TW201634335A - 用於帶有電力輔助驅動裝置之人工驅動車輛的驅動組件及其控制方法與應用 - Google Patents

用於帶有電力輔助驅動裝置之人工驅動車輛的驅動組件及其控制方法與應用 Download PDF

Info

Publication number
TW201634335A
TW201634335A TW105101363A TW105101363A TW201634335A TW 201634335 A TW201634335 A TW 201634335A TW 105101363 A TW105101363 A TW 105101363A TW 105101363 A TW105101363 A TW 105101363A TW 201634335 A TW201634335 A TW 201634335A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
drive
drive assembly
drive shaft
vehicle
speed
Prior art date
Application number
TW105101363A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI615319B (zh
Inventor
Johannes Doerndorfer
Original Assignee
Energytube Holding Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Energytube Holding Gmbh filed Critical Energytube Holding Gmbh
Publication of TW201634335A publication Critical patent/TW201634335A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI615319B publication Critical patent/TWI615319B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor
    • B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M23/00—Transmissions characterised by use of other elements; Other transmissions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H49/00—Other gearings
    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

本發明係有關於一種驅動組件(10)，用於帶有電力輔助驅動裝置(24)之人工驅動車輛(80)，該車輛特別是腳踏車或電動助力車，該驅動組件(10)具有用於人工驅動之第一驅動軸(12)及該電力輔助驅動裝置(24)的轉子(20)，且該第一驅動軸(12)及該電力輔助驅動裝置(24)的轉子(20)與共用從動元件(29)耦合，該第一驅動軸(12)及該電力輔助驅動裝置(24)的轉子(20)透過諧波傳動裝置(25)與該從動元件(29)耦合，該諧波傳動裝置(25)具有包含內齒系(62)之外襯套(28)及包含外齒系(64)之可變形的內襯套(26)及波發生器(27)，該波發生器(27)至少間接地抗扭連接該電力輔助驅動裝置(24)的轉子(20)，該可變形的內襯套(26)至少間接地抗扭連接該第一驅動軸(12)，且該外襯套(28)形成該從動元件(29)。此外，提出一種方法及一種應用。

Description

用於帶有電力輔助驅動裝置之人工驅動車輛的驅動組件及其控制方法與應用
本發明係有關於一種用於帶有電力輔助驅動裝置之人工驅動車輛的驅動組件，該車輛特別是腳踏車或電動助力車，其中該驅動組件具有用於人工驅動之第一驅動軸及該電力輔助驅動裝置的轉子，其中該第一驅動軸及該電力輔助驅動裝置的轉子與共用從動元件耦合。
此外，本發明係有關於一種具有上述驅動組件之車輛。此外，本發明係有關於一種控制驅動組件之方法，該驅動組件用於帶有電力輔助驅動裝置之人工驅動車輛。此外，本發明係有關於一種控制車輛之方法，該車輛特別是腳踏車或電動助力車。此外，本發明係有關於一種用於相加性整合人工驅動裝置與電力輔助驅動裝置之諧波傳動裝置的應用。
人工驅動車輛，特別是腳踏車或騎行者在輔助電動機支持下以肌力驅動之電動助力車，早已為吾人所知。舉例來說，PCT專利申請公開案WO 91/19637 A1揭露一種用於混合動力車輛之行星齒輪系，其中在具有中心法蘭之中央輪轂上，太陽齒輪與數個行星齒輪嚙合，該行星齒輪藉由螺釘一方面連接行星架，另一方面連接法蘭及輪轂。此 外，例如瑞士專利申請案CH 705521 A2揭露一種具有行星齒輪系之驅動系統，該驅動系統用於以肌力及輔助電動機驅動之車輛，其中行星齒輪系及輔助電動機被安置在形成主動輪的輪轂之殼體中。由輔助電動機驅動之太陽齒輪及由肌力驅動之外圈可旋轉地安裝在連接車輛車架之不可旋轉的中心軸上，並且行星架以扭矩配合之方式與形成輪轂殼的車輛主動輪耦合。
另外，歐洲專利申請公開案EP 0 569 954 A 1揭露一種具有電動馬達之腳踏車，該腳踏車包括用於測定踏板力之扭矩感測器且具有相應控制電力驅動裝置之功能。又如，日本專利申請公開案JP-H-0899686 A揭露一種用於腳踏車之馬達輔助驅動系統，該腳踏車具有設於後輪的鏈條傳動裝置上之扭矩感測器。此外，日本專利申請公開案JP 2011-168180 A亦揭露這樣一種助力腳踏車，其具有用於測定踏板扭矩之扭矩感測器。
此外，例如奧地利專利申請公開案AT 40138 B提出一種用於電力驅動車輛(特別是腳踏車)之馬達-傳動裝置結構單元，其提出無鐵心盤式轉子及擺線齒輪傳動裝置。
前述專利申請公開案中，馬達在與傳動裝置分離之法蘭的軸向上配設有永磁場磁軛，其中盤式轉子連接空心軸並藉由該空心軸安裝在法蘭上，並且傳動裝置在驅動側安裝在該空心軸及一覆蓋傳動裝置之部件上。
然而，前述用於為人工驅動提供馬達助力之驅動組件一般需要較大結構空間。另外，該驅動組件的機械結構相 當複雜。最後，往往需要設置扭矩感測器以控制電力輔助驅動，藉此將電力輔助驅動裝置的功率輸入耦合至人工驅動系。
有鑑於此，本發明之一目的在於提供一種用於人工驅動車輛之驅動組件，該車輛特別是腳踏車或電動助力車，該驅動組件結構簡單緊密，且能在未設扭矩感測器之情況下將電力驅動輸入耦合至人工驅動系。
根據本發明的第一態樣，提出一種用於帶有電力輔助驅動裝置之人工驅動車輛的驅動組件，該車輛特別是腳踏車或電動助力車，其中該驅動組件具有用於人工驅動之第一驅動軸及該電力輔助驅動裝置的轉子，且其中該第一驅動軸及該電力輔助驅動裝置的轉子與共用從動元件耦合，其特徵在於，該第一驅動軸及該電力輔助驅動裝置的轉子透過諧波傳動裝置與該從動元件耦合，其中該諧波傳動裝置具有包含內齒系之外襯套及包含外齒系之可變形的內襯套及波發生器，其中該波發生器至少間接地抗扭連接該電力輔助驅動裝置的轉子，其中該可變形的內襯套至少間接地抗扭連接該第一驅動軸，且其中該外襯套形成該從動元件。
本文中，「電動助力車」係指一種騎行者的踩踏動作得到電力驅動裝置支持之腳踏車。騎行者若未實施踩踏動作，則電力輔助驅動裝置不進行驅動。在本發明中，「車輛」原則上可為兩輪腳踏車，但亦可為輪子數超過或少於 兩個之車輛。
本發明亦可應用於沒有輪子的運輸工具，例如以明輪驅動之船舶或類似運輸工具。運輸工具亦可例如為所謂的手搖車，亦即用手操作踏板之車輛。
本文中，術語「人工」係指以肌力驅動。因此，本發明係有關於以肌力驅動之車輛，特別是兩輪車，例如腳踏車或電動助力車。
