CN105667694A - 具有基于踏板力的推进系统的电动自行车 - Google Patents

Abstract

本发明若干变型实施例可包括一种具有基于踏板力的推进系统的电动自行车，其允许骑车人利用脚踏板提供直观的输入命令。

Description

具有基于踏板力的推进系统的电动自行车

技术领域

本公开的领域总体上涉及具有基于踏板力的推进系统的电动自行车。

发明内容

若干变型实施例可包括一种具有基于踏板力的推进系统的电动自行车，其允许骑车人利用脚踏板提供直观的输入命令。

本发明提供以下技术方案：

1.一种具有基于踏板力的推进系统的电动自行车，所述电动自行车包括具有第一和第二脚踏板的踏板组件、连接到所述第一和第二脚踏板的曲柄、电动机/发电机和电子控制装置，所述电子控制装置可操作地连接到所述电动机/发电机并且连接到对于骑车人利用所述脚踏板提供输入命令的装置，其中所述骑车人通过施加力于所述踏板组件的位于向前位置的脚踏板而将顺时针方向力施加于所述电动自行车的所述曲柄从而利用所述电动机/发电机使所述电动自行车在向前方向上运动，并且所述骑车人通过施加力于所述踏板组件的位于向后位置的脚踏板而将逆时针方向力施加于所述曲柄从而利用所述电动机/发电机减慢所述电动自行车。

2.如方案1所述的电动自行车，还包括用于测量施加到所述电动自行车的所述曲柄的转矩的装置，以便控制电动机/发电机的操作从而使所述自行车向前运动或者用于再生制动。

3.一种包括曲柄组件的电动自行车，所述曲柄组件包括机械机构，所述机械机构构造并布置成选择性地提供下列中的至少一个：所述电动自行车的第一和第二踏板组件沿顺时针和逆时针两个方向的自由旋转；锁定所述电动自行车的所述第一和第二踏板组件从而防止沿顺时针和逆时针两个方向的旋转；锁定所述电动自行车的所述第一和第二踏板组件从而防止沿顺时针方向的运动但允许沿逆时针方向的旋转；或者锁定所述电动自行车的所述第一和第二踏板组件从而防止沿逆时针方向的旋转但允许沿顺时针方向的旋转。

4.如方案3所述的电动自行车，还包括用于测量施加到所述电动自行车的所述曲柄的转矩的装置，以便控制电动机/发电机的操作从而使所述自行车向前运动或者用于再生制动。

5.一种电动自行车动力系，其包括行星齿轮组和电动机，所述行星齿轮组包括太阳齿轮、齿圈和齿轮架；所述电动机连接到所述太阳齿轮，并且其中所述齿圈连接到壳体，并且驱动链轮连接到所述齿轮架。

6.一种电动自行车，其包括机械机构，所述机械机构构造并布置成选择性地提供下列功能中的至少一个：（A）辅助功能，其中所述曲柄的转矩、速度或方向中的至少一个被检测并且响应于所检测的所述曲柄的转矩、速度或方向而由所述电动机/发电机提供对曲柄旋转的辅助；（B）具有使电动机/发电机旋转的滑行功能，其中所述曲柄联接到所述电动机/发电机并且骑行不使所述电动自行车的踏板旋转；（C）具有再生制动的电动惯性运转装置；（D）踏板力抑制功能，其中所述曲柄的顺时针方向旋转被锁定并且其中由所述骑车人施加到向前踏板上的力被检测并且被用作向所述电动机/发电机的抑制输入；（E）具有后轮毂功能的滑行；或者（F）没有后驱动锁止的踏板模式，其中所述骑车人能够使所述曲柄沿顺时针方向旋转从而使所述电动自行车向前运动，并且骑行能够在没有后驱动锁止的情况下在自由旋转模式中使所述曲柄沿逆时针方向旋转或者当向后运动时锁定所述后轮。

7.一种电动自行车，包括：

附接到自行车架的电动机/发电机；

包括曲轴的曲柄机构，所述曲轴具有与其连接的第一踏板组件和第二踏板组件，所述第一踏板组件包括第一脚踏板，并且所述第二踏板组件包括第二脚踏板；

连接到所述曲柄组件的机械机构；

链环或前链轮，所述链环或前链轮可操作地连接到所述曲柄以便驱动链条，所述链条可操作地连接到后轮的后链轮；

所述机械机构构造并布置成允许下列中的至少一个：（1）所述第一和第二踏板组件沿顺时针和逆时针两个方向的自由旋转；（2）锁定所述第一踏板组件和第二踏板组件并防止沿顺时针和逆时针两个方向的旋转；（3）锁定所述第一踏板组件和第二踏板组件从而防止沿顺时针方向的运动并且允许沿逆时针方向的旋转；或者（4）锁定所述第一踏板组件和第二踏板组件从而防止沿逆时针方向的旋转向但允许沿顺时针方向的旋转。

