能同时由人体肌肉力和电机式驱动的交通工具的制作方法

1.本发明涉及一种能同时由人体肌肉力和电机式提供的驱动能量来驱动的交通工具。


背景技术：

2.所述类型的交通工具是指单辙或多辙车辆，如自行车、尤其是电动自行车、电单车或电动助力车(pedelec)，但也包括水上自行车、脚踏船或轮椅。所述类型交通工具尤其是根据2013年1月15日生效的欧盟法规2013/168/eu第4条的车辆类别l1e、l2e、l3e、l4e、l5e、l6e和l7e。此外，所述类型的车辆还包括：尤其是由于结构形式最大速度达到6km/h的车辆；确定为专门供身体残疾人士使用的车辆，如轮椅；确定为专门在体育比赛中使用的车辆；具有带有脚踏助力装置的脚蹬驱动器的自行车，所述脚踏助力装置配备有最大标称连续功率达到250w的电机式辅助驱动器，当骑行者停止蹬踏时，所述辅助驱动器的助力中断，并且随着车辆速度的增加，所述辅助驱动器的助力逐渐减小，并在车速达到25km/h之前所述助力中断；具有电机式行驶驱动器的自平衡车；具有脚蹬驱动器的运动车辆；具有脚蹬驱动器的具有不少于一个座位的车辆；以及具有(根据ece-r 17)≤400mm的r点的脚蹬驱动器的车辆。所述车辆通常具有一个前轮和至少一个后轮，所述前轮和后轮通过车架相互连接。当然，也可以存在多个后轮、例如两个后轮，和/或存在多个前轮、例如两个前轮，前轮和后轮尤其是可以以任何的组合存在。这些车轮可以例如横向于向前行驶方向并排设置，如在轮椅、三轮车或带边车的车辆中那样，或者也可以在前进行驶方向上前后相继设置，如在双座自行车中那样。这种交通工具越来越多地配备具有至少一个电机的驱动单元，所述电机应在驱动交通工具时向使用者提供助力。通常这种交通工具不是仅由所述电机驱动，而是在由自身的人体肌肉力驱动交通工具时由电机向使用者提供辅助。所述电机例如由控制单元控制，从而此时辅助的程度通常是可选的。以这种方式，使用者在利用这种交通工具行驶期间可以准确地以其能够或希望的程度施加自己的动力，同时使用者仍然可以以舒适的且也是日常可用的速度前进。
3.对于目前为止的驱动单元，问题在于驱动单元的结构尺寸，尤其横向于交通工具纵轴线的结构尺寸。所述驱动单元通常设置在轮毂上或附近，或设置在驱动轴承、例如中轴轴承上或附近。一方面，驱动单元在两侧不应过多地突出于车轮。另一方面，当设置在中轴轴承上时应注意的是，例如由于人体的解剖结构，脚蹬的曲柄臂相互间通常应保持140-180mm的最大轴向间距。由于驱动单元也位于曲柄臂之间，很明显的是，所述驱动单元应设计成尽可能狭窄地构成，以便在长路程上也能够使骑行人具有舒适的骑行体验。但这也带来了一系列构造上的问题，因为在驱动单元中必要的转动轴承和飞轮本身分别带来确定的空间需求。尤其是在例如中轴轴承或后轮的旋转轴方向上，传动装置和电机通常也在驱动单元中占据不可忽视的结构空间，这个结构空间超出希望程度地增大了驱动单元的总宽度。


技术实现要素：

4.因此，本发明的目的是，给出一种具有驱动单元的所述类型的交通工具，所述驱动单元尤其是横向于交通工具的行驶方向上尽可能窄地构成。同时，所述驱动单元应能够灵活地控制并且能够覆盖当今的驱动单元的全部功能范围。
5.解决方案是通过根据独立权利要求的交通工具来实现的。优选改进方案在从属权利要求中给出。
6.根据本发明的驱动单元包括输入驱动轴，以用于传输由人体肌肉力产生或提供的驱动能量。就是说，输入驱动轴例如可以是自行车的曲柄或者不可相对转动地与曲柄连接。备选地，所述输入驱动轴也可以以转动固定的方式与牵引件齿轮、例如链轮连接。由此，输入驱动轴设置成，使得所述输入驱动轴可以由交通工具的操作者或行驶者利用人体肌肉力、例如通过在自行车上进行蹬踏来置于旋转。这可以直接或间接地进行。尤其是设定，这在从人体肌肉力进入整个传动系的导入部位出发的力传递流方向上与电机并行地进行。
7.此外，根据本发明的驱动单元包括输出从动轴，以用于将驱动能量输出给行驶装置。所述行驶装置例如是至少一个车轮(或者对水中的交通工具是螺旋桨)，所述车轮通过由输出从动轴所传递的驱动能量置于旋转，由此使交通工具行驶。所述输出从动轴例如可以不可相对转动地与牵引件齿轮、例如链轮连接。备选地，所述输出从动轴也可以构造成与轮毂壳体是不可相对转动的，所述轮毂壳体例如经由辐条将旋转运动传递到行驶装置上。所述输出从动轴将其旋转传递给交通工具的行驶装置，因此，驱动单元构造成用于，给输出从动轴加载与交通工具希望的行驶速度相对应的旋转。由此，沿从人体肌肉力的导入点出发的力传递流方向，输出从动轴在功能上设置在输入驱动轴和由驱动单元驱动的行驶装置之间。
8.相应地，所述驱动单元构造成，使得驱动能量从输入驱动轴传递到输出从动轴。但同时也设定，所述驱动单元构造成，使得所述驱动单元能够使传递到输出从动轴是的转速和所传递的转矩与当前运行状况的要求相适配。为此，所述驱动单元包括围绕旋转轴设置的驱动轴传动装置，所述驱动轴传动装置具有轴带发电机、柔性齿轮和齿圈。旋转轴例如尤其可以是中轴轴承的中轴或行驶装置的轮轴，尤其是由驱动单元驱动的行驶装置的轮轴。轴传动装置是一种传动装置，这种传动装置由于简单和狭窄的构造方式以及坚固性和高减速比特别适用于当前的应用目的。轴传动装置本身记载在现有技术中，并且是本领域技术人员已知的，例如由de 1 135 259 b已知。这种轴传动装置例如可以将轴带发电机的具有低转矩的高转速转化为柔性齿轮和/或齿圈的具有高转矩的低转速，反之亦然。此外，所述驱动单元包括围绕旋转轴设置的具有定子和转子的驱动电机，此时，所述驱动电机的驱动能量能经由驱动轴传动装置传递到输出从动轴上。因此，驱动电机可用于对驾驶者提供辅助或其人体肌肉力提供助力，以便将电机式提供的驱动能量传递到输出从动轴并由此有助于交通工具的前进运动。通过轴传动装置较高的减速比，可以将电机的高转速和低转矩转化为具有高转矩的低转速，这种转矩可以用于驱动交通工具。为此，驱动电机优选在驱动上与驱动轴传动装置的轴带发电机作用连接。换言之，驱动电机的转子优选不能相对转动地与轴带发电机连接或者甚至与轴带发电机一体地构成。驱动轴传动装置的输出端在当前情况下优选由齿圈形成。所述齿圈特别是不可相对转动与驱动单元的输出从动轴连接。本发明的驱动单元的特征优选在于，所述驱动单元仅具有一个电机，具体而言是所述驱动电机。
