电动自行车的制作方法
【专利说明】电动自行车
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2014年8月1日提交的美国临时专利申请号为62/032173、题目为“电动自行车”的申请的优先权，该临时申请的内容通过引用以其整体包含于此。
【背景技术】
[0003]车辆例如机动车辆可以用于运输其他运输方式，例如自行车。车辆可以用于运输自行车，例如用于娱乐性用途的自行车。作为另一个示例，车辆可以用于运输自行车，使得车辆和自行车提供多式联运(multi modal transportat1n)。多式联运可以包括驾驶车辆到可以停放车辆的位置，然后从车辆骑自行车到最终目的地。例如，驾驶员可以首先通过驾驶车辆到远离办公室的不大拥挤的卫星停车场，然后从车辆骑自行车到办公室来前往位于通勤者拥挤的城市环境的工作办公室。在较为拥挤的区域，自行车可以更容易地且更快速地调度，并且对所有者和环境来说成本较低。
[0004]自行车包括车架和用于人工蹬踏自行车的踏板总成。除了通过蹬踏人工推进之夕卜，自行车可以是电推进的电动自行车，例如，通过电池供电。因此，驾驶员可以选择性地蹬踏电动自行车或者当电推进电动自行车时可以骑电动自行车。例如，当驾驶员追求运动或当电池损坏时，可以使用踏板。例如，当驾驶员不想由于蹬踏运动而变得很热时，电推进可以用于辅助蹬踏。例如，当驾驶员正开车上班并且不想要出汗和使驾驶员的衣服起皱时，驾驶员可以用电推进来使用自行车。当电力推进时，一些司法管辖区，如欧洲联盟，要求驾驶员不断提供一定数量的踏板输入以发起和保持电推进。使得自行车的电推进仅辅助人工推进的电动自行车的操作——即，电动自行车可以不是仅通过电推进操作——可以被称为踏板辅助模式(pedelec mode)。
[0005]在运输过程中，在车辆中或在车辆上打包自行车存在困难，特别是对于相对较小的车辆。车辆的内部可以是可重构的，如，座椅可以折叠，以在车辆的内部容纳自行车。然而，自行车不利地占用车辆的珍贵的内部空间，并且在意外加速或减速时可以在车辆内不利地移动。
[0006]在运输过程中，自行车可以可选择地存放在车辆的外部上。例如，售后市场货架可用于安装到车辆并支撑一个或多个自行车。然而，购买这些售后市场货架是昂贵的。售后市场货架与车辆的装配和自行车在货架上的装配也是不利地耗时的。在行驶过程中，货架和自行车还扰乱了车辆周围的气流，从而不利地降低车辆的燃料经济性。
[0007]因此，设计与车辆容易且紧凑地集成的用于多式联运的装置仍然存在机会。
【附图说明】
[0008]图1是处于打开位置的电动自行车的透视图；
[0009]图2是处于折叠位置的电动自行车的透视图；
[0010]图3是处于打开位置且包括遮挡座椅立柱的外壳的电动自行车的侧视图；
[0011]图4是处于折叠位置具有遮挡电动自行车的车架的外壳的电动自行车的透视图；
[0012]图5A是具有处于折叠位置的车架和脱离的壳体的电动自行车的透视图；
[0013]图5B是具有遮挡处于折叠位置的车架的壳体和延伸以用作把手的座椅立柱的电动自行车的透视图；
[0014]图5C是具有缩回以隐藏在壳体中的座椅立柱的电动自行车的透视图；
[0015]图6是电动自行车的前轮和后轮的一部分以及用于锁止处于折叠位置的车架的电磁铁和磁铁的透视图；
[0016]图7是打开辅助系统的示意图；
[0017]图8是操作打开辅助系统的方法的框图；
[0018]图9是处于暴露铰链的折叠位置的车架的透视图；
[0019]图10A是处于折叠位置且部分切除以示出附接到铰链的弹簧的车架的透视图；
[0020]图10B是处于打开位置的车架的一部分的侧视图，其中车架部分切除以示出弹黃;
[0021]图11A是处于折叠位置的车架的一部分的剖视图，其中车架部分切除以示出铰链和弹負' ;
[0022]图11B是处于打开位置的车架的一部分的剖视图，其中车架部分切除以示出铰链和弹負' ;
[0023]图12是包括卡扣的车架的透视图；
[0024]图13是装配监控系统的屏幕截图；
[0025]图14A是处于折叠位置且包括锁止元件的车架的一部分的透视图；
[0026]图14B是图12A的透视图，其中锁止元件接合车架；