「諧波傳動裝置」已為吾人所知，其亦被稱作滑楔傳動裝置或應變波傳動裝置。英文一般使用「strain wave gear」此一名稱。諧波傳動裝置的工作原理請參閱關於圖1之圖式詳細描述。在本發明，「至少間接地」意指，兩個元件間接(亦即透過一或數個其他元件)相連，或直接相連。
根據另一第二態樣，提出一種諧波傳動裝置的應用，該諧波傳動裝置用於在人工驅動車輛中相加性整合人工驅動裝置與電力輔助驅動裝置，尤其是相加性整合人工驅動裝置的轉速與電力輔助驅動裝置的轉速，該車輛特別是腳踏車或電動助力車。
根據另一第三態樣，提出一種車輛，特別是腳踏車或電動助力車，具有根據本發明第一態樣或該第一態樣的其中一技術方案之驅動組件，其中該車輛，特別是該車輛的輪子或該車輛的後輪，由該驅動組件驅動，且其中該車輛具有用於控制該電力輔助驅動裝置之控制裝置。
利用諧波傳動裝置來相加性耦合人工驅動裝置與電 力輔助驅動裝置，能實現結構極為緊密之驅動組件，其原因尤其在於，能夠使用單級諧波傳動裝置來將電力輔助驅動裝置的驅動轉速傳遞至從動元件。另外，諧波傳動裝置的批量製造成本低於兩級或三級傳動單元。此能實現高轉速之電力輔助驅動裝置。諧波傳動裝置可毫無問題地實現1：50至1：200範圍之減速比。如此能使電力輔助驅動裝置重量極輕。此外，人工驅動裝置上之扭矩、電力輔助驅動裝置減速後之扭矩及從動元件上之扭矩是相同的。
將人工驅動裝置的轉速與電力輔助驅動裝置的轉速相加。藉此可省去價格昂貴的力感測器或扭矩感測器，從而降低驅動組件之製造成本。此外，轉速相加適於為運動型騎行者產生騎行支持特性。
根據本發明的另一第四態樣，提出一種控制驅動組件之方法，該驅動組件用於帶有電力輔助驅動裝置之人工驅動車輛，且特別是根據本發明第一態樣或該第一態樣的其中一技術方案之驅動組件，該方法包括以下步驟：偵測用於人工驅動之第一驅動軸的轉速，根據該第一驅動軸的轉速測定該電力輔助驅動裝置的期望轉速，並且以該電力輔助驅動裝置的該期望轉速為預設目標值來控制該電力輔助驅動裝置的轉速。
透過上述方式，可將驅動組件連同附加驅動馬達用作電子傳動裝置。如此可省去傳統的機械變速器。舉例來說，可依據驅動功率及需由騎行者施加之轉速方面的規定資料來測定電力輔助驅動裝置的期望轉速及其他驅動馬 達的期望驅動扭矩，以此方式來提供該預設目標值。而後可據此測定需由附加驅動馬達補充提供之驅動扭矩以及需由電力輔助驅動裝置施加之轉速。在此驅動系統中可自由設定扭矩與轉速。特別地，亦可讓電力輔助驅動裝置例如以負轉速(亦即反向於騎行者的踩踏方向)進行工作，以便騎行者能以極小扭矩踩踏出極高轉速。
至此，前述目的得到完滿解決。根據該驅動組件的技術方案，可作如下設置：該外襯套呈柱形，尤其具有圓形橫截面，該可變形的內襯套呈柱形，尤其具有圓形橫截面，並且該波發生器具有橢圓形橫截面，特別地，其中該橫截面的橢圓具有偏心率e，0<e<1。換言之，該橢圓並非為圓。
內襯套為可變形的。由此，可能的圓形橫截面可在波發生器作用下變形而成為橢圓形橫截面。基於該柱形設計，可將內襯套、外襯套及波發生器沿軸向(亦即相對於第一驅動軸的縱軸線之徑向)嵌套於第一驅動軸上，並以此方式節省結構空間。
根據該驅動組件的另一技術方案，該驅動組件具有第二驅動軸，該第二驅動軸構造為空心軸且抗扭連接該電力輔助驅動裝置的轉子，且其中該第一驅動軸穿過該第二驅動軸。
藉此，電力輔助驅動裝置可相對於諧波傳動裝置軸向偏移設置，並透過第一驅動軸與諧波傳動裝置抗扭耦合。在此情況下，發生器的旋轉透過第一驅動軸被傳遞至諧波 傳動裝置。藉此進一步節省徑向結構空間。根據該驅動組件的另一技術方案，可作如下設置：該第二驅動軸具有橫截面呈橢圓形之端部，其中該端部形成該波發生器。
藉此，透過為軸體端部設置橢圓形橫截面，從而使其同時用作波發生器，可獲得特別緊密之結構形狀。由此，第二驅動軸的該端部與內襯套及外襯套軸向重疊。
根據該驅動組件的另一技術方案，可作如下設置：該第二驅動軸具有端部，且其中在該端部與該內襯套之間設有具橢圓形橫截面之滾動軸承。
藉此可提供波發生器。另外，該滾動軸承有助於波發生器以盡可能小的阻力在內襯套上做滾動運動。與此相對，原則上亦可使波發生器(例如第二驅動軸的該端部)直接接觸內襯套，而不在二者間設置滾動軸承。
根據該驅動組件的另一技術方案，可作如下設置：該從動元件至少間接地抗扭連接一齒圈。
藉此可透過從動元件直接驅動一齒圈，該齒圈而後透過鏈條例如驅動車輛的輪子，例如後輪。
根據該驅動組件的另一技術方案，該驅動組件可具有用於偵測該第一驅動軸的旋轉位置之旋轉位置感測器。
藉此可依據該旋轉位置進一步測定第一驅動軸的轉速，進而測定人工驅動裝置的轉速。如此便能偵測騎行者的踩踏數，並依據該踩踏數測定需由電力輔助驅動裝置施加之轉速。
根據該驅動組件的另一技術方案，可作如下設置：該 驅動組件具有用於偵測該第二驅動軸的旋轉位置之旋轉位置感測器、及/或具有用於偵測該電力輔助驅動裝置的轉子的旋轉位置之旋轉位置感測器。
為控制電力輔助驅動裝置，原則上需要直接偵測轉子轉速，或者間接透過與轉子抗扭耦合之元件(例如第二驅動軸)的轉速來偵測轉子轉速。
根據另一技術方案，可作如下設置：該外襯套呈柱形且具有內孔，且其中該第一驅動軸穿過該內孔。
因此，外襯套係圍繞第一驅動軸設置。特別地，第一驅動軸居中穿過整個驅動組件。藉此可將諧波傳動裝置及電力輔助驅動裝置的元件緊密設於第一驅動軸周圍之結構空間內。
根據另一技術方案，可作如下設置：該驅動組件具有殼體，特別是由三部分組成之殼體，該殼體圍繞該第一驅動軸設置，其中第一殼體元件具有供該從動元件及該第一驅動軸穿過之開孔，並且第三殼體元件具有供該第一驅動軸穿過之開孔，且其中在該第一殼體元件與該第三殼體元件之間設有第二殼體元件。
此種三分式設計允許將驅動組件的全部元件依次插設於第一驅動軸上，從而便於其組裝。第一驅動軸兩端凸出於殼體。在該驅動軸上例如可設置用於人工驅動之踏板。
根據該驅動組件的另一技術方案，可作如下設置：該外襯套包含具有一定直徑之第一區段，該內齒系設於該第 一區段上、以及具有一定直徑之第二區段，該直徑小於該第一直徑，其中該第二區段穿過第一殼體元件的開孔。
由此，直徑較小之第二區段圍繞第一驅動軸穿過第一殼體部件的開孔並伸出殼體。外襯套在殼體內部則擴展成第一直徑，以便能在此區段內形成諧波傳動裝置。
根據該驅動組件的另一技術方案，可作如下設置：該第一驅動軸藉由第一滾動軸承支承在該外襯套中，其中該外襯套藉由至少一第二滾動軸承支承在該驅動組件的殼體，特別是該第一殼體元件中。因此，第一驅動軸無法在所有位置上皆直接支承在殼體中。可作如下設置：第一驅動軸先藉由第一滾動軸承支承在外襯套中。外襯套又可藉由至少一第二滾動軸承(較佳兩個滾動軸承)支承在殼體(特別是第一殼體元件)中。藉此可在較小之結構空間內實現前述元件的軸向緊密嵌套。
根據另一技術方案，可作如下設置：該第一滾動軸承與該至少一第二滾動軸承中之一滾動軸承在關於該第一驅動軸的縱軸線之軸向上至少部分重疊設置。
藉此可將力從第一驅動軸沿徑向直接透過第一滾動軸承、外襯套及該至少一第二滾動軸承中之一滾動軸承導入殼體。將驅動組件裝入腳踏車時，該驅動組件同時用作騎行者的中軸且可設於腳踏車車架的輪轂中。
在此情況下，踏板設於第一驅動軸的外端中。由此，踏板吸收騎行者的驅動力及重量。因此，最好將此部分力盡可能直接地導入驅動組件的殼體並透過殼體導入腳踏 車車架。由於第一滾動軸承與該至少一第二滾動軸承中之一滾動軸承重疊設置，此部分力以最短距離沿徑向從第一驅動軸被傳遞至殼體。藉此可保證諧波傳動裝置區域及電力輔助驅動裝置區域不受此部分力影響。
根據另一技術方案，可作如下設置：該第二驅動軸藉由第三滾動軸承支承在該驅動組件的殼體，特別是該第二殼體元件中，且其中該第二驅動軸藉由第四滾動軸承支承在該殼體，特別是該第三殼體元件中。