就是说，在这个实施形式在驱动单元中不存在另外的电机并且特别是在整个交通工具上不存在另外的电机。此外，所述驱动单元优选仅具有一个轴传动装置，具体是驱动轴传动装置。就是说，此时同样在驱动单元中或优选在整个交通工具上不存在另外的轴传动装置。
9.现在，根据本发明设定，所述柔性齿轮构造成沿旋转轴方向延伸的套筒。所述套筒在一个轴向侧面与转动轴承连接，所述转动轴承例如相对于位置固定的或静止的壳体能旋转地支承所述套筒。在另一个轴向侧面，所述套筒具有用于轴带发电机的接合区域并且尤其是还具有用于齿圈的外齿部。沿旋转轴方向观察，在转动轴承和轴带发电机之间存在套筒内腔。就是说，套筒内腔描述一个尤其是沿径向方向从旋转轴出发观察由柔性齿轮和尤其是套筒包围的空间。柔性齿轮带有套筒的作为盆状柔性齿轮的构造有助于其弯曲和扭转特性，并且由此有助于实现轴传动装置无故障的功能。但在本发明中优选将套筒内腔以非常有效的方式用于节省构造空间。因此设定，所述电机在旋转轴的轴向方向上至少部分地、优选完整地设置在配设给相应电机的轴传动装置的套筒内腔中。换句话说，例如设定，驱动电机在旋转轴的轴向方向上至少部分地、优选完整地设置在驱动轴传动装置的套筒内腔中。就是说，驱动电机优选在径向方向上至少部分地并且优选完整地由柔性齿轮的套筒包围。关于驱动电机的相应说明尤其是涉及转子和/或定子沿旋转轴的轴向延伸。因此，根据一个优选的实施形式，驱动电机在其转子和/或定子沿旋转轴的整个轴向延伸上沿旋转轴的径向方向由柔性齿轮的套筒包围。以这种方式，套筒内腔在结构上用于安置所述电机，由此节省了结构空间。
10.所述输入驱动轴优选不可相对转动地(例如经由后面还会详细说明的飞轮)与可变轴传动装置的慢速转动的传动装置部件、例如柔性齿轮或齿圈连接。所述输入驱动轴特别是与驱动轴传动装置的传动装置输出端不可相对转动地连接。优选的是，所述输入驱动轴与驱动轴传动装置的齿圈或直接与输出从动轴不可相对转动地连接，并且由此来自人体肌肉力的驱动能量经由齿圈或输出从动轴引入或导入到传动系中。由于所述输入驱动轴不可相对转动地可能直接或间接地经由齿圈与输出从动轴连接，输入驱动轴的转速可以一比一地传递到输出从动轴上。
11.如前面所述，将齿圈用作传动装置输出端是另一个结构上处理原则，即，将驱动单元的轴向延展尺寸设计得尽可能小。原则上，这种驱动单元对于任意具有轴传动装置的驱动器都有助于节省轴向结构空间，例如与所使用的传动装置类型无关，只要所述传动装置与齿圈一起工作，并且与电机的配置无关。因此，除了在本技术中具体所说明的设计方案的改进方案以外，这个方面构成独立的单独的发明创造，这个发明创造独立于这里说明的实施例的结构和功能上的特征并且可以单独地要求保护。
12.驱动电机优选是同步电机、尤其是三相同步电机，优选是外转子结构形式的同步电机。在通过本发明说明的实施形式中，所述同步电机的特征在于特别狭窄的尺寸。
13.本发明的另一个优选的设计方案也涉及电机的一种尽可能节省空间的布置形式。为此，优选设定，驱动轴传动装置轴带发电机、柔性齿轮和齿圈在垂直于旋转轴的传动装置平面中相互重叠地设置。就是说，驱动轴传动装置的轴带发电机、柔性齿轮和齿圈在旋转轴的径向方向上前后相继地设置，尤其是按上述顺序从内向外和/或在径向方向上尤其是齐平地设置。此外，柔性齿轮、尤其是柔性齿轮的套筒在垂直于旋转轴的轴承平面内相对于支座能旋转地支承。在本技术的范围内，支座例如是指驱动单元的位置固定或者说静止的部
件并且例如构造成是与壳体或壳体部件一起固定的。现在，优选驱动电机至少部分地并且优选完整地设置在传动装置平面和轴承平面之间。这尤其是也涉及驱动电机的转子和/或定子沿旋转轴的轴向延伸。
14.为了能够特别精确地尤其是由下面详细说明的控制单元操控根据本发明的驱动单元的驱动电机，优选设定，在驱动电机上设置至少一个尤其是非接触式的转速和/或转角传感器、特别是霍尔传感器。为了尽可能节省空间地将相应的传感器安置在驱动单元中，此外补充或备选地设定，将所述至少一个尤其是非接触式的转速和/或转角传感器尤其是设置在柔性齿轮的套筒内腔中。因此，所述传感器优选沿旋转轴的径向方向由柔性齿轮的套筒包围。此外，所述传感器优选也位于传动装置平面和轴承平面之间。
15.由于驱动单元具有多个能相互旋转的部件以及不同部件相对于固定的壳体的可旋转性，需要多个的转动轴承、例如(凹槽)球轴承，以便尤其是围绕旋转轴能相互旋转地设置这些部件。这种布置形式这里优选这样来实现，即，使得这些能相对于彼此旋转的元件都能围绕共同的旋转轴、尤其是中轴轴承轴或行驶装置的转动轴旋转。对此，在具体结构的实现上的难点在于，这些转动轴承为了能够实现其各自的功能当然要具有极小的宽度，这个沿轴向方向尤其在多个转动轴承上累加得到的宽度对驱动单元的整体宽度有很大贡献。因此，本发明还设定，通过精巧地设置转动轴承，在旋转轴的轴向方向上节省结构空间。这样，例如优选设定，用于输出从动轴的转动轴承和用于输入驱动轴的转动轴承设置在垂直于旋转轴的共同的轴支承平面中。由此，这两个转动轴承在旋转轴的径向方向上优选相叠地或相互重叠地设置。特别优选的是，这两个转动轴承构造成具有沿旋转轴相同的轴向延伸尺寸的球轴承并且在旋转轴的径向方向上完全重叠。就是说，这两个转动轴承不是在轴向方向上并排设置，而是在径向方向上并排设置，从而节省了一个所述转动轴承沿旋转轴的宽度。用于输出从动轴和用于输入驱动轴的转动轴承的这种布置形式基本上对于任意驱动器都有助于节省轴向的结构空间，例如与所使用的传动装置类型和电机配置无关。这尤其涉及到在电机助力的自行车中的应用，例如电单车或电动助力车。因此，除了在本技术中具体所说明的设计方案的改进方案以外，这个方面构成独立的单独的发明创造，这个发明创造独立于这里说明的实施例的结构和功能上的特征并且可以单独地要求保护。
