用于能同时由人体肌肉力和电机驱动的交通工具的驱动单元的制作方法

本发明涉及一种用于交通工具的驱动单元，该交通工具可以同时由人体肌肉力和电机提供的驱动能量来驱动。

背景技术：

1、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至少一个电机，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。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。

2、除了在驱动交通工具时对使用者提供辅助以外，同样已知的是，用于这种交通工具的驱动单元配备两个电机和一个累加传动装置。以这种方式，可以实现无级传动装置(cvt-无级变速器)，所述传动装置例如由控制单元控制。此时，操作者不必如例如在传统自行车中那样从多个可用的离散档位中找出当前合适的档位。相反，对于当前行驶状况适合的传动比由控制单元通过操控至少一个所述电机无级地在所述累加传动装置上设定。这种驱动单元例如由ep 1 642 820 a1和ep 2 218 635a1已知。在上述文献中，使用行星传动装置作为累加传动装置。

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，累加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。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是，给出一种驱动单元，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。

2、解决方案是通过根据独立权利要求的驱动单元来实现的。优选改进方案在从属权利要求中给出。此外，本发明还涉及具有这种驱动单元的交通工具。

3、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在电机之前进行。

4、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(或者对水上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。

5、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上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第一轴带发电机、第一柔性齿轮和齿圈。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。

6、根据本发明的驱动单元附加地具有设置在输入驱动轴和输出从动轴之间的传动系中的可变轴传动装置，所述可变轴传动装置具有第二轴带发电机、第二柔性齿轮和齿圈。由此，根据本发明的驱动单元同时包括两个轴传动装置，但这两个轴传动装置可以在功能上承担不同的任务，这在下面详细说明。可变轴传动装置具体而言设置成，使得所述可变轴传动装置接收输入驱动轴的来自人体肌肉力的驱动能量，并将其传送到驱动单元的输出从动轴。例如，为此，所述输入驱动轴不可相对转动地(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。优选的是，所述输入驱动轴与柔性齿轮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柔性齿轮引入或导入到可变轴传动装置中。在这个优选的实施形式中，齿圈不可相对转动地与输出从动轴连接，从而来自人体肌肉力的驱动能量通过柔性齿轮传递到齿圈上并由此驱动输出从动轴。由于柔性齿轮通过齿部永久性地接合到齿圈中，输入驱动轴的转速首先可以一比一地传递到输出从动轴上。但经由柔性齿轮的输入转速和经由齿圈的输出转速之间的传动比例如可以借助于此外存在的轴带发电机来影响。根据本发明，为此目的设有尤其是围绕旋转轴设置的、具有定子和转子的可变电机，所述可变电机的驱动能量同样引入可变轴传动装置中。此外，这种布置形式使得，来自人体肌肉力和可变电机的累加能量能够通过可变轴传动装置传递到输出从动轴上。这既包括将附加的能量添加给由人体肌肉力向输出从动轴引入的能量的情况，也包括可变电机抵消传入的由人体肌肉力产生的能量并由此对于输出从动轴对驱动能量进行扣减的情况。所述可变电机与尤其是可变轴传动装置的轴带发电机作用连接。例如，可变电机的转子构造成与轴带发电机是不可相对转动的。因此，由可变电机提供的驱动能量经由轴带发电机同样传递到可变轴传动装置的齿圈上并且尤其是传递到输出从动轴上。可变轴传动装置对进行输入驱动轴与输出从动轴的转速比进行转换，和/或这里将来自人体肌肉力的驱动能量与来自可变电机的驱动能量相加。可变轴传动装置和/或可变电机优选围绕旋转轴设置，由此，在存在有利的力传递流的同时得到紧凑的结构形式。