根據該驅動組件的另一技術方案，可作如下設置：該第二驅動軸藉由第三滾動軸承支承在該驅動組件的殼體，特別是該第二殼體元件中，且其中該第二驅動軸藉由第四滾動軸承支承在該殼體，特別是該第三殼體元件中。藉由將第二驅動軸既支承在第二殼體元件中亦支承在第三殼體元件中，為第二驅動軸提供有效支撐及可靠導引。
特別地，如此可提供較高的騎行安全性。
根據該驅動組件的另一技術方案，可作如下設置：該第一驅動軸藉由第五滾動軸承支承在該驅動組件的殼體，特別是該第三殼體元件中。
特別地，此第五滾動軸承可設於殼體遠離諧波驅動裝置或從動元件的一側。藉此確保第一驅動軸的一端直接在第三殼體部件的入口處直接支承在殼體中。第一驅動軸與此相對的另一端可透過第一滾動軸承及該至少一第二滾動軸承中之一滾動軸承支承在第一殼體元件中。由此，徑向或垂直安裝方向上的力直接在殼體入口處被導入殼 體，並且位於前述支承件間之元件(如電力輔助驅動裝置及諧波傳動裝置)不受力的作用。
根據車輛的技術方案，可作如下設置：該驅動組件設於該車輛的車架中且形成該車輛的中軸，特別地，其中該第一驅動軸抗扭連接兩個踏板。
藉此可以節省空間之方式，將驅動組件作為中軸直接安裝於車輛的車架中。
根據另一技術方案，可作如下設置：該驅動組件透過變速器與該車輛的輪子耦合。藉此可透過設於驅動組件與輪子間之變速器，以利用變速器(特別是機械變速器)的傳統方式，實現轉速與扭矩之變換。
根據另一技術方案，可作如下設置：該車輛具有用於測量該車輛的速度之速度感測器。藉此可對車輛速度進行監測，並在必要時依據速度來控制電力輔助驅動裝置。特別地，此點對於在特定速度範圍內實現有關於馬達驅動之特定預設值而言，可能是必要的。
根據該車輛的另一技術方案，可作如下設置：該車輛具有用於驅動該車輛，尤其是用於驅動該車輛的輪子或其他輪子之其他驅動馬達，以作為該驅動組件之補充。舉例來說，該其他驅動馬達可驅動腳踏車的後輪或前輪。藉此可利用該其他驅動馬達直接設定驅動扭矩。驅動組件透過諧波傳動裝置將人工驅動裝置的轉速與電力輔助驅動裝置的轉速相加性整合，從而可設定驅動裝置的轉速。根據方程式P=2‧n‧M‧n，其中P為以瓦特[W]為單位之驅 動功率，M為以牛頓米[Nm]為單位之驅動扭矩，n為以每秒轉數[1/s]為單位之驅動轉速，藉此可將驅動功率自由劃分為扭矩與轉速。換言之，此技術方案可透過電子控制提供準換擋功能，而不必設置機械變速器。需由騎行者提供之轉速可任意設定。
根據該方法的另一技術方案，可作如下設置：設置偵測該車輛的速度之步驟，其中進一步依據所測定之該車輛的該速度來測定該期望轉速。
藉此例如可作如下設置：自某一速度起，電力輔助驅動裝置不再為騎行者提供支持。
根據該方法的另一技術方案，可作如下設置：當該第一驅動軸的轉速為零時，期望轉速為零。
藉此以傳統方式控制電動助力車。當騎行者未自行踩踏時，車輛或腳踏車亦得不到電力驅動。
根據該方法的另一技術方案，可作如下設置：至少對於該第一驅動軸的接近於零之轉速範圍而言，該期望轉速與該第一驅動軸的轉速之間存在線性關係。
故，在此範圍內可按公式n2=a‧n1+b測定期望轉速。公式中，變數n2為期望轉速，n1為第一驅動軸的轉速，亦即騎行者的踩踏數。係數a與b為參數。若期望轉速在第一驅動軸的轉速下為零，則可設置b=零。
另外，可將該線性關係的係數(特別是係數a)設置為可設定。
藉此可透過設定係數a實現輔助電動機所提供之支 持。當設定a=1時，電力輔助驅動裝置將會在騎行者或第一驅動軸的轉速基礎上補充提供同等大小之轉速，在此情況下，50%的驅動功率由騎行者提供，50%由電力輔助驅動裝置提供。若設定a<1，則電力輔助驅動裝置相應提供少於50%之驅動功率。若選擇a>1，則電力輔助驅動裝置相應提供超過50%的驅動功率。
根據該方法的另一技術方案，可作如下設置：該馬達的期望轉速之絕對值由最高轉速限定。
藉此可在正向及負向上限定馬達轉速。藉此可避免馬達因錯誤控制到過高轉速而受損。
根據該方法的另一技術方案，可作如下設置：該期望轉速在預定之極限速度下為零。
舉例來說，藉此可規定：該期望轉速在25km/h之速度下以及超過該速度時為零，亦即，電力輔助驅動裝置不再提供支持。藉此可將例如關於車輛登記義務的法律規定考慮在內，例如，電力驅動裝置僅在速度低於25km/h時提供支持。
根據該方法的另一技術方案，可作如下設置：該期望轉速在該第一驅動軸的至少一第一轉速下為正的，並且在該第一驅動軸的至少一第二轉速下為負的。由此，電力輔助驅動裝置既可與騎行者同向工作，亦可反向於騎行者。特別地，在既對驅動組件的驅動轉速亦對其他驅動馬達的驅動扭矩進行電子控制之情況下，若電力輔助驅動裝置以負轉速工作，則可為騎行者提供極高之轉速。藉此可模擬 機械變速器的超低檔位。可以理解，在本發明中，前述特徵及下文中尚待闡述之特徵不僅可按本發明所給出的方式進行組合，亦可按其他方式組合應用或單獨應用。
本發明的實施方式由圖式示出，具體描述見下。
2‧‧‧諧波傳動裝置
4‧‧‧波發生器
6‧‧‧內襯套
8‧‧‧外襯套
10‧‧‧驅動組件
12‧‧‧第一驅動軸
14‧‧‧第一末端
15‧‧‧第二末端
16‧‧‧縱軸線
18‧‧‧第二驅動軸
19‧‧‧端部
20‧‧‧轉子
21‧‧‧永磁體
22‧‧‧定子
23‧‧‧馬達繞組
24‧‧‧電力輔助驅動裝置
25‧‧‧諧波傳動裝置
26‧‧‧內襯套
27‧‧‧波發生器
28‧‧‧外襯套
29‧‧‧從動元件
30‧‧‧間隔件
31‧‧‧內孔
32‧‧‧齒圈
33‧‧‧直徑較小區域
34‧‧‧螺母
36‧‧‧旋轉位置感測器
38‧‧‧旋轉位置感測器
40‧‧‧殼體
42‧‧‧第一殼體元件
43‧‧‧開孔
44‧‧‧第二殼體元件
46‧‧‧第三殼體元件
47‧‧‧開孔
48‧‧‧第一滾動軸承
50‧‧‧第二滾動軸承
52‧‧‧第二滾動軸承
54‧‧‧第三滾動軸承
56‧‧‧第四滾動軸承
58‧‧‧第五滾動軸承
60‧‧‧滾動軸承
62‧‧‧內齒系
64‧‧‧外齒系
66‧‧‧第一區段
68‧‧‧第二區段
80‧‧‧車輛
81‧‧‧控制裝置
82‧‧‧輪子
83‧‧‧車架
84‧‧‧輪子
85‧‧‧踏板
86‧‧‧其他驅動馬達
87‧‧‧相加性整合人工驅動裝置
88‧‧‧速度感測器
90‧‧‧機械變速器
92‧‧‧可選元件
94‧‧‧最高轉速
96‧‧‧閾值速度
98‧‧‧極限速度
100‧‧‧方法
102‧‧‧步驟
103‧‧‧步驟
104‧‧‧步驟
106‧‧‧步驟
110‧‧‧方法
112‧‧‧線性區段/轉速範圍
114‧‧‧第一轉速
116‧‧‧第二轉速
112’‧‧‧步驟
113’‧‧‧步驟
114’‧‧‧步驟
圖1為諧波傳動裝置的結構示意圖，以闡述其功能。
圖2為驅動組件的實施方式。
圖3為圖2中的驅動組件之分解圖。
圖4為圖2中的驅動組件之縱切截面視圖。
圖5為沿圖4中V-V線截取的剖面圖。
圖6為車輛的實施方式之結構示意圖。
圖7a為用於該驅動組件之可行控制圖。
圖7b為用於該驅動組件之另一可行控制圖。
圖8為控制驅動組件之方法的流程示意圖。
圖9為控制車輛之方法的流程示意圖。
圖1示出諧波傳動裝置2的結構示意圖。首先藉該圖1簡要闡述諧波傳動裝置的工作原理。諧波傳動裝置具有波發生器4、內襯套6及外襯套8。外襯套8具有內齒系，內襯套6具有外齒系，二者在兩個周向段上相互嚙合。
該外襯套的橫截面形狀呈圓形。內襯套6為可變形的。其基本形狀同樣呈圓形。波發生器4呈拉長形狀或呈橢圓形並施加壓力於內襯套，使其外齒系在兩個周向段上與外襯套8的內齒系嚙合。內襯套6的外齒系齒數不同於 外襯套8的內齒系齒數。二者例如可相差一個齒。舉例來說，若使外襯套8保持不動並轉動波發生器4，則內襯套6的外齒系在外襯套8的內齒系上滾動。當波發生器旋轉一整圈時，內襯套相對於外襯套8之運動量為一個齒距。藉此可提供輸入轉速與輸出轉速(此情形下為內襯套6的轉速)間之極高變速比。在本發明中，若將外襯套8用作從動元件，則既可透過內襯套6，亦可在波發生器上，於驅動側向諧波傳動裝置2輸送功率。其特點在於，該從動元件的扭矩(亦即外襯套8的扭矩)、內襯套6的扭矩及波發生器4變速後的扭矩是相同的。內襯套6的輸入側轉速與波發生器4變速後的轉速相加形成外襯套8的輸出轉速。舉例來說，若波發生器以5000轉/分鐘之輸入轉速運行，並且內襯套6的外齒系及外襯套8的內齒系所選擇的齒數能產生1：50之轉速變換比，則波發生器將向從動側施加100轉/分鐘。若直接透過內襯套6施加另外的100轉/分鐘，則外襯套8總體上旋轉200轉/分鐘。