16.为了限制驱动单元的轴向宽度或延展尺寸，已知的是，例如不是沿轴向，而是沿关于旋转轴的径向方向并排设置多个传动装置或多个电机。换句话说，为了限制驱动单元横向于交通工具行驶方向的延展尺寸，在沿行驶方向或沿竖直方向的延展尺寸上有所妥协。但本发明的目的现在是，避免驱动单元沿行驶方向和/或沿竖直方向的这种增大。因此，优选设定，所述驱动电机和所述轴传动装置围绕旋转轴彼此同轴地设置。就是说，所述驱动电机和轴传动装置尤其是具有相同的旋转轴。这样的布置形式不仅特别紧凑，而且还具有通过传动系的力传递流方面的优点。
17.如已经说明的那样，根据本发明，驱动轴传动装置的齿圈用作传动装置输出端或从动端。因此，来自人体肌肉力的驱动能量可以通过所述齿圈或输出从动轴引入。优选设定，输入驱动轴至少在一个转动方向上不可相对转动地与所述齿圈或输出从动轴连接，并且来自人体肌肉力的能量由此引入传动系中。为此，输入驱动轴优选经由飞轮与驱动轴传动装置的齿圈或与输出从动轴连接，所述飞轮尤其是沿输入驱动轴的前进转动方向或前进行驶方向锁定或建立不可相对转动的连接，并且由此经由飞轮将相应的旋转运动传递到所
述齿圈和/或输出从动轴上。此外，所述飞轮也使得，例如能够自由地向后蹬踏，或者与由驾驶者转动的输入驱动轴相比，可以通过所述驱动电机使输出从动轴更快地旋转。
18.优选在驱动轴传动装置的柔性齿轮上设置另一个飞轮。驱动轴传动装置的柔性齿轮尤其经由所述飞轮支承固定的壳体部件上。尤其是当柔性齿轮沿前进行驶方向旋转时，这个飞轮自由转动，并且尤其是当柔性齿轮反向于前进行驶方向旋转时，所述飞轮锁定。如果交通工具向前行驶，则输出从动轴和齿圈向前旋转。由此，驱动轴传动装置的柔性齿轮通过其与所述齿圈的啮合也向前跟随转动。由于飞轮在这个旋转方向上自由旋转，驱动电机的转子不必被带动。因此，如果例如在没有通过所述驱动电机助力的情况下例如由单纯的人体肌肉力进行行驶，则这可以以较低的脚蹬阻力进行。相反，如果驱动电机运行，以便将辅助转矩传递给齿圈并由此传递给输出从动轴，则柔性齿轮经由飞轮支撑在固定的壳体上，从而驱动能量从驱动电机经由轴带发电机和柔性齿轮传递到齿圈上并由此传递到输出从动轴上。
19.如已经说明的那样，所述飞轮优选在驱动轴传动装置的柔性齿轮上设置成，使得当交通工具向前行驶并且驱动电机没有施加或仅施加很小的驱动能量时，所述飞轮自由转动。在这些状况下，可能希望的是，驱动电机作为发电机运行，以便回收动能。为了达到这个目的，优选设定，飞轮构造成能在沿一个转动方向自由运转的切换位置和沿这个转动方向接合或者说不能自由运转的切换位置之间切换。换句话说，由此飞轮在这个转动方向上用作可切换的离合器。备选还可以设有单独的离合器单元，所述离合单元可以在飞轮和固定的壳体部件之间建立不可相对转动的连接，由此也可以绕过飞轮并达到相同的效果。以这种方式，可以将驱动电机作为发电机运行，所述驱动电机从齿圈接收驱动能量并将其转化为电能。如果飞轮切换到其不能自由运转的位置，则这意味着，所述飞轮也沿前进转动方向在柔性齿轮和固定的壳体部件之间建立不可相对转动的连接。由此柔性齿轮锁定并不能旋转。以这种方式，驱动能量从齿圈传递到轴带发电机上并由此传递到驱动电机上，所述驱动电机此时用作发电机并将所述驱动能量转化为电能，例如以便给用于电能的存储器充电。以这种方式，交通工具由此尤其是也可以在回收电能情况下进行制动。这样使用可切换的飞轮和/或单独的离合器单元以便使驱动电机作为发动机来运行，原则上可以利用任意驱动器来实现，例如与所使用的传动装置类型和一个或多个电机的配置无关。因此，除了在本技术中具体说明的设计方案的改进方案之外，这个方面构成独立的单独的发明创造，这个发明创造独立于这里说明的实施例的结构和功能上的特征并且可以单独地要求保护。
20.如前面已经针对转动轴承说明的那样，所述飞轮也具有沿旋转轴的极小的必要的轴向延伸尺寸。因此，也有利的是，所述飞轮分别与至少一个转动轴承相对于旋转轴沿径向重叠地设置，以便总体上减小其共同的轴向延伸尺寸。因此，优选设定，一个转动轴承在支座和驱动轴传动装置的柔性齿轮之间在垂直于旋转轴的轴承平面中与飞轮重叠地设置。尤其优选的是，转动轴承和飞轮关于其各自沿旋转轴的轴向延伸尺寸至少有一半、优选至少有三分之二并且特别优选完全地相互重叠。支座是固定的、即不跟随旋转的部件，并且例如与驱动单元的其他固定的壳体部件不可相对转动地连接。
21.这样来实现进一步节省驱动单元的轴向宽度，即优选一个转动轴承与驱动轴传动装置一起位于垂直于旋转轴的平面内。就是说，转动轴承在旋转轴的径向方向上与所述驱动轴传动装置重叠。所述转动轴承例如可以是驱动电机转子的转动轴承。这种转动轴承本
来就是必要的，并且因此必须节省空间地设置。因此，根据本发明的一个优选实施形式设定，驱动轴传动装置的轴带发电机、柔性齿轮和齿圈与用于驱动电机的转子的、尤其是相对于支座的转动轴承一起设置在垂直于旋转轴的传动装置平面内。就是说，在这个实施形式中，驱动电机的转子的转动轴承向驱动轴传动装置中移动，并且尤其是与所述驱动轴传动装置嵌套。相应的转动轴承特别优选地具有这样的轴向延伸尺寸，所述延伸尺寸与轴传动装置的其他部件的轴向延伸尺寸相对应，例如与轴带发电机或与柔性齿轮和轴带发电机之间的转动轴承、特别是球轴承相对应。沿径向方向观察并且对于轴向延伸尺寸而言，转动轴承优选与这些元件完全重叠。
22.上面已经说明了几个垂直于旋转轴定向的平面，在这些平面中，驱动单元的不同的部件分别沿径向重叠地设置，以便减小驱动单元沿旋转轴的轴向延展尺寸。另一个这种平面是电子设备轴承平面，所述电子设备轴承平面同样垂直于旋转轴定向并且在所述电子设备轴承平面中设置一个转动轴承、尤其是球轴承并且设置控制单元。如果驱动单元围绕曲柄设置，转动轴承例如设置在固定的壳体和曲柄之间，或者如果驱动单元设置在轮毂上，转动轴承设置在固定的壳体部件、例如轴体与旋转的轮毂壳体之间。在下面还将更详细地讨论电子控制单元。关于驱动单元的部件相对于彼此的最佳布置，优选设定，轴支承平面、驱动轴传动装置的传动装置平面、驱动轴传动装置的柔性齿轮的轴承平面以及尤其是还有电子设备轴承平面在沿旋转轴的方向上依次设置。由此得到各部件特别节省空间的布置形式。