8.如方案7所述的电动自行车，其中，所述机械机构包括：

基板，所述基板具有枢转连接到其上的多个突片；

弹簧，所述弹簧连接到所述突片中的一个并且连接到所述基板从而使所述突片在一个方向上偏压；

位于所述基板上方的罩盖，所述罩盖可操作地连接到所述曲柄，所述罩盖具有形成于其中的多个凹部，所示凹部由所述罩盖中的特征限定使得所述多个凹部中的每一个部分地由肩部限定，所述突片中的一个突片抵靠所述肩部锁定并防止所述罩盖沿至少一个方向的旋转，所述罩盖可操作地连接到所述曲柄从而允许或防止所述曲柄的旋转。

9.如方案8所述的电动自行车，其中，所述机械机构是伺服控制或者手动控制的，使所述突片相对于形成于所述罩盖中的所述凹部的所述肩部而移动入或移动出锁定位置。

10.如方案8所述的电动自行车，还包括：

单向离合器，所述单向离合器接地并且连接到所述曲柄；

连接到所述链环或前链轮的第二离合器，所述第二离合器被布置成提供下列功能：（A）辅助功能，其中所述曲柄的转矩、速度或方向中的至少一个被检测并且响应于所检测的所述曲柄的转矩、速度或方向由所述电动机/发电机提供对曲柄旋转的辅助；（B）具有使电动机/发电机旋转的滑行功能，其中所述曲柄联接到所述电动机/发电机并且骑行不使所述电动自行车的所述踏板旋转；和（C）具有再生制动的电动惯性运转装置。

11.如方案8所述的电动自行车，还包括：

单向离合器，所述单向离合器接地并且连接到所述曲柄；

连接到所述链环或前链轮的第二离合器，所述第二离合器布置成提供下列功能：（C）具有再生制动的电动惯性运转装置；和（D）踏板力抑制功能，其中所述曲柄的顺时针方向旋转被锁定并且其中由所述骑车人施加到向前踏板上的力被检测并且被用作向所述电动机/发电机的抑制输入。

12.如方案8所述的电动自行车，还包括连接到所述链环或前链轮的第二离合器，所述第二离合器布置成提供下列功能：（A）辅助功能，其中所述曲柄的转矩、速度或方向中的至少一个被检测并且响应于所检测的所述曲柄的转矩、速度或方向由所述电动机/发电机提供对曲柄旋转的辅助；和（F）没有后驱动锁止的踏板模式，其中所述骑车人能够使所述曲柄沿顺时针方向旋转从而使所述电动自行车向前运动，并且骑行能够在没有后驱动锁止的情况下在自由旋转模式中使所述曲柄沿逆时针方向旋转或者当向后运动时锁定所述后轮。

从下文中所提供的详细说明，在本发明范围内的其它说明性变型实施例将变得显而易见。应当理解的是，详细说明和具体实例，虽然公开了在本发明范围内的变型实施例，但意图只是为了说明的目的而并非意图限制本发明的范围。

附图说明

基于详细说明和附图，将更充分地理解在本发明范围内的变型实施例的所选择实例，在附图中：

图1是根据若干变型实施例的电动自行车的侧视图。

图2A是根据若干变型实施例的使用于基于踏板力的推进系统的机构的一部分的示意图，其中该机构包括多个突片，这些突片处于缩回位置并且构造并布置成允许自行车踏板曲柄在向前方向和相反方向上自由运动。

图2B是根据一些变型实施例的图2A中所示机构的一部分的示意图，但其中多个突片处于升高位置以便锁定所述机构从而防止电动自行车曲柄的旋转运动。

图2C是根据一些变型实施例的图2A中所示机构的一部分的示意图，但其中一个突片处于升高位置且另一个突片处于降低位置从而只允许电动自行车的曲柄机构的逆时针方向旋转。

图2D是根据一些变型实施例的图2A中所示机构的一部分的示意图，但其中一个突片处于升高位置且另一个突片处于降低位置从而只允许电动自行车的顺时针方向旋转。

图3是根据一些变型实施例的电动自行车的总体布置的示意图。

图4是根据一些变型实施例的电动自行车的一个操作模式的示意图，其中所述机械机构构造并布置成使得曲柄踏板与电动动力系分离并且使得骑车人可将功率输入至链条但不可以接收来自电动机/发电机或车轮的功率。