基於該較高的傳動比，可將極高之輸入轉速(例如電動馬達的輸入轉速)，在波發生器4上，在內襯套的轉速相對較小之情況下(例如騎行者的轉速)，以特別良好之效果相加性整合至共用從動元件(此情形下為外襯套8)。
這樣一種驅動組件的具體技術方案由圖2示出。
驅動組件10具有第一驅動軸12。第一驅動軸12係為了實現驅動組件10的人工驅動而設置。第一驅動軸12具有相對設置之第一末端14及第二末端15。在前述末端 中可分別抗扭設置一踏板。藉由該等踏板可人工驅動第一驅動軸12。第一驅動軸12具有縱軸線16且繞該縱軸線旋轉。此外設有第二驅動軸18。第二驅動軸18具有端部19。端部19面向第一驅動軸的第一末端14。
第二驅動軸18抗扭連接電力輔助驅動裝置24的轉子20。電力輔助驅動裝置24進一步具有定子22。在轉子20中設有數個永磁體21。在定子22中設有馬達繞組23。如同圖示技術方案，電力輔助驅動裝置24亦可由合適的其他驅動器類型形成。藉此，轉子可透過第二驅動軸18與諧波傳動裝置25耦合。諧波傳動裝置25具有內襯套26、波發生器27及外襯套28。波發生器27由第二驅動軸18的端部19及滾動軸承60形成。滾動軸承60設於端部19與內襯套26之間。
內襯套26呈柱形。在波發生器27區域，內襯套26具有相當大的第一橫截面直徑且在該處可彈性變形。內襯套26在此區域具有外齒系。另外，內襯套26具有直徑較小區域33。內襯套26在此區域抗扭連接第一驅動軸12。外襯套28形成諧波傳動裝置25的從動元件29。從動元件29與齒圈32抗扭耦合。透過齒圈32，例如可將驅動組件10與車輛輪子耦合。齒圈32係用螺母34加以緊固並透過間隔件30與第二滾動軸承50相隔設置，故齒圈32可自由旋轉。
此外，驅動組件10具有旋轉位置感測器36。
為此，相應有一元件與第一驅動軸12抗扭耦合，該 元件的位置可被偵測。藉此可偵測第一驅動軸12的轉速。
另外，提供旋轉位置感測器38以偵測第二驅動軸18的旋轉位置。此旋轉位置感測器同樣具有與第二驅動軸18抗扭耦合之盤形元件。藉此可測定第二驅動軸18的位置，尤其可測定第二驅動軸18的轉速。
驅動組件10具有殼體，該殼體整體用符號40標示。該殼體由三部分組成，具有第一殼體元件42、第二殼體元件44及第三殼體元件46。
第一殼體元件42、第二殼體元件44及第三殼體元件46大致上各自具有柱形結構且圍繞第一驅動軸12設置。第二殼體元件44設於第一殼體元件42與第三殼體元件46之間。
第一驅動軸12藉由第一滾動軸承48支承在外襯套28中。此外，第一驅動軸12藉由第四滾動軸承56支承在第三殼體元件46中。第四滾動軸承56與第一滾動軸承48大致上彼此相對地設於殼體40的末端上。由此，出現於縱軸線16的徑向上之力直接由第一驅動軸12透過第一滾動軸承48及第四滾動軸承56導入殼體40。間隙垂直於縱軸線16且大致不受力之作用。外襯套28藉由兩個第二滾動軸承50及第二滾動軸承52支承在第一殼體元件42中。其中以沿縱軸線16之軸向觀之，第一滾動軸承48與第二滾動軸承50重疊設置。亦即，二者大致沿軸向位於相同高度。由此，垂直於縱軸線16之力沿徑向由第一滾動軸承48及第二滾動軸承50大致呈直線地導入殼體 40。
第二驅動軸18藉由第三滾動軸承54支承在第二殼體元件44中。此外，第二驅動軸18藉由第五滾動軸承58支承在第三殼體元件46中。
在本發明中，前述滾動軸承原則上可分別構造為滾珠軸承、錐形軸承、隧道軸承、滾針軸承或合適的任一其他類型之滾動軸承。
圖3以對稱分解圖示出圖2中之驅動組件10。從中可看到該配置的各組件。特別地，圖中示出外襯套28的內孔31，第一驅動軸12穿過該內孔且藉由第一滾動軸承48支承在該內孔中。第一殼體元件42的開孔43與內孔31同心延伸，外襯套28穿過該開孔，並且外襯套28藉由第二滾動軸承50及第二滾動軸承52中之其中一滾動軸承50支承在該開孔中。圖中進一步示出第三殼體元件46的開孔47，第一驅動軸12的第二末端15延伸穿過該開孔。
圖4為驅動組件10的縱剖圖。相同元件用相同符號標示，下文不再加以贅述。
圖中進一步示出內襯套26之技術方案。直徑較小區域33具有相當大的壁厚。內襯套26在此區域抗扭連接第一驅動軸12。內襯套26的直徑較大區段安裝在外齒系上且具有小得多的壁厚，從而使得內襯套可在波發生器27作用下變形。
外襯套28亦具有直徑較大區域之第一區段66及直徑較小區域之第二區段68。內齒系形成於直徑較大區域之 第一區段66。直徑較小區域之第二區段68穿過第一殼體元件的開孔43。第一滾動軸承48及第二滾動軸承50亦位於小直徑區域之第二區段68。直徑較大區域之第一區段66藉由另一第二滾動軸承52相對第一殼體元件42支承。
藉此可將透過第一驅動軸12送入之功率，以及透過轉子20或第二驅動軸18送入諧波傳動裝置25之功率，透過由外襯套28形成之共用從動元件29整合至齒圈32以驅動車輛。
圖5為沿圖4中V-V線截取的剖面圖。圖5示出諧波傳動裝置25的徑向結構。此外，第一殼體元件42係固定設置。同樣具有圓形橫截面之外襯套28可在該殼體元件中旋轉。外襯套28具有內齒系62。
諧波傳動裝置25的滾動軸承60具有橢圓形外周橫截面。藉此，可變形的內襯套26在兩個相對設置的周向段上以其外齒系64與外襯套28嚙合。第二驅動軸18的端部19亦在橫截面區域具有橢圓形外周橫截面。然而，在諧波傳動裝置的外周橫截面已呈橢圓形之情況下，端部19的外周橫截面並非必須呈橢圓形。滾動軸承60可以壓配合方式套裝於端部19上。滾動軸承60的座圈在外周橫截面上可變形。藉此，端部19及滾動軸承60用作波發生器27並且使內襯套26變形。第二驅動軸18構造為空心軸。
第二驅動軸的內徑大於第一驅動軸12的外徑，故第 一驅動軸12沿縱軸線16穿過第二驅動軸18。
圖6為車輛80之示意圖。此車輛例如可為電動助力車，亦即一種騎行者透過踏板所施加的驅動功率得到電力輔助驅動裝置24支持之腳踏車。騎行者透過踏板85及第一驅動軸12施加人工驅動力。相同元件用相同符號標示。藉此，驅動組件透過藉諧波傳動裝置25而實現的轉速相加功能，將透過第一驅動軸12所施加之功率與電力輔助驅動裝置24所施加之功率予以整合。藉由旋轉位置感測器36及旋轉位置感測器38偵測第一驅動軸的轉速及第二驅動軸在諧波傳動裝置25的輸出端上之轉速，並將該轉速輸入控制裝置81。控制裝置81控制電力輔助驅動裝置24。整個驅動組件10用作車輛80的中軸並設於車輛80的車架83中。
車輛80具有輪子82，該輪子例如可為電動助力車的後輪。此外，該車輛具有其他輪子84，該輪子例如可為電動助力車的前輪。
諧波傳動裝置25在輸出側連接輪子82並驅動之，進而驅動車輛80。
在諧波傳動裝置25與輪子82之間可連接機械變速器90及/或速度感測器88，該速度感測器偵測車輛80的速度。該速度感測器同樣將車輛速度輸入控制裝置81。此外可設置直接驅動輪子82之其他驅動馬達86。作為替代方案，其他驅動馬達86亦可連接其他輪子84並驅動之。其他驅動裝置86、速度感測器88及機械變速器90的可 選元件統一用符號92標示。在提供其他驅動馬達86之情況下，總體上可藉由控制裝置81提供電子變速器。在此情形下，機械變速器90並非是必需的。
藉由其他驅動馬達86可直接向車輛80提供驅動扭矩。透過相應控制電力輔助驅動裝置24，可設定此情形下仍需由騎行者施加之轉速。特別地，電力輔助驅動裝置亦可反向於騎行者的踩踏方向進行工作，以要求踏板85上提供更高轉速。因此，當騎行者的踩踏方向為「正」時，電力輔助驅動裝置24的旋轉方向可為「負」。
