TWI786171B

TWI786171B - 動力系統與包含動力系統之踏板車

Info

Publication number: TWI786171B
Application number: TW107129872A
Authority: TW
Inventors: 亞瑟德列佛; 賽門古弗林
Original assignee: 比利時商Ｅ2驅動器公司
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2022-12-11
Also published as: BE1025518A1; JP2020531363A; PT3676166T; WO2019043123A1; JP7319249B2; CN111247064B; ES2922307T3; CN111247064A; TW201930132A; EP3676166A1; PL3676166T3; EP4043329A1; BE1025518B1; US20200198727A1; US11383791B2; EP3676166B1

Abstract

本發明係關於一種用於一踏板車之動力系統(1)。該動力系統(1)包含圍繞一第一旋轉軸線(25)旋轉之一曲柄軸(2)及一輸出鏈輪(3)。該曲柄軸(2)與該輸出鏈輪(3)之間之耦合穿過一行星齒輪系統，該行星齒輪系統包含圍繞自該第一旋轉軸線(25)空間偏移之一第二旋轉軸線(15)旋轉之一環形齒輪(11)、一行星齒輪架(12)及一恆星齒輪(13)。

Description

動力系統與包含動力系統之踏板車

本發明係關於一種用於一踏板車，特定言之，用於自行車或電動自行車，之動力系統。

文件WO2016/034574描述一種用於自行車之動力系統，其包括一行星齒輪系統、一曲柄軸、一輸出鏈輪、一第一馬達及一第二馬達。行星齒輪系統包括一環形齒輪、一恆星齒輪及一行星齒輪架。

在此系統中，行星齒輪架包括生產組裝複雜且昂貴之雙行星齒輪。

本發明之一目的係提供一種製造簡單、輕質堅固且體型小巧之踏板車動力系統。

為此，本發明提出一種用於一踏板車之動力系統，其包括：.一曲柄軸，其經設計以圍繞一第一旋轉軸線旋轉，.一輸出鏈輪，其經設計以圍繞該第一旋轉軸線旋轉，.一第一馬達，.一第二馬達， .該第一馬達之一角位置之一量測元件，.該第二馬達之一角位置之一量測元件，.該第一馬達之一電流之一量測元件，.該第二馬達之一電流之一量測元件，.一控制單元，其連接至該第一馬達、該第二馬達且經設計以根據該第一馬達之該角位置、該第二馬達之該角位置、該第一馬達之該電流及該第二馬達之該電流來控制該第一馬達及該第二馬達，該控制單元經設計以根據一電流或轉矩控制來控制該第二馬達，.一行星齒輪系統，其包含一第一齒輪傳動元件、一第二齒輪傳動元件及一恆星齒輪，該曲柄軸及該第二馬達經由該第一齒輪傳動元件連接至該行星齒輪組以形成至該行星齒輪組之一第一輸入，該第一馬達經由該恆星齒輪連接至該行星齒輪組以形成至該行星齒輪組之一第二輸入，該第二齒輪傳動元件將該行星齒輪組連接至該輸出鏈輪以形成來自該行星齒輪組之一輸出，該動力系統之特徵在於：.該控制單元經設計以根據一角位置或一角速度控制來控制該第一馬達，.該第一齒輪傳動元件、該第二齒輪傳動元件及該恆星齒輪經設計以圍繞不同於該第一旋轉軸線之一第二旋轉軸線旋轉。

在根據本發明之動力系統中，該第一齒輪傳動元件、該第二齒輪傳動元件及該恆星齒輪具有自該曲柄軸及該輸出鏈輪之該旋轉軸線空間偏移之一旋轉軸線。此允許該恆星齒輪之大小與該曲柄軸之直徑無關。此亦允許安裝具有較小直徑之一恆星齒輪且因此提高行星齒輪比。因此，可在不使用雙行星齒輪的情況下得到該行星齒輪組之一足夠比率。此允許該動力系統更易於製造、更易於組裝且變得更便宜。

根據本發明之動力系統亦允許得到該第一馬達與該輸出鏈輪之間之一大減速比。其實，此減速比取決於行星齒輪組比及該第二齒輪傳動元件與該輸出鏈輪之間之減速比。

該動力系統之一優點在於：其允許得到該曲柄軸與該行星齒輪組之該第一齒輪傳動元件之間之一齒輪比。因此，該行星齒輪組之全部元件更快且使用更小轉矩來旋轉。此減小全部元件遭受之機械應力。