[0027]图15是处于折叠位置且包括柔性电缆的车架的一部分的透视图；
[0028]图16是无钥匙锁系统的示意图；
[0029]图17A是电动自行车的透视图，其中车架处于折叠位置且被壳体包住并且通过电缆连接到充电桩；
[0030]图17B是处于折叠位置的车架的一部分以及与图17A的电缆脱离的锁止元件的透视图；
[0031]图17C是处于折叠位置的车架的一部分的透视图，其中锁止元件将电缆锁止到车架；
[0032]图18A是与充电桩脱离的电动自行车的插头的透视图；
[0033]图18B是图15A的插头锁止到充电桩的透视图；
[0034]图19是电动自行车的传动系的示意图；
[0035]图20是传动系的一部分的透视图；
[0036]图21是传动系的分解图；
[0037]图22是传动系的编码器的示意图；
[0038]图23是电力和再生控制逻辑的框图；
[0039]图24是电力控制逻辑的框图；
[0040]图25是包含电力控制逻辑的电力和再生控制逻辑的框图；
[0041]图26A是在远程模式中操作的电动自行车的示意图；
[0042]图26B是可选择地在车辆模式和远程模式中操作的电动自行车的示意图；
[0043]图27是在充电模式操作的电动自行车的示意图；
[0044]图28是示出电动自行车、车辆和移动设备之间的通信的框图；
[0045]图29是示出电动自行车、车辆和移动设备之间通过插接系统(docking system)的通信的框图；
[0046]图30是操作通信系统的方法的框图；
[0047]图31是插接系统的透视图；
[0048]图32是插接系统的一部分的放大视图；
[0049]图33是车辆的用户界面的透视图；
[0050]图34是车辆的内部的一部分的透视图；
[0051]图35是外部充电控制台的透视图；
[0052]图36是包括用于照亮电动自行车周围的区域的灯的电动自行车的透视图；
[0053]图37是触觉反馈系统的示意图；
[0054]图38是操作触觉反馈系统的方法的框图；
[0055]图39是示出了电动自行车的车把的振动发生器的各种条件的振动的发起和持续时间的图表；
[0056]图40是电动自行车的转向辅助系统的操作的示意图；
[0057]图41是电动自行车的座椅总成的集成闪光灯的剖视图；
[0058]图42是照明系统的示意图；
[0059]图43是电动自行车的车轮的剖视图；
[0060]图44是座椅调节系统的意图；
[0061]图45是记忆座椅立柱的第一实施例的透视图；
[0062]图46是记忆座椅立柱的第二实施例的透视图；
[0063]图47是记忆座椅立柱的第三实施例的示意图；
[0064]图48是记忆座椅立柱的第三实施例的透视图。
【具体实施方式】
[0065]参考附图，示出了电动自行车10，其中贯穿几个附图，相同的附图标记指示相同的部件。如以下进一步所述，电动自行车10与车辆12方便地集成，用于多式联运。换言之，车辆12可以用于运输电动自行车10至期望的位置，在该期望的位置，电动自行车10可以从车辆12拆除，并被骑至最终目的地。
[0066]作为一个示例，在拥挤的城市环境中有办公室的人可以驾驶车辆12至远离办公室的停车场，然后从车辆12骑电动自行车10至办公室。在拥挤的城市环境中，电动自行车10可以更容易且更快速地调度。为了运动和/或在电动自行车10没电的情况下，乘员，即，驾驶员，可以以人工模式蹬踏电动自行车10。驾驶员可以在供电模式骑电动自行车10，以保存体力和/或避免在工作服中出汗。
[0067]参考图1，电动自行车10包括车架14、连接到车架14的车把总成16和连接到车架14的座椅总成18。前轮20由车架14支撑并且可以连接到用于转向前轮20的车把总成16。后轮22由车架14支撑。传动系24连接到用于推进电动自行车10的前轮20和后轮22中的至少一个。电源，例如电池26(在图28和29中示出)连接到传动系24，用于给传动系24供电。电动自行车10包括计算设备28(在图28和29中示出)，即，控制器，用于控制传动系24和/或电动自行车10的其他部件。