圖7a示出驅動組件10之可行控制圖。「曲柄轉速」表示第一驅動軸12的測定轉速。據此可確定，電力輔助驅動裝置24需相應提供多大之助力轉速，而該助力轉速作為「馬達轉速」繪示於Y軸上。在最簡單之情況下，馬達轉速與騎行者的踩踏數成比例。若騎行者未實施踩踏動作，則馬達轉速亦為零。據此存在線性比例關係，其中(諧波傳動裝置25變速後的)馬達轉速與第一驅動軸的轉速相當。該線性關係亦可為上弧線比例關係或下弧線比例關係，具體實現方式如下：為上弧線比例斜率選擇>1之線性區段斜率係數，或者為下弧線比例斜率選擇<1之線性區段斜率係數。原則上亦可選用任意關係n2=f(n1)。特別可作如下設置：在第一轉速114下，馬達轉速為正的，並且在第一驅動軸12的第二轉速116下，馬達轉速確定為負的，亦即，電力輔助驅動裝置以相反方向工作。現在，將電力輔助驅動裝置24以上述方式測定的期望轉 速作為控制預設值用於該電力輔助驅動裝置之控制，並作為目標值加以控制。根據電力輔助驅動裝置之類型可規定無法被超過的最高轉速94。
圖7b示出另一控制圖。此處亦從原點零出發，先確定線性區段112，在該線性區段中，當第一驅動軸12的轉速上升時，電力輔助驅動裝置的轉速亦上升。但此控制圖原則上為多維的且與車輛速度相關。原則上可規定極限速度98，在此極限速度下，電力輔助驅動裝置24不得再提供任何支持，因此該電力輔助驅動裝置的轉速必須為零。相應地，可規定略低於此極限速度之閾值速度96，自該閾值速度起，電力輔助驅動裝置的轉速減至零。該減小可以線性、漸進或漸減方式進行。
圖8為控制驅動組件10之方法的流程示意圖。該方法用符號100標示。
首先，在步驟102中測定用於人工驅動之第一驅動軸的轉速。而後在步驟104中測定電力輔助驅動裝置的期望轉速。此期望轉速至少與第一驅動軸12的測定轉速相關。接著，在步驟106中控制電力輔助驅動裝置24，以盡可能達到在步驟104中測定之期望轉速。該期望轉速用作控制的預設目標值。步驟104中的測定例如可藉由前文聯繫圖7a及圖7b所描述的其中一方法，以讀取一維或多維表格或者以藉由相應函數進行計算之方式而實現。
在車輛80使用期間，原則上可連續地反復實施該方法。相應地，可以特定之時間間隔反復實施步驟102，從 而使得產生於步驟104之預設目標值亦以特定的時間間隔發生變化，並相應調整步驟106中的控制。
此外，在存在速度感測器之情況下，可在步驟103中偵測車輛速度。此參數可相應地進一步影響步驟104中的預設目標值，舉例來說，如前所述，可將高於特定之極限轉速的期望轉速一律確定為零。
圖9為控制車輛之方法110的流程示意圖。提供具有驅動組件10之車輛，該車輛進一步具有其他驅動馬達86。實施該方法時，首先在步驟112’中執行電力輔助驅動裝置24的期望轉速及其他驅動馬達86的期望驅動扭矩。
上述提供可以數種方式實現。舉例來說，可為騎行者規定期望準檔位或期望轉速。此外可規定期望驅動功率，該驅動功率仍可產生於期望速度。根據該期望驅動功率可確定，哪一部分應當由其他輔助馬達提供。據此可確定其他驅動馬達所提供之驅動扭矩。剩下的則為需由騎行者以踩踏動作提供的驅動扭矩。如此便可藉由該驅動組件，透過電力輔助驅動裝置及其控制來設定需由騎行者提供之轉速。藉此可透過電控制提供準換擋功能。舉例來說，騎行者若欲以低轉速踩踏出高扭矩，則可在步驟113’及步驟114’中藉由控制驅動組件及控制其他驅動馬達來加以設定。在此情況下，其他驅動馬達施加較小之驅動扭矩，甚或在不需要時不施加附加驅動扭矩。騎行者遂可以低轉速及高驅動扭矩進行踩踏。但若電力輔助驅動裝置提供附加轉矩，則有助於騎行者快速前行。當然，此轉矩最高能達 到多少，取決於電力輔助驅動裝置在需提供之驅動扭矩中的功率。反之，騎行者可能希望以極低之驅動扭矩及高轉速進行踩踏，類似於低檔位。在此情況下，電力輔助驅動裝置24僅需提供少許轉速，甚或不必提供任何附加轉速。電力輔助驅動裝置甚至可反向於騎行者的踩踏方向旋轉，使得騎行者必須踩踏出更高轉速。此時可由其他驅動馬達施加附加驅動扭矩，從而以期望方式驅動車輛。所有這些皆可藉由控制裝置81及期望的用戶預設來加以無級調節。此時基本上不再需要設置機械變速器。此方法原則上亦可在車輛80使用期間被連續實施。
10‧‧‧驅動組件
12‧‧‧第一驅動軸
14‧‧‧第一末端
15‧‧‧第二末端
16‧‧‧縱軸線
18‧‧‧第二驅動軸
19‧‧‧端部
20‧‧‧轉子
21‧‧‧永磁體
22‧‧‧定子
23‧‧‧馬達繞組
24‧‧‧電力輔助驅動裝置
25‧‧‧諧波傳動裝置
26‧‧‧內襯套
27‧‧‧波發生器
28‧‧‧外襯套
29‧‧‧從動元件
30‧‧‧間隔件
32‧‧‧齒圈
34‧‧‧螺母
36‧‧‧旋轉位置感測器
38‧‧‧旋轉位置感測器
40‧‧‧殼體
42‧‧‧第一殼體元件
44‧‧‧第二殼體元件
46‧‧‧第三殼體元件
48‧‧‧第一滾動軸承
50‧‧‧第二滾動軸承
52‧‧‧第二滾動軸承
54‧‧‧第三滾動軸承
56‧‧‧第四滾動軸承
58‧‧‧第五滾動軸承
60‧‧‧滾動軸承

Claims (30)

  1. 一種驅動組件(10)，係用於帶有電力輔助驅動裝置(24)之人工驅動車輛(80)，該驅動組件(10)具有用於人工驅動之第一驅動軸(12)及該電力輔助驅動裝置(24)的轉子(20)，該第一驅動軸(12)及該電力輔助驅動裝置(24)的轉子(20)與共用從動元件(29)耦合；該第一驅動軸(12)及該電力輔助驅動裝置(24)的轉子(20)透過諧波傳動裝置(25)與該從動元件(29)耦合，該諧波傳動裝置(25)具有包含內齒系(62)之外襯套(28)及包含外齒系(64)之可變形的內襯套(26)及波發生器(27)，該波發生器(27)至少間接地抗扭連接該電力輔助驅動裝置(24)的轉子(20)，該可變形的內襯套(26)至少間接地抗扭連接該第一驅動軸(12)，且該外襯套(28)形成該從動元件(29)。
  2. 如請求項1所記載之驅動組件(10)，其中該外襯套(28)呈柱形，該可變形的內襯套(26)呈柱形，並且該波發生器(27)具有橢圓形橫截面。
  3. 如請求項1或2所記載之驅動組件(10)，其中該驅動組件(10)具有第二驅動軸(18)，該第二驅動軸構造為空心軸且抗扭連接該電力輔助驅動裝置(24)的轉子(20)，且該第一驅動軸(12)穿過該第二驅動軸(18)。
  4. 如請求項3所記載之驅動組件(10)，其中該第二驅動軸(18)具有橫截面呈橢圓形之端部(19)，該端部(19)形成該波發生器(27)。
  5. 如請求項3或4所記載之驅動組件(10)，其中該第二驅動軸(18)具有端部(19)，且在該端部(19)與該內襯套(26)之間設有具橢圓形橫截面之滾動軸承(60)。
  6. 如請求項1至5中任一項所記載之驅動組件(10)，其中該從動元件(29)至少間接地抗扭連接一齒圈(32)。
  7. 如請求項1至6中任一項所記載之驅動組件(10)，其中該驅動組件(10)具有用於偵測該第一驅動軸(12)的旋轉位置之旋轉位置感測器(36)。
  8. 如請求項1至7中任一項所記載之驅動組件(10)，其中該驅動組件(10)具有用於偵測該第二驅動軸(18)的旋轉位置之旋轉位置感測器(38)及/或具有用於偵測該電力輔助驅動裝置(24)的轉子(20)的旋轉位置之旋轉位置感測器(38)。
  9. 如請求項1至8中任一項所記載之驅動組件(10)，其中該外襯套(28)呈柱形且具有內孔(31)，且該第一驅動軸(12)穿過該內孔(31)。
  10. 如請求項1至9中任一項所記載之驅動組件(10)，其中該驅動組件(10)具有殼體(40)，該殼體圍繞該第一驅動軸(12)設置，第一殼體元件(42)具有供該從動元件(29)及該第一驅動軸(12)穿過之開孔，並且第三殼體元件(46)具有供該第一驅動軸(12)穿過之開孔(47)，且在該第一殼體元件(42)與該第三殼體元件(46)之間設有第二殼體元件(44)。