根據本發明之動力系統之另一優點在於：可將一位置感測器容易地放置於第一馬達軸之中心，此係因為該第一馬達軸不同於該曲柄軸。

根據本發明之動力系統之另一優點在於：該第一馬達可相對較簡單，此係因為其軸不同於該曲柄軸。

根據本發明之動力系統之另一優點在於：其將電輔助設備及一自動傳動箱組合於一相同外殼中。

根據本發明之動力系統之另一優點在於：其提供一連續可變傳動比。

該曲柄軸及該輸出鏈輪具有相同旋轉軸線之事實允許該曲柄軸不妨礙將該輸出鏈輪連結至後輪之鏈條。此允許該鏈條較短。此亦使該動力系統很自由地定位於該踏板車上。再者，此允許最小化該曲柄軸與該後輪之間之空間以可更好操縱該踏板車。

值得注意的是，一位置控制與一速度控制之間無根本區別，此係因為該兩個值之間存在一直接數學關係。角速度係角位置之時間導數。例如，控制一馬達以使其依一恆定角速度旋轉相同於控制一馬達以使其跟隨依據時間而線性變化之一角位置。

較佳地，該第一旋轉軸線及該第二旋轉軸線係平行的。較佳地，該第二馬達之該旋轉軸線亦與該第一旋轉軸線及該第二旋轉軸線平行。

在本發明之範疇內，兩個連接或連結元件可直接或間接連接或連結。例如，其等可經由至少一中間齒輪、皮帶或滾輪直接或間接嚙合。

在本發明之範疇內，術語「輸入」及「輸出」應被理解為意指一電影鏈內之一輸入及一輸出。一輸入宜為一機械動力輸入且一輸出宜為一機械動力輸出。

在本發明之範疇內，該行星齒輪組比係該行星齒輪組之減速比。就具有單行星齒輪之一行星齒輪組而言，該行星齒輪組比係該環形齒輪之直徑與該恆星齒輪之直徑之間之比率。

在本發明之範疇內，一踏板車可為(例如)一自行車、一輕型機踏車、一三輪車。

在本發明之範疇內，一齒輪傳動元件可為(例如)一齒輪或彼此機械施加轉矩或嚙合之複數個齒輪。

在本發明之範疇內，「經設計以圍繞一旋轉軸線旋轉」之一元件宜為基本圍繞此軸線對稱之一元件。

在本發明之範疇內，兩個物件之間之一「固定比」意謂其等旋轉速度呈一恆定比。

在本發明之範疇內，「動力系統之齒輪比」係指存在於該曲柄軸與該輸出鏈輪之間之齒輪比。

在本發明之範疇內，「動力系統之輔助程度」係指由電輔助設備給予之動力部分比由騎車人給予之動力。其可計算為兩個馬達砂之動力除以兩個馬達砂動力及騎車人動力之總和。其亦可被稱為「輔助程度參數」。其係可由該騎車人經由一控制介面手動控制或由該控制單元根據其他參數自動運算之一參數。

在本發明之範疇內，一雙行星齒輪包含依固定方式同心附接之一大齒輪及小齒輪。

在本發明之範疇內，角位置之一量測等效於角速度之一量測。其實，根據本發明之動力系統宜包含用於自該等馬達之一者之角位置判定此馬達之角速度之一構件。

在本發明之範疇內，電流之一量測等效於轉矩之一量測。其實，根據本發明之動力系統宜包含用於自供應至該等馬達之一者之電流判定此馬達之轉矩之一構件。

該行星齒輪系統包含一環形齒輪、一行星齒輪架及一恆星齒輪。該行星齒輪架包含數個行星齒輪。該恆星齒輪亦可被稱為內恆星齒輪或恆星齒輪。該環形齒輪亦可被稱為外環形齒輪。該恆星齒輪及該環形齒輪宜經由該等行星齒輪連接。

較佳地，該行星齒輪架僅包含單行星齒輪。其實，根據本發明之動力系統允許避免使用雙行星齒輪。

該第一馬達包含一轉子及一定子。該第二馬達包含一轉子及一定子。該第一馬達之該轉子經由該恆星齒輪連接至該行星齒輪組。該第二馬達之該轉子經由該第一齒輪傳動元件連接至該行星齒輪組。

