CN111247064A

CN111247064A - 动力总成

Info

Publication number: CN111247064A
Application number: CN201880055819.4A
Authority: CN
Inventors: 亚瑟·德拉瓦; 西蒙·戈德弗里恩德
Original assignee: E2 Drives SA
Current assignee: E2 Drives SA
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2020-06-05
Anticipated expiration: 2038-08-30
Also published as: US20200198727A1; EP3676166A1; PT3676166T; TWI786171B; ES2922307T3; PL3676166T3; BE1025518B1; TW201930132A; EP4043329A1; WO2019043123A1; JP7319249B2; EP3676166B1; CN111247064B; BE1025518A1; US11383791B2; JP2020531363A

Abstract

本发明涉及一种用于踏板车辆的动力总成(1)。该动力总成(1)包括围绕第一旋转轴线(25)旋转的曲柄组轴(2)和输出链轮(3)。曲柄轴(2)与输出链轮(3)之间的联接经过行星齿轮系统，该行星齿轮系统包括环形齿轮(11)、行星架(12)和行星齿轮(13)，它们围绕相对于第一旋转轴线(25)在空间上偏移的第二旋转轴线(15)旋转。

Description

动力总成

技术领域

本发明涉及一种用于踏板车辆、尤其是用于自行车或电动自行车的动力总成。

背景技术

文献WO2016/034574描述了一种用于自行车的动力总成，其包括行星齿轮系统、曲柄轴、输出链轮、第一电机和第二电机。行星齿轮系统包括环形齿轮、太阳齿轮和行星架。

在该系统中，行星架包括双行星，这种双行星制造复杂、组装复杂且昂贵。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种用于踏板车辆的动力总成，该动力总成制造简单、重量轻、坚固且尺寸紧凑。

为此目的，本发明提出了一种用于踏板车辆的动力总成，包括：

·曲柄轴，其布置成围绕第一旋转轴线旋转，

·输出链轮，其布置成围绕第一旋转轴线旋转，

·第一电机，

·第二电机，

·行星齿轮系统，其包括第一齿轮元件、第二齿轮元件和太阳齿轮，

曲柄轴和第二电机经由第一齿轮元件连接至行星齿轮组，从而形成行星齿轮组的第一输入，

第一电机经由太阳齿轮连接至行星齿轮组，从而形成行星齿轮组的第二输入，

第二齿轮元件将行星齿轮组连接至输出链轮，从而形成行星齿轮组的输出，

其中，第一齿轮元件、第二齿轮元件和太阳齿轮布置成围绕不同于第一旋转轴线的第二旋转轴线旋转。

在根据本发明的动力总成中，第一齿轮元件、第二齿轮元件和太阳齿轮具有与曲柄轴和输出链轮的旋转轴线在空间上偏移的旋转轴线。这允许太阳环的尺寸独立于曲柄轴的直径。这还允许安装较小直径的太阳齿轮，并由此增大行星齿轮比。因此，有可能在不使用双行星的情况下获得足够的行星齿轮组比。这使得动力总成更容易制造、组装且变得更便宜。

根据本发明的动力总成还允许在第一电机与输出链轮之间获得大的减速比。实际上，该减速比取决于行星齿轮组比以及第二齿轮元件与输出链轮之间的减速比。

该动力总成的一个优点是它允许在曲柄轴与行星齿轮组的第一齿轮元件之间设定齿轮比。因此，行星齿轮组的所有元件旋转得更快，并且转矩更小。这降低了它们承受的机械应力。

根据本发明的动力总成的另一优点是可以容易地将位置传感器布置在第一电机轴的中心，因为第一电机轴不同于曲柄轴。

根据本发明的动力总成的另一优点是第一电机可以相对简单，因为其轴不同于曲柄轴。

根据本发明的动力总成的另一优点是它在同一壳体内结合了电气辅助和自动齿轮箱。

根据本发明的动力总成的另一优点是它提供了连续可变的传动比。

曲柄轴和输出链轮具有相同的旋转轴线的事实允许曲柄轴不会妨碍将输出链轮连结至后轮的链条。这允许缩短链条。这还为动力总成在踏板车辆上的定位提供了很大的自由度。另外，这允许最小化曲柄轴与后轮之间的空间，这为踏板车辆提供了更好的操纵性。