  11. 如請求項1至10中任一項所記載之驅動組件(10)，其中該外襯套(28)包含具有第一直徑之第一區段(66)，該內齒系(62)設於該第一區段上、以及具有第二直徑之第二區段(68)，該第二直徑小於該第一直徑，該第二區段(68)穿過該第一殼體元件(42)的開孔(43)。
  12. 如請求項1至11中任一項所記載之驅動組件(10)，其中該第一驅動軸(12)藉由第一滾動軸承(48)支承在該外襯套(28)中，該外襯套(28)藉由至少一第二滾動軸承(50,52)支承在該驅動組件(10)的殼體(40)。
  13. 如請求項12所記載之驅動組件(10)，其中該第一滾動軸承(48)與該至少一第二滾動軸承(50,52)中之一滾動軸承(50)在關於該第一驅動軸(12)的縱軸線(16)之軸向上至少部分重疊設置。
  14. 如請求項3至13中任一項所記載之驅動組件(10)，其中該第二驅動軸(18)藉由第三滾動軸承(54)支承在該驅動組件(10)的殼體(40)，且該第二驅動軸(18)藉由第四滾動軸承(56)支承在該殼體(40)。
  15. 如請求項1至13中任一項所記載之驅動組件(10)，其中該第一驅動軸(12)藉由第五滾動軸承(58)支承在該驅動組件(10)的殼體(40)。
  16. 一種車輛(80)，係具有如請求項1至15中任一項所記載之驅動組件(10)，該車輛(80)由該驅動組件(10) 驅動，且該車輛(80)具有用於控制該電力輔助驅動裝置(24)之控制裝置(81)。
  17. 如請求項16所記載之車輛(80)，其中該驅動組件(10)設於該車輛(80)的車架(83)中且形成該車輛(80)的中軸。
  18. 如請求項16或17所記載之車輛(80)，其中該驅動組件(10)透過機械變速器(90)與該車輛(80)的輪子(82)耦合。
  19. 如請求項16至18中任一項所記載之車輛(80)，其中該車輛(80)具有用於測量該車輛(80)的速度之速度感測器(88)。
  20. 如請求項16至19中任一項所記載之車輛(80)，其中該車輛(80)具有用於驅動該車輛(80)之其他驅動馬達(86)，以作為該驅動組件(10)之補充。
  21. 一種控制驅動組件(10)之方法(100)，該驅動組件用於帶有電力輔助驅動裝置(24)之人工驅動車輛(80)，該控制驅動組件(10)之方法包括以下步驟：步驟(102)：偵測用於人工驅動之第一驅動軸(12)的轉速；步驟(104)：根據該第一驅動軸(12)的轉速測定該電力輔助驅動裝置(24)的期望轉速；以及步驟(106)：以該電力輔助驅動裝置(24)的該期望轉速為預設目標值來控制該電力輔助驅動裝置(24)的轉速。
  22. 如請求項21所記載之控制驅動組件(10)之方法，其中該控制驅動組件(10)之方法進一步包括步驟(103)：偵測該車輛(80)的速度；步驟(104)：依據所測定之該車輛(80)的該速度來測定該期望轉速。
  23. 如請求項21或22所記載之控制驅動組件(10)之方法，其中當該第一驅動軸(12)的轉速為零時，期望轉速為零。
  24. 如請求項21至23中任一項所記載之控制驅動組件(10)之方法，其中至少對於該第一驅動軸(12)的接近於零之轉速範圍(112)而言，該期望轉速與該第一驅動軸(12)的轉速之間存在線性關係。
  25. 如請求項24所記載之控制驅動組件(10)之方法，其中該線性關係的係數是可設定的。
  26. 如請求項21至25中任一項所記載之控制驅動組件(10)之方法，其中該電力輔助驅動裝置(24)的期望轉速之絕對值由最高轉速(94)限定。
  27. 如請求項22至26中任一項所記載之控制驅動組件(10)之方法，其中該期望轉速在預定之極限速度(98)下為零。
  28. 如請求項21至27中任一項所記載之控制驅動組件(10)之方法，其中該期望轉速在該第一驅動軸(12)的至少一第一轉速(114)下為正的，並且在該第一驅動軸(12)的至少一第二轉速(116)下為負的。
  29. 一種控制如請求項20所記載之車輛(80)的方法(110)，包括以下步驟：步驟(112’)：提供電力輔助驅動裝置(24)的期望轉速及其他驅動馬達(86)的期望驅動扭矩；步驟(113’)：以該電力輔助驅動裝置(24)的該期望轉速為預設目標值對該驅動組件(10)進行控制；以及步驟(114’)：以該期望驅動扭矩作為預設目標值對該其他驅動馬達(86)進行控制。
  30. 一種諧波傳動裝置(25)的應用，該諧波傳動裝置用於在人工驅動車輛(80)中相加性整合人工驅動裝置(87)與電力輔助驅動裝置(24)。
TW105101363A 2015-01-19 2016-01-18 用於人工驅動車輛的驅動組件及其控制方法、具有該驅動組件之車輛及其控制方法 TWI615319B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015100676.6A DE102015100676B3 (de) 2015-01-19 2015-01-19 Antriebsbaugruppe für ein manuell angetriebenes Fahrzeug mit einem elektrischen Hilfsantrieb, Verfahren zum Regeln einer solchen Antriebsbaugruppe und Verwendung, Verfahren zum Regeln eines Fahrzeuges und Fahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201634335A true TW201634335A (zh) 2016-10-01
TWI615319B TWI615319B (zh) 2018-02-21

Family

ID=54979660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105101363A TWI615319B (zh) 2015-01-19 2016-01-18 用於人工驅動車輛的驅動組件及其控制方法、具有該驅動組件之車輛及其控制方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10343746B2 (zh)
EP (1) EP3247619B1 (zh)
JP (1) JP6637997B2 (zh)
CN (1) CN107207071B (zh)
DE (1) DE102015100676B3 (zh)
TW (1) TWI615319B (zh)
WO (1) WO2016116226A1 (zh)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201716311D0 (en) 2017-10-05 2017-11-22 Freeflow Tech Limited Apparatus and Method
DE102017219607A1 (de) 2017-11-06 2019-05-09 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsanordnung eines Pedelecs
DE202017007569U1 (de) 2017-11-06 2022-10-06 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsanordnung eines Pedelecs
DE102017219603A1 (de) 2017-11-06 2019-05-09 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsanordnung eines Pedelecs