图5是根据一些变型实施例的电动自行车的基于踏板力的推进系统的第一操作状态的示意图。

图6是根据一些变型实施例的电动自行车的基于踏板力的推进系统的第二操作状态的示意图。

图7是根据一些变型实施例的电动自行车的基于踏板力的推进系统的第三操作状态的示意图。

图8是根据一些变型实施例的三种不同状态、操作模式、E1状态和E2状态的图表。

具体实施方式

以下对变型实施例的描述在本质上只是说明性的，而并非意图以任何方式限制本发明的范围、其应用或使用。

图1示出了可包括电动自行车10的一些变型实施例。电动自行车10可具有基于踏板力的推进系统，其允许骑车人利用脚踏板提供直观的输入命令。这些输入命令对于骑车人而言是直观的并且类似于骑行非电动化自行车，其中骑车人通过向位于向前位置的脚踏板施加力而向自行车曲柄施加顺时针方向力从而使自行车在向前方向上运动，并且骑车人通过向位于向后位置的脚踏板施加力而向自行车曲柄施加逆时针方向力从而减慢自行车。

本文中提及顺时针或逆时针是就当操作者面对电动自行车运动的向前方向时自行车的右手侧而言。

电动自行车10可包括机械机构26，该机械机构可选择性地构造并布置成提供下列中的至少一个：（1）第一和第二踏板组件沿顺时针和逆时针两个方向的自由旋转；（2）锁定第一和第二踏板组件并且防止沿顺时针和逆时针两个方向的旋转；（3）锁定第一和第二踏板组件从而防止沿顺时针方向的运动并且允许沿逆时针方向的旋转；或者（4）锁定第一和第二踏板组件从而防止沿逆时针方向的旋转但允许沿顺时针方向的旋转。电动自行车10可包括用于测量施加到踏板组件的转矩的装置，以便控制电动机/发电机或者再生制动系统中的至少一个的操作。

电动自行车10可选择性地构造并布置成提供下列状态功能中的至少一个：（A）辅助功能，其中对转矩（及任选地曲柄的速度和方向）进行检测并且响应于所检测的转矩（及任选地曲柄的速度和方向）而由电动机/发电机提供对曲柄旋转的辅助；（B）具有使电动机/发电机旋转的滑行功能，其中曲柄联接到电动机/发电机并且骑行不使电动自行车的踏板旋转；（C）具有再生制动的电子惯性运转装置；（D）踏板力抑制功能，其中曲柄的顺时针方向旋转被锁定并且其中由骑车人施加在向前踏板上的力被检测并且被用作对电动机/发电机的抑制输入；（E）具有后轮毂功能的滑行；或者（F）没有后驱动锁止的踏板模式，其中骑车人可以使曲柄沿顺时针方向旋转从而使电动自行车向前运动，并且骑行可以在没有后驱动锁止的情况下在自由旋转模式中使曲柄沿逆时针方向旋转或者当向后运动时锁定后轮。

电动自行车10可以是具有曲柄组件8的两轮、三轮、或四轮电动自行车，该曲柄组件8构造并布置成允许骑车人利用第一踏板组件16和第二踏板组件18向曲柄组件8提供输入。

在一些变型实施例的任意实施例中，电动自行车10可包括电动机/发电机12，该电动机/发电机12可用于向前推动电动自行车10并且从电动机制动中发电。在一些变型实施例的任意实施例中，电动机/发电机12可由若干类型的电池组件14中的任一电池组件供电。

在一些变型实施例的任意实施例中，电动机/发电机12可在与踏板组件16和18、链环20（或带环）和/或曲柄22相邻的位置附接到电动自行车10。将电动机/发电机12放置在此区域中可为电动机/发电机提供额外的封装空间使得电动机/发电机可与另外的动力系部件结合，所述另外的动力系部件包括、但不限于可设置的一个或多个电池组件14、内轮毂齿轮、超控齿轮、基于循环滚子的无级变速器（CVT）和/或电子控制装置24。电动机/发电机12可提高电动自行车10的结构完整性和效率并且/或者可减轻电动自行车10的重量。电动机/发电机10可包括许多类型的电动机/发电机中的任何一种，包括、但不限于具有表面安装或者内部永久磁体转子的永久磁体交流电机。在许多变型实施例的任一实施例中，转子环中无刷的电动机/发电机可包括定子和转子。

