本申請(qǐng)涉及人力車輛。特別地，本申請(qǐng)涉及用于電力輔助人力車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

機(jī)動(dòng)踏板動(dòng)力車輛包括附接的馬達(dá)以及用于以無(wú)輔助方式為車輛提供動(dòng)力或輔助有踩踏的傳動(dòng)裝置。機(jī)動(dòng)踏板動(dòng)力車輛的實(shí)例是機(jī)動(dòng)自行車。在北美、亞洲、歐洲和全世界其他地區(qū)，機(jī)動(dòng)自行車已受到越來越多的重視。優(yōu)點(diǎn)包括能源成本較低；在其他成本(諸如保險(xiǎn)、執(zhí)照、登記、停車)方面的降低；改善交通流量；環(huán)保；以及對(duì)使用者的各種健康益處。

不同類型的馬達(dá)和動(dòng)力源可以為機(jī)動(dòng)踏板動(dòng)力車輛提供動(dòng)力。常見的動(dòng)力源包括以汽油和/或柴油為燃料的內(nèi)燃機(jī)、蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)、空氣發(fā)動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)馬達(dá)。這些動(dòng)力源可以直接連接至輸出軸或用齒輪傳動(dòng)，以調(diào)節(jié)輸出速度和扭矩?？梢允褂貌煌姆椒▽?dòng)力施加至驅(qū)動(dòng)輪：(1)可以通過內(nèi)置在輪轂、車輪或輪輞中的動(dòng)力源直接為前輪或后輪提供動(dòng)力。(2)安裝在車輛架內(nèi)的動(dòng)力源可以經(jīng)由機(jī)械動(dòng)力傳輸系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)后輪，諸如經(jīng)由“鏈條驅(qū)動(dòng)”(即，帶有鏈條的鏈輪)、“皮帶驅(qū)動(dòng)”(例如橡膠帶)或“軸驅(qū)動(dòng)”(即，與剛性軸直接耦接)來驅(qū)動(dòng)后輪。(3)通過使動(dòng)力輥或橡膠帶與車輪或輪胎接觸，可以將動(dòng)力從直接安裝在上方的馬達(dá)傳遞至車輪。

在商業(yè)上，機(jī)動(dòng)踏板動(dòng)力車輛作為完整設(shè)計(jì)或作為用在無(wú)動(dòng)力車輛上的附加馬達(dá)套件(配套元件)進(jìn)行銷售。點(diǎn)火器和更強(qiáng)效的電池使得電動(dòng)馬達(dá)能夠更常用于機(jī)動(dòng)踏板動(dòng)力車輛。此外，已經(jīng)證明這種技術(shù)對(duì)于具有身體殘疾和/或受限的運(yùn)動(dòng)性(諸如關(guān)節(jié)炎和膝蓋損傷)的人是有用的。

多個(gè)企業(yè)制造了用于常規(guī)自行車的內(nèi)燃機(jī)馬達(dá)轉(zhuǎn)換套件。實(shí)例包括：(i)使用皮帶驅(qū)動(dòng)后輪的后置發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)架安裝型套件；(ii)機(jī)架安裝型、鏈條驅(qū)動(dòng)的齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)裝置；以及(iii)具有輪胎輥安裝件(tireroller-mount)或鏈條驅(qū)動(dòng)的齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)裝置的機(jī)架安裝件。

使用電動(dòng)馬達(dá)的機(jī)動(dòng)自行車所使用的電池容量和范圍有限，因此用踩踏來輔助推進(jìn)。這種電動(dòng)自行車設(shè)計(jì)特別是在交通擁堵嚴(yán)重、人口老齡化和燃料短缺的國(guó)家越來越受歡迎。

matsuura(松浦)的美國(guó)專利3,921,467描述了一種自行車，該自行車具有位于自行車體中心的動(dòng)力傳動(dòng)系，該動(dòng)力傳動(dòng)系包括主鏈輪和末端鏈輪，主鏈輪和末端鏈輪之間具有張緊鏈輪。在主鏈輪和末端鏈輪之間增加副鏈輪可以改變動(dòng)力傳動(dòng)系的傳動(dòng)比。

lin的美國(guó)專利6,352,131描述了一種單向旋轉(zhuǎn)組件，該組件允許鏈環(huán)在曲柄和輪軸保持靜止時(shí)旋轉(zhuǎn)。這種設(shè)計(jì)使自行車能夠在曲柄靜止時(shí)被推進(jìn)，并且允許使用者仍然能夠換擋。

