[发明专利]用于电力辅助人力车辆的动力传动系统

说明书

由驾驶者提供的踏板动力在必要时由电动马达和传动装置辅助而被传送至车辆的驱动轮。第二电动马达增加了再生制动功能和驱动车辆倒退的能力。第二马达还可以用于驱动车辆前进，并且用于两个马达的动力可以被分配，以优化动力传动系统的效率、扭矩或动力输出。飞轮机构允许在不反向驱动曲柄的情况下由第一马达驱动车辆前进。可选的第二飞轮机构允许在不反向驱动第一马达和曲柄的情况下使车辆向前移动。

技术领域

本申请涉及人力车辆。特别地，本申请涉及用于电力辅助人力车辆的动力传动系统。

背景技术

机动踏板动力车辆包括附接的马达以及用于以无辅助方式为车辆提供动力或辅助有踩踏的传动装置。机动踏板动力车辆的实例是机动自行车。在北美、亚洲、欧洲和全世界其他地区，机动自行车已受到越来越多的重视。优点包括能源成本较低；在其他成本(诸如保险、执照、登记、停车)方面的降低；改善交通流量；环保；以及对使用者的各种健康益处。

不同类型的马达和动力源可以为机动踏板动力车辆提供动力。常见的动力源包括以汽油和/或柴油为燃料的内燃机、蒸汽发动机、空气发动机以及电动马达。这些动力源可以直接连接至输出轴或用齿轮传动，以调节输出速度和扭矩。可以使用不同的方法将动力施加至驱动轮：(1)可以通过内置在轮毂、车轮或轮辋中的动力源直接为前轮或后轮提供动力。(2)安装在车辆架内的动力源可以经由机械动力传输系统来驱动后轮，诸如经由“链条驱动”(即，带有链条的链轮)、“皮带驱动”(例如橡胶带)或“轴驱动”(即，与刚性轴直接耦接)来驱动后轮。(3)通过使动力辊或橡胶带与车轮或轮胎接触，可以将动力从直接安装在上方的马达传递至车轮。

在商业上，机动踏板动力车辆作为完整设计或作为用在无动力车辆上的附加马达套件(配套元件)进行销售。点火器和更强效的电池使得电动马达能够更常用于机动踏板动力车辆。此外，已经证明这种技术对于具有身体残疾和/或受限的运动性(诸如关节炎和膝盖损伤)的人是有用的。

多个企业制造了用于常规自行车的内燃机马达转换套件。实例包括：(i)使用皮带驱动后轮的后置发动机、机架安装型套件；(ii)机架安装型、链条驱动的齿轮传动的传动装置；以及(iii)具有轮胎辊安装件(tire roller-mount)或链条驱动的齿轮传动的传动装置的机架安装件。

使用电动马达的机动自行车所使用的电池容量和范围有限，因此用踩踏来辅助推进。这种电动自行车设计特别是在交通拥堵严重、人口老龄化和燃料短缺的国家越来越受欢迎。

Matsuura(松浦)的美国专利3,921,467描述了一种自行车，该自行车具有位于自行车体中心的动力传动系，该动力传动系包括主链轮和末端链轮，主链轮和末端链轮之间具有张紧链轮。在主链轮和末端链轮之间增加副链轮可以改变动力传动系的传动比。

Lin的美国专利6,352,131描述了一种单向旋转组件，该组件允许链环在曲柄和轮轴保持静止时旋转。这种设计使自行车能够在曲柄静止时被推进，并且允许使用者仍然能够换挡。

Holland的美国专利7,314,109描述了一种电动自行车，该电动自行车包括通过其轮轴安装至自行车架的轮毂马达。当自行车滑行时，该设计将使后轮能够驱动马达来提供下坡再生制动能力。Holland的美国专利7,461,714也描述了一种车架安装型马达，该马达通过中部的中间轴(jackshaft)连接至踏板和后从动轮。该设计中的飞轮可以在制动期间或在滑行下坡时为电池充电。

Lin的公开号为2010/0307851的美国专利申请进一步描述了一种用于自行车的动力辅助系统，该系统包括三个部件：马达、减速部分和动力辅助部分。这种系统在四种模式下工作：(1)动力辅助踩踏模式；(2)仅踩踏模式；(3)仅动力辅助模式；和(4)无动力滑行模式。

提供这些背景信息是为了揭示申请人认为可能与本发明相关的信息。并非意味着承认，也不应该解释为任何前述信息构成了本发明的现有技术。

发明内容