DE102017219608A1 (de) 2017-11-06 2019-05-09 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsanordnung eines Pedelecs
DE102017219601A1 (de) 2017-11-06 2019-05-09 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsanordnung eines Pedelecs
DE102017219606A1 (de) 2017-11-06 2019-05-09 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Fahrrad
DE102018207969B4 (de) * 2018-05-22 2022-01-05 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsanordnung für ein Fahrrad oder Pedelec oder Trike
EP3829896A4 (en) * 2018-07-31 2022-04-27 Planet Rider, LLC GEARLESS POWER CONVERSION SYSTEM USING TWO ELECTRIC MACHINES
DE102018213852A1 (de) * 2018-08-17 2020-02-20 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines elektrischen Hilfsantriebs und Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug
DE102018217093A1 (de) * 2018-10-05 2020-04-09 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsanordnung für ein Pedelec
US11738826B2 (en) * 2019-02-15 2023-08-29 Sram, Llc Bicycle control system
FI20195587A1 (en) * 2019-06-28 2020-12-29 Revonte Oy Power unit and method
TWI694952B (zh) * 2019-07-09 2020-06-01 國立虎尾科技大學 電動自行車電動補助力之諧波齒輪傳動機構
TWI738117B (zh) * 2019-11-15 2021-09-01 大陸商珠海市鈞興機電有限公司 電動助力車諧波傳動系統
DE102020203712B3 (de) * 2020-03-23 2021-07-01 Zf Friedrichshafen Ag Antriebseinheit
DE102020203711B4 (de) 2020-03-23 2021-10-07 Zf Friedrichshafen Ag Antriebseinheit
DE102020203714B4 (de) 2020-03-23 2021-10-07 Zf Friedrichshafen Ag Antriebseinheit und Baugruppe
DE102020212905B3 (de) * 2020-10-13 2021-11-18 KILLWATT GmbH Antriebseinheit für ein gleichzeitig aus menschlicher Muskelkraft und elektromotorisch bereitgestellte Antriebsenergie antreibbares Fortbewegungsmittel
DE102020212908A1 (de) * 2020-10-13 2022-04-14 KILLWATT GmbH Gleichzeitig aus menschlicher muskelkraft und elektromotorisch antreibbares fortbewegungsmittel
DE102020130619B4 (de) 2020-11-19 2022-12-01 Porsche Ebike Performance Gmbh Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrrad und Elektrofahrrad
DE102021100276A1 (de) 2021-01-11 2022-07-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Roboter, Antriebseinheit für einen Roboter und Verfahren zur Positionierung
JP2022109393A (ja) 2021-01-15 2022-07-28 日本電産シンポ株式会社 電動アシスト駆動ユニットおよび自転車
EP4039572B1 (en) 2021-02-09 2024-04-03 Podkriznik d.o.o. Drive train assembly for a bicycle and bicycle
CN113602410A (zh) * 2021-07-20 2021-11-05 建德市五星车业有限公司 一种助力输出机构及其安装方法和电助力自行车
DE102021213502B3 (de) 2021-11-30 2023-05-25 Zf Friedrichshafen Ag Fahrradantrieb und Fahrrad
DE102021213505B3 (de) 2021-11-30 2023-01-19 Zf Friedrichshafen Ag Fahrradantrieb und Fahrrad
DE102022203237B3 (de) 2022-04-01 2023-05-25 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsbaugruppe für ein mit Muskelkraft angetriebenes Fahrzeug und Fahrzeug mit einer solchen Antriebsbaugruppe
DE102022208264B3 (de) 2022-08-09 2023-10-26 Zf Friedrichshafen Ag Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug
DE102023200995B3 (de) 2023-02-08 2024-06-20 Zf Friedrichshafen Ag Wellgetriebe für einen Antriebsstrang eines wenigstens teilweise elektrisch angetriebenen Fahrrades
DE102023201925B3 (de) 2023-03-03 2024-07-04 Zf Friedrichshafen Ag Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT40138B (de) * 1908-11-30 1909-12-27 White Child & Beney Schützentreiber für Oberschlagstühle.
