CN109018173A - 无级变速器 - Google Patents
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Abstract
一种无级变速器(CVT)可以与电马达结合使用以促进对自行车骑车者的动力辅助。在一些实施例中,该CVT和马达是安装在该自行车的框架上、位于该自行车的后轮轮毂前方的位置处。在一些实施例中,该CVT是安装在该自行车框架的多个构件上并且由这些构件所支撑,从而使得该CVT是与该自行车的曲柄轴同轴的。该曲柄轴被配置成用于驱动该CVT的多个元件,这些元件被配置成用于操作性地驱动这些牵引环和这些牵引行星件。在一些实施例中,该马达被配置成用于驱动该CVT的多个元件。在其他实施例中,该马达被配置成用于驱动该曲柄轴。披露了用于这样的CVT的创造性的部件和组件。
Description
本申请是名称为“无级变速器”、国际申请日为2014年04月16日、国际申请号为PCT/US2014/034300、国家申请号为201480034460.4的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求在2013年4月19日提交的标题为“无级变速器[CONTINUOUSLYVARIABLE TRANSMISSION]”的美国临时专利申请号61/814,122的权益,该申请通过引用以其全部内容结合在此。
技术领域
本披露总体上涉及变速器、更具体地涉及无级变速器(CVT)。甚至更特别地,在此披露的实施例涉及在希望调节输入速度与输出速度之比的任何机器、装置、车辆等中有用的CVT,并且涉及用于控制CVT、包括自动控制CVT的方法。
背景技术
自行车的动力传动系典型地由联接至用于驱动曲柄轴的多个曲柄上的脚踏板组成,该曲柄轴被接收在自行车的框架构件中并且被这些框架构件所支撑,这些框架构件典型地被称为“底部托架”。该曲柄轴联接至链轮上,该链轮通过链条向自行车的后轮提供动力。后轮处的齿轮接收来自链条的动力并且被适配成与用于驱动自行车后轮的后轮轮毂界面连接。一些自行车配备有带内齿轮的后轮毂,其中安排了一组齿轮以接收来自该齿轮的动力并且驱动后轮。在一些应用中,自行车在后轮毂处配备有CVT以驱动后轮。在此披露的CVT的这些实施例解决了无级变速器领域的需要。
此外,可以在多种多样的机器中发现自动变速器。然而在某些领域中,变速器的手动操作仍是占主导的。例如,在自行车工业中,大多数自行车被配置成手动操作变速器,这一般涉及手动致动杠杆、缆线和联动装置以致使链条从一个后链轮移动到另一个后链轮。然而,对于辅助自行车变速器的自动控制的***以及对应方法已经显现出持续的需求。在此披露的创造性实施例解决了这个需求,尤其是通过提供用于自动控制变速器的***和方法,这些***和方法在一些情况下特别适合于人力车辆,例如自行车。
在一些车辆和工业使用中高度希望的是产生可变速度和恒定功率的电马达。在一些恒定功率的应用中,扭矩和速度相反地变化。例如,当速度减小时扭矩增大,或当速度增大时扭矩减小。一些电马达可以提供高于其额定功率的恒定功率;例如,1750rpm AC电动机可以在速度增大到1750rpm以上时提供恒定的功率,因为扭矩可以被设计成随着速度增大而成比例地减小。然而,马达本身不能在以其额定功率以下的速度工作时产生恒定的功率。通常,当马达速度减小时,扭矩保持恒定或甚至减小。控制器可以用于在低速下增大进入电马达中的电流和扭矩,但要求增加绕组的电线直径以适应该额外电流从而避免过热。这是不希望的,因为马达变得比典型的操作条件所必须的更大且更昂贵。该电子控制器还增大了费用和复杂性。用于实现足够低的速度扭矩的另一种方法是使用更大的马达。然而,这增大了成本、大小、重量,并且使得马达更难以与它所服务的机器一起包装。因此,对于用电马达提供变化速度和恒定功率的改进方法存在着需要。对于一些有利的应用而言,本无级变速器可以与电马达整合在一起。
发明内容
在此描述的这些***和方法具有若干特征,其中没有一个单一特征是唯一对整体的希望属性负责的。在不限制由以下权利要求所表达的范围的情况下,现在将简要讨论这些更突出的特征。在考虑了以下讨论之后,特别在阅读了标题为“某些实施方式的详细说明”部分中,将了解到这些***和方法的特征如何提供超过相关传统***和方法的若干优点。
本披露的一个方面涉及一种自行车,这种自行车具有数个自行车框架构件以及可操作地联接至一个或多个曲柄上的曲柄轴。在一些实施例中,该曲柄轴实质上限定了曲柄轴线。该自行车可以具有联接至该曲柄轴上的无级变速器(CVT)。该CVT具有围绕该CVT的纵向轴线成角度地安排的一组牵引行星件。每个牵引行星件被适配成用于围绕可倾斜轴线旋转。该CVT还具有第一承载构件,在该第一承载构件中形成数个径向偏离的槽缝并且是围绕该纵向轴线成角度地安排的。该CVT配备有第二承载构件,在该第二承载构件中形成了数个径向槽缝并且是围绕该纵向轴线成角度地安排的。在一些实施例中,该第二承载构件中的这些槽缝也可以是径向偏离的。该第二承载构件可以联接至该第一承载构件上。该第一和第二承载构件可操作地联接至各牵引行星件上。该第一承载构件被配置成围绕该纵向轴线相对于该第二承载构件成角度地旋转。该CVT还可以具有与各牵引行星件相接触的牵引环。在一些实施例中,该牵引环是在各牵引行星件的径向外侧定位的。该CVT具有与各牵引行星件相接触的第一和第二太阳构件。在一些实施例中,该第一和第二太阳构件是在该牵引环的径向内侧定位的。该自行车可以具有可操作地联接至该CVT上的电马达。
本披露的另一方面是针对一种无级变速器(CVT),该无级变速器具有围绕主驱动轴线安排的一组牵引行星件。该CVT具有与各牵引行星件相接触的牵引环。在一些实施例中,该牵引环是在各牵引行星件的径向外侧定位的。该CVT具有与每个牵引行星件相接触的第一和第二太阳构件。在一些实施例中,该第一和第二太阳构件是在该牵引环的径向内侧定位的。该第一太阳构件和该牵引环被适配成用于接收旋转动力。该CVT还具有承载组件,该承载组件具有第一和第二承载板。该第一承载板是具有与该主驱动轴线同轴安排的中心的、基本上盘形的本体。在一些实施例中,该第一承载板具有围绕该中心成角度地安排的数个径向偏离的槽缝。这些径向偏离的槽缝各自与该盘形本体的中心线平行并且与之具有线性偏移。该盘形本体的中心线垂直于该主驱动轴线,从而由此形成了坐标系。该坐标系具有与该主驱动轴线对应的z轴线、与该径向中心线对应的y轴线、以及与该y轴线和z轴线垂直的x轴线。这些径向偏离的槽缝位于由x轴线和y轴线形成的平面内。每个牵引行星件都被适配成用于在由y轴线和z轴线形成的平面内倾斜。