23.如上面已经说明的那样，驱动单元例如在自行车中既可以在车架中央设置在脚蹬区域中，而且也可以设置在轮毂之一上。在一个优选的实施形式中，驱动单元构造成中置驱动单元，此时旋转轴尤其是与中轴同轴地设置。这里，驱动单元例如设置在脚蹬之间，并且尤其是设置在脚蹬曲柄之间。在这种布置形式中，转动的轴，尤其是曲柄穿过驱动单元，并且所述驱动单元具有固定的壳体。在一个优选的备选方案中，驱动单元构造成轮毂驱动单元，此时，旋转轴尤其是与轮轴同轴地设置。就是说，所述驱动单元设置一个轮毂上，例如设置在后轮上。在这种情况下，所述驱动单元由固定的轴体穿过并且具有旋转的轮毂壳体，所述轮毂壳体经由辐条将旋转运动传递到车轮上。驱动单元特别优选地构造成中置驱动单元，因为通过在例如自行车的车架上的中央位置实现了特别好的重量分配，这种重量分配具有低的并且沿纵轴居中设置的重心。
24.始终有利的是，将驱动单元的轴向延伸尺寸设计得尽可能小。但在将驱动单元构造成中置驱动单元时，就是说设置在中轴承轴的区域中时，这同样是有利的。正如前面提到的那样，希望的是，基于平均的人体解剖结构，车辆脚蹬的曲柄臂理想地彼此间具有140-180mm的间距。这可以通过上面所述的措施来保证实现。根据实施这些措施的一致性程度，甚至还可以实现更小的尺寸。这样，优选的是，驱动单元沿旋转轴的延伸尺寸最大为100mm，优选最大为85mm，特别优选最大为70mm，并且尤其是例如最大为60mm。而脚蹬的曲柄臂优选应彼此间隔开最大150mm，特别优选最大130mm，并且完全特别优选最大110mm。以这种方式，在将驱动单元构造成中置驱动单元时，也可以实现舒适和解剖学上正确的蹬踏。
25.在一个优选的实施形式中，设有用于控制驱动电机的控制单元。电子的控制单元特别是单独地并且相互独立地控制电机的转速和/或转动方向和/或转矩。例如，控制单元通过所存储的旋转场、如三相旋转场来控制电机。在这种旋转场中存储电机的转速特性和
转矩特性。对电机的相应控制属于现有技术并且对于本领域技术人员是已知的，因此这里不对此进行说明。控制单元可以具有一系列的不同的特征和功能，如下面说明的那样。
26.控制单元纯结构上地集成到驱动单元中。所述驱动单元例如与用于曲柄的转动轴承一起位于已经说明的垂直于旋转轴定向的电子设备轴承平面中。因此，所述控制单元不是简单地在外部连接在驱动单元上，而是与驱动单元的传动装置部件相嵌套，这有助于高效地利用结构空间。
27.为了控制驱动单元的功能，必须确定不同的量，这些量反映当前的运行状态，并且控制单元在控制电机时考虑这些量。这样，控制单元例如与在输入驱动轴上的转角和/或转速和/或转矩传感器连接。输入驱动轴在运行过程中由驾驶者例如通过蹬踏脚蹬驱动，从而控制单元可以使用相应的量，以便例如发现驾驶者的意愿，例如当驾驶者希望加速时，其蹬踏频率就更高。此外，所述控制单元优选与行驶速度传感器连接，所述行驶速度传感器尤其是设置在后轮的轮毂中或上、后轮或其辐条上或者设置在制动盘上，并且所述行驶速度传感器总体上确定交通工具的行驶速度。一个优选的实施形式设定，所述行驶速度传感器集成到驱动单元中，并与驱动单元一起设置在交通工具上。在这种情况下，例如在输出从动轴上确定行驶速度。这特别是可以在以下情况下实现，即，交通工具的驱动轮、例如后轮没有自己的飞轮并且由牵引件使驱动单元上的牵引件齿轮或链轮使以驱动轮的转速旋转。通过行驶速度传感器，控制单元可以例如检查，行驶速度是高于还是低于最大速度，在所述最大速度之上例如不再允许从电机向输出从动轴传输助力。此时，控制单元承担对电机的已经说明的相应操控并且在超过例如法律规定的最大速度时还关闭所述电机。此外，所述控制单元优选与驱动电机上的转速和/或转角传感器、尤其是霍尔传感器连接。所述控制单元优选还与用于驱动电机的电流强度传感器连接。控制单元可以由电流强度得出电机相应的转矩。控制单元可以由此与转速一起计算出电机的功率，并相应地调节所述功率。
28.控制单元的主要功能优选在于，所述控制单元控制驱动电机的转速和转矩，使得输出从动轴上的包括来自人体肌肉力的能量或功率的加和驱动能量或驱动功率与驱动单元的能量要求或功率要求相对应。相应的能量或功率要求例如在考虑到驾驶者的蹬踏行为的情况下由控制单元根据提供给控制单元的测量信号来确定，由所述蹬踏行为例如可以导出加速意愿。对驾驶者提供电机式助力的程度例如可以在控制单元上设置，并由控制单元对其加以考虑。控制单元优选例如与行驶速度成比例地控制驱动电机的转速。以这种方式，在总行驶速度中，电动驱动马达总是承担必要的驱动能量或驱动功率的相同比例。此外，优选设定，控制单元根据由人体肌肉力驱动的轴、例如曲柄或输入驱动轴的转动方向激活驱动辅助功能或制动功能。以这种方式，驱动单元实现了例如后蹬制动，其方式是，由驾驶者的反向蹬踏导出制动指令。在这种情况下，控制单元激活例如前面已经说明的可切换的飞轮，并使驱动电机作为发电机运行，以便将动能回收为电能，由此对交通工具进行制动。
29.在带有后轮悬架的电动助力车中存在被称为脚蹬回弹或脚蹬反弹的效应。这种效应描述了，在悬挂系统的每个弹性跳动过程中，牵引件齿轮、例如链轮自动发生转动。由此，曲柄和曲柄臂也与脚蹬一起转动，这使驾驶者有不舒适的感觉。控制单元现在优选构造成用于，通过操控可变电机来部分地并且尤其是完整地补偿由交通工具的弹性跳动引起的脚蹬回弹。为此，所述控制单元与交通工具的弹簧行程传感器连接，所述弹簧行程传感器尤其是确定弹性跳动本身及其程度，并将结果发送给控制单元。通过操控驱动电机，所述控制单
元可以使曲柄并且由此还使脚蹬转动。根据所确定的弹簧行程，控制单元现在构造成用于，操控所述驱动电机，使得所述驱动电机抵消曲柄由于脚蹬回弹所造成的运动。因此，尽管后轮发生弹性跳动，也抑制脚蹬的旋转。原则上，对脚蹬反弹的这种补偿可以通过任意可以影响脚蹬位置的驱动器来实现。因此，除了在本技术中具体说明的设计方案的改进方案以外，这个方面构成独立的单独的发明创造，这个发明创造独立于这里说明的实施例的结构和功能上的特征并且可以单独地要求保护。
