイロライダー補助デバイス８２は、単一のライダー着座位置を有するシート４６の直ぐ後に位置付けられてよい。他の構造において、適切な密閉容器を備えるジャイロライダー補助デバイス８２は、後輪２６とシート４６との間に、例えば、シート４６のピリオン同乗者着座位置の直ぐ下に位置付けられてよい。幾つかの構造において、ジャイロライダー補助デバイス８２は、トランク６２内に位置付けられず、全ての他の荷物容器から分離されてよい。ジャイロライダー補助デバイス８２は、（例えば、電気車両又は従来的でない燃料タンクを有する車両に適用されるときに）従来的なオートバイの燃料タンクによって通常占められる位置において、シート４６の前方に位置付けられてよい。

図２～図４を参照すると、ジャイロライダー補助デバイス８２は、単一フライホイールの、２軸ジャイロスコープである。デバイス８２は、ジンバル支持フレーム９０内に位置付けられ、フレーム９０によってロール軸Ｒについて回転可能に支持される、ジンバル８６を含む。ジンバル８６は、一対のベアリング１１８を通じてフレーム９０によって枢動可能に支持される。１つのベアリング１１８が、フレーム９０の一対のプレート９４ａ、９４ｂの各々に設けられている。２つのプレート９４ａ、９４ｂが、プレート９４ａ、９４ｂの間に延びるロッド９８によって連結されている。ジャイロ補助デバイス８２を表面（例えば、トランク６２のベース）上で支持するために、脚１０２がフレーム９０の下方部分に連結されている。代替的な実施形態（図示せず）において、フレーム９０は、追加的な支持構造を含んでよい。

ジンバル８６は、四角形の外側プロファイルを有し、以下に更に議論する、他の構成要素の中でもフライホイール１０６を有するフライホイールアセンブリを収容するように動作可能な孔１１０を含む。一対のベアリング１１２が、ロール軸Ｒに対して垂直な歳差軸Ｐについてジンバル８６の対向する側面８６ａ、８６ｂに位置付けられている。ベアリング１１２は、フライホイール１０６を含むフライホイールアセンブリが歳差軸Ｐについて自由に枢動する或いは「歳差運動する(precess)」するよう、ジンバル８６をフライホイールアセンブリに枢動的に連結する。具体的には、ジンバル８６が（フライホイールのスピン(回転)(spinning)を伴って）ロール軸Ｒについて枢動すると、フライホイール１０６は、ジンバル８６と共にロール(回転)(roll)させられる。何故ならば、歳差軸Ｐは、ジンバル８６によって定められ、ジンバル８６に対して固定されるからである。物理法則によれば、ロール軸Ｒについてのジンバル８６のローリング(回転)は、均衡モーメント反応(balanced moment reaction)としてジンバル８６内の歳差軸Ｐについてのフライホイール１０６の歳差運動をもたらす。ジンバル８６に対するフライホイール１０６の歳差運動は、ベアリング１１２の一方に隣接して位置付けられ、コントローラと電気的に通信して提供される、精密角度エンコーダによって測定される。フライホイール１０６は、ジャイロライダー補助デバイス８２が以下に記載するような動作不能状態に一次的に切り替えられる(toggled)ことがあるかどうかに拘わらず、フライホイールが常に準備完了状態にあるように、オートバイ１０の動作を通じて高速スピン状態(high speed spinning state)に保持されることができる。専用モータ１６６が、フライホイール１０６をスピン(回転)(spins)させ、フライホイール回転速度(rotational speed)は、センサ（例えば、タコメータ１５０）によってモニタリング(監視)されてよい。動作速度は、特にフライホイール１０６の選択される質量に伴って変化し得るが、１０，０００～２０，０００ｒｐｍのオーダ或いは構成によっては最大３０，０００ｒｐｍ又は４０，０００ｒｐｍのオーダにあってよい。上記に列挙したより高い速度範囲で動作するように構成されるとき、フライホイールは、部分的な真空環境に維持されることがある。