本披露的又一个方面涉及一种无级变速器,该无级变速器具有联接至自行车的底部托架上的壳体。在一些实施例中,该变速器具有围绕纵向轴线成角度地安排的一组球形牵引行星件。该变速器可以具有与各牵引行星件相接触的牵引环。该牵引环是在各牵引行星件的径向外侧定位的。在一些实施例中,该变速器具有与每个牵引行星件相接触的第一和第二太阳构件。该第一和第二太阳构件是在该牵引环的径向内侧定位的。该第一太阳构件和该牵引环被适配成用于接收旋转动力。该变速器还具有承载组件,该承载组件配备有具有第一中心的第一总体上盘形本体以及具有第二中心的第二总体上盘形本体,该第二中心相对于该第一中心同轴安排而由此形成了主轴线。该第一总体上盘形本体可以具有形成在该第一盘形本体上的并且围绕该第一盘形本体的中心成角度地安排的数个径向偏离的槽缝。这些径向偏离的槽缝各自与该第一盘形本体的中心线具有线性偏移。该第一盘形本体的中心线垂直于该主轴线,由此形成了坐标系,该坐标系具有与该主轴线对应的z轴线、与该径向中心线对应的y轴线、以及与该y轴线和z轴线垂直的x轴线。这些径向偏离的槽缝位于由x轴线和y轴线形成的平面内。在一些实施例中,这些“径向偏离的槽缝”是在该承载构件中形成的与该承载构件的半径平行、但被形成为与该半径偏离某个距离的槽缝,这样使得它们的对应轴线不与该承载件的径向中心相交。该变速器可以包括联接至该牵引环上的电马达。该电马达是围绕该纵向轴线共轴的。该电马达位于该壳体的内部之内。
本披露的又一个方面是针对一种用于自行车的电动动力传动系,该动力传动系具有带有纵向轴线的无级变速器(CVT)。在一些实施例中,该CVT具有一组牵引行星件,这些牵引行星件被适配成用于围绕可倾斜轴线旋转。该CVT可以具有与各牵引行星件相接触的牵引环。在一些实施例中,该牵引环是在各牵引行星件的径向外侧定位的。该CVT配备有与各牵引行星件相接触的第一和第二太阳构件。该第一和第二太阳构件是在该牵引环的径向内侧定位的。该CVT配备有对应地联接至该第一和第二太阳构件上的第一和第二轴向力发生器。在一些实施例中,该CVT包括第一承载构件,该第一承载构件具有形成在该第一承载构件中并且围绕该纵向轴线成角度地安排的数个径向偏离的槽缝。该CVT具有第二承载构件,该第二承载构件具有形成在该第二承载构件中并且围绕该纵向轴线成角度地安排的数个径向槽缝。该第二承载构件联接至该第一承载构件上。该第一和第二承载构件可操作地联接至每个牵引行星件上。该第一承载构件被配置成围绕该纵向轴线相对于该第二承载构件旋转。该动力传动系还包括可操作地联接至该CVT上的换档件。在一些实施例中,该换档件被适配成用于将一种斜交状态应用到该CVT上以便使这些牵引行星件的轴线倾斜。该动力传动系具有可操作地联接至该牵引环上的电马达。
在一个方面,本披露提出了一种用于自动控制自行车的球-行星变速器的方法。该方法涉及:接收与目标用户踩踏速度相关联的输入、确定该自行车的速度、并且至少部分地基于该目标用户踩踏速度和所确定的自行车速度来确定目标传动比。该方法还可以包括将该变速器的传动比调节成基本上等于该目标传动比。在一些实施例中,该方法进一步包括确定与该目标用户踩踏速度相关联的编码器位置的步骤。在一些实施例中,调节传动比包括命令致动器移动到所确定的编码器位置。在一些实施例中,调节换档鼓轮包括使得换档杆围绕该变速器的纵向轴线旋转的步骤。
在另一个方面,本披露针对一种用于自动控制自行车的球-行星变速器的方法。该方法包括:接收与目标用户踩踏速度相关联的输入、确定该自行车的速度、并且基于该目标用户踩踏速度和所确定的自行车速度来调节该自行车的速度比以便将用户踩踏速度维持在该目标用户踩踏速度的一个区间内。在一些实施例中,该区间是该目标用户踩踏速度加上或减去10转/分钟(rpm)。在其他实施例中,该区间是该目标用户踩踏速度在+/-2rpm到约+/-5rpm的范围内。在一些实施例中,调节自行车的速度比包括确定与该目标用户踩踏速度和所确定的自行车速度相关联的编码器位置的步骤。在一些实施例中,调节自行车的速度比包括命令致动器移动到所确定的编码器位置的步骤。在其他实施例中,调节自行车的速度比包括调节该变速器的换档杆的步骤。在一些实施例中,调节该换档杆包括使得该换档杆围绕该变速器的纵向轴线旋转的步骤。
本披露的又另一个方面涉及一种用于自动控制自行车的球-行星变速器的方法。该方法涉及:提供与目标用户踩踏速度相关联的输入、确定该自行车的速度、并且确认与该自行车的速度相关联的目标编码器位置。该方法可以进一步包括致动伺服装置以便实现该目标编码器位置。在一些实施例中,致动伺服装置包括调节该变速器的换档杆的步骤。在一些实施例中,确认该目标编码器位置包括产生数据结构。在其他实施例中,产生数据结构包括记录编码器位置的步骤。在一些实施例中,产生数据结构包括记录输入速度的步骤以及记录输出速度的步骤。在一些实施例中,该方法包括至少部分地基于该输入速度和输出速度来确定速度比的步骤。在其他实施例中,该方法包括记录该速度比的步骤。
在一个例子中,本披露涉及一种用于对球-行星变速器进行自动换档的***。该***包括被配置成用于检测该自行车的速度的速度传感器、被配置成用于接收来自该速度传感器的输入的处理器、以及被配置成用于向该处理器提供节奏数据的数据输入界面;该节奏数据指示了输入踩踏速度。该***可以另外具有与该处理器通讯的存储器,该存储器中储存了将自行车速度与速度比相互关联的一个或多个映射图。在一些实施例中,该***包括与该处理器通讯的逻辑模块,该逻辑模块被配置成用于与该处理器协作以便基于自行车速度和输入踩踏速度从这些映射图确定目标速度比。在一些实施例中,该***具有与该处理器通讯的致动器,该致动器被配置成用于将该变速器的速度比调节成基本上等于所确定的目标速度比。在一些实施例中,该控制单元包括处理器、应用专用集成电路或可编程逻辑阵列中的至少一者。该致动器可操作地联接至该变速器的换档杆上,该换档杆被配置成用于调节该变速器的速度比。该数据输入界面可以包括显示器和至少一个按钮。该***可以包括被配置成用于提供该致动器的位置指示的位置传感器。这些数据结构可以包括速度比数据结构和自行车速度数据结构。该***可以具有被配置成用于向该致动器提供电力的电源。在一些实施例中,该电源是发电机。在一些实施例中,该致动器可操作地联接至该变速器的换档杆上。