holland的美國(guó)專利7,314,109描述了一種電動(dòng)自行車，該電動(dòng)自行車包括通過其輪軸安裝至自行車架的輪轂馬達(dá)。當(dāng)自行車滑行時(shí)，該設(shè)計(jì)將使后輪能夠驅(qū)動(dòng)馬達(dá)來提供下坡再生制動(dòng)能力。holland的美國(guó)專利7,461,714也描述了一種車架安裝型馬達(dá)，該馬達(dá)通過中部的中間軸(jackshaft)連接至踏板和后從動(dòng)輪。該設(shè)計(jì)中的飛輪可以在制動(dòng)期間或在滑行下坡時(shí)為電池充電。

lin的公開號(hào)為2010/0307851的美國(guó)專利申請(qǐng)進(jìn)一步描述了一種用于自行車的動(dòng)力輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括三個(gè)部件：馬達(dá)、減速部分和動(dòng)力輔助部分。這種系統(tǒng)在四種模式下工作：(1)動(dòng)力輔助踩踏模式；(2)僅踩踏模式；(3)僅動(dòng)力輔助模式；和(4)無(wú)動(dòng)力滑行模式。

提供這些背景信息是為了揭示申請(qǐng)人認(rèn)為可能與本發(fā)明相關(guān)的信息。并非意味著承認(rèn)，也不應(yīng)該解釋為任何前述信息構(gòu)成了本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種用于電力輔助人力車輛(諸如三輪車)的動(dòng)力傳動(dòng)系。包括兩個(gè)電動(dòng)馬達(dá)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)減少了人們?yōu)榱艘苿?dòng)車輛所需要付出的努力，提高了車輛的加速度和效率，當(dāng)車輛制動(dòng)時(shí)回收電能，并且驅(qū)動(dòng)車輛倒退移動(dòng)。該動(dòng)力傳動(dòng)系實(shí)現(xiàn)了這些解決方案，同時(shí)適應(yīng)允許曲柄在車輛向前移動(dòng)時(shí)保持靜止的飛輪機(jī)構(gòu)。在傳動(dòng)系中使用兩個(gè)馬達(dá)允許這些馬達(dá)在它們的更高效性能區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，在將存儲(chǔ)的電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能以驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)，允許使馬達(dá)的整體效率更高。

與其他方法(諸如將單個(gè)輪轂馬達(dá)安裝在后輪上或安裝在驅(qū)動(dòng)后輪的單個(gè)中部安裝馬達(dá)上)相比，這種布置允許將更大的扭矩施加至后輪，同時(shí)保持在限制性的功率限度內(nèi)。

本文公開了一種用于人力車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，包括：曲柄，被配置成由人旋轉(zhuǎn)；軸，由曲柄驅(qū)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)輪，被配置成由軸驅(qū)動(dòng)；第一馬達(dá)，被配置成為軸提供動(dòng)力；第一飛輪機(jī)構(gòu)，該第一飛輪機(jī)構(gòu)連接在曲柄與軸之間，使得第一馬達(dá)為軸提供動(dòng)力，從而在不反向驅(qū)動(dòng)(back-driving)曲柄的情況下驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)輪；以及第二馬達(dá)，被配置成為該驅(qū)動(dòng)輪或另外的驅(qū)動(dòng)輪提供動(dòng)力。

動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)還可以包括第二飛輪機(jī)構(gòu)，該第二飛輪機(jī)構(gòu)連接在軸與驅(qū)動(dòng)輪之間，使得在不反向驅(qū)動(dòng)第一馬達(dá)或曲柄的情況下該驅(qū)動(dòng)輪向前移動(dòng)。

動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)還可以包括連接在下述之間的傳動(dòng)裝置：第一馬達(dá)與第二飛輪機(jī)構(gòu)；第二飛輪機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)輪；以及第一飛輪機(jī)構(gòu)與第一馬達(dá)。