在许多变型实施例的任一实施例中，电动机/发电机10可附接到自行车架34。在一个变型实施例中，自行车架32可包括连接到座管38的上管36。车把40可附接到上管36，并且车把40可经由轮叉41可操作地连接到前轮42。控制杆44可被设置在车把40上并且可构造并布置成与电子控制装置24、机械机构26和/或电动机/发电机12进行通信联系。电子控制装置24可包括用于接收输入信号并发出信号以便控制自行车的各种部件（这可包括发出输出信号以控制电动机/发电机12的操作）的电子处理部件。在一些变型实施例中，电子控制装置24可包括存储器、用于处理输入信号并生成输出信号的处理器及软件和/或硬件，并且可包括公式、查找表或者其它用于对数据进行比较和处理的装置。若需要，也可在车把40上设置刹车杆46。曲柄机构8可包括曲轴22，该曲轴22具有与其连接的第一踏板组件16和第二踏板组件18。第一踏板组件16可包括第一脚踏板17，并且第二踏板组件18可包括第二脚踏板19。可在曲柄组件8中设置机械机构26，如将在下文中所描述。链环或链轮20可以可操作地连接到曲柄22以便驱动可操作地连接到后轮32的后链轮30的链条28。

机械机构26可以是适合于提供下列中的至少一个的任何类型：（1）允许第一和第二踏板组件16、18沿顺时针和逆时针两个方向的自由旋转；（2）锁定第一和第二踏板组件16、18并且防止沿顺时针和逆时针两个方向的旋转；（3）锁定第一和第二踏板组件16、18从而防止沿顺时针方向的运动并且允许沿逆时针方向的旋转；或者（4）锁定第一和第二踏板组件16、18从而防止沿逆时针方向的旋转但允许沿顺时针方向的旋转。

图2A-图2D中示出了一些变型实施例，其中机械机构26可包括基板52，该基板52具有枢转地连接到其上的多个突片54、55（第一突片54和第二突片55、或者第一组的突片54和第二组的突片55）。可为各突片54、55提供弹簧50。弹簧50可连接到突片54、55并且连接到基板52以便将突片54、55在一个方向上偏压。电磁阀或伺服装置可设置具有轴或柱塞53，该轴或柱塞53可选择性地相对于突片54、55中的一个从上覆位置移动出使得弹簧50使突片54、55向上偏压并且突片54、55与罩盖56的肩部60接合。机械机构26可包括位于基板52上方的罩盖56。该罩盖可以可操作地连接到曲柄22。罩盖56可具有形成于其中的多个凹部58，这些凹部58是由罩盖56中的特征所限定使得多个凹部58的每个凹部部分地由肩部60所限定，突片54、55可抵靠着该肩部60锁定并防止罩盖56在一个方向和/或另一个方向上的旋转。罩盖56可以可操作地与曲柄22连接从而允许或者防止曲柄22的旋转。在一些变型实施例中，机械机构26可以是伺服控制的，从而使突片54、55相对于形成于罩盖56中的凹部58的肩部60而移动入或移动出锁定位置。

图2A是显示机械机构26的示意图，其中突片54、55处于相对于基板52的缩回位置使得连接到曲柄22的罩盖56可自由地沿顺时针和逆时针两个方向旋转。

图2B是机械机构26的示意图，其中第一突片54（或者第一组的突片54）处于升高位置使得它们与形成于连接到曲柄22的罩盖56中的肩部60接合，由此防止罩盖56和曲柄22沿顺时针和逆时针两个方向的运动。

图2C是机械机构26的示意图，其中第二突片55（或第二组的突片55）处于相对于基板52的升高位置，使得突片55与形成于罩盖56中的肩部60接合从而防止罩盖56和曲柄22的顺时针方向运动。然而，第一突片54（或第一组的突片54）处于相对于基板52的缩回位置并且不与肩部60接合，由此允许罩盖56和与罩盖56连接的曲柄22的逆时针方向运动。

图2D是机械机构26的示意图，其中第一突片54（或第一组的突片54）处于相对于基板52的升高的位置，使得第一突片54与罩盖56的肩部接合，从而防止罩盖56和与罩盖56连接的曲柄22的逆时针方向运动。然而，第二突片55（或第二突片组）处于相对于基板52的缩回位置并且不与罩盖的肩部60接合，由此允许罩盖56和与罩盖56连接的曲柄22的顺时针方向旋转。