本披露的另一方面提出了一种具有球-行星变速器以及用于对该球-行星变速器进行自动换档的***的自行车。在一些实施例中,该***具有被配置成用于检测该自行车的速度的速度传感器。该***具有被配置成用于接收来自该速度传感器的输入的处理器。在一些实施例中,该***包括被配置成用于向该处理器提供节奏数据的数据输入界面。该节奏数据指示了输入踩踏速度。该***可以包括与该处理器通讯的存储器。在一些实施例中,该存储器中储存了将自行车速度与速度比相互关联的一个或多个映射图。该***包括与该处理器通讯的逻辑模块。该逻辑模块被配置成用于与该处理器协作以便基于自行车速度和输入踩踏速度来从这些映射图确定目标速度比。该***还可以包括与该处理器通讯的致动器。该致动器被配置成用于将该变速器的速度比调节成基本上等于所确定的目标速度比。在一些实施例中,该数据输入界面包括显示器和至少一个按钮。在一些实施例中,该数据输入界面被安装在该自行车的车把上。该自行车可以包括被配置成用于提供该致动器的位置指示的位置传感器。在一些实施例中,这些数据结构具有速度比数据结构和自行车速度数据结构。在其他实施例中,该球-行星变速器包括换档杆,该换档杆可操作地联接至该致动器上。
在另一方面,披露了用于CVT的控制机构的多个实施例,这些控制机构被配置成在控制运动的过程中使得这两个承载构件的净位置旋转。该太阳件可以是空转件,并且这些牵引环可以通过与这些牵引行星件的接触面来提供动力,反之亦然。该太阳构件和该牵引环可以被适配成用于接收旋转动力。该承载组件可以包括具有第一中心的第一承载构件、具有相对于该第一中心同轴安排的第二中心而由此形成了主轴线的第二承载构件、以及形成在该第一承载构件上的并且围绕该第一承载构件的中心成角度地安排的多个径向偏离的槽缝,这些径向偏离的槽缝各自具有与该第一承载构件的中心的线性偏移,如在上文中关于其他实施例以及在此处所描述的。在一些实施例中,该控制机构被配置成使得该第一承载构件和该第二承载构件各自围绕该主轴线以不同的速率旋转。在一些实施例中,该控制机构包括可旋转齿轮结构,该可旋转齿轮结构具有用于与该第一承载构件相接合的第一齿轮以及用于与该第二承载构件相接合的第二齿轮。在一些实施例中,该控制机构被配置成使得该第一承载构件和该第二承载构件各自围绕该主轴线以可变的速率旋转。在一些实施例中,该控制机构包括双凸轮结构,该双凸轮结构具有用于与该第一承载构件相接触的第一凸轮表面以及用于与该第二承载构件相接合的第二凸轮表面。在一些实施例中,该第一凸轮表面具有第一幅度和第一偏心轴线,并且该第二凸轮表面具有第二幅度和第二偏心轴线,其中该可变速率是基于该第一幅度、该第二幅度、该第一偏心轴线和该第二偏心轴线来确定的。在一些实施例中,该第一偏心轴线是与该第二偏心轴线成角度地偏离的。在一些实施例中,其中该第一偏心轴线和该第二偏心轴线中的一者或多者是与同该纵向轴线相关联的零平面成角度地偏离的。
附图说明
图1是被适配成用于联接至自行车曲柄上的CVT的截面视图。
图2是根据图1的、联接至电驱动马达组件上CVT的局部截面透视图。
图3是具有图1的CVT的电动动力传动系的透视图。
图4是整合的电马达与CVT的实施例的截面视图。
图5A是图1的CVT的截面透视图。
图5B是可以与图1和/或图4的CVT一起使用的承载板与换档件组件的透视图。
图6是具有电马达和联接至曲柄上的CVT的自行车的示意性图示。
图7是一种自行车的示意性图示,该自行车具有与该自行车的曲柄同轴的电马达和联接至该曲柄上并且与之偏离的CVT。
图8是一种自行车的示意性图示,该自行车具有与CVT同轴并且联接至其上的电马达,该马达和CVT与该自行车的曲柄是同轴的并且联接至该曲柄上。
图9是一种自行车的示意性图示,该自行车具有联接至该自行车的曲柄上并且与之偏离的电马达、以及与该曲柄同轴并且联接至其上的无级变速器。
图10是一种自行车的示意性图示,该自行车具有与CVT同轴并且联接至其上的电马达,该CVT与该自行车的后轮是同轴的并且联接至其上。
图11是一对承载构件和换档件机构的分解透视图。
图12是包括行星齿轮组的变速器的截面透视图。
图13示意性描绘了变速器的一部分,该变速器具有两个定子板以及与每个承载构件相接触的可旋转齿轮结构。
图14示出了多直径齿轮结构的透视图。
图15示出了图14的多直径齿轮结构的相反的透视图。
具体实施方式
下面将参照附图来描述某些实施例,在附图中类似的数字从头至尾都指代类似的要素。在以下说明中使用的术语不得简单地以任何受限制或局限性的方式来理解,因为术语是结合对本披露的某些具体实施例的详细说明来使用的。此外,在此披露的实施例可以包括若干新颖特征,这些特征中没有一个单独特征是唯一地对其希望的属性负责的或是对于实施所描述的这些实施例是必不可少的。在此描述的某些CVT和无限可变变速器(IVT)实施例总体上涉及在以下文件中披露的类型:美国专利号6,241,636、6,419,608、6,689,012、7,011,600、7,166,052、7,632,203、7,914,029、8,321,097、8,376,903、8,360,917、8,393,989,美国专利申请号11/243,484、11/543,311、12/198,402、12/251,325,以及专利合作条约专利申请号PCT/US 2007/023315、PCT/IB 2006/054911、PCT/US 2008/068929、和PCT/US2008/074496。这些专利和专利公开案各自的全部披露内容特此通过引用结合在此。