7、在根据本发明的驱动单元中，所述驱动轴传动装置的齿圈和可变轴传动装置的齿圈相对于彼此构造成不可相对转动的。这可以通过将两个齿圈相互不可相对转动地连接的连接元件来实现，所述连接元件例如是固定销或类似物。但也有可能并且在当前情况下优选的是，两个齿圈构造成彼此是一体的。由此，在这个实施形式中设有一个齿圈单元，所述齿圈单元在旋转轴的轴向方向上具有两个彼此隔开间距的内齿部，一个内齿部用于接合第一柔性齿轮，还有一个内齿部用于接合第二柔性齿轮。这里两个内齿部可以在轴向方向上彼此隔开，但或者也可以在轴向方向上直接相互过渡。这两个齿圈的这种彼此不可相对转动的构成使得可以在这个部位将来自人体肌肉力、驱动电机和可变电机的累加驱动能量传递到输出从动轴上。由此，这个齿圈单元构成驱动单元的两个轴传动装置到输出从动轴的累加点。两个齿圈尤其是都具有内齿部，所述内齿部构造成与相应柔性齿轮的外齿部是互补的(齿圈的内齿部具有对于轴传动装置常见的相对于柔性齿轮的外齿部提高的齿数)。因此，驱动单元的两个轴传动装置通过这个共同的齿圈相互作用连接。两个轴传动装置特别是将共同的齿圈分别用作从动端或传动装置输出端，由此，给齿圈以及由此还有输出从动轴加载两个电机和人体肌肉力的累加的驱动能量或驱动功率。就是说，本发明根据第一核心构思使用两个轴传动装置，通过这两个轴传动装置，将两个电机和交通工具的驾驶者的累加驱动能量或驱动功率传递到相互处于作用连接中的齿圈上或传递到共同的齿圈上，并从这里传递到输出从动轴上。这使得驱动单元可以具有特别狭长的结构。如前面所述，尤其是附加地在电机前面所述的配置中，将一个共同的齿圈或两个传动装置的两个彼此构造成不可相对转动的齿圈用作累加点和/或传动装置输出端或传动装置从动端原则上在任意具有两个传动装置的驱动器中都有助于沿轴向节省结构空间，例如与所使用的传动装置类型无关，只要所述传动装置类型可以通过齿圈输出动力。因此，除了在本技术中具体描述的设计方案的改进方案以外，这个方面也构成独立的单独的发明，这个发明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。

8、驱动电机和/或可变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。

9、根据可变电机的转动方向，所述可变电机可以对驾驶者通过输入驱动轴引入的转速在传递到输出从动轴时进行不同的变速。通过这种变速实现了输出从动轴相对于输入驱动轴的速度变化。例如，输出从动轴可以相对于输入驱动轴加速或减速，此时，可变电机也能够在没有进一步加速或减速的情况下长时间地保持所设定的传动比。这优选用于，使得可变轴传动装置尤其是与可变电机一起在输入驱动轴和输出从动轴之间形成无级变速的传动装置。通过操控可变电机的转速，输出从动轴的转速可以相对于输入驱动轴以任意的程度变快或变慢。因此，与后面还要详细说明的控制单元配合作用，可以在任意行驶状况下都设置对于驾驶者舒适的脚蹬速度和舒适的脚蹬阻力，而不受预先规定的分级的档位的约束。

10、根据本发明的一个优选实施形式设定，至少一个所述柔性齿轮构造成沿旋转轴方向延伸的套筒。优选两个柔性齿轮分别构成沿旋转轴方向延伸的套筒。各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，各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。因此尤其是设定，至少一个、优选两个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，和/或可变电机在旋转轴的轴向方向上至少部分地、优选完整地设置在可变轴传动装置的套筒内腔中。就是说，各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相应套筒包围。关于电机的相应说明尤其是涉及相应电机的转子和/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，驱动电机和/或可变电机在其转子和/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至少一个、优选两个电机，由此节省了结构空间。这特别是高效地这样来实现，即，两个柔性齿轮套筒以其外齿部在旋转轴的轴向方向上设置成相互朝向。

11、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，驱动轴传动装置和/或可变轴传动装置的轴带发电机、柔性齿轮和齿圈分别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，相应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，优选驱动电机和/或可变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。这尤其是也涉及各电机的转子和/或定子沿旋转轴的轴向延伸。

12、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电机，优选设定，在驱动电机上和/或在可变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，相应的传感器优选也位于传动装置平面和轴承平面之间。

13、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。

14、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，所述两个电机和/或两个轴传动装置围绕旋转轴彼此同轴地设置。就是说，所述两个电机和/或两个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。

15、由于所述两个轴传动装置至少在功能上或也在结构上具有共同的齿圈，特别节省空间的是，所述两个轴传动装置相互靠近地设置。因此优选的是，两个轴传动装置关于旋转轴的轴向方向构造成彼此相邻的。此时，沿轴向方向进一步向外优选直接连接各电机。此时沿轴向方向更向外地接着设置柔性齿轮相对于固定支座的转动轴承，所述转动轴承例如同样可以包括飞轮。因此，总体上优选设定，所述轴传动装置和电机以及尤其是柔性齿轮的相对于固定的支座的转动轴承，以及尤其是还有柔性齿轮和静止的壳体部件之间的飞轮关于垂直于旋转轴延伸的对称平面彼此对称地构成和设置。由此，所提到的构件优选关于沿旋转轴的对称平面镜像对称地设置。此外，这还带来这样的优点，即，对于可变轴传动装置和驱动轴传动装置在很大程度上可以利用双重使用的或彼此结构相同的部件，从而有利地可以保持驱动单元的部件多样性较低。