１つの構造において、ジャイロライダー補助デバイス８２は、オートバイ１０が直立しているときに、フライホイール１０６が地面に平行な平面内でスピンするように方向付けられる(配向される)。更に、ロール軸Ｒは、オートバイ１０の長手方向と一致し、歳差軸Ｐは、オートバイ１０の長手方向に対して横断方向に方向付けられる。しかしながら、ジャイロライダー補助デバイス８２は、ピッチ、ロール、及びヨーの組み合わせを含む、ピッチ、ロール、又はヨーに対する所望の効果を考慮して、オートバイ１０上で他の向きに設けられることができる。例えば、ジャイロライダー補助デバイス８２は、幾つかの構造では、フライホイール１０６が、前輪２２、後輪２６及び後輪６の平面に平行な平面内でスピンするように、方向付けられる。他の例において、例示のジャイロライダー補助デバイス８２は、代わりに地面に平行な水平面内で９０度回転された(rotated)向きに取り付けられて、（例えば、ブレーキダイビング(brake dive)及び／又は加速スクワット(acceleration squat)と関連するピッチング動作を制御する）ピッチ制御を提供するように作動させられる。更に他の例を以下に議論する。

ジャイロライダー補助デバイス８２は、（例えば、プレート９４ａの外側に固定された固定端を有する）フレーム９０に結合されたアクチュエータ１２２を更に含む。アクチュエータ１２２は、可動端を有し、可動端は、力伝達機構を通じてジンバル８６に連結される。力伝達機構は、レバーアーム１２６と、ロール軸Ｒ上のベアリング１１８の一方を通じて延びるアクスル又はシャフト１２８とを含んでよい。シャフト１２８は、ジンバル８６に直接的又は間接的に固定されることができる。図２～図４に示すように、アクチュエータ１２２は、通電されると直線的に延出／後退するように動作可能な線形アクチュエータであるが、他の種類のアクチュエータ、他の種類の力伝達機構、及びそれらの組み合わせも想定される。アクチュエータ１２２の動きは、レバーアーム１２６の動きに変わり、次に、ジンバル８６をロール軸Ｒについて回転させる(rotates)。換言すれば、アクチュエータ１２２は、ジンバル支持フレーム９０に対してジンバル８６を駆動して、オートバイ１０に対する修正モーメント又はトルクが生成されるよう、ジンバル８６に対するフライホイール１０６の歳差運動を引き起こす。図２～図４に示す線形アクチュエータ１２２は、電源（例えば、バッテリ及び／又は充電システム）によって電気的に動力供給されるソレノイド線形アクチュエータである。代替的な実施形態において、アクチュエータ１２２は、代替的な手段（例えば、液圧手段、空圧手段など）によって動力供給されてよい。アクチュエータ１２２は、幾つかの構造では、線形アクチュエータよりはむしろモータであってよく、力伝達機構は、ジンバル８６を作動させるために別個のレバーアーム１２６を含むことができるが、それを含む必要はない。以下に議論する図５は、１つのそのような例示的な構造に関する。

引き続き図２～図４を参照すると、アクチュエータ１２２とジンバル８６との間の力伝達機構は、選択的な係合及び係合解除のために作動可能なクラッチ１３０を含む。クラッチ１３０は、ロール軸Ｒにおいて、プレート９４ａの外側で、フレーム上に位置付けられているが、適切な機能をもたらす他の位置は任意的である。係合させられると、クラッチ１３０は、ジャイロライダー補助デバイス８２がアクティブ化(起動)させられて、アクチュエータ１２２を制御することによって修正モーメントの出力を制御することができるよう、力伝達機構を有効にする。代替的に、クラッチ１３０が係合解除されると、クラッチ１３０は、アクチュエータ１２２とジンバル８６との間の力伝達メカニズムを切り離して、ジャイロライダー補助デバイス８２を選択的に非アクティブ化させる。１つの構造では、クラッチ１３０の１つの部分は、レバーアーム１２６の端と固定され、クラッチ１３０の別の部分は、ジンバルシャフト１２８と固定される。クラッチ１３０は、電磁的に制御されることができるが、クラッチ操作のための他の機構は、任意的である。ジャイロライダー補助システム８２がクラッチ１３０によって非アクティブ化(起動解除)されると、ジンバル８６は、動作中にオートバイ１０が地面に対して傾くならば並びに地面に対して傾くときに、ジンバル支持フレーム９０内で自由に動いて、地面と同じ高さに留まることが単に可能にされる。よって、クラッチ１３０が係合解除されると、ジャイロライダー補助デバイス８２は、オートバイ１０を均衡させるのを補助するように作動可能でない。しかしながら、これはもちろんオートバイの傾き角を自然に制御したい巡航速度のライダーにとっての利益である。クラッチ１３０は、積極的な係合又は係止を提供する歯付きクラッチであることができる。代替的な実施形態では、単プレートクラッチ又は多プレートクラッチのような、より従来的な摩擦プレートクラッチを使用されてよい。代替的に、クラッチ１３０は、ロール軸Ｒについて様々な異なる位置に配置されてよい。例えば、クラッチ１３０は、アクチュエータ１２２に（即ち、アクチュエータ内に又はアクチュエータ上に）位置付けられてよい。ジンバル８６を回転させる(rolling)ためのアクチュエータとしての回転モータ(rotary motor)の場合、クラッチ１３０は、モータと一体的に設けられてよい。ジャイロライダー補助デバイス８２は、片側のみにある単一のアクチュエータ１２２で示されているが、作動荷重を共有するために、他の構造では、タンデムアクチュエータがジンバル８６の側面に位置するように設けられる。更に、アクチュエータ１２２、力伝達機構（レバーアーム１２６又は他のもの）、及びクラッチ１３０の１つ、一部、又は全部を、ジンバル８６に隣接するフレーム９０の内側に設け得ることも想定される。

ジャイロライダー補助デバイス８２は、他の要素の中でも、クラッチ１３０と通信するコントローラを追加的に含む。コントローラは、クラッチ１３０を自動的に作動させて、力伝達メカニズムを切り離して、ジャイロライダー補助デバイス８２を選択的に非アクティブ化させるようにプログラムされる。従って、オートバイ１０は、閾速度を超えて走行するときに自由に傾くことが可能にされる。加えて、コントローラは、クラッチ１３０を自動的に作動させて、力伝達機構に連結して、ジャイロライダー補助デバイス８２を選択的にアクティブ化させて、閾速度以下の速度で走行するときにオートバイ１０を均衡させるのを助けてよい。オートバイ１０の走行速度は、信号をコントローラに報告する車輪速度センサによって直接的に測定されることができる。代替的に、走行速度は、エンジン速度及び変速比(transmission rate)などから計算される全地球測位装置（ＧＰＳ）によって得られてよい。以下に更に詳細に議論するように、閾速度値をメモリに格納することができる。閾速度値は、幾つかの構成においてユーザ調整可能であってよい。閾速度、及びジャイロライダー補助デバイス８２の自動切換えは、オートバイ１０の第１の状態からオートバイの第２の状態への移行後のアクティブ化／非アクティブ化の一例であり、他のものが可能である。これらは、単純なユーザのオン／オフ制御、及び（例えば、閾速度を超えて選択的にアクティブ化される且つ／或いはライダーによって無効にされることができる）１つ又はそれよりも多くのシナリオにおいてコントローラがオートバイ１０の不十分なライダー開始傾き角を決定するときのコーナリング(急旋回)のための自動ロール又は傾き補助を含むが、それらに限定されない。よって、ジャイロライダー補助デバイス８２は、オートバイ１０を低速で完全直立状態にさせる動作に厳密に限定されないが、それは特に有用な例示的な実施であることが理解されるべきである。ジャイロライダー補助デバイス８２の選択的なアクティブ化は、例えば、ディスプレイ又はインフォテインメントシステム(infotainment system)を通じて、オートバイ１０の２つ又はそれよりも多くのライダー選択可能な駆動モードの部分として切り替えられる(toggled)ことができる。

フライホイールアセンブリに戻ると、フライホイール１０６は、歳差軸Ｐについての歳差運動のためにジンバル８６内に支持されたディスクである。加えて、フライホイール１０６は、ジンバル８６内のブラケットアセンブリ１３４によって支持されて、中心フライホイール軸Ｆについて（例えば、上から時計回りに）回転する(rotates)。ブラケットアセンブリ１３４は、フライホイール軸Ｆ上でフライホイール１０６のアクスル又はシャフト１３８（図３）を介してフライホイール１０６に連結される。ブラケットアセンブリ１３４は、歳差軸Ｐに沿う第１のシャフト１４２ａ及び第２のシャフト１４２ｂを介してジンバル８６内に回転可能(rotatably)に支持される。よって、ブラケットアセンブリ１３４は、ロール軸Ｒについてジンバル８６と共に拘束的に(captively)ロールする。フライホイール１０６は、ロール軸Ｒに沿ってジンバル８６又はフレーム９０に固定されないので、フライホイール１０６は、ブラケットアセンブリ１３４内のフライホイール軸Ｆについてスピンし且つロール軸Ｒについてジンバルと共にロールする間に、歳差軸Ｐについてジンバル８６に対して自由に歳差運動する。