如在此使用的,术语“操作性地连接”、“操作性地联接”、“操作性地链接”、“可操作地连接”、“可操作地联接”、“可操作地链接”以及类似术语是指多个元件之间的关系(机械、联动、联接等等),由此关系一个元件的操作会导致第二个元件的对应的、跟随的或同时的操作或致动。注意,在使用这些术语来描述创造性实施例时,典型地描述了将这些元件进行链接或联接的具体结构或机构。然而除非明确地另外指出,否则当使用所述术语之一时,该术语表明实际的链接或联接可以采取多种多样的形式,这些形式在某些例子中将是相关技术领域的普通技术人员容易了解的。
为了说明的目的,术语“径向”在此用来指示相对于变速器或变速机的纵向轴线垂直的并且在描绘盘时从中心点径向向外延伸的方向或位置。如在此使用的,术语“轴向”是指沿着与变速器或变速机的主轴线或纵向轴线相平行的轴线的方向或位置。为了清楚简洁,有时对类似的部件作出类似的标记。
应该注意的是,在此提及“牵引”并不排除通过“摩擦”来主导的或作为唯一的动力传递模式的应用。总体上这些可以理解为不同的动力传递方案而并不试图在牵引与摩擦驱动之间建立属类区别。牵引驱动通常涉及在两个元件之间通过被夹带在这些元件之间的薄的流体层中的剪切力进行的动力传递。在这些应用中使用的流体通常展现出大于常规矿物油的牵引系数。牵引系数(μ)代表了在这些接触的部件的界面处可获得的最大可得牵引力并且是对于最大可得驱动扭矩的一种量度。典型地,摩擦驱动总体上涉及在两个元件之间通过这些元件之间的摩擦力来传递动力。为了本披露的目的,应当理解的是在此描述的这些CVT和IVT既可以用牵引应用也可以用摩擦应用来操作。例如,在为自行车应用使用IVT的实施例中,该IVT可以有时作为摩擦驱器动而其他时候作为牵引驱动器来工作,这取决于操作过程中存在的扭矩和速度条件。
本披露的多个实施例可以涉及使用多个总体上球形的行星件来控制变速机,每个行星件都具有可倾斜的旋转轴线(有时在此称为“行星件旋转轴线”),该旋转轴线可以被调整以在操作过程中实现所希望的输入速度与输出速度的比率。在一些实施例中,对该旋转轴线的调整涉及该行星件轴线在第一平面内的角向失配以实现该行星件旋转轴线在第二平面内的角度调节,由此来调节该变速机的速度比。这种在该第一平面内的角向失配在此被称为“斜交”或“斜交角”。这种类型的变速机控制总体上在美国专利申请号12/198,402和12/251,325中进行了描述。这些专利申请各自的全部披露内容特此通过引用结合在此。在一些实施例中,控制***对斜交角的使用加以协调以便在该变速机中的某些接触部件之间产生力,这些力将使该行星件旋转轴线在该第二平面内倾斜。该行星件旋转轴线的倾斜调节了该变速机的速度比。应该注意的是,在此披露的这些实施例可以使用其他已知的用于将变速机换档的方法来实施。一些实施例是基于在美国专利号7,914,029中披露的改进来建立的,该专利的全部披露内容通过引用结合在此。
现在将参照图1-15对CVT及其部件和控制方法的实施例进行描述。图1示出了可以在许多应用中使用的一种CVT 1,这些应用包括但不限于汽车,轻型电动车,混合的人力、电动或内燃动力车辆,工业设备、风力涡轮机等等。要求对动力输入与动力消耗(例如,负载)之间的机械动力传递进行调制的任何技术应用都可以在其动力传动系中实施这种CVT 1的实施例。
参见图1,在一些实施例中,CVT 1可以可操作地联接至一组自行车曲柄2上。这些自行车曲柄2联接至被配置成围绕曲柄轴线6旋转的曲柄轴4上。该CVT 1配备有围绕纵向轴线成角度地安排的、包括多个牵引行星件的数个球形牵引行星件组件8。在这个实施例中,CVT 1的纵向轴线是与该曲柄轴线6同轴的。在其他实施例中,CVT 1的纵向轴线可以是与该曲柄轴线6径向偏离的。每个牵引行星件组件8分别由第一和第二承载构件10、12支撑。在一些实现方式中,该第二承载构件12可操作地联接至该第一承载构件10上,并且第一和第二承载构件10、12联接至每个牵引行星件上。第二承载构件12可以包括形成在该第二承载构件12中并且围绕CVT 1的纵向轴线成角度地安排的多个径向槽缝。在一些实施例中,第一承载构件10可操作地联接至控制机构上,该控制机构可以包括换档件14。该换档件14是在这些牵引行星件组件8的径向外侧定位的并且可操作地联接至变速器壳体16上。在一些实施例中,CVT 1配备有与每个牵引行星件组件8相接触并且在其径向外侧定位的牵引环18。每个牵引行星件组件8分别与第一和第二太阳构件20、22相接触。该第一和第二太阳构件20、22是在该牵引环18的径向内侧定位的。该第一太阳构件20可操作地联接至第一轴向力产生器24上。在一些实施例中,该第一轴向力产生器24包括在多个凸轮斜坡件上的一组滚子,这些滚子被适配成用于在CVT 1的操作过程中依赖于扭矩和/或速度而提供轴向力。该第二太阳构件22可以可操作地联接至第二轴向力产生器26上。在一些实施例中,扭矩传感器28联接至该曲柄轴4和第一轴向力产生器24上。
现在转向图2和3并且仍参见图1,在一些实施例中,CVT 1可以经由齿轮组32来可操作地联接至电马达30上。该齿轮组32可以配备有与环齿轮36相接触的驱动齿轮34。在一些实施例中,该环齿轮36可以固定地附接至该牵引环18上。在其他实施例中,该环齿轮36是通过单向滚子离合器联接至牵引环18上,该离合器使得用户能够在马达停机时踩踏自行车。在一些实施例中,环齿轮36位于壳体16的内部,而驱动齿轮34实质上位于壳体16的外部并且通过壳体16中的开口而联接至环齿轮36上。在一些实施例中,马达30具有驱动轴线31,该驱动轴线是与曲柄轴线6径向偏离的并且平行的。在其他实施例中,马达30的驱动轴线31和曲柄轴4的曲柄轴线6是共轴的。
在配备有CVT 1和马达30的自行车的操作过程中,用户经由这些曲柄2向曲柄轴4施加旋转动力输入。该曲柄轴4经由第一太阳构件20向这些牵引行星件组件8传输动力。马达30通过环齿轮36和齿轮组32向牵引环18施加旋转动力输入。CVT 1将来自这两个源的动力进行组合并通过第二太阳构件22将输出动力传输至链轮38。通过改变CVT 1的比率可以实现输入与输出之比的变化。CVT 1的比率是通过第一承载构件10相对于第二承载构件12的相对旋转来调节的。在一些实施例中,第一承载构件10是可旋转的并且第二承载构件12是固定至壳体16上的。在一些实施例中,第一承载构件10是相对于第二承载构件12可旋转的,并且第二承载构件12是相对于固定的壳体16可旋转的。可以将一种机构配置成用于控制第一与第二承载构件10、12之间的关系。这个机构是相对于固定的壳体16可旋转的、并且是相对于第一承载构件10以与其相对于第二承载构件12可旋转的比率不同的比率而可旋转的。