优选地，该动力总成包括以下测量元件中的至少一个：

·第一电机的角位置的测量元件，

·第二电机的角位置的测量元件，

·第一电机的电流的测量元件，以及

·第二电机的电流的测量元件。

优选地，该动力总成包括控制单元，该控制单元连接至第一电机、第二电机，并被配置成根据第一电机的角位置、第二电机的角位置、第一电机的电流和第二电机的电流来控制第一电机和第二电机，该控制单元被配置成根据电流或转矩控制来控制第二电机。

感兴趣的是注意到，位置控制与速度控制之间没有根本差别，因为这两个值之间有直接的数学关系。角速度是角位置的时间导数。例如，控制电机使其以恒定角速度旋转与控制电机使其跟随随时间线性变化的角位置是相同的。

优选地，第一旋转轴线和第二旋转轴线平行。优选地，第二电机的旋转轴线也与它们平行。

在本文献的框架中，两个连接或连结的元件可以直接或间接地连接或连结。例如，它们可以直接啮合或经由至少一个中间齿轮、皮带和/或辊子间接地啮合。

在本文献的框架中，术语“输入”和“输出”应该从运动学链条内的输入和输出的意义上来理解。输入优选地为机械动力输入，并且输出优选地为机械动力输出。

在本文献的框架中，行星齿轮组比是行星齿轮组的减速比。在行星齿轮组具有单个行星的情况下，它是环形齿轮的直径与太阳齿轮的直径之间的比率。

在本文献的框架中，踏板车辆可以例如是自行车、助力车、三轮车。

在本文献的框架中，齿轮元件可以例如是齿轮或者彼此间机械联接或啮合的多个齿轮。

在本文献的框架中，“布置成围绕旋转轴线旋转”的元件优选地是围绕该轴线基本对称的元件。

在本文献的框架中，两个物体之间的“固定比率”是指它们的旋转速度处于恒定比。

在本文献的框架中，“动力总成的齿轮比”是指存在于曲柄轴与输出链轮之间的齿轮比。

在本文献的框架中，“动力总成的辅助水平”是指由电气辅助提供的动力与骑行者提供的动力相比的部分。它可以计算为两个电机的动力除以两个电机的动力和骑行者的动力之和。它也可以称为“辅助水平参数”。该参数可以由骑行者经由控制界面手动控制，或者由控制单元根据其它参数自动计算。

在本文献的框架中，双行星包括同心并以固定方式附接的大齿轮和小齿轮。

在本文献的框架中，角位置的测量相当于角速度的测量。实际上，根据本发明的动力总成优选地包括根据一个电机的角位置确定该电机的角速度的装置。

在本文献的框架中，电流的测量相当于转矩的测量。实际上，根据本发明的动力总成优选地包括根据提供给一个电机的电流来确定该电机的转矩的装置。

行星齿轮系统包括环形齿轮、行星架和太阳齿轮。行星架包括行星。太阳齿轮也可以称为内太阳齿轮或太阳。环形齿轮也可以称为外环形齿轮。太阳齿轮和环形齿轮优选地经由行星连接。