本文還公開了一種安裝有動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的三輪車輛，所述動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括：曲柄，被配置成由人旋轉(zhuǎn)；軸，由曲柄驅(qū)動(dòng)；三輪車輛的驅(qū)動(dòng)輪，被配置成由軸驅(qū)動(dòng)；第一馬達(dá)，被配置成為軸提供動(dòng)力；第一飛輪機(jī)構(gòu)，該第一飛輪機(jī)構(gòu)連接在曲柄與軸之間，使得第一馬達(dá)為軸提供動(dòng)力，從而在不反向驅(qū)動(dòng)曲柄的情況下驅(qū)動(dòng)三輪車輛的驅(qū)動(dòng)輪；以及第二馬達(dá)，被配置成為三輪車輛的該驅(qū)動(dòng)輪或另外的驅(qū)動(dòng)輪提供動(dòng)力。

所述車輛還可以包括第二飛輪機(jī)構(gòu)，該第二飛輪機(jī)構(gòu)連接在軸與驅(qū)動(dòng)輪之間，使得在不反向驅(qū)動(dòng)第一馬達(dá)或曲柄的情況下三輪車輛的驅(qū)動(dòng)輪向前移動(dòng)。

本文進(jìn)一步公開了用于為人力車輛提供動(dòng)力的方法，包括：用第一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)一軸；由人驅(qū)動(dòng)曲柄，所述曲柄經(jīng)由第一飛輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述軸，使得第一馬達(dá)在不反向驅(qū)動(dòng)曲柄的情況下驅(qū)動(dòng)所述軸；通過第二馬達(dá)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；以及通過所述軸驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)輪和另外的驅(qū)動(dòng)輪中的至少一個(gè)，所述軸經(jīng)由第二飛輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)輪和另外的驅(qū)動(dòng)輪中的至少一個(gè)，使得在不反向驅(qū)動(dòng)第一馬達(dá)或曲柄的情況下所述驅(qū)動(dòng)輪和另外的驅(qū)動(dòng)輪中的至少一個(gè)向前移動(dòng)。

附圖說明

以下附圖例示出了本發(fā)明的實(shí)施方案，這些實(shí)施方案不應(yīng)被解釋為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的基本動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖。

圖2是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的第一示例性實(shí)施方案的俯視圖。

圖3是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的第一示例性實(shí)施方案的側(cè)視圖。

圖4是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的第一示例性實(shí)施方案的立體圖。

圖5是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的第二示例性實(shí)施方案的俯視圖。

圖6是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的第二示例性實(shí)施方案的側(cè)視圖。

圖7是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的第二示例性實(shí)施方案的立體圖。

圖8是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的第三示例性實(shí)施方案的俯視圖。

圖9是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的第三示例性實(shí)施方案的側(cè)視圖。

圖10是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的第三示例性實(shí)施方案的立體圖。

圖11是用于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案的示意圖，包括其連接的輸入模塊和輸出模塊。

具體實(shí)施方式

a.術(shù)語(yǔ)表

踏頻(cadence)-人力車輛的騎行者或其他駕駛者轉(zhuǎn)動(dòng)踏板的速率。踏頻例如以每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)來測(cè)量。踏頻應(yīng)當(dāng)適合于騎行者，因?yàn)槔缡骨D(zhuǎn)太快可能會(huì)不舒服。

反向驅(qū)動(dòng)-當(dāng)車輛的從動(dòng)輪通過除其主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以外的方式旋轉(zhuǎn)時(shí)，則反向驅(qū)動(dòng)是指使主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行，如同該主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)正為從動(dòng)輪提供動(dòng)力。例如，沒有飛輪機(jī)構(gòu)的僅在重力影響下下坡移動(dòng)的自行車具有反向驅(qū)動(dòng)的曲柄，因?yàn)楸M管騎行者不會(huì)為其提供動(dòng)力，但是該曲柄將會(huì)旋轉(zhuǎn)。

齒輪馬達(dá)-這是結(jié)合有齒輪的馬達(dá)，以減小輸出軸速度并增加輸出軸扭矩。

b.概述

參考圖1，示出了用于人力車輛的基本動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖，該圖被結(jié)合在后面分別參考圖2至4、5至7和8至10詳細(xì)描述的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10、100和200的三個(gè)示例性實(shí)施方案中的每個(gè)實(shí)施方案中。曲柄1包括在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，該曲柄被配置為由人例如使用附接至該曲柄的踏板來提供動(dòng)力。曲柄1經(jīng)由第一飛輪機(jī)構(gòu)2對(duì)軸3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。第一飛輪機(jī)構(gòu)2允許軸3在曲柄不被反向驅(qū)動(dòng)的情況下在前進(jìn)方向上旋轉(zhuǎn)。軸3還由第一馬達(dá)4驅(qū)動(dòng)，并且可以完全由第一馬達(dá)提供動(dòng)力、部分地由第一馬達(dá)提供動(dòng)力、或者完全不由第一馬達(dá)提供動(dòng)力。軸3進(jìn)而經(jīng)由可選的第二飛輪機(jī)構(gòu)5對(duì)驅(qū)動(dòng)輪6進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。如果包括第二飛輪機(jī)構(gòu)5，則該第二飛輪機(jī)構(gòu)允許驅(qū)動(dòng)輪6在第一馬達(dá)4或曲柄1不被反向驅(qū)動(dòng)的情況下在前進(jìn)方向上旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)輪6也由第二馬達(dá)7驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)輪6可以完全由第二馬達(dá)7提供動(dòng)力、部分由第二馬達(dá)提供動(dòng)力、或完全不由第二馬達(dá)提供動(dòng)力。此外，通過第二馬達(dá)7可以驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪6倒退(inreverse)。根據(jù)實(shí)施方案，在踏板、曲柄1、軸3、馬達(dá)4、7和驅(qū)動(dòng)輪6之間傳遞的驅(qū)動(dòng)力可以是直接的或間接的。

如果動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)不包括可選的第二飛輪機(jī)構(gòu)5，則當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪6在前進(jìn)方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一馬達(dá)4和軸3將被反向驅(qū)動(dòng)。然而，由于存在第一飛輪機(jī)構(gòu)2，曲柄1將不會(huì)被反向驅(qū)動(dòng)。

可選的系統(tǒng)控制器8(通常表示后面參考圖11詳細(xì)描述的控制系統(tǒng)300)連接至馬達(dá)4、7和曲柄1。系統(tǒng)控制器8從曲柄1和馬達(dá)4、7上的一個(gè)或多個(gè)傳感器獲取輸入，并向馬達(dá)提供控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)優(yōu)化用于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的動(dòng)力量。

傳動(dòng)裝置9可以包括在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，并且還可以連接至系統(tǒng)控制器8。如果在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中包括傳動(dòng)裝置，則如果傳動(dòng)裝置不能被反向驅(qū)動(dòng)，就需要第二飛輪機(jī)構(gòu)5。因此，傳動(dòng)裝置應(yīng)當(dāng)在第二飛輪機(jī)構(gòu)的上游安裝在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中。

雖然已經(jīng)示出了單個(gè)驅(qū)動(dòng)輪6，但是在一些實(shí)施方案中可以存在兩個(gè)或更多個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。例如，曲柄1和第一馬達(dá)4可以對(duì)驅(qū)動(dòng)輪6進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而第二馬達(dá)7可以對(duì)同一車輛中與第一驅(qū)動(dòng)輪6相同的另外的驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。對(duì)于三輪車可能是這種情況，例如，其中通過動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的不同部分對(duì)兩個(gè)后輪提供動(dòng)力。在其他實(shí)施方案中，甚至在三輪車中，曲柄1、第一馬達(dá)4和第二馬達(dá)7全部可以被配置成為單個(gè)驅(qū)動(dòng)輪提供動(dòng)力。

c.示例性實(shí)施方案

參考圖2至4，以各種視圖示出了動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案，該動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)總體上標(biāo)示為10。裝配有踏板的曲柄11由安裝有動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10的車輛的駕駛者提供動(dòng)力。由惰輪14張緊的皮帶或鏈條12將曲柄11連接至安裝在中間軸20上的輪16。中間軸20連接至輪22，輪22進(jìn)而通過皮帶或鏈條24連接至第一馬達(dá)軸30上的第一飛輪26。輪16、22可以是不同尺寸的，以提供合適的傳動(dòng)。第一飛輪26的機(jī)構(gòu)允許在無(wú)需反向驅(qū)動(dòng)曲柄11的情況下車輛向前移動(dòng)。第一馬達(dá)32和另外的輪34連接至馬達(dá)軸30。隨著曲柄1在前進(jìn)方向上旋轉(zhuǎn)，使中間軸20和第一馬達(dá)軸30都旋轉(zhuǎn)。第一電動(dòng)馬達(dá)32(其可以是齒輪馬達(dá))可以被提供動(dòng)力，以完全地或者通過向由駕駛者轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄1提供的動(dòng)力增加動(dòng)力而在前進(jìn)方向(即，車輛的前進(jìn)方向)上驅(qū)動(dòng)第一馬達(dá)軸30和輪34。如果沒有電力供應(yīng)至第一馬達(dá)32，則第一馬達(dá)仍將隨著曲柄旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。