30.控制单元也可以与显示单元连接，以便向驾驶者显示信息。显示单元原则上也可以例如通过电缆与控制单元连接，并且设置在交通工具的任意位置上，例如设置在车把上。但优选的是，显示单元也设置在驱动单元的壳体内，并且设置成，使得所述显示单元通过驱动单元中的观察窗是从外部可见的。因此，所述显示单元优选与观察窗一起位于驱动单元的背向路面的侧面上，就是说，位于驱动单元的上侧。所述观察窗由透明材料、例如玻璃或塑料制成。所述显示单元优选包括至少一个关于交通工具的操作状态的信息、例如当前行驶速度或电池电量的显示器。所述显示器优选构造成发光的并且例如包括led。在交通工具的运行中，驾驶者可能例如向下查看驱动单元并读取显示单元上的相应信息。显示单元与观察窗相结合原则上可以在任意具有电子设备的驱动单元中实现。因此，除了在本技术中具体说明的设计方案的改进方案以外，这个方面构成独立的单独的发明创造，这个发明创造独立于这里说明的实施例的结构和功能上的特征并且可以单独地要求保护。
31.如已经说明的那样，控制单元可以通过操控驱动电机来控制曲柄的转动位置并由此控制脚蹬的转动位置。例如在骑行自行车时，常见的是，在每次停下来时，必须将至少一个脚蹬带到向前和向上定向的位置。就是说，如果侧向观察曲柄，使得前进行驶方向对应于曲柄和脚蹬沿顺时针方向的转动，则一个脚蹬应被带到例如两点钟位置。在脚蹬的这个起步位置中，驾驶者可以舒适地起步并快速加速。这个传统上必须由驾驶者通过后蹬脚蹬设置的定位也可以由控制单元来设置。这样优选设定，控制单元通过操控驱动电机使输入驱动轴进入起步位置。例如，每当控制单元检测到交通工具停止时，都会执行这个功能。以这种方式，交通工具总是自动准备好起步，而驾驶者不需要对此加以关注。脚蹬进入起步位置的这种定位原则上可以通过任意可以影响脚蹬位置的驱动器来实现。因此，除了在本技术中具体说明的设计方案的改进方案以外，这个方面构成独立的单独的发明创造，这个发明创造独立于这里说明的实施例的结构和功能上的特征并且可以单独地要求保护。
32.本发明原则上还涉及整个所述类型的交通工具，所述交通工具能至少在时间上同时通过由人体肌肉力和电机式提供的驱动能量驱动。一个特殊的要点以及因此优选的实施形式设定，所述交通工具是单辙、双辙或三辙的车辆，特别是电动自行车、电动助力车、电单车、载货自行车、货运自行车或运输自行车。所述交通工具因此具有所述实施例的常见结构。例如所述交通工具包括顶管和/或底管的车架以及优选包括前轮和后轮。所述前轮通过转向柱管或立管与顶管和/或底管连接。在中轴的高度上在交通工具的纵向方向上观察，此外还设置座位管，所述座位管将顶管和底管相连接并且承载用于操作者的座位。两个车座斜角支架从座位管进一步向下延伸并且在后轮的轮轴上相互连接。所述后轮支承在车座斜角支架上，由此在这里形成后轮的轮轴。为了提供驱动电机运行所需的电能，所述交通工具优选包括电能存储器，例如电池。所述电能存储器优选设置在顶管和/或底管中。所述交通工具的前轮特别是构造成能转向的，例如通过由操作者在转向器上端部上实施的对转向器
的转动使得转向柱管或立管旋转来转向。此外，所述交通工具优选包括脚蹬，所述脚蹬构造成通过曲柄臂能绕中轴旋转并且特别是不可相对转动地与输入驱动轴连接。如前面已经说明的那样，驱动单元可以作为中置驱动单元设置在中轴上或作为轮毂驱动单元设置在后轮的轮轴上。
附图说明
33.下面参考图中示出的实施例详细说明本发明。其中示意性地：
34.图1示出带有中置驱动单元的交通工具的侧视图；
35.图2示出带有轮毂驱动单元的交通工具的侧视图；
36.图3示出中置驱动单元的外部视图，特别是俯视图；
37.图4示出轮毂驱动单元的外部视图，特别是俯视图；
38.图5示出轴传动装置的横向剖视图；
39.图6示出构造成中置驱动单元的驱动单元沿旋转轴的剖视图。
具体实施方式
40.相同的或作用相同的构件用相同的附图标记标注。重复的构件没有在每个图中单独标注。
41.图1和图2分别示出交通工具f，具体来说是自行车，尤其是电动助力车。所述交通工具可以同时由电机和人体肌肉力来驱动，尤其是这样驱动，即，使得来自人体肌肉力的驱动通过电机辅助。交通工具f按已知的方式包括车架73和两个行驶装置72，具体而言是前轮和后轮。在车架73的中间和下端处设有中轴65。轮轴66位于车架73与后轮的连接部位处。在图1中示出一个实施形式，在这个实施形式中驱动单元1构造成中置驱动单元并位于中轴65上。人体肌肉力通过曲柄直接引入到驱动单元1中。驱动单元1的传动装置输出端构造成牵引件齿轮10(见图3和6)，并通过牵引件3、例如链条与后轮毂2连接。在根据图2的实施形式中，驱动单元1构造成轮毂驱动单元并设置在轮轴66上。在这种情况下，驱动单元1的传动装置输出端构造成轮毂壳体，所述轮毂壳体的旋转运动通过辐条59传递到后轮上(见图4和7)。驱动单元1通过牵引件3与中轴轴承4连接，通过该牵引件将人体肌肉力引入驱动单元1中。
42.图3和图4分别示出驱动单元1从外部观察的俯视图。图3示出构造成中置驱动单元的驱动单元1。驱动单元1的旋转轴9位于中轴65上，在操作者进行蹬踏运动期间使交通工具f的曲柄臂5和脚蹬6围绕所述中轴旋转。牵引件齿轮10用于将旋转运动传递到后轮毂2上。驱动单元1的宽度用b1标注。曲柄臂5之间的距离用b2标注。为了实现舒适地且符合人体解剖学地蹬踏所述脚蹬6，曲柄臂5的距离b2应在140到180mm之间。因此，驱动单元1的宽度b1必须相应地较小。此外，图3示出集成到驱动单元1中的控制单元42。控制单元42与多个传感器连接，以便探测驱动单元1和交通工具f的运行状态，如在下面还要详细说明的那样。此外，控制单元42与显示单元70、例如发光显示器连接，所述显示单元是从驱动单元1的外部可以看到的。显示单元70例如设置在驱动单元1外部的壳体中的观察窗的后面。因此，坐在交通工具f上的操作者可以通过向下观察看到所述显示单元70。在图4中示出驱动单元1作为轮毂驱动单元的实施形式。因此，驱动单元1的旋转轴9位于轮轴66上，后轮在交通工具f
的行驶期间围绕所述轮轴旋转。来自脚蹬6的旋转通过牵引件齿轮10传递到驱动单元1上。作为中置驱动单元的驱动单元1由旋转的曲柄32穿过(见图6)，而作为轮毂驱动单元的驱动单元由固定的轴体11穿过，后轮围绕所述轴体旋转。轮毂壳体的一部分用作传动装置输出端并且由此用作输出从动轴12，所述轮毂壳体绕轴体11旋转并与辐条59不可相对转动地连接。而辐条59又将旋转运动传递到后轮的其余部分上。
43.图5示出如在本发明中所使用的轴传动装置、具体而言是驱动轴传动装置18的横向剖视图。驱动轴传动装置18围绕旋转轴9设置并且包括轴带发电机20、转动轴承21，尤其是(凹槽)球轴承、柔性齿轮19和齿圈14。齿圈14和轴带发电机20构造成刚性构件，而柔性齿轮19是柔性或弹性的。轴带发电机20构造成椭圆形的，并且柔性齿轮19通过转动轴承21支承在轴带发电机20上，使得柔性齿轮19由于其弹性与轴带发电机20椭圆形的形状相适配。齿圈14具有内齿部，并且柔性齿轮19具有互补的外齿部，柔性齿轮19通常具有比齿圈14少的齿数。通过轴带发电机20椭圆形的形状将柔性齿轮19的外齿部沿轴带发电机20的主轴压入齿圈14的内齿部中。柔性齿轮19的弹性变形同时确保其外齿部沿轴带发电机20的副轴与齿圈14的内齿部脱离接合。现在，如果轴带发电机20旋转，则柔性齿轮19以减速比i＝zh/(z
h-zf)沿相反的转动方向旋转，这里，zh是齿圈14的齿数，而zf是柔性齿轮19的齿数。如果柔性齿轮19是固定的，则齿圈14就以相应降低的速度与轴带发电机20同向地旋转。这种轴传动装置18是加和传动装置，并且是在现有技术中已知的，因此这里不必对其进行详细说明。
44.图6示出驱动单元1沿旋转轴9或中轴65的剖视图，所述驱动单元构造成中置驱动单元。中轴65由曲柄32定义，所述曲柄可由操作者经由脚蹬6驱动并且所述曲柄沿旋转轴9穿过驱动单元1。曲柄32不可相对转动地与输入驱动轴33连接，由操作者施加的驱动能量经由所述输入驱动轴引入驱动单元1的传动装置中。传动装置输出端是由输出从动轴12形成的，所述输出从动轴不可相对转动地与牵引件齿轮10、这里是链轮连接。驱动单元1具有两个驱动能量或驱动功率的来源：一方面通过输入驱动轴33引入的人体肌肉力，并且另一方面是驱动电机27。驱动电机27通过轴传动装置18集成到驱动单元1的传动系中
45.如果操作者通过蹬踏脚蹬6转动曲柄32时，则此时操作者使输入驱动轴33转动。输入驱动轴33经由飞轮36与输出从动轴12连接。此时，飞轮36构造成，使得所述飞轮在输入驱动轴33沿前进行驶方向旋转时进行接合并在输入驱动轴33和输出从动轴12之间建立不可相对转动的连接。相反，在沿向后方向旋转时，飞轮36自由转动。柔性齿轮通过输入驱动轴33与输出从动轴12之间的连接由操作者通过蹬踏脚蹬6引入的驱动能量传递到输出从动轴12上并且由此传递到牵引件齿轮10上，并且是以一比一的传动比传递。此外，输出从动轴12与齿圈14不可相对转动地连接。
46.驱动电机27包括带有定子绕组29的定子28以及带有永磁体30的转子31。与可变电机22类似，定子28设置在固定的支座43上。驱动电机27的转子31不可相对转动地、尤其是一体地与驱动轴传动装置18的轴带发电机20连接。因此，驱动电机27驱动所述驱动轴传动装置18的轴带发电机20。通过轴带发电机20的旋转将驱动电机27的驱动能量传递到柔性齿轮19上。柔性齿轮19通过飞轮37支承固定的壳体部件56上。驱动能量经由柔性齿轮19传递到驱动轴传动装置18的齿圈14上。驱动轴传动装置18的齿圈14与’输出从动轴12不可相对转动地连接。在齿圈14或输出从动轴12中，驱动电机27的驱动能量或驱动功率以及通过曲柄
32引入的人体肌肉力发生累加并传递到牵引件齿轮10上。驱动电机27构造成，能够提供用于交通工具f行驶运行的电驱动能量或驱动功率的主要部分。为了沿前进方向驱动齿圈14，轴带发电机20也必须沿前进方向旋转。由此得到柔性齿轮19相反的转动方向，即沿向后方向的转动。因此，为了使驱动能量从轴带发电机20传递到齿圈14上，柔性齿轮19必须沿向后方向支撑固定的壳体部件上。因此，飞轮37构造成，使得在柔性齿轮19具有向后的转动方向时所述飞轮在柔性齿轮19和固定的壳体部件56之间建立不可相对转动的连接。由此防止柔性齿轮19的向后转动，由此使由驱动电机27施加到轴带发电机20上的全部驱动能量都传递到齿圈14上并可供用于驱动交通工具f。
47.相反，如果驱动电机27没有运行或者与例如由操作者通过人体肌肉力旋转齿圈14相比只是更缓慢地运行，则输出从动轴12使齿圈14转动并且通过所述齿圈与柔性齿轮19的啮合，也使柔性齿轮19沿前进方向跟随旋转。但在柔性齿轮19的对应于前进行驶方向的转动方向上，飞轮37实现了自由旋转，由此，与柔性齿轮19和轴带发电机20之间的转动轴承21配合作用地，没有驱动能量传递到轴带发电机20上并由此传递到驱动电机27的转子31上。因此，在通过纯肌肉力蹬踏时，不必由驾驶者拖动驱动电机27，由此实现了对脚蹬6的轻松、舒适的蹬踏。
48.根据本发明的一个优选实施形式，飞轮37构造成可切换的飞轮37。这意味着，可以由控制单元42控制所述飞轮，并且是这样来控制，即，使得飞轮在两个转动方向上都建立柔性齿轮19和固定的壳体部件56之间不可相对转动的连接。备选地这种不可相对转动的连接也可以通过未示出的单独的离合器单元实现。如果柔性齿轮19由此在前进转动方向上也被锁定，则驱动能量就从齿圈14传递到轴带发电机20上并由此传递到驱动电机27的转子31上。因此，此时可以将驱动电机27作为发电机运行并将来自齿圈14的旋转能量转化为例如可送入电池中的电能。通过使驱动电机27作为发电机运行，对交通工具f进行制动，从而这种运行也可以起制动器的作用。
49.本发明的特征在于沿旋转轴9的特别狭窄的结构形式。为此，驱动单元1包括一系列结构上的特点，这些特点将在下面讨论。一方面，本发明使用一个轴传动装置，具体而言是驱动轴传动装置18，在所述驱动轴传动装置中，将齿圈14用作传动装置输出端。通过这个结构形式，在旋转轴9的轴向方向上只有很低的构造空间需求。