ATE110333T1 (de) * 1990-06-21 1994-09-15 Michael Kutter Planetengetriebe für hybridfahrzeuge.
US5370200A (en) * 1992-05-11 1994-12-06 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Bicycle with electric motor
JP3495433B2 (ja) * 1994-09-30 2004-02-09 三洋電機株式会社 電動自転車
CN2312173Y (zh) * 1997-11-25 1999-03-31 北京中技克美谐波传动有限责任公司 一种电动助力自行车
JP3736157B2 (ja) * 1998-12-04 2006-01-18 スズキ株式会社 電動補助自転車
JP4289183B2 (ja) * 2004-03-12 2009-07-01 トヨタ自動車株式会社 車両の操舵装置
US7699329B2 (en) * 2007-04-11 2010-04-20 Sram, Llc Mounting system for an internal bicycle transmission
TWI330600B (en) * 2008-06-13 2010-09-21 Ind Tech Res Inst Electric vehicle and control method thereof
US8256554B2 (en) * 2010-01-22 2012-09-04 Foster Assets Corporation Pedal driven apparatus having a motor
WO2011088722A1 (en) * 2010-01-22 2011-07-28 Foster Assets Corporation Motor having integrated torque sensor
JP2011168180A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Panasonic Corp 電動自転車
DE102010017829A1 (de) * 2010-04-20 2011-10-20 Inwall Ag Motor-Getriebe-Einheit
US8852048B2 (en) * 2010-08-19 2014-10-07 Ben Shelef Planetary harmonic differential transmission
DE102010037183B4 (de) 2010-08-26 2015-01-22 Ovalo Gmbh Spannungswellengetriebe, insbesondere Überlagerungsgetriebe für eine Fahrzeuglenkung
JP5564389B2 (ja) 2010-09-30 2014-07-30 本田技研工業株式会社 電動補助自転車の制御装置
EP2625441B1 (en) * 2010-10-07 2019-09-11 TQ-Systems GmbH Gear, motor-gear unit, vehicle, generator with a gear, and force transmitting element
TWM417321U (en) 2011-06-30 2011-12-01 China Motor Corp Force assistant control device for bicycle
CN102862644A (zh) * 2011-07-06 2013-01-09 王乐琳 动力自行车驱动机构
CH705522A2 (de) * 2011-08-31 2013-03-15 Michael Kutter Planetengetriebe für ein Hybridfahrrad.
CN202449162U (zh) * 2011-11-30 2012-09-26 张源琪 电动自行车谐波减速驱动器
DE102012102802B4 (de) * 2012-03-30 2016-07-07 Wittenstein Ag Getriebe
CN102785744B (zh) * 2012-07-28 2014-02-05 成都宽和科技有限责任公司 用壳内多磁块位置和磁通量都不均匀分布传感器的助力车
US8825279B2 (en) * 2012-09-11 2014-09-02 Shimano Inc. Bicycle power sensing apparatus
TWI525017B (zh) * 2012-10-25 2016-03-11 A shift system that reduces the speed of the motor when the bicycle is turned
CN103129691A (zh) * 2013-02-19 2013-06-05 王建海 超级电动自行车
DE102013003108A1 (de) * 2013-02-25 2014-08-28 Lothar Strach Pedelec-Mittelmotor mit Kreisschubgetriebe ohne Zahnreibung
WO2014147583A1 (de) * 2013-03-20 2014-09-25 Tq-Systems Gmbh Harmonisches pinring-getriebe
JP6216669B2 (ja) 2013-03-29 2017-10-18 ヤマハ発動機株式会社 電動自転車用制御装置、電動自転車用パワーユニットおよび電動自転車
US8919478B2 (en) * 2013-04-10 2014-12-30 Shimano Inc. Bicycle drive unit
KR101516075B1 (ko) * 2013-07-26 2015-05-04 삼성전기주식회사 전기 자전거의 모터 제어 시스템 및 그 제어방법
DE202013105070U1 (de) * 2013-11-11 2013-11-20 Erwin Schuldt Motor-Getriebe-Tretlagereinheit
KR20150055306A (ko) * 2013-11-13 2015-05-21 삼성전기주식회사 전기 자전거의 주행제어시스템 및 이를 이용한 주행제어방법
TW201534525A (zh) * 2014-03-03 2015-09-16 Harmonic Innovation Technology Co Ltd 高扭力動力模組

Also Published As

Publication number Publication date
JP6637997B2 (ja) 2020-01-29
EP3247619B1 (de) 2020-03-04
CN107207071A (zh) 2017-09-26
JP2018507140A (ja) 2018-03-15
DE102015100676B3 (de) 2016-06-09
US20180015985A1 (en) 2018-01-18
US10343746B2 (en) 2019-07-09
TWI615319B (zh) 2018-02-21
WO2016116226A1 (de) 2016-07-28
EP3247619A1 (de) 2017-11-29
CN107207071B (zh) 2019-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201634335A (zh) 用於帶有電力輔助驅動裝置之人工驅動車輛的驅動組件及其控制方法與應用
US8651993B1 (en) Bicycle drive unit
US20140051548A1 (en) Bicycle drive unit
TWI506944B (zh) 馬達單元、馬達驅動裝置及踏板驅動裝置
US8919478B2 (en) Bicycle drive unit
US20170137086A1 (en) Bicycle drive unit
CN103171732B (zh) 用于自行车的曲柄传动装置
CN103661762A (zh) 电动助力自行车及其中置电机驱动***
WO2014184826A1 (ja) 電動アシスト自転車
JP2020531363A (ja) パワートレイン
CN107878663A (zh) 自行车用电动马达支持结构及包括其的自行车用驱动单元
CN102205866B (zh) 辅助单元的电动机固定结构
EP1876083A3 (en) Vehicle steering apparatus
CN102205868B (zh) 辅助单元的电动机轴支撑结构
JP2016182851A (ja) 自転車用ドライブユニット
JP2012121546A (ja) 電気自転車用ハブモータユニット
US20170267314A1 (en) Motorized gear reducer
WO2015074426A1 (zh) 轮毂电机及其使用方法
JP2014177265A (ja) 駆動装置
TWM462709U (zh) 自行車驅動單元
US20220388597A1 (en) Front Motor Drive Bicycle With Side Mounted Wheels
JP3123292U (ja) 電動車用モータ装置
WO2019029019A1 (zh) 一种分体式电力驱动装置
JP2003166563A (ja) 補助動力付車両用駆動装置
JP2003160089A (ja) 補助動力付車両用駆動装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees