[发明专利]变速器及采用该变速器的车辆和自行车

说明书

本发明涉及一种包括马达和差速机构的变速器，还涉及采用该变速器的一车辆和一自行车。

采用一马达的一驱动力的一混合型车辆已经公知，其驱动系统的目的是降低发动机燃料消耗。已提出各种混合型车辆，例如一串列混合型、一并列混合型和采用两个发动机和一个行星齿轮的一串列/并列混合型。具体地说，日本专利公开平7-135701公开了一种方法，其中一发动机的一驱动力被输入一行星齿轮，并且通过由该行星齿轮的一输出轴获得的一驱动力来驱动一车辆，其中由一发电机控制该驱动力。在该方法中，由于发动机的部分能量用于通过发电机产生电能，并且由连接到输出轴的马达来辅助发动机的驱动力，因此通常可在一高效率/高扭矩区域驱动发动机，并且车辆可获得一传动功能。日本专利公开昭49-112067和昭58-191364也公开了同样的原理。在上述文档中公开的该已知方法在此后被称作“第一方法”。

如日本专利公开昭60-95238所公开，已提出一种方法，其中一发动机的一驱动力经由马达控制的行星齿轮被传递给左、右驱动轮。该方法在此后被称作“第二方法”。

如日本专利公开昭57-47054所公开，已提出一种方法，其中由几个马达分别驱动许多行星齿轮，并且从所述许多行星齿轮中所选择的一个输出一驱动力，从而在所有时候可根据车辆的操作点执行马达的最佳驱动。该方法在此后被称作“第三方法”。

如文章“21世纪的可选车辆—一种新型个人运输范例—，RobertQ.Riley，汽车工程师协会发表，400 Commonwealth DriveWarrendale，PA 15096-0001，U.S.A.，第149页～第153页”所公开的，已提出采用一无级变速传动CVT与一行星齿轮组合的一变速器。在该方法中，由于在发动机转动的同时可停止车辆，不用采用任何离合器，通过将无级变速传动CVT的一变速比设定在一特定值，仅需通过控制无级变速传动CVT的变速比就可平滑地启动车辆。该方法在此后被称作“第四方法”。

然而，第一方法具有一问题。由于是通过发电机产生电能并且通过马达驱动车辆，以实现传动功能，因此会出现电能的损失。结果，虽然总能在良好效率的一操作点驱动发动机，但相应于电能的损失，整个车辆的效率降低了。

第二方法中，行星齿轮分别设置在左、右不同的输出轴上，其具有通过将一常用并列混合型车辆的结构向左、右车轮延伸获得的一构造。结果，该第二方法需要用于实现变速操作的电能的输入/输出，因此该方法具有与上述同样的问题。

第三方法具有通过延伸第一方法的构造获得的一构造。结果，该方法在电能损失方面具有与上述同样的问题。

第四方法具有一问题，因为发动机必须总是转动以驱动车辆，因此在发动机驱动、包括车辆停止的一时期后，在降低每单位行驶距离的燃料消耗方面具有局限。

按照前述，提出了本发明，并且本发明的第一目的是提供可采用马达实现无级变速传动功能的一变速器，并且通过使电能的损失最小来提高变速器的效率。

本发明的第二目的是提供采用上述变速器的一车辆，该车辆可降低每单位行驶距离的燃料消耗。

本发明的第三目的是提供可降低一骑行者疲劳的一自行车。

通过提供一变速器可达到上述第一目的，该变速器包括：用于将一驱动源的能量分配给许多差速机构的一机构；分别与所述许多差速机构相连的许多马达；和用于结合从所述许多差速机构输出的能量的一机构。

上述第一目的还可通过提供这样的一种变速器达到，该变速器包括：许多差速机构，其中每一差速机构在输入轴与输出轴之间旋转数目的不同是由一马达控制；其中所述许多差速机构的输入轴是作为一共用轴，并且其输出轴也是作为一共用轴。

所述许多差速机构的共用输入轴与共用输出轴之间的齿轮比最好设定为不同的值。这使得可提供能增大效率的一系统。

通过提供这样的一种车辆可达到上述第二目的，该车辆包括：用于产生驱动所述车辆的驱动能量的一发动机；第一和第二行星齿轮，其中每一行星齿轮包括一太阳齿轮、一行星元件和一齿圈；以及分别用于控制所述第一和第二行星齿轮的太阳齿轮的第一和第二马达；其中每一所述第一和第二行星齿轮的行星元件与齿圈之一连接到由所述发动机驱动的一输入轴上，而另一个则连接到用于驱动一车体的一输出轴上。

该第三目的可通过提供一种自行车达到，该自行车包括：第一和第二差速机构，每一差速机构采用由一骑行者驱动的输入力，和包括车轮的输出力；以及分别用于控制所述第一和第二差速机构的第一和第二马达。