50.驱动轴传动装置18的柔性齿轮19附加地构造成具有套筒63。套筒63是柔性齿轮19从其与齿圈14的接合区域出发沿旋转轴9的轴向方向的圆柱形延长部。此时，在轴向上沿旋转轴9观察，套筒63位于驱动单元的中心。套筒63在其与齿圈14的接合区域相对置的轴向端部上通过转动轴承45支承在固定的壳体部件上，例如支承在支座43上。换句话说，沿旋转轴9的轴向方向观察，柔性齿轮19从垂直于旋转轴9设置的传动装置平面e1一直延伸到轴承平面e2，在所述传动装置平面中，驱动轴传动装置18的部件，即轴带发电机20、转动轴承21、柔性齿轮19和齿圈14在旋转轴9的径向方向上重叠，在所述轴承平面中，柔性齿轮19在旋转轴9的径向方向上与转动轴承45重叠。柔性齿轮19在其空心圆柱形的主体内部分别具有套筒内腔69。为了在这里不留下未使用的构造空间，在本发明所示的实施例中，驱动电机27设置在驱动轴传动装置18的柔性齿轮19的套筒内腔69内。所述驱动电机27尤其是在其带有定子绕组29的定子28以及带有永磁体30的转子31的整个轴向延展尺寸上设置在柔性齿轮19的内部，尤其是设置在套筒内腔69中。此外，驱动电机27设置在传动装置平面e1和轴承平面e2
之间。
51.本发明的另一个核心构思在于，通过在旋转轴9的轴向方向上将不同转动轴承与其他部件设置在相同的高度上，由此驱动单元1在旋转轴9的轴向方向上构造得特别狭窄。驱动单元1的各个部件因此在旋转轴9的轴向方向上观察是相互嵌套的，如驱动电机27与轴传动装置18通过设置在套筒内腔69中而嵌套那样。例如设定，用于相对于固定的支座43支承驱动电机27的转子31的转动轴承46、例如球轴承与驱动轴传动装置18一起设置在传动装置平面e1中。例如，转动轴承46在其沿旋转轴9的方向的整个轴向延展尺寸上与驱动轴传动装置18的其他部件，例如轴带发电机20、转动轴承21、柔性齿轮19和齿圈14重叠。以这种方式，转动轴承46不必与驱动轴传动装置18的这些部件构造成轴向串联的，由此总体上减小了驱动单元1的延展尺寸。
52.这个基本构思的另一个实现方案存在于轴承平面e2中。在柔性齿轮19的轴承平面e2中，沿旋转轴9的径向方向观察，转动轴承45与柔性齿轮19和固定的壳体部件56之间的飞轮37重叠，柔性齿轮19通过所述轴承支承在固定的支座43上。由此也减小了驱动单元1总的轴向延展尺寸。
53.转动轴承49和50、优选也都是球轴承设置在垂直于旋转轴9的共同的轴支承平面e3中。转动轴承49设置在输入驱动轴33和输出从动轴12之间，并能相对于彼此转动地支承输入驱动轴和输出从动轴。转动轴承50设置在输出从动轴12和固定的壳体部件57之间。转动轴承49、50设计成结构相同的(除了必要的直径差)，同心地围绕旋转轴9设置，并且沿旋转轴9的径向方向观察，尤其是完全地重叠。
54.在曲柄32和固定的壳体部件56之间的另一个转动轴承44位于垂直于旋转轴9设置的另一个电子设备轴承平面e4中，在所述电子设备轴承平面中，转动轴承44在旋转轴9的径向方向上至少部分地与控制单元42重叠。由此控制单元42不仅在外部安装在驱动单元1上，而是构造成与驱动单元1的传动装置元件是嵌套的，由此再次节省轴向延展尺寸。控制单元42向外由壳体盖55覆盖。
55.控制单元42构造成用于控制驱动电机27。为了能够实现相应的控制功能，控制单元42需要关于驱动单元1和交通工具f的当前工作状态的不同测量值。例如，控制单元42与在图1和2中所示的弹簧行程传感器67和行驶速度传感器68连接，这两个传感器都设置在后轮上。此外，控制单元42与电流强度传感器71连接，控制单元42通过所述电流强度传感器测量在驱动电机27中流动的电流强度。控制单元42附加地通过电路板39与驱动电机27上的霍尔传感器38连接。电路板39和霍尔传感器38也与驱动电机27一起设置在套筒内腔69中。通过所述传感器38能够确定驱动电机27的转速和转角位置。另一个与控制单元42连接的传感器单元51、52具有在固定壳体、例如支座43上的固定部分52和与输入驱动轴33一起旋转的部分51。传感器单元51、52确定例如由人体肌肉力施加到曲柄32上的并由此施加到输入驱动轴33上的转矩以及确定转角位置。由转角位置的时间导数还可以确定曲柄32的转速并且由此确定输入驱动轴33的转速。传感器单元51、52的固定部分52尤其是利用固定螺母53固定在支座43上，尤其是固定在支座43通过转动轴承54、尤其是一个滚针轴承相对于曲柄32支承的区域内。
56.驱动单元1在图6中示出的实施例构造成中置驱动单元并且因此设置在中轴65上。但根据本发明的交通工具也可以构造成具有构造成轮毂驱动单元的驱动单元1。这种驱动
单元1此时以其旋转轴9与轮轴66、特别是后轮的轮轴同轴地构成。驱动单元1的这种构成方案大部分与构造成中置驱动单元的驱动单元1相似。因此，只讨论与上述实施形式的区别。尤其是当驱动单元1构造成轮毂驱动单元时，不存在穿过驱动单元1的曲柄32。相反，驱动单元1由位置固定的、直立的轴体11穿过，所述轴体包括例如支座43以及不同的固定的壳体部件56、57。不是直接由脚蹬6或曲柄32使输入驱动轴33运动，而是通过牵引件3和牵引件齿轮10将脚蹬运动传递到输入驱动轴33上。同时，输出从动轴12没有与牵引件齿轮10连接，而是由旋转的轮毂壳体形成，所述轮毂壳体与齿圈14不可相对转动地连接。后轮的辐条59设置在轮毂壳体上。此外，制动盘也设置在轮毂壳体上。在其他方面，驱动单元1作为轮毂驱动单元的实施例与作为中置驱动单元的实施例相对应，因此，为了避免重复，参考上面的说明。
57.总而言之，本发明使得能够实现在其沿旋转轴9的轴向延伸尺寸上特别紧凑的驱动单元。此外，利用根据本发明的驱动单元1，可以构成多个在现代交通工具f、例如电动助力车中希望的控制功能。

技术特征：
1.能同时通过由人体肌肉力和电机式提供的驱动能量驱动的交通工具(f)、特别是电动助力车，所述交通工具具有驱动单元(1)，所述驱动单元包括：-用于传输由人体肌肉力产生的驱动能量的输入驱动轴(33)，-用于将驱动能量输出给行驶装置(72)的输出从动轴(12)，-围绕旋转轴(9)设置的驱动轴传动装置(18)，所述驱动轴传动装置具有轴带发电机(20)、柔性齿轮(19)和齿圈(14)，-围绕旋转轴(9)设置的具有定子(28)和转子(31)的驱动电机(27)，所述驱动电机(27)的驱动能量能通过驱动轴传动装置(18)传递到输出从动轴(12)上，其中，所述柔性齿轮(19)构造成在旋转轴(9)方向上延伸的套筒(63)，所述套筒在一个轴向侧面上与转动轴承(45)相连，并且朝另一个轴向侧面具有用于轴带发电机(20)的接合区域，沿旋转轴(9)的方向观察，在转动轴承(45)和轴带发电机(20)之间存在套筒内腔(69)，并且所述驱动电机(27)尤其是在其转子(31)和/或定子(28)沿旋转轴(9)的轴向延伸上在旋转轴(9)的轴向方向上至少部分地、优选完整地设置在驱动轴传动装置(18)的柔性齿轮(19)的套筒内腔(69)中。