优选地，行星架仅包括单个行星。实际上，根据本发明的动力总成允许避免使用双行星。

第一电机包括转子和定子。第二电机包括转子和定子。第一电机的转子经由太阳齿轮连接至行星齿轮组。第二电机的转子经由第一齿轮元件连接至行星齿轮组。

优选地，第一电机的转子布置成根据第二旋转轴线旋转。优选地，第二电机的转子布置成根据第三旋转轴线旋转，该第三旋转轴线不同于第一旋转轴线和第二旋转轴线。

优选地，该动力总成包括印刷电路板，控制单元布置在该印刷电路板上。

优选地，该动力总成包括一个或数个电池。

优选地，输出链轮固定到围绕曲柄轴布置并与曲柄轴同轴的中空轴。

在本发明的实施例中，输出链轮优选地通过链条、轴传动装置或皮带连结至踏板车辆的后轮小齿轮。

曲柄轴的旋转来自使用踏板车辆的骑行者的踩踏运动。以曲柄轴为输入的行星齿轮组的使用允许改变骑行者提供的旋转与输出链轮的旋转之间的齿轮比。

在本发明的实施例中，第一电机的作用是管理动力总成的齿轮比。它的功能之一是提供给定的传动比。该传动比是曲柄轴的角速度与输出链轮的角速度之间的比率。例如，该传动比可以基于由踏板车辆用户提供的速度比参数来确定或者由控制单元确定，以便向骑行者提供自动齿轮换档。这种确定可以通过齿轮换档算法来实现。第一电机优选地例如经由控制第一电机的控制单元由角位置或角速度控制，使得角位置或角速度设定值被考虑。

在本发明的实施例中，第二电机的作用是管理动力总成的正确辅助水平。它的功能之一是通过向曲柄增加转矩来辅助骑行者运动。优选地，辅助水平由控制单元尤其是基于辅助水平参数来确定。辅助水平参数可以由用户确定，或者由动力总成的控制单元自动确定。优选地，辅助水平独立于动力总成的齿轮比。第二电机优选地例如经由控制第二电机的控制单元由电流或转矩来控制，使得电流或转矩设定值被考虑。

优选地，控制单元电连接至第一电机的角位置的测量元件、第二电机的角位置的测量元件、提供给第一电机的电流的测量元件以及提供给第二电机的电流的测量元件。

在本发明的第一实施例中，第一电机和第二电机的控制可以例如通过以下方式进行。

自行车后轮的角速度ω_R与输出链轮的角速度ω_plat成比例：

ω_R＝R_R.ω_plat

其中，R_R表示自行车后轮的角速度与输出链轮的角速度之间的传动比。

输出链轮的角速度由下式给出：

其中，R_out是行星架与输出链轮之间的比率，R_C是曲柄轴与环形齿轮之间的比率，ω_M1是第一电机的角速度，ω_ped是曲柄的角速度，并且R是行星齿轮组的减速比。

曲柄角速度可以由第二电机的测量角速度

通过下式确定

其中，R_M2是第二电机与环形齿轮之间的减速比。

控制单元依赖于速度比参数GC(对应于英语中的“齿轮系数”)和第二电机的测量角速度

来确定施加于第一电机的角速度

因此，当参数GC恒定时，后轮的角速度与曲柄的角速度成比例。

因此，

是施加于第一电机的角速度设定值。同样，可以通过给第一电机分配的位置设定值来对其进行位置控制，该位置设定值简单地是该速度设定值

的积分。

第一电机的转矩C_M1由下式给出：

其中，C_ped是曲柄转矩，并且C_plat是输出链轮转矩。

我们可以考虑辅助水平参数AF(对应于英语中的“辅助因子”)，例如等于电功率与提供给输出链轮的总能量之比：

通过考虑功率等于转矩乘以角速度，可以基于第一电机转矩C_M1从以下公式确定足以达到期望的辅助水平参数的第二电机的转矩：

因此，

是施加于第二电机的转矩或电流设定值。

优选地，电机控制是具有信息反馈的控制，也称为反馈控制。

根据本发明的动力总成可以作为倒刹车来操作，这允许回收制动能量以给电池再充电。优选地，该动力总成于是布置成使得后轮能够驱动链条，以将运动传递到输出链轮上。例如，这可以通过将后轮的小齿轮以固定方式安装在后轮的轮毂上来实现。因此，如果踏板车辆下坡，则链条旋转并驱动输出链轮。这将导致第一电机和/或曲柄以正常操作方向旋转。如果骑行者想要制动，他可以向后(即，沿与正常操作方向相反的方向)致动曲柄。曲柄位置可以例如借助于第二传感器由第二电机的角位置测量元件来确定。优选地，第二电机不由控制单元控制。优选地，第一电机由具有负转矩设定值的转矩或电流来控制，负转矩设定值对应于电机用作发电机的事实。该负转矩设定值优选地与曲柄执行的负角度成比例。当骑行者向后致动曲柄时，该角度的测量值被设定为零。因此，在骑行者向后致动曲柄的时刻，第一电机开始制动自行车。因此，骑行者感觉到与第一电机的制动转矩成比例的转矩，导致曲柄向前返回。因此，它是一个稳定的系统。骑行者越向后推动，第一电机就越制动。如果骑行者释放曲柄上的向后压力，则曲柄向前返回并且第一电机停止制动自行车。如果输出链轮连接至行星架，则行星架将用作差速器。因此，它倾向于使第一电机在正常操作方向上旋转。此时，第一电机作为发电机被控制，以制动自行车，并因此将动力传递给电池。该系统可以例如通过反向踏板来致动，就像鱼雷系统一样。制动功率以及由此提供给电池的能量可以根据骑行者施加的反向踏板力来控制。