图3是根据一些变型实施例的电动自行车10的总体布置的示意图。在由图3所示的布置中，踏板组件16、18连接到曲柄22。在此布置中，离合器组件E1使踏板组件16、18与电动动力系和电动机/发电机12分离，从而允许骑车人将功率输入至链环20但不接收来自电动机/发电机12或车轮的功率。可提供齿轮组，其中行星齿轮组17可由电动机12驱动，行星架或齿轮15连接到自行车的链环20，并且齿圈12接地。这种齿轮组导致行星齿轮组的输入与输出之间的转矩的增加并且也导致速度的降低。旋转在输入与输出之间是常见的直接方式。可设置转矩传感器62，并且在一个变型实施例中转矩传感器62可包括管64，该管64可操作地连接到曲柄22以便可测量管64的变形并且该管的变形是曲柄22的转矩、旋转速度和方向的指示。若需要，可包括其它传感器，例如但不限于曲柄速度传感器、曲柄位置传感器或者曲柄运动方向传感器。骑车人可选择性地与离合器E2接合和分离，例如，利用可位于车把40上的控制杆44。离合器E2可用于开启或关闭各旋转方向。当踏板在两个方向上被锁定时，踏板上的输入被传感器62所感测并且电动机12可推动链环（链轮）20从而超越离合器E1。图4-图7示出了E2的不同的操作。

由图4所示的这个操作模式允许下列的状态功能：（A）辅助功能，其中曲柄的转矩、速度和方向被检测并且响应于所检测的曲柄的转矩、速度和方向而由电动机/发电机提供对曲柄旋转的辅助；（B）具有使电动机/发电机旋转的滑行功能，其中曲柄联接到电动机/发电机并且骑行不使电动自行车的踏板旋转；（C）具有再生制动（或能量捕获）的电子惯性运转装置；（D）踏板力抑制功能，其中曲柄的顺时针方向旋转被锁定并且其中由骑车人施加到向前踏板上的力被检测并且被用作向电动机/发电机的抑制输入；和（F）没有后驱动锁止的踏板模式，其中骑车人可以使曲柄沿顺时针方向旋转从而使电动自行车向前运动，并且骑行可以在没有后驱动锁止的情况下在自由旋转模式中使曲柄沿逆时针方向旋转。

图5示出了根据一些变型实施例的电动自行车10的另一个操作模式。在图5中所示的操作模式中，踏板组件16、18被锁定在水平位置并且机械机构26防止曲柄22的逆时针方向旋转并且允许通过施加到踏板组件16、18中的一个的后踏板力（逆时针）而发送再生制动命令。转矩、速度、方向传感器62是用于在电动自行车处于惯性滑行制动模式时调整电动机/发电机10的再生制动转矩。转矩、速度和方向传感器62也用于在处于踩踏板模式时调整电动机/发电机10的电动驱动转矩。图5中所示的这个操作模式允许下列的状态功能：（A）辅助功能，其中曲柄的转矩、速度和方向被检测并且响应于所检测的曲柄的转矩、速度和方向而由电动机/发电机提供对曲柄旋转的辅助；（B）具有使电动机/发电机旋转的滑行功能，其中当骑行不使电动自行车的踏板旋转时曲柄联接到电动机/发电机；和（C）具有再生制动的电子惯性运转装置。

图6示出了根据一些变型实施例的电动自行车的另一个操作模式。在由图6所示的操作模式中，踏板组件16、18被锁定在水平位置从而防止向前和向后踩踏板。转矩（和/或任选地速度和方向传感器）传感器62可用于以对于骑车人为直观的方式提供电动机抑制命令和再生制动命令两者。当骑车人向踏板组件16、18中的一个施加顺时针方向力时，转矩被用作对电动机/发电机12的抑制命令。当把逆时针方向力施加到踏板组件16、18中的一个时，基于由骑车人所施加的转矩将再生制动命令施加给电动机/发电机12。可将由电动机制动操作所产生的电储存于电池组件14中。由图6所示的这个操作模式允许下列的状态功能：（C）具有再生制动的电子惯性运转装置；（D）踏板力抑制功能，其中曲柄的顺时针方向旋转被锁定并且其中由骑车人施加到向前踏板上的力被检测并且被用作向电动机/发电机的抑制输入。