2.根据权利要求1所述的交通工具(f)，其特征在于，所述驱动轴传动装置(18)的轴带发电机(20)、柔性齿轮(19)和齿圈(14)在垂直于旋转轴(9)的传动装置平面(e1)中相互重叠地设置，并且所述柔性齿轮(19)、尤其是柔性齿轮(19)的套筒(63)相对于支座(43)能旋转地支承在垂直于旋转轴(9)的轴承平面(e2)中，所述驱动电机(27)设置在所述传动装置平面(e1)和轴承平面(e2)之间。3.根据前述权利要求中任一项所述的交通工具(f)，其特征在于，在所述驱动电机(27)上设置转速和/或转角传感器(38)、特别是霍尔传感器，所述转速和/或转角传感器(38)尤其是设置在柔性齿轮(19)的套筒内腔(69)中。4.根据前述权利要求中任一项所述的交通工具(f)，其特征在于，用于输出从动轴(12)的转动轴承(50)和用于输入驱动轴(33)的转动轴承(49)设置在垂直于旋转轴(9)的共同的轴支承平面(e3)中。5.根据前述权利要求中任一项所述的交通工具(f)，其特征在于，所述驱动电机(27)和驱动轴传动装置(18)围绕旋转轴(9)彼此同轴地设置。6.根据前述权利要求中任一项所述的交通工具(f)，其特征在于，所述输入驱动轴(33)至少在一个转动方向上不可相对转动地与输出从动轴(12)连接并且来自人体肌肉力的能量传递到输出从动轴(12)上。7.根据前述权利要求中任一项所述的交通工具(f)，其特征在于，所述驱动轴传动装置(18)的柔性齿轮(19)通过飞轮(37)支承在固定的壳体部件(56)上。8.根据前一项权利要求所述的交通工具(f)，其特征在于，所述飞轮(37)构造成可切换的或者所述柔性齿轮(19)和固定的壳体部件(56)能通过单独的离合器单元不可相对转动地连接，从而所述驱动电机(27)能够作为发电机运行，所述发电机由齿圈(14)接收驱动能量并将所述驱动能量转化为电能。9.根据权利要求7至8中任一项所述的交通工具(f)，其特征在于，在支座(43)和驱动轴传动装置(18)的柔性齿轮(19)之间在垂直于旋转轴(9)的轴承平面(e2)中与飞轮(37)重叠
地设置转动轴承(45)。10.根据前述权利要求中任一项所述的交通工具(f)，其特征在于，所述驱动轴传动装置(18)的轴带发电机(20)、柔性齿轮(19)和齿圈(14)与用于驱动电机(27)的转子(31)的、尤其是相对于支座(43)的转动轴承(46)一起设置在垂直于旋转轴(9)的传动装置平面(e1)内。11.根据前述权利要求中任一项所述的交通工具(f)，其特征在于，在沿旋转轴(9)的方向上，轴支承平面(e3)、驱动轴传动装置(18)的传动装置平面(e1)、驱动轴传动装置(18)的柔性齿轮(19)的轴承平面(e2)以及尤其是还有电子设备轴承平面(e4)依次设置。12.根据前述权利要求中任一项所述的交通工具(f)，其特征在于，所述驱动单元(1)构造成中置驱动单元，此时，尤其是所述旋转轴(9)与中轴(65)同轴地设置，或者所述驱动单元(1)构造成轮毂驱动单元，此时，尤其是所述旋转轴(9)与轮轴(66)同轴地设置。13.根据前述权利要求中任一项所述的交通工具(f)，其特征在于，所述驱动单元(1)沿旋转轴(9)的延伸尺寸(b1)最大为100mm，优选最大为85mm，特别优选最大为70mm，尤其是例如最大为60mm。14.根据前述权利要求中任一项所述的交通工具(f)，其特征在于，设有控制单元(42)，以用于控制驱动电机(27)，所述控制单元具有以下特征中的至少一个：-所述控制单元与用于曲柄(32)的转动轴承(44)一起设置在垂直于旋转轴(9)的电子设备轴承平面(e4)中；-所述控制单元与输入驱动轴(33)上的转角和/或转速和/或转矩传感器(51、52)连接；-所述控制单元与行驶速度传感器(68)连接；-所述控制单元与驱动电机(27)上的转速和/或转角传感器(38)、尤其是霍尔传感器连接；-所述控制单元与用于驱动电机(27)的电流强度传感器(71)连接；-所述控制单元控制驱动电机(27)的转速和转矩，使得输出从动轴(12)上的包括来自人体肌肉力的能量的驱动能量满足驱动单元(1)的能量要求；-所述控制单元与行驶速度成比例地控制驱动电机(27)的转速；-所述控制单元(42)根据由人体肌肉力驱动的轴(32、33)的转动方向激活驱动辅助功能或制动功能；-所述控制单元与交通工具(f)的弹簧行程传感器(67)连接，并且通过操控所述驱动电机(27)至少部分地补偿由于交通工具(f)的弹簧跳动引起的脚蹬回弹；-所述控制单元与显示单元(70)相连，所述显示单元通过驱动单元(1)中的观察窗是从外部可见的；-所述控制单元通过操控所述驱动电机(27)使输入驱动轴(33)进入起步位置。15.根据前述权利要求中任一项所述的交通工具(f)，其特征在于，所述交通工具具有以下特征中的至少一个：-所述交通工具(f)构造成单辙、双辙或三辙的车辆，特别是电动自行车、电动助力车、电单车、载货自行车、货运自行车或运输自行车；-所述交通工具(f)包括特别是具有顶管和/或底管的车架(73)；-所述交通工具(f)包括电能存储器，所述电能存储器特别设置在顶管和/或底管中；
‑
所述交通工具(f)包括前轮(72)和后轮(72)；-所述前轮(72)构造成能转向的；-所述交通工具(f)包括脚蹬(6)，所述脚蹬构造成通过曲柄臂(5)能绕中轴(65)旋转并且特别是不可相对转动地与输入驱动轴(33)连接。

技术总结
本发明涉及一种能同时通过由人体肌肉力和电机式提供的驱动能量驱动的交通工具(F)，特别是电动助力车，所述交通工具具有驱动单元(1)，在所述驱动单元中驱动电机(27)和驱动轴传动装置(18)节省结构空间地相互嵌套。传动装置(18)节省结构空间地相互嵌套。传动装置(18)节省结构空间地相互嵌套。


技术研发人员：H
受保护的技术使用者：基尔沃特有限公司
技术研发日：2021.09.24
技术公布日：2023/8/14