16、如已经说明的那样，根据本发明，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轴带发电机或柔性齿轮引入可变轴传动装置。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与可变轴传动装置的柔性齿轮连接，并且来自人体肌肉力的能量经由柔性齿轮引入可变轴传动装置中。为此，输入驱动轴优选经由飞轮与可变传动装置的柔性齿轮连接，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，并且由此经由飞轮和柔性齿轮将相应的旋转运动传递到齿圈上。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，可以通过两个电机使输出从动轴更快地旋转。

17、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一个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，所述飞轮自由转动，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，则输出从动轴和共同的齿圈向前旋转。由此，驱动轴传动装置的柔性齿轮也向前跟随转动。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。

18、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电机来运行，原则上可以利用任意具有电机的驱动器来实现，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。

19、所述可切换的飞轮在传动轴传动装置的柔性齿轮上特殊的应用例如在电动助力车上实现：根据法律规定，利用电动助力车行驶只允许用电机辅助达到例如25km/h的最大速度(对于s-电动助力车为45km/h)。从这个最高速度起，由驱动单元所引入的电机功率必须等于零。但优选的是，驾驶者也能通过人体肌肉力超过这个速度极限更快地行驶，为此，希望将输入驱动轴的旋转变快地转换到输出从动轴上。在根据本发明的驱动单元中，这意味着，负责调整从输入传动装置轴到输出传动装置轴的传动比的可变电机、即可变轴传动装置的电机同样必须经由可变轴传动装置将驱动能量传递到齿圈上并由此传递到输出从动轴上。为了不会由此违反法律规定，现在优选设定，当超过法律规定的最高速度时，使驱动电机作为发电机运行。此时，驱动电机尤其是这样运行，即，使得驱动电机作为发电机恰好从齿圈引出与可变电机施加到齿圈上的驱动能量或驱动功率相对应的驱动能量或驱动功率并将其转化为电能。备选地，例如在可变电机具有相等的转速和/或相等的转矩情况下，驱动电机的相应的“负”驱动功率也可以通过沿与可变电机相反的转动方向驱动所述驱动电机来实现。重要的是，在这种运行状态下，两个电机的累加的驱动能量或驱动功率总体上为零，从而电动助力车仅由人体肌肉力驱动并且因此满足法律要求。因此，总体上优选的是，驱动电机从交通工具的最大行驶速度起以相对于可变电机相反的并且在数值上相等的驱动功率运行，即作为电动机或发电机运行，从而由电机施加到输出从动轴的总驱动功率等于零。对电机相应的操控通过下面还将详细说明的控制单元进行。此外，设有适当的传感器系统，所述传感器系统获取对于控制单元重要的相关运行数据，如例如通过驱动单元驱动的车辆的当前行驶速度等。这里，驱动单元只负责在输入驱动轴和输出从动轴之间实现希望的传动比，而不提供在车辆前进方向上作用的辅助的驱动能量或驱动功率。

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。补充或备选地设定，一个转动轴承在支座和可变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轴传动装置重叠。所述转动轴承例如可以是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，驱动轴传动装置和/或可变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和/或可变电机的转子的、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，电机的转子的转动轴承向轴传动装置中移动，并且尤其是与所述轴传动装置嵌套。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、可变轴传动装置的柔性齿轮的轴承平面、可变轴传动装置的传动装置平面、所述对称平面、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150mm，优选最大为135mm，特别优选最大为120mm，并且尤其是例如最大为100mm。脚蹬的曲柄臂也优选应彼此间隔开最大200mm，特别优选最大170mm，并且完全特别优选最大140mm。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和/或可变电机的控制单元。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。这里，控制单元还这样来控制例如由驱动单元提供的无级传动装置的设置，即，与当前的驾驶速度无关地总是能实现舒适的蹬踏。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，如上面说明的那样。此时，控制单元承担对电机的已经说明的相应操控。此外，所述控制单元优选与驱动电机和/或可变电机上的转速和/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和/或用于可变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和可变电机的转速和转矩，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累加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。通过操控可变电机，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，操控所述可变电机，使得所述可变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可变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，控制单元通过操控可变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。