图7示出了根据一些变型实施例的电动自行车的另一个操作模式。在图7中所示的操作模式中，踏板组件16、18使曲柄22旋转。允许向前和向后踩踏板（惯性滑行）。由图7所示的这个操作模式允许下列的状态功能：（A）辅助功能，其中曲柄的转矩、速度和方向被检测并且响应于所检测的曲柄的转矩、速度和方向而由电动机/发电机提供对曲柄旋转的辅助；和（F）没有后驱动锁止的踏板模式，其中骑车人可以使曲柄沿顺时针方向旋转从而使电动自行车向前运动，并且骑行可以在没有后驱动锁止的情况下在自由旋转模式中使曲柄沿逆针方向旋转。

图8是根据一些变型实施例的用于实现操作模式A-F并确定E1和E2的操作状态的电动自行车的三种不同状态（状态1-3）的图表。

以下对变型实施例的描述只是被认为是在本发明范围内的部件、元件、行为、产品和方法的例证，而并非意图以任何方式限制被具体地公开或者未明确地陈述的本发明的范围。本文中所描述的部件、元件、行为、产品和方法可以以不同于本文中明确描述的方式而组合并重新布置并且仍然被认为是在本发明的范围内。

变型实施例1可包括一种具有基于踏板力的推进系统的电动自行车，其允许骑车人利用脚踏板提供直观的输入命令，其中骑车人通过向踏板组件的位于向前位置的脚踏板施加力而向电动自行车的曲柄施加顺时针方向力从而使电动自行车在向前方向上运动，并且骑车人通过向踏板组件的位于向后位置的脚踏板施加力而向曲柄施加逆时针方向力从而减慢电动自行车。

变型实施例2可包括如变型实施例1中所述的电动自行车，还包括用于测量施加到电动自行车的曲柄的转矩的装置，以控制电动机/发电机的操作从而使自行车向前运动或者用于再生制动。

变型实施例3可包括一种包括曲柄组件的电动自行车，该曲柄组件包括构造并布置成选择性地提供下列中的至少一个的机械机构：电动自行车的第一和第二踏板组件沿顺时针和顺时针两个方向的自由旋转；锁定电动自行车第一和第二踏板组件从而防止沿顺时针和逆顺时针两个方向的旋转；锁定电动自行车的第一和第二踏板组件从而防止沿顺时针方向的运动但允许沿逆顺时针方向的旋转；或者锁定电动自行车的第一和第二踏板组件从而防止沿逆顺时针方向的旋转但允许沿顺时针方向的旋转。

变型实施例4可包括如变型实施例3中所述的电动自行车，还包括用于测量施加到电动自行车的曲柄的转矩的装置，以便控制电动机/发电机的操作从而使自行车向前运动或者用于再生制动。

变型实施例5可包括一种包括行星齿轮组的电动自行车动力系，该行星齿轮组包括太阳齿轮、齿圈和齿轮架，其中电动机连接到太阳齿轮，齿圈连接到壳体，并且传动链轮连接到齿轮架。

变型实施例6可包括一种包括机械机构的电动自行车，该机械机构被构造并布置成选择性地提供下列功能中的至少一个：（A）辅助功能，其中曲柄的转矩、速度或方向中的至少一个被检测并且响应于所检测的曲柄的转矩、速度或方向由电动机/发电机提供对曲柄旋转的辅助；（B）具有使电动机/发电机旋转的滑行功能，其中曲柄联接到电动机/发电机并且骑行不使电动自行车的踏板旋转；（C）具有再生制动的电动惯性运转装置；（D）踏板力抑制功能，其中曲柄的顺时针方向旋转被锁定并且其中由骑车人施加到向前踏板的力被检测并且被用作向电动机/发电机的抑制输入；（E）具有后轮毂功能的滑行；或者（F）没有后驱动锁止的踏板模式，其中骑车人可以使曲柄沿顺时针方向旋转从而使电动自行车向前运动，并且骑行可以在没有后驱动锁止的情况下在自由旋转模式中使曲柄沿逆时针方向旋转或者当向后运动时锁定后轮。

变型实施例7可包括一种电动自行车，该电动自行车包括：可附接到自行车架的电动机/发电机；包括曲轴的曲柄机构，该曲轴具有与其连接的第一踏板组件和第二踏板组件，该第一踏板组件包括第一脚踏板，并且第二踏板组件包括第二脚踏板；连接到曲柄组件的机械机构；链环或链轮，该链环或链轮可操作地连接到曲柄以便驱动链条，该链条可操作地连接到后轮的后链轮；所述机械机构构造并布置成允许下列中的至少一个：（1）第一和第二踏板组件沿顺时针和逆时针两个方向的自由旋转；（2）锁定第一和第二踏板组件并且防止沿顺时针和逆时针两个方向的旋转；（3）锁定第一和第二踏板组件从而防止沿顺时针方向的运动并且允许沿逆时针方向的旋转；或者（4）锁定第一和第二踏板组件从而防止沿逆时针方向的旋转但允许沿顺时针方向的旋转。