现在参见图4、5A和5B,在一些实施例中,可以将整合的电动动力传动系40安装在自行车的底部托架上并且将其可操作地联接至一组曲柄42上。这些曲柄42联接至被配置成围绕曲柄轴线而旋转的曲柄轴44上,该曲柄轴线在所展示的实施例中是与纵向轴线46同轴的。在一些实施例中,该动力传动系40包括具有驱动轴线的马达48和具有纵向轴线46的CVT50。在所展示的实施例中,马达48的驱动轴线也是与该CVT的纵向轴线46同轴的。马达48和CVT 50基本上是由壳体51封闭的。CVT 50可以基本上类似于CVT 1。为了说明的目的,仅专注于CVT 50与CVT 1之间的区别。在一些实施例中,马达48被可操作地联接至曲柄轴44上。该曲柄轴44被适配成用于接收来自这些曲柄42和马达48的旋转输入动力。在一些实施例中,马达48是通过单向滚子离合器而联接至曲柄轴44上。该输入动力通过第一轴向力产生器组件52和第一太阳构件54被传递至CVT 50。CVT 50可以配备有可操作地联接至第一轴向力产生器组件52上的扭矩传感器58。在一些实施例中,CVT 50具有与各牵引行星件组件8相接触的第二太阳构件60。第二太阳构件60是通过第二轴向力产生器来可操作地联接至输出驱动器62上。该输出驱动器62联接至驱动链轮64上。
在动力传动系40的操作过程中,由这些曲柄42将旋转动力输入输送给曲柄轴44。可以由马达48将第二源的旋转动力输送给曲柄轴44。来自每个源的动力经过扭矩传感器58和第一轴向力产生器组件52而输送至第一太阳构件54。通过使这些牵引行星件组件8的旋转轴线倾斜就可以调节输入扭矩和/或速度与输出扭矩和/或速度之比。在一些实施例中,可以通过使第一承载构件66相对于第二承载构件68相对旋转来使这些牵引行星件组件8倾斜。经调制的动力可以通过第二太阳构件60来从CVT 50输出。第二太阳构件60将动力经由输出驱动器62传送至链轮64。
应该注意的是,马达48可以联接至CVT 50的任何部件上。同样,曲柄轴44可以可操作地联接至CVT 50的任何部件上。在美国专利号7,011,600中讨论了多种输入动力联接器与输出动力联接器的组合,该专利特此通过引用结合在此。在一些实施例中,结合了在美国专利号7,727,101中描述的这种整合的马达或多个发电机电气部件。
现在转向图5A和5B,在一些实施例中,换档件14可以类似于在美国专利号8,360,917中描述的换档件、或国际公开号WO 2010/017242 A1中的那些换档件,这些文件的全部披露内容特此通过引用结合在此。换档件14可以配备有可以接纳来自自行车(未示出)的控制缆线的多个缆线通道70。换档件14联接至带有多个花键74的换档鼓轮72上。这些花键74接合提供在换档件14上的多个匹配的花键76上。在一些实施例中,换档鼓轮74的一端具有偏心的偏置随动件78。随动件78可以被收纳在承载构件10中,例如位于槽缝80中。在操作过程中,换档件14可以用于旋转该换档鼓轮72由此在槽缝80中引导该随动件78,从而产生该承载构件10的旋转。该承载构件10配备有数个径向偏离的槽缝82。在一些实施例中,这些径向偏离的槽缝82具有与第一承载构件10的径向中心线的平行性但是线性偏离的。第一承载构件10的径向中心线是垂直于纵向轴线6的。可以使用坐标系来描述这些径向偏离的槽缝82在第一承载构件10上的位置,该坐标系具有与纵向轴线6相对应的z轴线、与该径向中心线相对应的y轴线以及与该y轴线和z轴线垂直的x轴线。这些径向偏离的槽缝82是位于由x轴线和y轴线形成的平面内。每个牵引行星件都是适配成用于在由y轴线和z轴线形成的平面内倾斜。在美国专利申请号12/198,402(对应于美国公开号2010/0056322)和美国专利号8,167,759中描述了另外的细节,这些文件的披露内容特此通过引用以其全文结合在此。在一些实施例中,第二承载构件12也可以包括与其半径径向偏离的多个槽缝。
在一些实施例中,例如可以将第二承载构件12联接至基本上与换档鼓轮72相类似的第二换档鼓轮(未示出)上。在其他实施例中,可以安排杠杆机构以使得该第一和第二承载构件10、12中的一者或二者转动,由此促进该CVT的比率改变。
现在参见图6,在一些实施例中,自行车90可以配备有底部托架曲柄轴92和链轮94。曲柄轴92可操作地联接至具有马达96和CVT 98的电动动力传动系上。在一些实施例中,马达96具有的驱动轴线是与曲柄轴线92的曲柄轴线径向偏离的。CVT 98具有的纵向轴线是与曲柄轴线92的曲柄轴线径向偏离的。
现在参见图7,在一些实施例中,自行车100可以配备有底部托架曲柄轴102和链轮104。曲柄轴102可操作地联接至具有马达106和CVT 108的电动动力传动系上。在一些实施例中,马达106的驱动轴线和曲柄轴102的曲柄轴线是共轴的。该CVT 108具有的纵向轴线是与曲柄轴线102的曲柄轴线径向偏离的。
现在参见图8,在一些实施例中,自行车110可以配备有底部托架曲柄轴112和链轮114。曲柄轴112可操作地联接至具有马达116和CVT 118的电动动力传动系上。在一些实施例中,马达116具有的驱动轴线是与曲柄轴线112的曲柄轴线径向偏离的。CVT 118的纵向轴线和曲柄轴112的曲柄轴线是同轴的。
现在参见图9,在一些实施例中,自行车120可以配备有底部托架曲柄轴122和链轮124。曲柄轴122可操作地联接至具有马达126和CVT 128的电动动力传动系上。在一些实施例中,马达126的驱动轴线和曲柄轴122的曲柄轴线是同轴的。CVT 128的纵向轴线和曲柄轴122的曲柄轴线是同轴的。
现在参见图10,在一些实施例中,自行车130可以配备有底部托架曲柄轴132和链轮134。曲柄轴132可操作地联接至电动动力传动系上,该电动动力传动系具有马达136和联接至该自行车130的后轮140上的CVT 138。
在一些实施例中,电马达30和/或48可以与控制***电连通,该控制***具有电子控制器、数个传感器、电源、以及适当的接线和电气硬件,例如在美国专利号7,343,236和7,885,747以及欧洲专利号1,984,637中描述的那些,这些文件特此通过引用结合在此。该电子控制器可以编程有一种算法,该算法例如被配置成用于提供对马达30的自动调节。在一些实施例中,该电子控制器可以编程有一种例如配置成用于提供对CVT 1的自动调节的算法。作为展示性实例,该控制器可以接收与目标用户踩踏速度相关联的输入并且确定该自行车的速度。在一些实施例中,在该控制***中可以采用PID(比例-积分-微分)控制器和算法。例如,该控制器可以被配置成至少部分地基于来自扭矩传感器的读数来调节传动比。如在此讨论的,控制器可以指代一种用于执行优选功能性的装置或***。控制器或其部分的实施例可以是与其他部件整合的或是分开的。例如在一些实施例中,控制器可以是独立的装置而通讯联接至其他部件上。对于将控制器通讯联接至其他部件上而言,有线或无线通讯是可行的。无线通讯可以是通过蓝牙、任何802.11兼容协议或本领域技术人员已知的任何其他无线协议的。一些实施例在控制器与换档执行器之间采用可无线通讯。一部分逻辑可以储存在与CVT相关联的存储器中,并且一部分逻辑可以由通讯联接至CVT上的控制器来实施。例如,如智能电话的电子装置具有可用于储存并执行逻辑的存储器和处理器、并且可以与CVT相关联地安装或以其他方式与之相关联以便允许用户容易地访问和使用。
在一些实施例中,自行车的用户可以用例如换档件14来手动调节传动比。在这样的实施例中,该电子控制器可以被编程以便控制马达30并且基于扭矩传感器读数向骑车者提供额外的动力辅助。这种动力辅助使得骑车者能够在存在变化的地形或其他影响自行车工作状态的因素的情况下维持自行车的节奏和/或速度。在一些实施例中,来自马达30的扭矩是至少部分地基于来自该电子控制器的命令而改变的。
在一些实施例中,例如一种用于自动控制CVT 1和/或马达30的方法涉及:接收与目标用户踩踏速度相关联的输入,确定该自行车的速度,并且至少部分地基于该目标用户踩踏速度和所确定的自行车速度来确定目标传动比。一种方法还可以包括将该变速器的传动比调节成基本上等于该目标传动比。在一些实施例中,该方法进一步包括确定与该目标用户踩踏速度相关联的编码器位置的步骤。在一些实施例中,该控制器可以调节传动比,这可以包括命令致动器移动到所确定的编码器位置。在一些实施例中,调节换档鼓轮包括使得换档杆围绕该变速器的纵向轴线旋转的步骤。
一种用于自动控制CVT和/或马达的方法可以包括:接收与目标用户踩踏速度相关联的输入、确定该自行车的速度、并且基于该目标用户踩踏速度和所确定的自行车速度来调节该自行车的速度比以便将用户踩踏的速度维持在该目标用户踩踏速度的一个区间内。在一些实施例中,该区间是该目标用户踩踏速度加上或减去10转/分钟(rpm)。在一些实施例中,该区间是该目标用户踩踏速度+/-2rpm到约+/-5rpm的范围内。在一些实施例中,调节自行车的速度比包括确定与该目标用户踩踏速度和所确定的自行车速度相关联的编码器位置的步骤。在一些实施例中,调节自行车的速度比包括命令致动器移动到所确定的编码器位置的步骤。在一些实施例中,调节自行车的速度比包括调节该变速器的换档杆的步骤。在一些实施例中,调节该换档杆包括使得该换档杆围绕该变速器的纵向轴线旋转的步骤。
一种用于自动控制CVT和/或马达的方法可以涉及:提供与目标用户踩踏速度相关联的输入、确定该自行车的速度、并且确认与该自行车的速度相关联的目标编码器位置。一种方法可以进一步包括致动伺服装置以便实现该目标编码器位置。在一些实施例中,致动伺服装置包括调节该变速器的换档杆的步骤。在一些实施例中,确认该目标编码器位置包括产生数据结构。在一些实施例中,产生数据结构包括记录编码器位置的步骤。在一些实施例中,产生数据结构包括记录输入速度的步骤以及记录输出速度的步骤。在一些实施例中,一种方法包括至少部分地基于该输入速度和输出速度来确定速度比的步骤。在一些实施例中,一种方法包括记录该速度比的步骤。
在一些实施例中,例如一种用于电动动力传动系40的控制***可以包括被配置成用于检测该自行车的速度的速度传感器、被配置成用于接收来自该速度传感器的输入的处理器、以及被配置成用于向该处理器提供节奏数据的数据输入界面;该节奏数据指示了输入踩踏速度。该***可以包括与该处理器通讯的存储器,该存储器中储存了将自行车速度与速度比相互关联的一个或多个映射图。在一些实施例中,该***包括与该处理器通讯的逻辑模块,该逻辑模块被配置成用于与该处理器协作以便基于自行车速度和输入踩踏速度从这些映射图确定目标速度比。在一些实施例中,该***具有与该处理器通讯的致动器,该致动器被配置成用于将该变速器的速度比调节成基本上等于所确定的目标速度比。在一些实施例中,该控制单元包括处理器、应用专用集成电路或可编程逻辑阵列中的至少一者。该致动器可操作地联接至该变速器的换档杆上,该换档杆被配置成用于调节该变速器的速度比。该数据输入界面可以包括显示器和至少一个按钮。该***可以包括被配置成用于提供该致动器的位置指示的位置传感器。这些数据结构可以包括速度比数据结构和自行车速度数据结构。该***可以具有被配置成用于向该致动器提供电力的电源。在一些实施例中,该电源是发电机。在一些实施例中,该致动器可操作地联接至该变速器的换档杆上。
在一些实施例中,例如用于与装配有CVT 1和/或电动动力传动系40一起使用的控制***具有被配置成用于检测该自行车的速度的速度传感器。该***具有被配置成用于接收来自该速度传感器的输入的处理器。在一些实施例中,该***包括被配置成用于向该处理器提供节奏数据的数据输入界面。该节奏数据指示了输入踩踏速度。该***可以包括与该处理器通讯的存储器。在一些实施例中,该存储器中储存了将自行车速度与速度比相互关联的一个或多个映射图。该***包括与该处理器通讯的逻辑模块。该逻辑模块被配置成用于与该处理器协作以便基于自行车速度和输入踩踏速度从这些映射图确定目标速度比。该***还可以包括与该处理器通讯的致动器。该致动器被配置成用于将该变速器的速度比调节成基本上等于所确定的目标速度比。在一些实施例中,该数据输入界面包括显示器和至少一个按钮。在一些实施例中,该数据输入界面被安装在该自行车的车把上。该自行车可以包括被配置成用于提供该致动器的位置指示的位置传感器。在一些实施例中,这些数据结构具有速度比数据结构和自行车速度数据结构。在其他实施例中,该球-行星变速器包括换档杆,该换档杆可操作地联接至该致动器上。