在本发明的第一实施例中，第一齿轮元件是行星齿轮组的环形齿轮，并且第二齿轮元件是行星齿轮组的行星架。

根据该实施例，曲柄轴优选地以固定比连接至环形齿轮；第二电机的转子优选地以固定比连接至环形齿轮；第一电机的转子优选地以固定比连接至太阳齿轮；太阳齿轮和环形齿轮形成行星齿轮组的两个输入，行星架形成行星齿轮组的输出；行星架优选地以固定比连接至输出链轮。

在本发明的第二实施例中，第一齿轮元件是行星齿轮组的行星架，并且第二齿轮元件是行星齿轮组的环形齿轮。

根据该实施例，曲柄轴优选地以固定比连接至行星架；第二电机的转子优选地以固定比连接至行星架；第一电机的转子优选地以固定比连接至太阳齿轮；行星架和太阳齿轮形成行星齿轮组的两个输入；环形齿轮形成行星齿轮组的输出，环形齿轮优选地以固定比连接至输出链轮。

在本发明的实施例中，曲柄轴与第一齿轮元件直接啮合，和/或第二电机的转子与第一齿轮元件直接啮合，和/或第一电机的转子以固定方式附接至太阳齿轮，和/或第二齿轮元件与输出链轮直接啮合。

在本发明的实施例中，控制单元被配置为尤其根据速度比参数(GC)来控制第一电机。

在本发明的实施例中，控制单元被配置为确定旋转速度设定值并将所述旋转速度设定值施加于第一电机，该旋转速度设定值被确定为与由第二电机的角位置测量元件获得的第二电机的旋转速度以及速度比参数(GC)成正比。

在本发明的实施例中，控制单元根据动力总成的速度比参数(GC)和辅助水平参数(AF)来控制第二电机。

在本发明的实施例中，控制单元被配置为确定电流或转矩设定值，并将所述电流或转矩设定值施加于第二电机，该电流或转矩设定值被确定为与由第一电机的电流测量元件获得的第一电机的转矩或电流成正比，并且根据动力总成的速度比参数(GC)和动力总成的辅助水平参数(AF)来确定。

在本发明的实施例中，曲柄轴和第一齿轮元件连接，使得第一齿轮元件比曲柄轴旋转得更快。

这允许减速(增加速度)。因此，行星齿轮组几乎不承受机械应力，这是因为转矩很低。

在本发明的实施例中，输出链轮和第二齿轮元件连接，使得第二齿轮元件比输出链轮旋转得更快。

这允许减速。因此，行星齿轮组承受相对较低的转矩。

在本发明的实施例中，第二电机连接至第一齿轮元件，使得第一齿轮元件比第二电机的转子旋转得更慢。这允许减小转矩并增加第二电机的转子旋转速度，从而最小化第二电机的尺寸。

在本发明的实施例中，该动力总成尤其包括印刷电路板，并且第一电机的角位置测量元件包括第一传感器，第二电机的角位置测量元件包括第二传感器，第一传感器和第二传感器优选地布置在印刷电路板上。

印刷电路板优选地是平面的。

优选地，第一磁体定位在第一电机的转子旋转轴线的一个末端处。第一传感器优选地布置在第一磁体的前面。这允许容易地测量第一电机的角位置和/或角速度。

优选地，第二磁体定位在第二电机的转子旋转轴线的一个末端处。第二传感器优选地布置在第二磁体的前面。这允许容易地测量第二电机的角位置和/或角速度。

在本发明的实施例中，该动力总成尤其包括单向离合器，该单向离合器定位成允许从曲柄轴到输出链轮的机械动力传递。第一单向离合器可能有不同的位置。

第一单向离合器的功能是即使电机不运行也允许从曲柄轴到输出链轮的纯机械动力传递。因此，在电机故障的情况下，骑行者总是可以踩踏板回家。优选地，该操作模式对应于最小的机械传动比。当骑行者攀爬陡峭的坡道时，也使用这种最小的机械传动比。

在本发明的优选实施例中，第一单向离合器优选地直接定位在曲柄轴与输出链轮之间，以防止输出链轮比曲柄轴旋转得慢。

这允许避免曲柄轴比输出链轮旋转得更快。在锁定位置，曲柄轴直接驱动输出链轮。在自由位置，输出链轮可以比曲柄轴旋转得更快。该位置允许达到动力总成的特别低的第一齿轮比。

在本发明的实施例中，第一单向离合器定位在环形齿轮与行星架之间，以防止行星架比环形齿轮旋转得慢。

在本发明的实施例中，第一单向离合器定位在第一电机的转子与相对于车辆框架固定的元件之间，以防止第一电机的转子沿一个方向旋转。相对于车辆框架固定的元件例如是第一电机或动力总成的壳体。

在本发明的实施例中，动力总成还包括第二单向离合器，该第二单向离合器布置成防止第二电机在对应于踏板车辆向前运动的旋转方向上驱动曲柄轴。

另外，本发明提出了一种包括根据本发明实施例之一的动力总成的踏板车辆。

附图说明

当阅读下面的详细描述时，本发明的其它特征和优点将会显现，为了理解这些描述，我们将参考附图，其中：

图1示出了根据本发明的第一实施例的第一变型的动力总成1；

图2示出了本发明的第一实施例的第二变型；

图3示出了本发明的第一实施例的第三变型；

图4示出了本发明的第一实施例的第四变型；

图5示出了根据本发明的第二实施例的动力总成；以及

图6示出了动力总成的另一示例。

具体实施方式

通过具体实现方式并参考附图来描述本发明，但是本发明不局限于此。所描述的附图或视图仅是示意性的，而不是限制性的。

在本文献的上下文中，术语“第一”和“第二”仅用于区分不同的元件，并不意味着它们之间的顺序。

在附图中，相同或相似的元件可以具有相同的附图标记。

图1至图4示出了根据本发明的第一实施例的四种变型的动力总成1。图5示出了根据本发明的第二实施例的动力总成1。

动力总成1包括具有相同旋转轴线25的曲柄轴2和输出链轮3。该轴线可以称为第一旋转轴线25。优选地，曲柄轴2固定至两个曲柄臂21。

动力总成1包括第一电机40和第二电机50。第一电机40包括定子46和转子47，该转子包括磁体48。转子47布置成围绕第二旋转轴线15旋转。第二电机50包括定子56和转子57，该转子包括磁体58。转子57布置成围绕第三旋转轴线35旋转。

动力总成1包括第一电机40的电流的测量元件和第二电机50的电流的测量元件。

另外，动力总成1包括优选地固定到印刷电路板60的控制单元。印刷电路60优选地垂直于第二旋转轴线15和第三旋转轴线35定位。

优选地，第一磁体43固定到第一电机40的轴的末端，并且第二磁体53固定到第二电机50的轴的末端。

优选地，第一传感器41大致与第二旋转轴线15成直线地固定至印刷电路板60。第一传感器41和第一磁体43是第一电机40的角位置的测量元件的一部分。

优选地，第二传感器51大致与第三旋转轴线35成直线地固定至印刷电路板60。第二传感器51和第二磁体53是第二电机50的角位置的测量元件的一部分。

控制单元根据第一电机40的角位置、第二电机50的角位置、第一电机40的电流和第二电机50的电流来控制第一电机40和第二电机50，这些信息已经由测量元件提供给它。

控制单元通过电流或转矩来控制第二电机50。控制单元通过角位置或角速度来控制第一电机40。

动力总成1包括行星齿轮组，该行星齿轮组包括第一齿轮元件、第二齿轮元件和太阳齿轮13。

在本发明的第一实施例(图1至图4)中，第一齿轮元件是环形齿轮11，并且第二齿轮元件是行星架12。优选地，行星架12包括至少一个行星16。优选地，环形齿轮11啮合在至少一个行星16上。优选地，太阳齿轮13啮合在至少一个行星16上。

在本发明的实施例中，第一齿轮22以固定方式附接至曲柄轴2。第一齿轮22与第二齿轮23啮合。第二齿轮23以固定方式附接至环形齿轮11。优选地，第一齿轮22具有比第二齿轮23的直径更大的直径。

在本发明的实施例中，第三齿轮24以固定方式附接至输出链轮3。第三齿轮24与第四齿轮28啮合。第四齿轮28以固定方式附接至行星架12，以便与行星架12一起旋转。优选地，第三齿轮24具有比第四齿轮28的直径更大的直径。

在本发明的实施例中，第五齿轮29联接(优选地固定)至第二电机50的转子57，以便与该转子57一起旋转。第五齿轮29与环形齿轮11啮合。

在正常操作中，根据本发明的第一实施例的动力总成以如下方式操作。曲柄轴2和第二电机50驱动环形齿轮11。环形齿轮11是行星齿轮组的第一输入。第一电机40驱动太阳齿轮13，该太阳齿轮是行星齿轮组的第二输入。环形齿轮11和太阳齿轮13驱动行星架12，该行星架是行星齿轮组的输出。行星架12驱动输出链轮3。

优选地，根据本发明的动力总成1包括至少一个单向离合器。

在图1至图4所示的本发明的第一实施例的四种变型中、以及在图5所示的本发明的第二实施例中，动力总成1包括第一单向离合器71，其具有即使电机40、50不运行也允许从曲柄轴2到输出链轮3的纯机械动力传递的功能。

在本发明的第一实施例的第一变型(图1)以及第四变型(图4)中，第一单向离合器71定位在曲柄轴2与输出链轮3之间。例如，第一单向离合器71可以定位在第一齿轮22与第三齿轮24之间。在锁定位置，单向离合器71使曲柄轴2以固定方式附接至输出链轮3。在自由位置，输出链轮3比曲柄轴2更快地自由旋转。

在本发明的第一实施例的第二变型(图2)中，第一单向离合器71定位在环形齿轮11与行星架12之间。因此，它允许避免行星架12比环形齿轮11旋转得更慢。在锁定位置，单向离合器71使环形齿轮11以固定方式附接至行星架12。在自由位置，行星架12比环形齿轮11更快地自由旋转。

在本发明的第一实施例的第三变型(图3)中，第一单向离合器71定位在第一电机40的转子47与固定到车辆框架的动力总成的壳体45之间。在锁定位置，单向离合器71使转子47以固定方式附接至壳体45。转子47因此以零速度被锁定。在自由位置，转子47比壳体45更快地自由旋转。

另外，根据本发明的动力总成1可能包括第二单向离合器72，其功能是防止第二电机50向前驱动曲柄轴2。第二单向离合器72的可能位置在图4中示出。第二单向离合器72与图1至图3所示的第一单向离合器71的不同位置兼容。

第二单向离合器72例如可以定位在第一齿轮22与曲柄轴2之间。当曲柄轴2被向前致动时，第二单向离合器72驱动第一齿轮22，但是第一齿轮22不能向前驱动曲柄轴2。

第二单向离合器72提供了更多的控制灵活性，因为由于它，第二电机50因此可以在不致动曲柄轴2的情况下旋转。这允许例如在油门的帮助下利用机动化，而无需由骑行者致动曲柄。

图5示出了根据本发明的第二实施例的动力总成1。本发明的第二实施例与本发明的第一实施例的不同之处主要在于行星齿轮组的布置。图5和图1中相同和相似的元件在下面将不再详细描述。

在本发明的第二实施例中，第一齿轮元件是行星架12，并且第二齿轮元件是环形齿轮11。优选地，行星架12包括至少一个行星16。优选地，环形齿轮11啮合在至少一个行星16上。优选地，太阳齿轮13啮合在至少一个行星16上。

在图5所示的实施例中，第一齿轮22联接(优选地固定)到曲柄轴2，以便与曲柄轴2一起旋转。第一齿轮22与第二齿轮23啮合。第二齿轮23联接(优选地固定)至行星架12，以便与行星架12一起旋转。优选地，第一齿轮22具有比第二齿轮23的直径更大的直径。

在图5所示的实施例中，第三齿轮24联接(优选地固定)到输出链轮3，或联接到固定于输出链轮3的中空轴，以便与输出链轮3一起旋转。第三齿轮24与第四齿轮28啮合。第四齿轮28联接(优选地固定)到环形齿轮11，以便与环形齿轮11一起旋转。优选地，第三齿轮24具有比第四齿轮28的直径更大的直径。

在正常操作中，根据本发明的第二实施例的动力总成以如下方式操作。曲柄轴2和第二电机50驱动行星架12。行星架12是行星齿轮组的第一输入。第一电机40驱动太阳齿轮13，该太阳齿轮是行星齿轮组的第二输入。太阳齿轮13驱动行星架12。行星架12驱动环形齿轮11，该环形齿轮是行星齿轮组的输出。环形齿轮11驱动输出链轮3。

优选地，根据本发明的第二实施例的动力总成1包括单向离合器71，该单向离合器具有即使电机40、50不运行也允许从曲柄轴2到输出链轮3的纯机械动力传递的功能。优选地，第一单向离合器71定位在曲柄轴2与输出链轮3之间。第一单向离合器71也可能定位在第一电机40的转子与第一电机40的电机壳体之间。

另外，根据本发明的第二实施例的动力总成1可以包括第二单向离合器，该第二单向离合器具有防止第二电机50驱动曲柄轴2的功能。

感兴趣的是注意到，根据本发明的动力总成的布置与文献WO2013/160477中描述的动力总成的变型或已知动力总成的其它变型兼容。

图6示出了动力总成101的另一示例。该动力总成非常类似于文献WO2016/034574的图6描述的动力总成。在本文献的图6中示出的动力总成的特征在于曲柄轴105与行星齿轮组106之间的连接是经由大齿轮103和小齿轮102实现的，所述大齿轮和小齿轮经由皮带104或链条联接。

换言之，本发明涉及用于踏板车辆的动力总成1。动力总成1包括围绕第一旋转轴线25旋转的曲柄轴2和输出链轮3。曲柄轴2与输出链轮3之间的联接穿过行星齿轮组，该行星齿轮组包括环形齿轮11、行星架12和太阳齿轮13，它们围绕相对于第一旋转轴线25在空间上偏移的第二旋转轴线15旋转。

已经关于特定实施例描述了本发明，这些特定实施例具有纯说明性价值，并且不应当被认为是限制性的。通常，本发明并不局限于上面示出和/或描述的示例。动词“包括”、“包含”、“含有”或任何其它变型的使用以及它们的词形变化，决不能排除除了所提到的那些之外的要素的存在。使用不定冠词“一”、“一个”或定冠词“该”来引入一个要素，这并不排除多个这些要素的存在。权利要求中的附图标记不限制其范围。

Claims

1.一种用于踏板车辆的动力总成(1)，包括：

曲柄轴(2)，其布置成围绕第一旋转轴线(25)旋转；

输出链轮(3)，其布置成围绕所述第一旋转轴线(25)旋转；

第一电机(40)；

第二电机(50)；

行星齿轮组，其包括第一齿轮元件、第二齿轮元件和太阳齿轮(13)，

所述曲柄轴(2)和所述第二电机(50)经由所述第一齿轮元件连接至所述行星齿轮组，从而形成所述行星齿轮组的第一输入，

所述第一电机(40)经由所述太阳齿轮(13)连接至所述行星齿轮组，从而形成所述行星齿轮组的第二输入，

所述第二齿轮元件将所述行星齿轮组连接至所述输出链轮(3)，从而形成所述行星齿轮组的输出，

其中，所述第一齿轮元件、所述第二齿轮元件和所述太阳齿轮(13)布置成围绕不同于所述第一旋转轴线(25)的相同的第二旋转轴线(15)旋转，

进一步包括第一单向离合器(71)，该第一单向离合器布置成允许从所述曲柄轴(2)到所述输出链轮(3)的机械动力传递，并且

其中，所述第一单向离合器(71)定位在所述曲柄轴(2)与所述输出链轮(3)之间，以这种方式防止所述输出链轮(3)比所述曲柄轴(2)旋转得慢。

2.根据权利要求1所述的动力总成(1)，其中，所述第一齿轮元件是所述行星齿轮组的环形齿轮(11)，并且所述第二齿轮元件是所述行星齿轮组的行星架(12)。

3.根据权利要求1所述的动力总成(1)，其中，所述第一齿轮元件是所述行星齿轮组的行星架(12)，并且所述第二齿轮元件是所述行星齿轮组的环形齿轮(11)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的动力总成(1)，其中，所述曲柄轴(2)与所述第一齿轮元件直接啮合，和/或所述第二电机(50)的转子与所述第一齿轮元件直接啮合，和/或所述第一电机(40)的转子以固定方式附接至所述太阳齿轮(13)，和/或所述第二齿轮元件与所述输出链轮(3)直接啮合。

5.根据前述权利要求中任一项所述的动力总成(1)，其中，所述控制单元被配置为进一步利用速度比参数来控制所述第一电机。

6.根据前一权利要求所述的动力总成(1)，其中，所述控制单元被配置成确定旋转速度设定值并将所述旋转速度设定值施加于所述第一电机(40)，所述旋转速度设定值被确定为与由所述第二电机(50)的角位置测量元件获得的所述第二电机(50)的旋转速度和速度比参数成正比。

7.根据前述权利要求中任一项所述的动力总成(1)，其中，所述控制单元进一步使用所述动力总成的速度比参数和辅助水平参数来控制所述第二电机(50)。

8.根据前一权利要求所述的动力总成(1)，其中，所述控制单元被配置成确定电流或转矩设定值并将所述电流或转矩设定值施加于所述第二电机(50)，所述电流或转矩设定值被确定为与由所述第一电机(40)的电流测量元件获得的所述第一电机(40)的转矩或电流成正比，并且基于所述动力总成的速度比参数和所述动力总成的辅助水平参数来确定。

9.根据前述权利要求中任一项所述的动力总成(1)，其中，所述曲柄轴(2)和所述第一齿轮元件连接，使得所述第一齿轮元件比所述曲柄轴(2)旋转得更快。

10.根据前述权利要求中任一项所述的动力总成(1)，其中，所述输出链轮(3)和所述第二齿轮元件连接，使得所述第二齿轮元件比所述输出链轮(3)旋转得更快。

11.根据前述权利要求中任一项所述的动力总成(1)，其中，所述第二电机(50)连接至所述第一齿轮元件，使得所述第一齿轮元件比所述第二电机(50)的转子旋转得更慢。

12.根据前述权利要求中任一项所述的动力总成(1)，进一步包括印刷电路板(60)，并且其中所述第一电机(40)的角位置的测量元件包括第一传感器(41)，所述第二电机(50)的角位置的测量元件包括第二传感器(51)，所述第一传感器(41)和所述第二传感器(51)优选地布置在所述印刷电路板(60)上。

13.根据前述权利要求中任一项所述的动力总成(1)，进一步包括第二单向离合器(72)，其布置成防止所述第二电机(50)在与所述踏板车辆的向前运动相对应的旋转方向上驱动所述曲柄轴(2)。

14.根据前述权利要求中任一项所述的动力总成(1)，进一步包括以下中的至少一个：

所述第一电机(40)的角位置的测量元件；

所述第二电机(50)的角位置的测量元件；

所述第一电机(40)的电流的测量元件；以及

所述第二电机(50)的电流的测量元件。

15.根据前述权利要求中任一项所述的动力总成(1)，进一步包括控制单元，其连接至所述第一电机(40)、所述第二电机(50)，并且被配置为优选地根据所述第一电机(40)的角位置、所述第二电机(50)的角位置、所述第一电机(40)的电流以及所述第二电机(50)的电流来控制所述第一电机(40)和所述第二电机(50)，该控制单元优选地被配置为根据电流控制或转矩控制来控制所述第二电机(50)，并且根据角位置控制或角速度控制来控制所述第一电机(40)。

16.一种踏板车辆，其包括根据前述权利要求中任一项所述的动力总成(1)。