变型实施例8可包括变型实施例7中所述的电动自行车；其中所述机械机构包括：基板，该基板具有枢转地连接到其上的多个突片；连接到突片之一并且连接到基板以使突片在一个方向上偏压的弹簧；位于基板上方的罩盖，该罩盖可操作地连接到曲柄，该罩盖具有形成于其中的多个凹部，这些凹部由罩盖中的特征所限定，以致多个凹部的每个凹部是部分地由肩部所限定，所述突片之一抵靠该肩部锁定并防止罩盖在至少一个方向上的旋转，该罩盖可操作地连接到曲柄从而允许或防止曲柄的旋转。

变型实施例9可包括如变型实施例7-8中任何一个所述的电动自行车，其中机械机构是伺服控制或者手动控制的，使突片相对于形成于罩盖中的凹部的肩部而移动入或移动出锁定位置。

变型实施例10可包括如变型实施例7-9中任何一个所述的电动自行车，还包括：接地并且连接到曲柄的单向离合器、连接到链环或链轮的第二离合器；该第二离合器布置成提供以下功能：（A）辅助功能，其中曲柄的转矩、速度或方向中的至少一个被检测并且响应于所检测的曲柄的转矩、速度或方向而由电动机/发电机提供对曲柄旋转的辅助；（B）具有使电动机/发电机旋转的滑行功能，其中曲柄联接到电动机/发电机并且骑行不使电动自行车的踏板旋转；和（C）具有再生制动的电动惯性运转装置。

变型实施例11可包括如变型实施例7-10中任何一个所述的电动自行车，该电动自行车还包括接地并且连接到曲柄的单向离合器、连接到链环或链轮的第二离合器；该第二离合器布置成提供下列功能：（C）具有再生制动的电动惯性运转装置；和（D）踏板力抑制功能，其中曲柄的顺时针方向旋转被锁定并且其中由骑车人施加在向前踏板上的力被检测并且被用作向电动机/发电机的抑制输入。

变型实施例12可包括如变型实施例7-11中任何一个所述的电动自行车，该电动自行车还包括连接到链环或链轮的第二合器；该第二离合器布置成提供下列功能：（A）辅助功能，其中曲柄的转矩、速度或方向中的至少一个被检测并且响应于所检测的曲柄的转矩、速度或方向而由电动机/发电机提供对曲柄旋转的辅助；和（F）没有后驱动锁止的踏板模式，其中骑车人可以使曲柄沿顺时针方向旋转从而使电动自行车向前运动，并且骑行可以在没有后驱动锁止的情况下在自由旋转模式中使曲柄沿逆时针方向旋转或者当向后运动时锁定后轮。

以上在本发明范围内的对所选择变型实施例的描述在本质上只是说明性的，因此其变型或变体不应被看作是背离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种具有基于踏板力的推进系统的电动自行车，所述电动自行车包括具有第一和第二脚踏板的踏板组件、连接到所述第一和第二脚踏板的曲柄、电动机/发电机和电子控制装置，所述电子控制装置可操作地连接到所述电动机/发电机并且连接到对于骑车人利用所述脚踏板提供输入命令的装置，其中所述骑车人通过施加力于所述踏板组件的位于向前位置的脚踏板而将顺时针方向力施加于所述电动自行车的所述曲柄从而利用所述电动机/发电机使所述电动自行车在向前方向上运动，并且所述骑车人通过施加力于所述踏板组件的位于向后位置的脚踏板而将逆时针方向力施加于所述曲柄从而利用所述电动机/发电机减慢所述电动自行车。

2.如权利要求1所述的电动自行车，还包括用于测量施加到所述电动自行车的所述曲柄的转矩的装置，以便控制电动机/发电机的操作从而使所述自行车向前运动或者用于再生制动。

3.一种包括曲柄组件的电动自行车，所述曲柄组件包括机械机构，所述机械机构构造并布置成选择性地提供下列中的至少一个：所述电动自行车的第一和第二踏板组件沿顺时针和逆时针两个方向的自由旋转；锁定所述电动自行车的所述第一和第二踏板组件从而防止沿顺时针和逆时针两个方向的旋转；锁定所述电动自行车的所述第一和第二踏板组件从而防止沿顺时针方向的运动但允许沿逆时针方向的旋转；或者锁定所述电动自行车的所述第一和第二踏板组件从而防止沿逆时针方向的旋转但允许沿顺时针方向的旋转。