在非零度的行星件倾角下,在这两个承载构件上的相反的扭矩的幅度方面存在差异,并且可以在这两个承载构件上形成净扭矩。如果当这两个承载构件的相对位置改变时所得的这两个承载构件的净位置改变,则正在对这两个承载构件做功或者这两个承载件正在做功。在此披露的多个实施例可以利用功来修改控制致动器的力-位置关系。
图11是一对承载构件、也称为定子板(替代地称为承载板)和换档结构的分解透视图,该换档机构可以用于加速或减慢这些定子板之一相对于另一个定子板的旋转。
零平面可以定义为该CVT的主轴线与至少一条行星件轴线在该行星件轴线与主轴线平行时所在的平面。在所展示的实施例中,该换档机构包括两个凸轮表面(该换档机构的每侧上一个)以及向外延伸的芯轴,该换档机构可以被配置成用于围绕该芯轴旋转。每个定子板都包括被配置成用于接纳这些凸轮表面之一的开孔。这些凸轮表面之一可以相对于该换档机构的旋转轴线是在另一个凸轮表面的径向外侧或内侧。在一些实施例中,第一凸轮表面的偏心轴线可以与第二凸轮表面的偏心轴线成角度地偏离。由于在关于纵向偏心轴线的偏心幅度或角偏移量方面的这些差异中的一者或多者,该换档机构的旋转可以在与该径向在外的凸轮表面相接触的定子板中引起比在与该径向在内的凸轮表面相接触的定子板中更大的旋转量。在一些实施例中,一条或多条偏心轴线可以相对于该零平面成角度地偏离。
如图11中所描绘的那样的换档机构可以对这两个定子板承受的扭矩力进行累加,由此减小为了改变该换档机构的位置以引起在此描述的变速器或其他类似变速器的换档所需要的总换档力。
在一些实施例中,这些凸轮表面可以被弹簧加载或者是响应于增大的荷载而以其他方式可变形的。例如,在一个具体实施例中,该凸轮表面的至少一部分可以是响应于施加的负载而变形的弹性材料带。通过提供形状至少部分地取决于负载的动态凸轮表面,可以提供对这些定子板彼此相对旋转的某种被动反馈控制,这可以响应于这些定子板和该凸轮表面所承受的负载来调节速度比。在这样的实施例中,这两个定子板的相对位置可以是取决于所施加的负载以及该换档机构的位置的。虽然带有多个凸轮表面的旋转构件被示出为基于该变速器的状态而对这些定子板所承受的力进行累加,但这种累加以及换档也可以是通过在各自情况下也操作性地联接至这些定子板上的杠杆、偏离的齿轮或其他已知的结构来执行的。
图12是包括行星齿轮组的变速器的截面透视图。可以提供蜗杆螺钉以改变在此描述的这些实施例的以及在图11中描述的换档机构的位置。虽然所展示的实现方式描绘了可以用于改变该换档机构或定子板的位置的蜗杆,但可以是使用任何适当的控制***或设备来控制该换档机构或定子板的位置的。如图12中展示的,该行星齿轮组可以用作动力路径的一部分以改变速度并且改变施加给在此描述的实施例的变速器或马达的扭矩,或者它可以用于如所希望地将扭矩分布在变速器中的各个部件上,以便管理传输经过该变速器的可变路径的扭矩量。在一些实施例中,存在多个供动力经过的路径,并且可能有利的是改变被传递经过变速器的这些行星件的动力量以提高效率、管理扭矩和相关联的应力或者出于其他众所周知的原因。例如,该行星齿轮组可以用于逐步升高输入部件的速度并且减小进入发电机的扭矩。
此外,马达也可以与该行星齿轮组整合在一起。如在美国专利号7,632,203中更详细描述的(该专利的披露内容通过引用以其全文结合在此),马达与变速器的整合还可以有利地用于改变马达的操作条件并且增强该马达的性能。例如,逐步升高某些马达部件相对于其他部件的速度可以提高所得的通量特征并且增强马达性能。在美国专利号7,632,203中说明了马达类型、马达构型、以及通过将马达与包括行星齿轮组的变速器整合可以实现的有利效果的另外实例。
图13-15示出了用于控制两个承载构件、例如在图4中描绘的承载构件66、68的相对旋转的一种方法。图13示意性地描绘了变速器的一部分,该部分包括承载构件66、68以及与各定子板相接触并且围绕轴线1305可旋转的可旋转齿轮结构1300。齿轮结构1300包括具有第一直径并且与第一承载构件66相接触的第一区段1310、以及具有第二直径并且与第二承载构件68相接触的第二区段1320。由于这两个齿轮区段的直径差异,该齿轮结构可以控制第一和第二承载构件66、68的相对旋转速率,同时仍对这两个承载构件的反作用力进行累加以减小为调节在此描述的这些变速器的球轴线的倾角所需要的总换档力。
图14示出了例如上文中关于图13所描述的齿轮结构的多直径齿轮结构的透视图,该齿轮结构在此被示出为与一个单一板的带齿区段相接触。具体而言,该多直径齿轮结构的、具有的直径大于该结构的其余部分的第一部分与第一板的带齿区段相接触。该多直径齿轮结构的具有较小直径的第二部分可以与第二板的带齿区段相接触(见图15),在图14中为了清楚起见没有示出。
图15示出了图14的多直径齿轮结构的相反透视图,在此显示为是与两个板相接触。该多直径齿轮结构的较窄部分(在图14中不可见)是与该后部板的带齿部分相接触的,而该多直径齿轮结构的较厚部分是与该前部板的带齿部分相接触的。如上文中关于图13所描述的,该多直径齿轮结构的这些齿轮部分之间的直径差异控制了这两个板之间的相对旋转量。
