车辆换档系统的制作方法

本发明系有关于一种改良式车辆换档系统。本发明特别有关于在转矩下进行换档及/或车辆之性能在换档期间受到转矩损耗的严重影响下之具有多齿轮的车辆。这样的车辆可以是例如踏板推进的车辆，其中，踩踏板系由例如用于电动自行车的马达所辅助，但是，关于没有这样的马达辅助的多速齿轮系统之换档，亦可以实施，或者，用于纯马达驱动的车辆，例如，拖拉机或其它重型机械。

背景技术：

1、如最初所述，本发明可用于广泛的应用中。一种这样的应用是踏板推进的车辆。

2、大多数踏板推进的车辆，例如自行车，都配备有某种可选择的齿轮比，以提高踩踏板效率及舒适度。

3、不同于换档系统与马达驱动系统可以在换档期间协同工作的马达驱动的其它类型车辆中之诸多齿轮，自行车控制系统无法以相同的方式控制骑手及骑手在踏板上产生的转矩。

4、因此，经验丰富的骑手已经对换档方案发展出自己的理解及应用。最佳换档方案将取决于自行车的类型、骑手的特征等，这意味着实际上没有任何换档方案是相同的。

5、这造成麻烦，并且，可以很容易地观察到，经验不足、甚至经验丰富的骑手在某些情况下很难有效率地换档。

6、随着踩踏板由马达驱动以支援的电动自行车之推出，同样的问题仍然存在。换档控制系统可以控制来自马达的供力，但不能控制来自骑手的供力。

7、虽然运动领域中之许多经验丰富的骑手已经接受甚至赞赏发展自己的换档方案，但是，对许多骑手以及对任何带有马达支援的踏板推进的车辆而言，例如，标准电动踏板辅助自行车、轻便摩托车式电动自行车、两轮或多轮的电动货车、山岳自行车、休闲自行车、通勤自行车等，换档仍然是项障碍；随着这类受影响的车辆及骑手之数量增加，这个问题越来越严重。

8、踩踏板速率被定义为单位时间内曲轴之转数。这亦称为“步调(cadence)”，主要被定义为每分钟转数(rpm)。

9、虽然每个骑手的最佳步调都是独特的，但是很明显，为了保持高效的动力产生及舒适度，人体生理学一般不允许步调有很大的变化。

10、因此，大多数现代自行车都配备有某种可变的齿轮机构，以改变步调与驱动轮转速之间的关系。藉由改变齿轮比，可以针对不同的速度及不同的骑行条件(例如，上坡或下坡)选择所需的步调。

11、换档是由换档机构来执行。换档机构的类型将取决于在特定情况下使用之齿轮系统的类型。

12、然而，自行车上的有效率换档需要精确度及定时。有经验的骑手知道他们应该靠近曲柄之死点进行换档，以减少骑手的脚施加在齿轮机构上的转矩。大的转矩会使换档更加困难，并且通常会缩短换档机构及传动装置的使用寿命。

13、电动自行车增加换档的复杂性。除了来自骑手的转矩之外，亦应该考虑来自马达的转矩。如果有经验的骑手松开踏板进行换档，则在存在来自电动马达的大转矩之情况下，换档机构仍然会挣扎。反之亦然，即使在控制系统能够在换档期间暂时减少来自马达的转矩之情况下，来自骑手的大转矩仍将显现换档之问题。

14、因此，需要一种负责让有经验或经验不足的骑手平稳且有效地换档之改良式换档机构。

15、wo2012128639a1及wo2020130841揭露用于踏板推进的车辆之多速齿轮系统。

16、wo207149396揭露一种用于多速系统的序列式换档器。

技术实现思路

1、本发明即为解决上面所发现的问题之如独立权利权利要求1所述之车辆换档系统。

2、此换档系统与习知技艺相比具有以下优点中之一个或多个。

3、首先，具有本发明之换档系统的一种多速齿轮系统，在许多情况下系比习知技艺方案换档更迅速，并且可以减少换档期间的转矩损耗。

4、在踏板推进的车辆之情况下，其换档将更加可靠且可预测，因为它较少依赖于骑手的行为。

5、在许多情况下，此换档系统可以很容易地与现有的多速齿轮系统整合。

6、此换档系统仅包括少量易于制造的组件。

7、与没有提出额外特征的习知技艺换档致动器相比，此换档系统只需要极少的额外空间。

8、此换档系统可以用于升档及降档。

9、对于踏板推进的车辆以及对于通常具有或不具有马达支援的车辆而言，不管多速齿轮系统是建构在例如轮毂中或曲柄附近，此换档系统可以用于不同类型的车辆构型。

技术特征：

1.一种车辆换档系统(1)，包括：

2.根据权利要求1所述的车辆换档系统，其中，包括一控制系统(60)，其系建构成控制从该能量源提供的能量。

3.根据权利要求2所述的车辆换档系统，其中，该控制系统系建构成在一开始时间t0启始从该能量源至该能量储存元件的能量传递，并且在该开始时间之后的一段预定的时间跨距ts1结束能量传递。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆换档系统，其中，该能量源系为建构成提供旋转能量的一马达。

5.根据权利要求4所述的车辆换档系统，其中，包括一减速机构(40)，其系配置在该能量源与该能量储存元件之间，而其中，该减速机构系配置成将旋转能量从该马达传递至该能量储存元件。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆换档系统，其中，该能量储存元件包括一弹性机械元件(31)，其系建构成在一输入部与一输出部之间弹性变形。

7.根据权利要求6所述的车辆换档系统，其中，该弹性机械元件系机械地预负载。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的车辆换档系统，其中，该可移动的换档元件系为一换档轴，其系建构成旋转以变换该多速齿轮系统之档速。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的车辆换档系统，其中，该弹性机械元件系建构成要被加载有位能的一弹簧。

10.根据权利要求9所述的车辆换档系统，其中，该换档轴包括在其内壁中的一个或多个纵向的凹槽(11a、11b)，并且，该能量储存元件包括一销(32)，其系横向地延伸穿过一套筒(34)中之至少一个通孔(35、36)，其中，该销之诸端部系配置在该换档轴之内壁中之该一个或多个凹槽内，而防止其相对于该换档轴旋转，但仍允许其相对于该换档轴纵向地移动。

11.一种车辆，包括：

技术总结
一种车辆及一种车辆换档系统(1)，包括：可移动的换档元件(10)，其系建构成在此车辆的多速齿轮系统中换档；能量源(20)；以及，能量储存元件(30)，其中，该能量源系建构成将位能加载或充载至该能量储存元件，而且，该能量储存元件系建构成移动该换档元件。

技术研发人员：克努特·托雷·勒耶斯内
受保护的技术使用者：CA科技系统公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13