ブラケットアセンブリ１３４は、歳差軸Ｐに沿ってフライホイール１０６をジンバル８６に連結する第１のブラケット又は上方ブラケット１４６を含む。第１及び第２のシャフト１４２ａ、１４２ｂは、ジンバル８６の対向する側面８６ａ、８６ｂと係合する。具体的には、シャフト１４２ａ、１４２ｂは、ジンバル８６上のベアリング１１２に連結する。上方ブラケット１４６に連結された上方プレート１５４が、タコメータ１５０及びフライホイールシャフト１３８の端を越えて延びることができる。第２のブラケット又は下方ブラケット１５８が、フライホイール１０６を収容する間隙を上方ブラケット１４６と下方ブラケット１５８との間に残して、上方ブラケットの遠位端で上方ブラケット１４６に固定される。下方ブラケット１５８は、フライホイールモータ１６６を収容するよう動作可能なモータキャリッジ１６２を含む。しかしながら、代替的な実施形態において、モータ１６６は、代替的な場所に位置付けられてよい。

ジャイロライダー補助デバイス８２は、アクティブ動作状態と非アクティブ動作状態との間で手動で又は自動的に作動されてよいので、それは、ライダーが、例えば低速でオートバイ１０を安定化させる補助を必要とするときにのみ、有効である。幾つかの構造において、ジャイロライダー補助デバイス８２は、オートバイ１０が閾速度をもはや超えていないことに応答して、ジャイロライダー補助デバイス８２が作動させられるよう、自動的に作動させられる。具体的には、オートバイ１０が閾速度より下に減速すると、コントローラは、クラッチ１３０を作動させて、力伝達機構に連結させ、力伝達機構は、ジャイロライダー補助デバイス８２を作動させる。閾速度は、エンジン１８がホイールから切り離される可能性が高い、極めて低い速度、例えば、２ｍｐｈのような３ｍｐｈを下回る速度に設定されてよい。例えば、停止に至ったときのライダーによる、エンジン１８と変速装置との間のクラッチの係合解除又は開放は、クラッチ１３０でジャイロライダー補助デバイス８２をアクティブ化させるための条件であってもよい。図４に示すように、アクチュエータ１２２は通電され、直線方向Ａに移動し、ジンバル８６に作動トルクＢを加え、ジンバル８６は、ロール軸Ｒについてそれと共にフライホイール１０６を支持する。ジンバル８６及びフライホイール１０６がロール軸Ｒについてロールすると、回転力Ｃがフライホイール１０６に加えられて、フライホイール１０６を歳差軸Ｐについて歳差運動させる。歳差運動は、フライホイール１０６の角運動量の変化によって引き起こされる。フライホイールの質量慣性モーメントと回転速度との可能な組み合わせの故に、フライホイール１０６は、相当な又は有意な量の角運動量を有する。従って、フライホイール１０６が、ロール軸Ｒについて作動トルクＢによって作用されるとき、フライホイール１０６の対応する歳差運動及び関連する反応トルクがなければならない。作動トルクＢと等しい大きさの反応トルクは、補正のためにオートバイ１０に加えられる。コントローラは、車両転倒センサ(vehicle tip sensor)からの信号に応答してアクチュエータ１２２への入力を制御することができ、車両転倒センサは、オートバイ１０の転倒(tipping)をモニタリングする。転倒センサは、ジャイロライダー補助デバイス８２による適切な補正行動(corrective action)を計算するために、少なくとも転倒の方向及び大きさを報告する。転倒の変化率(rate of change)が、ジャイロライダー補助デバイス８２の応答に影響を及ぼすこともある。コントローラは、フライホイール１０６の質量及びその回転速度を考慮したアルゴリズム（例えば、コントローラのメモリに格納される或いはコントローラと通信する実行される指令）でプログラムされることができ、それは、タコメータ１５０からの信号がコントローラに報告されるときに、タコメータ１５０によって検証されることができる。メモリは、フライホイールの質量、オートバイの質量、固定的な又は調整可能な設定などのような、データを格納することもできる。