[0068]参考图28和29，计算设备28可以包括任何合适的部件。例如，如图7所示，计算设备28可以包括处理器31、存储器29等。继续参考图28和29，自行车10可以支持移动设备48，如，移动电话、平板电脑等，并且移动设备48可以与计算设备28通信，如以下进一步所述。移动设备48可以可释放地插接到自行车10，例如，用插接站21，如图1和3所示。
[0069]参考图1-3，车架14包括前段30——如，第一段30——和后段32——如，第二段32。前段30支撑车把总成16且后段32支撑座椅总成18。传动系24可以由后段32支撑。
[0070]例如，前段30和后段32各自可以包括接合前轮20和后轮22的车轮支撑元件。车轮支撑元件可以是沿着前轮20/后轮22的一侧延伸的单根杆，如图1所示。在这样的配置中，当车架14处于折叠位置时，前轮20和后轮22可以夹在车轮支撑元件之间，如图2和6所示。可选择地，车轮支撑元件可以是沿着前轮20/后轮22的两个侧面延伸的车叉。
[0071]车架14是可折叠的，例如，如图1-4所示。具体地，车架14是可折叠的，如，在如图1和3所示的打开位置和如图2和4所示的折叠位置之间可枢转。前段30和后段32可以可释放地连接到彼此，用于在折叠和打开位置之间的移动。
[0072]作为一个示例，如图9所示，铰链34可以连接前段30和后段32。铰链34配置用于允许前段34和后段32围绕铰链34在折叠位置和打开位置之间旋转。例如，铰链34可以允许前段30和后段32在折叠位置和打开位置之间180度旋转。然而，前段30和后段32可以以任何合适的方式可释放地连接到彼此。
[0073]铰链34可以是隐藏式铰链，S卩，当车架14处于打开位置时，铰链34可以隐藏在前段30和后段32之间。当车架14处于打开位置时，前段30和/或后段32可以限定用于容纳铰链34的袋状部(pocket) 35。例如，铰链34可以是如图9中所示的索斯铰链(Sosshinge)。可选择地，铰链34可以是任何合适类型的铰链,例如平接铰链(butt hinge)、枢轴铰链等。
[0074]参考图10A，铰链34可以包括连接至前段30的第一支架58和连接至后段32的第二支架59。第一支架58和第二支架59通过第一组板60和第二组板61连接。第一组板60和第二组板61可枢转地连接到彼此且可枢转地连接到第一支架58和第二支架59。第一支架58和/或第二支架59可以限定袋状部35。
[0075]参考图3-5C，电动自行车10可以包括外壳36，用于当车架14处于折叠位置时包住车架14的至少一部分。当电动自行车10处于打开位置时，外壳36可以由车架14支撑。如图3所示，例如，当电动自行车10处于打开位置时，外壳36可以接收座椅总成18的一部分。在这样的配置中，电动自行车10可以用座椅总成18上的外壳36操作。
[0076]外壳36可以包括两个侧面38，如在图4中很好地所示的。两个侧面38可以彼此接合，例如，通过弹簧加载、卡扣、紧固件等，以将外壳36保持在车架14上。可选择地，或此夕卜，两个侧面38可以接合车架14和/或座椅总成18，以将外壳36保持在车架14上。
[0077]如图5A-C所示，外壳36可移动以露出/包住车架14的至少一部分。例如，如图5A所示，两个侧面38可以从彼此和座椅总成18拆除，如，从自行车10的其余部分拆除。当两个侧面38被拆除时，车架14可以移动到折叠位置。
[0078]可选择地，两个侧面38中的至少一个可以可滑动地接合车架14和/或座椅总成18上的导轨(未示出)，用于在如图3所示的包住座椅总成18的位置和如图4所示的包住车架14的位置之间引导外壳36。在这样的实施例中，当两个侧面38处于包住座椅总成18的位置时，车架14可以移动至折叠位置，并且两个侧面38随后可以移动到包住车架14的位置。两个侧面38中的一个可以是安装到导轨的弹簧，即，配置用于当保持到导轨时远离导轨弹性移动。另一侧面38可以是安装到一个侧面38的弹簧，即安装到导轨的弹簧。
[0079]两个侧面38可以是刚性的。例如，两个侧面38可以由合适的复合材料制成，例如玻璃纤维、碳纤维等，和/或可以由合适的金属和/或塑料制成。
[0080]参考图5C，外壳36可以包括延伸在两个侧面38之间的至少一个中间元件40。中间元件40相对于两个侧面38可以是柔性的。例如，中间元件40可以由氯丁橡胶或任何其他合适的材料制成。中间元件40可以与两个侧面38可拆卸地接合。例如，中间元件40可以用拉链、卡扣、挂钩和环形紧固件等连接到两个侧面。
[0081]如图5A所示，外壳36的两个侧面远离彼此移动以使两个侧面从把手总成脱离。在车架14移动到折叠位置之后，两个侧面可以远离彼此移动，如图5A所示，或，可选择地，在两个侧面包住处于折叠位置的车架14之后，车架14可以移动至折叠位置。在另一个实施例中，在外壳36的两个侧面移动至折叠位置之后，车架14可以移动到折叠位置。
[0082]如图5B所示，两个侧面38移动进入包住处于折叠位置的车架14的至少一部分的位置。在该位置，两个侧面38可以彼此接合和/或接合车架14以相对于车架14保持外壳36。如图5C所示，座椅总成18可以缩进外壳36中并且中间元件40可以在两个侧面38之间展开。
[0083]参考图6,前段30和后段32中的一个支撑磁铁42-如，永磁铁，如，相对于磁铁
42固定，并且前段30和后段32中的另一个支撑当车架14折叠时与磁铁42对齐的电磁铁44,如，相对于电磁铁44固定。磁铁42和电磁铁44可以固定到前段30和后段32的车轮支撑元件，和/或可以是前段30和后段32的固定的轮毂。
[0084]如图7所示，电磁铁44是可以配置用于从折叠位置打开车架14至打开位置的打开辅助系统47的部件。电磁铁44连接到电动自行车10的电源，如，电池26，使得可以接通和关闭给电磁铁44的电力。换言之，当电力被供应至电磁铁44时，电磁铁44发射排斥磁场，并且当没有电力供应至电磁铁44时，电磁铁44不发射磁场。例如，开关(在图7中示出)可以与电磁铁44连通以接通和关闭电磁铁44。
[0085]电磁铁44包括由铁磁材料一如铁一制成的铁芯和缠绕在铁芯周围的导线。当电力被供应至导线时，电磁铁44发射磁场。磁铁42和电磁铁44固定到前段30和后段32，使得当车架14折叠时磁铁42和电磁铁44的相同的磁极面向彼此。例如，当车架14处于折叠位置时，磁铁的北极面向电磁铁44的北极，或磁铁42的南极面向电磁铁44的南极。
[0086]当车架14处于折叠位置时，电磁铁44设置在磁铁42的磁场中。当车架14处于折叠位置且电磁铁44关闭时，磁铁42吸引电磁铁44的铁芯以保持车架14处于折叠位置。当车架14处于折叠位置且电磁铁44接通时，电磁铁44发射磁场，并且由于磁铁42和电磁铁44的相同的磁极对齐，磁铁42排斥电磁铁44以辅助打开车架14至打开位置。例如，当车架14处于折叠位置时，可以接通电磁铁44以发起至打开位置的运动，而不需要来自用户的进一步手动输入。
[0087]继续参考图7，控制器73—如，计算设备28——可以配置用于给电磁铁44供电以排斥磁铁42来打开车架14。具体地，控制器73——如，计算设备28——可以连接到电源一如，电池26，并且控制器73可以选择性地将电源连接到电磁铁44以给电磁铁44供电。例如，开关45可以连接到电源一如，电池26—和控制器73—如，计算设备28。控制器73—如，计算设备28—可以编程为闭合开关45以给电磁铁44供电。
[0088]至电磁铁44的电力的供应可以用授权的安全通行证(security pass)来控制。安全通行证可以是与电动自行车10通信以识别授权使用的电子设备，如，移动设备48，例如移动电话、平板电脑等。安全通行证可以是钥匙(未示出)，例如机械钥匙或无线钥匙，例如RFID(射频识别)钥匙。安全通行证可以通过生物指示器可操作，例如指纹扫描、视网膜扫描等。同样地，电磁铁44可以作为安全设备可操作以防止未授权使用，S卩，电磁铁44可以作为安全系统选择性地可操作以防止车架14被除了授权用户之外的任何人打开。
[0089]控制器可以编程为在未检测到安全通行证时防止电力供应至电磁铁44。例如，控制器73——如，计算设备28——可以编程为在未检测到预识别的移动设备48——如，移动电话——时防止电力供应至电磁铁44。作为另一个示例，控制器73——如，计算设备28—可以编程为在未检测到无线接近设备一如，密钥卡中的无线接近识别器一时防止电力供应至电磁铁。
[0090]缓冲层46可以安装到磁铁42和/或电磁铁44。缓冲层46可以由非铁磁材料——例如塑料一制成。当车架14处于折叠位置时，缓冲