4.如权利要求3所述的电动自行车，还包括用于测量施加到所述电动自行车的所述曲柄的转矩的装置，以便控制电动机/发电机的操作从而使所述自行车向前运动或者用于再生制动。

5.一种电动自行车动力系，其包括行星齿轮组和电动机，所述行星齿轮组包括太阳齿轮、齿圈和齿轮架；所述电动机连接到所述太阳齿轮，并且其中所述齿圈连接到壳体，并且驱动链轮连接到所述齿轮架。

6.一种电动自行车，其包括机械机构，所述机械机构构造并布置成选择性地提供下列功能中的至少一个：（A）辅助功能，其中所述曲柄的转矩、速度或方向中的至少一个被检测并且响应于所检测的所述曲柄的转矩、速度或方向而由所述电动机/发电机提供对曲柄旋转的辅助；（B）具有使电动机/发电机旋转的滑行功能，其中所述曲柄联接到所述电动机/发电机并且骑行不使所述电动自行车的踏板旋转；（C）具有再生制动的电动惯性运转装置；（D）踏板力抑制功能，其中所述曲柄的顺时针方向旋转被锁定并且其中由所述骑车人施加到向前踏板上的力被检测并且被用作向所述电动机/发电机的抑制输入；（E）具有后轮毂功能的滑行；或者（F）没有后驱动锁止的踏板模式，其中所述骑车人能够使所述曲柄沿顺时针方向旋转从而使所述电动自行车向前运动，并且骑行能够在没有后驱动锁止的情况下在自由旋转模式中使所述曲柄沿逆时针方向旋转或者当向后运动时锁定所述后轮。

7.一种电动自行车，包括：

附接到自行车架的电动机/发电机；

包括曲轴的曲柄机构，所述曲轴具有与其连接的第一踏板组件和第二踏板组件，所述第一踏板组件包括第一脚踏板，并且所述第二踏板组件包括第二脚踏板；

连接到所述曲柄组件的机械机构；

链环或前链轮，所述链环或前链轮可操作地连接到所述曲柄以便驱动链条，所述链条可操作地连接到后轮的后链轮；

所述机械机构构造并布置成允许下列中的至少一个：（1）所述第一和第二踏板组件沿顺时针和逆时针两个方向的自由旋转；（2）锁定所述第一踏板组件和第二踏板组件并防止沿顺时针和逆时针两个方向的旋转；（3）锁定所述第一踏板组件和第二踏板组件从而防止沿顺时针方向的运动并且允许沿逆时针方向的旋转；或者（4）锁定所述第一踏板组件和第二踏板组件从而防止沿逆时针方向的旋转向但允许沿顺时针方向的旋转。

8.如权利要求7所述的电动自行车，其中，所述机械机构包括：

基板，所述基板具有枢转连接到其上的多个突片；

弹簧，所述弹簧连接到所述突片中的一个并且连接到所述基板从而使所述突片在一个方向上偏压；

位于所述基板上方的罩盖，所述罩盖可操作地连接到所述曲柄，所述罩盖具有形成于其中的多个凹部，所示凹部由所述罩盖中的特征限定使得所述多个凹部中的每一个部分地由肩部限定，所述突片中的一个突片抵靠所述肩部锁定并防止所述罩盖沿至少一个方向的旋转，所述罩盖可操作地连接到所述曲柄从而允许或防止所述曲柄的旋转。

9.如权利要求8所述的电动自行车，其中，所述机械机构是伺服控制或者手动控制的，使所述突片相对于形成于所述罩盖中的所述凹部的所述肩部而移动入或移动出锁定位置。

10.如权利要求8所述的电动自行车，还包括：

单向离合器，所述单向离合器接地并且连接到所述曲柄；

连接到所述链环或前链轮的第二离合器，所述第二离合器被布置成提供下列功能：（A）辅助功能，其中所述曲柄的转矩、速度或方向中的至少一个被检测并且响应于所检测的所述曲柄的转矩、速度或方向由所述电动机/发电机提供对曲柄旋转的辅助；（B）具有使电动机/发电机旋转的滑行功能，其中所述曲柄联接到所述电动机/发电机并且骑行不使所述电动自行车的所述踏板旋转；和（C）具有再生制动的电动惯性运转装置。