技术人员将认识到,结合在此披露的这些实施例、例如包括就在此描述的变速器控制***所描述的这些不同的展示性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实施为电子硬件、储存在计算机可读介质上的并且由处理器可执行的软件、或二者的组合。为了清楚地展示硬件和软件的可交换性,上文中已经总体上对不同的展示性部件、块体、模块、电路和步骤就其功能性进行了说明。这样的功能性是作为硬件还是软件来实施取决于具体的应用以及强加在整个***上的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个具体的应用采用不同的方式来实施所描述的功能性,但这样的实施决定不应被理解为造成了与本披露的范围的背离。例如,与在此披露的这些实施例相联系地描述的多种不同展示性逻辑块、模块、和电路可以是用被设计成用于执行在此描述的这些功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件、或其任何组合来实施或执行的。通用处理器可以是微处理器,但在替代方案中,该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器可以被实施为多个计算器件的组合,例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一个或多个微处理器与DSP核心相结合、或任何其他这样的配置。与这样的模块相关联的软件可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其他适合形式的储存介质中。示例性的储存介质联接至该处理器上而使得该处理器可以从该储存介质中读取信息以及向其中写入信息。在替代方案中,该储存介质可以与该处理器是一体的。该处理器和储存介质可以位于ASIC内。例如在一些实施例中,用于该CVT 1的控制器包括处理器(未示出)。
以上说明详细描述了本披露的某些实施例。然而将了解的是,无论以上内容在文字中如何详细地描述,本披露仍可以用许多方式来实践。而且如上所述,应该注意的是,当描述本披露的某些特征或方面时对具体术语的使用不应当做暗示了该术语在此被重新定义成局限于包括与该术语相关联的本披露的这些特征或方面的任何具体特性。
上文描述的一个或多个实施例可以形成如下权利要求书,但这个清单不是穷尽的并且本说明包含了多个其他的实施例。
Claims (12)
1.一种自行车,包括:
多个自行车框架构件;
曲柄轴,该曲柄轴限定了曲柄轴线;以及
联接至该曲柄轴上的无级变速器(CVT),该无级变速器包括:
围绕该无级变速器的纵向轴线成角度地安排的多个牵引行星件,每个牵引行星件包括限定可倾斜轴线的轴;
第一承载构件,所述第一承载构件连接至主轴并包括多个径向偏离的槽缝,这些径向偏离的槽缝围绕所述纵向轴线成角度地形成,其中,各个轴的一端连接至所述第一承载构件;
第二承载构件,所述第二承载构件连接至所述主轴并包括多个径向槽缝,第二承载构件的这些径向槽缝围绕所述纵向轴线成角度地形成,其中,各个轴的一端连接至所述第二承载构件,其中该第一承载构件被配置成围绕该纵向轴线相对于该第二承载构件进行旋转;
与各牵引行星件相接触的牵引环,该牵引环在各牵引行星件的径向外侧;
与各牵引行星件相接触的第一太阳构件和第二太阳构件,该第一太阳构件和第二太阳构件在该牵引环的径向内侧;
可操作地联接至该无级变速器上的电马达;以及
与该电马达电连通的电子控制器,其中,来自用户的第一旋转动力通过该自行车的一个或多个曲柄而输入至所述曲柄轴,其中,所述电子控制器被构造来:
接收来自用户的输入,其中该输入包括所希望的操作模式,而该希望的操作模式包括所述一个或多个曲柄的希望的节奏与所述一个或多个曲柄处的希望的扭矩输入二者之一;以及
基于该所希望的操作模式而将第二旋转动力输送至该无级变速器,其中,该无级变速器将所述第一旋转动力与所述第二旋转动力相组合。
2.如权利要求1所述的自行车,其中,第一承载构件是能够旋转的并且第二承载构件是固定至壳体上的。
3.如权利要求1所述的自行车,其中,第一承载构件相对于壳体是能够旋转的,而所述第二承载构件相对于壳体是能够旋转的。
4.如权利要求1所述的自行车,其中,所述电马达通过齿轮组连接至该无级变速器。
5.如权利要求4所述的自行车,其中,所述齿轮组包括用于与该无级变速器的环齿轮相接触的驱动齿轮。
6.如权利要求5所述的自行车,其中,所述环齿轮通过单向滚子离合器联接至牵引环上,并且其中,用户能够在电马达停机时踩踏自行车踏板。
7.如权利要求1所述的自行车,其中,所述第二旋转动力是基于扭矩传感器读数的。
8.一种自行车,包括:
多个自行车框架构件;
曲柄轴,该曲柄轴限定了曲柄轴线;以及
联接至该曲柄轴上的无级变速器(CVT),其中该无级变速器包括:
围绕该无级变速器的纵向轴线成角度地安排的多个牵引行星件,每个牵引行星件包括限定可倾斜轴线的轴;
第一承载构件,所述第一承载构件连接至主轴并包括多个径向偏离的槽缝,这些径向偏离的槽缝围绕所述纵向轴线成角度地形成,其中,各个轴的一端连接至所述第一承载构件;
第二承载构件,所述第二承载构件连接至所述主轴并包括多个径向槽缝,第二承载构件的这些径向槽缝围绕所述纵向轴线成角度地形成,其中,各个轴的一端连接至所述第二承载构件,其中该第一承载构件被配置成围绕所述纵向轴线相对于该第二承载构件进行旋转;
与各牵引行星件相接触的牵引环,该牵引环在各牵引行星件的径向外侧;
与各牵引行星件相接触的第一太阳构件和第二太阳构件,该第一太阳构件和第二太阳构件在该牵引环的径向内侧;
可操作地联接至所述曲柄轴上的电马达;以及
控制器,该控制器构造来调节所述无级变速器的速比,其中,如果用户手动地调节传动,该控制器被构造来对所述电马达进行控制,并且其中,如果无级变速器被自动控制,该控制器被构造来:
接收与目标用户踩踏速度相关联的输入,
确定该自行车的速度,
部分地基于该目标用户踩踏速度和所确定的自行车速度来确定目标传动比,以及
将传动比调节成等于该目标传动比。
9.如权利要求8所述的自行车,其中,所述电马达通过单向滚子离合器而能够操作地连接至所述曲柄轴。
10.如权利要求8所述的自行车,进一步包括扭矩传感器,该扭矩传感器被适配成用于感测来自所述曲柄轴的输入扭矩。
11.如权利要求10所述的自行车,其中,所述控制器能够通讯地连接至一致动器,并且其中,所述控制器被构造为命令致动器移动到编码器位置,以至少部分地基于指示出该无级变速器的工作状态的多个信号来改变该无级变速器的比率。
12.如权利要求11所述的自行车,其中该控制器被适配成至少部分地基于指示出换档件位置的信号来改变该电马达的工作状态。
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