第一馬達(dá)軸30上的輪34通過皮帶或鏈條36連接至安裝在傳動(dòng)輸入軸40上的輪38。傳動(dòng)裝置42連接至輸入軸40并從該輸入軸獲取其驅(qū)動(dòng)輸入。隨著傳動(dòng)軸40旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)裝置將動(dòng)力傳遞至安裝在傳動(dòng)輸出軸45上的輪44。傳動(dòng)裝置42例如是可變傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置，諸如連續(xù)可變自動(dòng)傳動(dòng)裝置。

輪44經(jīng)由皮帶或鏈條46連接至安裝在驅(qū)動(dòng)輪52的輪軸50上的第二飛輪48?？蛇x的飛輪48的機(jī)構(gòu)允許在不反向驅(qū)動(dòng)第一馬達(dá)32或曲柄1的情況下驅(qū)動(dòng)輪52向前旋轉(zhuǎn)。在某些情況下，飛輪48是必要的，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置可能不能被反向驅(qū)動(dòng)。

第二馬達(dá)54(其也可以是齒輪馬達(dá))直接連接至驅(qū)動(dòng)輪52。第二馬達(dá)54可以用于在前進(jìn)方向或倒退方向上向驅(qū)動(dòng)輪52增加動(dòng)力，并且還可以用于通過減小車速來回收能量，這另外被稱為再生制動(dòng)。第二馬達(dá)54可以是輪轂馬達(dá)或車輪馬達(dá)，并且直接對(duì)驅(qū)動(dòng)輪52進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。第二馬達(dá)54連接至沒有飛輪機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)輪52，使得第二馬達(dá)可以在前進(jìn)方向和倒退方向上對(duì)驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

圖5至7中以不同視圖示出了動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的第二示例性實(shí)施方案，該動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)總體上標(biāo)示為100。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)100中的大部分與第一實(shí)施方案10類似，諸如曲柄110和第一馬達(dá)132，該曲柄和第一馬達(dá)與連接軸、皮帶、鏈條和/或輪的相同布置一起使用，以向安裝在輪軸150上的驅(qū)動(dòng)輪152分別提供人力和電力。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)100中的一個(gè)不同點(diǎn)在于，第二馬達(dá)154相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪152的輪軸150偏離軸線定位。第二馬達(dá)154驅(qū)動(dòng)一輪160，該輪經(jīng)由皮帶或鏈條162連接至安裝在驅(qū)動(dòng)輪152的輪軸150上的輪164。

圖8至10中示出了動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的第三示例性實(shí)施方案，該動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)總體上標(biāo)示為200。駕駛者踩踏以轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄210，曲柄連接至軸212，當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該軸212旋轉(zhuǎn)。軸212連接至飛輪機(jī)構(gòu)214，該飛輪機(jī)構(gòu)允許車輛在曲柄210不被反向驅(qū)動(dòng)的情況下向前移動(dòng)。飛輪機(jī)構(gòu)214進(jìn)而連接至軸216，該軸經(jīng)由萬(wàn)向接頭230連接至第一馬達(dá)232。第一馬達(dá)232進(jìn)而經(jīng)由另外可選的飛輪機(jī)構(gòu)240連接至傳動(dòng)裝置242。如果需要，則飛輪機(jī)構(gòu)240允許在不反向驅(qū)動(dòng)第一馬達(dá)232或曲柄210的情況下驅(qū)動(dòng)輪252向前旋轉(zhuǎn)。傳動(dòng)裝置242驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)輸出軸244，傳動(dòng)輸出軸進(jìn)而使安裝在輪軸250上的驅(qū)動(dòng)輪252旋轉(zhuǎn)。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)200的第二馬達(dá)254連接至驅(qū)動(dòng)輪252，以在前進(jìn)方向或倒退方向上直接對(duì)驅(qū)動(dòng)輪252進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并且用于再生制動(dòng)。

可替代地，如圖5至7的前述動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)100中那樣，第二馬達(dá)254可以相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪252的輪軸250偏離軸線定位。在這種情況下，可以經(jīng)由皮帶、鏈條或軸從偏離軸線的第二馬達(dá)254向驅(qū)動(dòng)輪252提供動(dòng)力。

d.控制系統(tǒng)

參考圖11，示出了總體上標(biāo)示為300的控制系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案，其中示出了該控制系統(tǒng)的主要模塊以及與這些模塊和該控制系統(tǒng)所控制的部件的連接。在上面詳細(xì)描述的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10、100和200的示例性實(shí)施方案中將容易地識(shí)別出下面針對(duì)控制系統(tǒng)300描述的部件中的相應(yīng)部件(諸如馬達(dá)340、342和傳動(dòng)裝置360)?？刂葡到y(tǒng)300包括用于控制所述控制系統(tǒng)300的第一馬達(dá)340和第二馬達(dá)342以及傳動(dòng)裝置360的系統(tǒng)控制器305。系統(tǒng)控制器305控制這些部件以便在各種駕駛條件下使車輛性能最大化。例如，如果車輛上坡，傳動(dòng)比將改變以允許將更高的扭矩施加至驅(qū)動(dòng)輪。反之亦然，在高車速下，傳動(dòng)比將變大，以允許在較高的驅(qū)動(dòng)輪速度下使用者踏頻較低。

系統(tǒng)控制器305從踏板模塊310接收輸入，而踏板模塊又從連接至踏板和/或曲柄的一個(gè)或多個(gè)傳感器接收其輸入。這種傳感器可以是踏頻傳感器312和扭矩傳感器314。

系統(tǒng)控制器305還從馬達(dá)控制器320接收輸入，并且還向該馬達(dá)控制器提供輸出。馬達(dá)控制器320從附接至動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10、100和200的上述部件的各種傳感器(諸如用于第一馬達(dá)340的速度傳感器322、用于第二馬達(dá)342的速度傳感器324、用于第一馬達(dá)340的電流傳感器326和用于第二馬達(dá)342的電流傳感器328)接收輸入。基于從傳感器322至328接收的輸入和從系統(tǒng)控制器305接收的輸入，馬達(dá)控制器320向第一馬達(dá)340和第二馬達(dá)342發(fā)送控制信號(hào)，以控制施加至這些馬達(dá)的電力。

當(dāng)車輛正使用電力對(duì)驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)或輔助對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)控制器305中的優(yōu)化器模塊370計(jì)算兩個(gè)馬達(dá)340、342之間的最佳功率分配?？商娲?，優(yōu)化器模塊370可以位于馬達(dá)控制器320中。該分配被計(jì)算為使得盡可能使兩個(gè)馬達(dá)340、342在它們的最佳效率范圍內(nèi)被驅(qū)動(dòng)，同時(shí)仍然獲得如使用者所期望的車輛扭矩和功率輸出。如果這不可能，則將馬達(dá)驅(qū)動(dòng)為使得它們的組合效率最佳。

系統(tǒng)控制器305還從傳動(dòng)裝置360接收輸入，傳動(dòng)裝置又從其輸入軸上的傳感器362和其輸出軸上的傳感器364接收輸入。作為從傳感器362、364和系統(tǒng)控制器305接收信號(hào)的結(jié)果，傳動(dòng)裝置模塊360向傳動(dòng)裝置中的傳動(dòng)比控制模塊366發(fā)送輸出控制信號(hào)。

控制系統(tǒng)300需要駕駛者向后踩踏板，以便啟動(dòng)來自馬達(dá)的倒轉(zhuǎn)動(dòng)力，使得駕駛者必須比曲柄正常旋轉(zhuǎn)更快地踩踏。這使得當(dāng)車輛倒退移動(dòng)時(shí)駕駛者不覺得曲柄被反向驅(qū)動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輛被倒退驅(qū)動(dòng)時(shí)，曲柄倒退旋轉(zhuǎn)。這可能發(fā)生在例如當(dāng)車輛下坡向后滾動(dòng)的時(shí)候。

系統(tǒng)控制器305及其連接的模塊可以以軟件、固件和/或硬件來體現(xiàn)。

e.變型方案

雖然本發(fā)明是關(guān)于后輪驅(qū)動(dòng)車輛來描述的，但是本發(fā)明也適用于前輪驅(qū)動(dòng)的車輛(其也可以是后輪操縱的)。然而，除了用于三輪人力車輛之外，所公開的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)還可以用于使用從動(dòng)輪的任何機(jī)構(gòu)或裝置(諸如輪椅和/或其他輔助技術(shù)和裝置)中。

雖然許多實(shí)施方案是關(guān)于其中三個(gè)動(dòng)力源(曲柄和兩個(gè)馬達(dá))為單個(gè)驅(qū)動(dòng)輪提供動(dòng)力的單個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系來描述的，但是所有這些實(shí)施方案都可以被分成動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)部分，其中曲柄和第一馬達(dá)為一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪提供動(dòng)力，而第二馬達(dá)為另一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪提供動(dòng)力。

第一馬達(dá)32可以通過皮帶、鏈條、軸或齒輪附接至中間軸20，而不是同軸的(in-line，內(nèi)嵌的)。

飛輪機(jī)構(gòu)可以位于除在本文描述的實(shí)施方案中描繪的位置以外的位置中。例如，在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)1中，代替飛輪機(jī)構(gòu)位于輪軸50上的飛輪48中的情況，飛輪機(jī)構(gòu)可以替代地位于輪44處。

電動(dòng)馬達(dá)可以位于與已經(jīng)示出的位置不同的位置。例如，第一馬達(dá)可以位于傳動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)輪之間。作為另一實(shí)施例，第一馬達(dá)可以位于曲柄與中間軸之間。在其他實(shí)施方案中，第一馬達(dá)可以直接為曲柄(即，曲柄的軸)提供動(dòng)力或直接為中間軸提供動(dòng)力。

動(dòng)力傳動(dòng)系也可以與電動(dòng)馬達(dá)以外的馬達(dá)一起使用。

第二馬達(dá)可用于驅(qū)動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)輪。例如，在三輪車上，動(dòng)力傳動(dòng)系將被配置為使用曲柄和第一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)輪，并且使用第二馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)輪。也可以想到在自行車中對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分配，例如，其中曲柄和第一馬達(dá)為后輪提供動(dòng)力，而第二馬達(dá)為前輪提供動(dòng)力。

如果使用了允許將倒退和前進(jìn)動(dòng)力從驅(qū)動(dòng)輪通過傳動(dòng)裝置傳遞回到傳動(dòng)裝置輸入端的傳動(dòng)裝置，則動(dòng)力傳動(dòng)系將在不需要第二馬達(dá)的情況下保持其功能。這將通過移除驅(qū)動(dòng)輪與第一馬達(dá)之間的飛輪來實(shí)現(xiàn)。在第一馬達(dá)與曲柄之間仍然需要飛輪，以允許在不反向驅(qū)動(dòng)曲柄的情況下車輛向前行進(jìn)。

通常，除非另有說明，單數(shù)元件可以是以復(fù)數(shù)存在，并且反之亦然，而不失一般性。

在整個(gè)說明書中，已經(jīng)闡述了具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的更透徹的理解。然而，本發(fā)明可以在沒有這些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在不脫離本發(fā)明的情況下，可以省略一些部件，同時(shí)可以增加其他部件。在其他情況下，眾所周知的元件沒有詳細(xì)示出或描述，以避免不必要地模糊本發(fā)明。因此，說明書和附圖應(yīng)均被視為說明性意義而非限制性意義。

還將認(rèn)識(shí)到，硬件、固件和軟件之間的界限并非總是很清晰的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本文描述的軟件實(shí)現(xiàn)的模塊和過程可以以硬件、固件、軟件、或它們的任何組合體現(xiàn)。這樣的過程可以由計(jì)算機(jī)或處理器可讀的一個(gè)或多個(gè)非瞬態(tài)介質(zhì)中的編碼指令(諸如微代碼)和/或存儲(chǔ)的編程指令來控制。代碼模塊可以替代地存儲(chǔ)在任何計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)或設(shè)備(諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)存儲(chǔ)器等)中?？商娲?，這些方法可以部分或全部體現(xiàn)在專用計(jì)算機(jī)硬件(諸如asic或fpga電路)中。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚，可以對(duì)本文公開的具體細(xì)節(jié)進(jìn)行改變，產(chǎn)生落入所公開的本發(fā)明的范圍內(nèi)的其他實(shí)施方案。本文描述的所有參數(shù)、尺寸和配置均僅僅是實(shí)施例，它們的實(shí)際值取決于具體實(shí)施方案。因此，應(yīng)根據(jù)所附權(quán)利要求限定的實(shí)質(zhì)內(nèi)容來解釋本發(fā)明的范圍。