ジャイロライダー補助デバイス８２の応答は、制御装置によって注意深く計算され、（オートバイ１０が低速で極めて安定していることに単に気付く）ライダーによって可能な限り気付かれないように自動的に実行されるが、ジャイロライダー補助デバイス８２を有効／無効にするための閾速度は、例えば、インフォテインメントシステムの設定メニュー又は他の実装される制御装置を通じた、ライダー調整可能パラメータであってよい。更に、ジャイロライダー補助デバイス８２は、閾速度を下回っても有効でないよう、ライダーによって完全にオフに切り替えられる(toggled off)ことができる。ライダーによってオフに切り替えられると、ジャイロライダー補助デバイス８２はクラッチ１３０によって無効にされることがある一方で、フライホイール１０６は回転し続けるか、或いはフライホイール１０６はモータ１６６への動力供給を停止することを介して停止させられてよく、後者は、フライホイール１０６を休止から動作速度までスピンさせるのに必要な時間の故に、より永久的なオフ状態である。モータ１６６のこの種類の又は他の種類の制御は、コントローラの指令及び出力を通じて達成されることができる。

図５は、別のジャイロライダー補助デバイス２８２を表示している。この実施形態には示していないが、ジャイロライダー補助デバイス２８２は、図２～図４を参照して上述したジャイロライダー補助デバイス８２と類似してよい。例示のジャイロライダー補助デバイス２８２は、ジャイロライダー補助デバイス８２に類似し、同等の部品を含む。ここでは、以下に特に含められていないジャイロライダー補助デバイス２８２の構成及び要素の記述のために、図２～図４に示すジャイロライダー補助デバイス８２の記述を参照する。

例示のジャイロライダー補助デバイス２８２は、フレーム内に位置付けられ、ロール軸Ｒ’についてフレームによって回転可能に支持される、ジンバル２８６を含む。ジンバル２８６は、フライホイール２０６がフライホイール軸Ｆ’について自由に回転し、ロール軸Ｒ’についてジンバル２８６と共にロールし、歳差軸Ｐ’について歳差運動するように、フライホイール２０６を支持する。フレームは、サーボモータ２６６を支持する２つのプレート２９４ａ、２９４ｂと、プレート２９４ａ、２９４ｂの間に挟装されたクラッチ２３０とを含む。より具体的には、サーボモータ２６６の出力に連結されたレバーアーム２２６が、クラッチ２３０の第１の側面に延びている。クラッチ２３０は、クラッチ２３０がジャイロライダー補助デバイス２８２のアクティブ状態／非アクティブ状態を制御するように、レバーアーム２２６をジンバル２８６と選択的に連結させる。

図５にも示すように、（歳差軸Ｐ’としてラベル付けされた軸ついて）ジンバル２８６に対してフライホイール２０６及びブラケットアセンブリ１３４を移動させるためにサーボモータ２６６のようなアクチュエータを提供することが可能である。特に、これは、フライホイール２０６の向きを能動的に駆動することによって、ジャイロライダー補助デバイス２８２の作動を可能にし、その反応は、ロール軸Ｒ’としてラベル付けされた軸についてのジンバル２８６の歳差運動である。サーボモータ２６６又は他のアクチュエータは、ジンバル２８６に対してフライホイール２０６及びブラケットアセンブリ１３４と共に移動する。ジャイロライダー補助デバイス２８２は、所望の向き及びモーメント補助方式に依存して、サーボモータ２６６の一方又は両方を特徴付けることができる。任意的に、クラッチ２３０を介してサーボモータの両方を連結して、選択的な係合解除を可能にすることができる。複数のアクチュエータを用いることで、ジャイロライダー補助デバイス２８２は、離散的に又は互いに組み合わせて（例えば、車両ピッチ及びロール／傾斜の一方又は両方）、多軸モーメント補助を提供することができる。しかしながら、ジャイロライダー補助装置２８２が、単独で又は他の補助モーメントとの組み合わせにおいて、補助ヨーモーメントを提供するように構成されることも可能である。幾つかの構成において、ジャイロライダー補助デバイス２８２は、２つのクラッチ２３０のうちのどの１つが係合されており且つどの１つが係合解除されているかを切り換えること(switching)によって、ピッチ補正モードとロール／傾斜補正モードとの間を切り換える(switch)ことができる。ジャイロライダー補助デバイス２８２の様々な動作及びモード切換えは、必要に応じてコントローラによって自動的に実行されることができ、且つ／或いは上述のようにライダー制御されることができる。

本開示の様々な構成及び利点は、以下の請求項に記載されている。

１０オートバイ (motorcycle)
１４フレーム (frame)
１８エンジン (engine)
２２前輪 (front wheel)
２６後輪 (rear wheel)
３０ステアリングユニット (steering unit)
３４ハンドルバー (handlebar)
３８フロントフォーク (front folk)
４２スイングアーム (swing arm)
４６シート (seat)
５８サドルバッグ (saddlebags)
６２トランク (trunk)
６６本体 (body)
７０蓋 (lid)
７４ヒンジ (hinges)
７８ラッチ (latches)
８２ジャイロライダー補助デバイス (gyroscopic rider assist device)
８６ジンバル (gimbal)
８６ａ側面 (side)
８６ｂ側面 (side)
９０フレーム (frame)
９４ａプレート (plate)
９４ｂプレート (plate)
９８ロッド (rods)
１０２脚 (feet)
１０６フライホイール (flywheel)
１１０孔 (aperture)
１１２ベアリング (bearings)
１１８ベアリング (bearings)
１２２線形アクチュエータ (linear actuator)
１２６レバーアーム (lever arm)
１２８シャフト (shaft)
１３０クラッチ (clutch)
１３４ブラケットアセンブリ (bracket assembly)
１４２ａ第１のシャフト (first shaft)
１４２ｂ第２のシャフト (second shaft)
１４６上方ブラケット (upper bracket)
１５０タコメータ (tachometer)
１５４上方プレート (upper plate)
１５８下方ブラケット (lower bracket)
１６２モータキャリッジ (motor carriage)
１６６フライホイールモータ (flywheel motor)
２０６フライホイール (flywheel)
２２６レバーアーム (lever arm)
２３０クラッチ (clutch)
２６６サーボモータ (servomotor)
２８２ジャイロライダー補助デバイス (gyroscopic rider assist device)
２８６ジンバル (gimbal)
２９４ａプレート (plate)
２９４ｂプレート (plate)
Ｆフライホイール軸 (flywheel axis)
Ｆ’ フライホイール軸 (flywheel axis)
Ｐ歳差軸 (precession axis)
Ｐ’ 歳差軸 (precession axis)
Ｒロール軸 (roll axis)
Ｒ’ ロール軸 (roll axis)

Claims

フレームと、
該フレームに連結される前輪と、
前記フレームに連結され、長手方向において前記前輪の後方に位置付けられる、後輪と、
前記前輪と前記後輪との間でライダーを支持するように位置付けられる少なくとも１つのシートを含む座席領域と、
前記座席領域の背後及び前記後輪の上方で密閉容器内に設けられるジャイロライダー補助デバイスと、を含む、
傾斜車両であって、
前記ジャイロライダー補助デバイスは、
前記フレームに対して固定されるジンバル支持フレームと、
ロール軸についての回転のために前記ジンバル支持フレームによって回転可能に支持されるジンバルと、
ブラケットによってフライホイール軸についての回転のために支持されるフライホイールと、を含み、前記ブラケットは、歳差軸について前記ジンバルによって回転可能に支持され、
当該傾斜車両は、
力伝達機構を通じて前記ジンバルに連結されるアクチュエータであって、当該傾斜車両を均衡させる補正モーメントが当該傾斜車両上で生成されるよう、前記ジンバル支持フレームに対して前記ジンバルを駆動させて、前記ジンバルに対する前記フライホイールの歳差反応を引き起こすように作動可能である、アクチュエータと、
当該傾斜車両が動作中に傾くときに同じ高さのままであるよう、前記ジンバルが前記ジンバル支持フレーム内で自由に移動することを可能にすることによって、前記力伝達機構を切り離して、前記ジャイロライダー補助デバイスを選択的に非アクティブ化させる、クラッチと、を更に含み、
前記アクチュエータは、線形アクチュエータであり、前記力伝達機構は、レバーアームを含み、前記クラッチは、前記レバーアームと前記ジンバルとの間に位置付けられる、
傾斜車両。
前記クラッチは、歯付きクラッチである、請求項１に記載の傾斜車両。
フレームと、
該フレームに連結される前輪と、
前記フレームに連結され、長手方向において前記前輪の後方に位置付けられる、後輪と、
前記前輪と前記後輪との間でライダーを支持するように位置付けられる少なくとも１つのシートを含む座席領域と、
前記座席領域の背後及び前記後輪の上方で密閉容器内に設けられるジャイロライダー補助デバイスと、を含む、
傾斜車両であって、
前記ジャイロライダー補助デバイスは、
前記フレームに対して固定されるジンバル支持フレームと、
ロール軸についての回転のために前記ジンバル支持フレームによって回転可能に支持されるジンバルと、
ブラケットによってフライホイール軸についての回転のために支持されるフライホイールと、を含み、前記ブラケットは、歳差軸について前記ジンバルによって回転可能に支持され、
当該傾斜車両は、
力伝達機構を通じて前記ジンバルに連結されるアクチュエータであって、当該傾斜車両を均衡させる補正モーメントが当該傾斜車両上で生成されるよう、前記ジンバル支持フレームに対して前記ジンバルを駆動させて、前記ジンバルに対する前記フライホイールの歳差反応を引き起こすように作動可能である、アクチュエータと、
当該傾斜車両が動作中に傾くときに同じ高さのままであるよう、前記ジンバルが前記ジンバル支持フレーム内で自由に移動することを可能にすることによって、前記力伝達機構を切り離して、前記ジャイロライダー補助デバイスを選択的に非アクティブ化させる、クラッチと、
当該傾斜車両がメモリ中に格納される閾速度を越えるときに前記力伝達機構を切り離すために前記クラッチを作動させるようにプログラムされる、コントローラと、を更に含む、
傾斜車両。
前記閾速度は、ユーザ調整可能である、請求項３に記載の傾斜車両。
前記コントローラは、前記閾速度を無視して、前記ジャイロライダー補助デバイスをオフに切り替えるユーザ入力に応答して前記ジャイロライダー補助デバイスを非アクティブ化された状態に維持するようにプログラムされる、請求項３に記載の傾斜車両。
フレームと、
該フレームに連結される前輪と、
前記フレームに連結され、長手方向において前記前輪の後方に位置付けられる、後輪と、
前記前輪と前記後輪との間でライダーを支持するように位置付けられる少なくとも１つのシートを含む座席領域と、
前記座席領域の背後及び前記後輪の上方で密閉容器内に設けられるジャイロライダー補助デバイスと、を含む、
傾斜車両であって、
前記ジャイロライダー補助デバイスは、
前記フレームに対して固定されるジンバル支持フレームと、
ロール軸についての回転のために前記ジンバル支持フレームによって回転可能に支持されるジンバルと、
ブラケットによってフライホイール軸についての回転のために支持されるフライホイールと、を含み、前記ブラケットは、歳差軸について前記ジンバルによって回転可能に支持され、
当該傾斜車両は、
力伝達機構を通じて前記ジンバルに連結されるアクチュエータであって、当該傾斜車両を均衡させる補正モーメントが当該傾斜車両上で生成されるよう、前記ジンバル支持フレームに対して前記ジンバルを駆動させて、前記ジンバルに対する前記フライホイールの歳差反応を引き起こすように作動可能である、アクチュエータと、
当該傾斜車両が動作中に傾くときに同じ高さのままであるよう、前記ジンバルが前記ジンバル支持フレーム内で自由に移動することを可能にすることによって、前記力伝達機構を切り離して、前記ジャイロライダー補助デバイスを選択的に非アクティブ化させる、クラッチと、
前記ブラケットと前記ジンバルとの間の第２のアクチュエータであって、前記ブラケットに対して前記フライホイールを再配向するように動作可能な第２のアクチュエータと、該第２のアクチュエータを切り離す第２のクラッチと、を更に含む、
傾斜車両。
前記アクチュエータは、回転アクチュエータである、請求項１に記載の傾斜車両。
前記フライホイールは、前記ジャイロライダー補助デバイスのただ１つのフライホイールである、請求項１に記載の傾斜車両。
傾斜車両であって、
フレームと、
該フレームに連結される前輪と、
前記フレームに連結され、長手方向において前記前輪の後方に位置付けられる、後輪と、
アクチュエータからの入力に応答して当該傾斜車両を均衡させる当該傾斜車両に対する補正モーメントを出力するように動作可能なジャイロライダー補助デバイスと、
当該傾斜車両の第１の状態から当該傾斜車両の第２の状態への移行後に前記ジャイロライダー補助デバイスを選択的に非アクティブ化するよう、前記アクチュエータと前記ジャイロライダー補助デバイスとの間に設けられるクラッチとを含む、
傾斜車両であって、
前記ジャイロライダー補助デバイスは、
前記フレームに対して固定されるジンバル支持フレームと、
ロール軸についての回転のために前記ジンバル支持フレームによって回転可能に支持されるジンバルと、
ブラケットによってフライホイール軸についての回転のために支持されるフライホイールと、を含み、前記ブラケットは、歳差軸について前記ジンバルによって回転可能に支持され、
当該傾斜車両は、前記ブラケットと前記ジンバルとの間の第２のアクチュエータであって、前記ブラケットに対して前記フライホイールを再配向するように動作可能な第２のアクチュエータと、該第２のアクチュエータを切り離す第２のクラッチとを更に含む、
傾斜車両。
前記フライホイールは、前記ジャイロライダー補助デバイスのただ１つのフライホイールである、請求項９に記載の傾斜車両。
前記フライホイールは、前記ジャイロライダー補助デバイスのただ１つのフライホイールである、請求項９に記載の傾斜車両。
コントローラと、メモリとを更に含み、前記コントローラは、前記メモリ中に格納される指令に従って、前記第１の状態から前記第２の状態への移行に応答して前記ジャイロライダー補助デバイスを非アクティブ化させるために、前記クラッチを作動させるようにプログラムされる、請求項９に記載の傾斜車両。
傾斜車両であって、
フレームと、
該フレームに連結される前輪と、
前記フレームに連結され、長手方向において前記前輪の後方に位置付けられる、後輪と、
アクチュエータからの入力に応答して当該傾斜車両を均衡させる当該傾斜車両に対する補正モーメントを出力するように動作可能なジャイロライダー補助デバイスと、
当該傾斜車両の第１の状態から当該傾斜車両の第２の状態への移行後に前記ジャイロライダー補助デバイスを選択的に非アクティブ化するよう、前記アクチュエータと前記ジャイロライダー補助デバイスとの間に設けられるクラッチとを含む、
傾斜車両であって、
前記ジャイロライダー補助デバイスは、
前記フレームに対して固定されるジンバル支持フレームと、
ロール軸についての回転のために前記ジンバル支持フレームによって回転可能に支持されるジンバルと、
ブラケットによってフライホイール軸についての回転のために支持されるフライホイールと、を含み、前記ブラケットは、歳差軸について前記ジンバルによって回転可能に支持され、
当該傾斜車両は、コントローラと、メモリとを更に含み、前記コントローラは、前記メモリ中に格納される指令に従って、前記第１の状態から前記第２の状態への移行に応答して前記ジャイロライダー補助デバイスを非アクティブ化させるために、前記クラッチを作動させるようにプログラムされ、
当該傾斜車両の前記第２の状態への前記移行は、当該傾斜車両が前記メモリ中に格納される閾速度値を越えた後に起こる、
傾斜車両。
前記メモリ中の前記閾速度値は、ユーザ調整可能である、請求項１３に記載の傾斜車両。
前記クラッチは、歯付きクラッチである、請求項９に記載の傾斜車両。
傾斜車両であって、
フレームと、
該フレームに連結される前輪と、
前記フレームに連結され、長手方向において前記前輪の後方に位置付けられる、後輪と、
アクチュエータからの入力に応答して当該傾斜車両を均衡させる当該傾斜車両に対する補正モーメントを出力するように動作可能なジャイロライダー補助デバイスと、
当該傾斜車両の第１の状態から当該傾斜車両の第２の状態への移行後に前記ジャイロライダー補助デバイスを選択的に非アクティブ化するよう、前記アクチュエータと前記ジャイロライダー補助デバイスとの間に設けられるクラッチとを含む、
傾斜車両であって、
前記ジャイロライダー補助デバイスは、
前記フレームに対して固定されるジンバル支持フレームと、
ロール軸についての回転のために前記ジンバル支持フレームによって回転可能に支持されるジンバルと、
ブラケットによってフライホイール軸についての回転のために支持されるフライホイールと、を含み、前記ブラケットは、歳差軸について前記ジンバルによって回転可能に支持され、
前記アクチュエータは、線形アクチュエータである、
傾斜車両。