較佳地，該第一馬達之該轉子經設計以根據該第二旋轉軸線旋轉。較佳地，該第二馬達之該轉子經設計以根據不同於該第一旋轉軸線及該第二旋轉軸線之一第三旋轉軸線旋轉。

較佳地，該動力系統包含該控制單元放置於其上之一印刷電路板。

較佳地，該動力系統包含一或若干電池。

較佳地，該輸出鏈輪固定至圍繞該曲柄軸配置且與該曲柄軸同軸之一中空軸件。

在本發明之一實施例中，該輸出鏈輪宜藉由一鏈條、一軸件傳動裝置或一皮帶連結至該踏板車之一後輪小齒輪。

該曲柄軸之旋轉來自使用該踏板車之一騎車人之踩踏移動。使用將該曲柄軸用作輸入之一行星齒輪組允許改變由該騎車人提供之旋轉與該輸出鏈輪之旋轉之間之齒輪比。

在本發明之一實施例中，該第一馬達之作用係管理該動力系統之齒輪比。其之一功能係提供一給定傳動比。此傳動比係該曲柄軸之角速度與該輸出鏈輪之角速度之間之比率。例如，此傳動比可基於由該踏板車使用者提供之速度比參數來判定或由該控制單元判定以向該騎車人提供一自動變速。此判定可由一變速演算法達成。該第一馬達宜由角位置或角速度控制，例如經由控制該第一馬達之該控制單元控制以遵守一角位置或角速度設定值。

在本發明之一實施例中，該第二馬達之作用係管理該動力系統之適當輔助程度。其之一功能係藉由對該曲柄增加轉矩來輔助該騎車人移動。較佳地，由該控制單元尤其基於一輔助程度參數來判定輔助程度。該輔助程度參數可由該使用者判定或由該動力系統之該控制單元自動判定。較佳地，該輔助程度與該動力系統之齒輪比無關。該第二馬達宜由電流或轉矩控制，例如經由控制該第二馬達之該控制單元控制以遵守一電流或轉矩設定值。

較佳地，該控制單元電連接至該第一馬達之一角位置之該量測元件、該第二馬達之一角位置之該量測元件、供應至該第一馬達之一電流之該量測元件及供應至該第二馬達之一電流之該量測元件。

例如，在本發明之第一實施例中，可依以下方式進行控制該第一馬達及該第二馬達。

該自行車後輪之角速度ω_R與該輸出鏈輪之角速度ω_plat成比例：ω _R=R _R.ω _plat其中R_R係該自行車後輪之角速度與該輸出鏈輪之角速度之間之傳動比。

該輸出鏈輪之角速度給出如下：

其中R_out係該行星齒輪架與該輸出鏈輪之間之比率，R_C係該曲柄軸與該環形齒輪之間之比率，ω_M1係該第一馬達之角速度，ω_ped係該曲柄之角速度，且R係該行星齒輪組之減速比。

該曲柄角速度可自該第二馬達之一量測角速度

判定如下：

其中R_M2係該第二馬達與該環形齒輪之間之減速比。

該控制單元依賴一速度比參數GC(中文為齒輪係數)及第二馬達之一量測角速度

來判定施加於該第一馬達之角速度

：

使得當參數GC恆定時，該後輪之角速度與該曲柄之角速度成比例：

因此，

係施加於該第一馬達之一角速度設定值。依相同方式，可藉由將一位置設定值(該值僅為此速度設定值

之積分)賦予該第一馬達來控制該第一馬達。

該第一馬達之轉矩C_M1給出如下：

其中C_ped係曲柄轉矩且C_plat係輸出鏈輪轉矩。

吾人可考量一輔助程度參數AF(中文為輔助因數)(例如)等於電功率與供應至該輸出鏈輪之總能量之比率：

由於考量功率等於轉矩乘以角速度，所以可基於該第一馬達轉矩C_M1自以下方程式判定足以達到所要輔助程度參數之該第二馬達之轉矩：

因此，

係施加於該第二馬達之一轉矩或電流設定值。

較佳地，馬達控制係使用資訊回饋之一控制，亦稱為回饋控制。

根據本發明之動力系統可操作為倒煞車(coaster brake)，其允許恢復制動能以給電池再充電。較佳地，該動力系統接著經設計使得該後輪能夠驅動該鏈條以將移動傳動至該輸出鏈輪上。此可(例如)藉由依一固定方式將該後輪之該小齒輪安裝於該後輪之輪轂上來實現。因此，若該踏板車下坡，則該鏈條旋轉且驅動該輸出鏈輪。此將引起該第一馬達及/或該曲柄沿正常操作方向旋轉。若該騎車人想要剎車，其可向後啟動該曲柄，即，沿與該正常操作方向相反之方向。曲柄位置可由該第二馬達之該角位置量測元件(例如該第二感測器)判定。較佳地，該第二馬達不由該控制單元控制。較佳地，該第一馬達由轉矩或電流控制，其中一負轉矩設定值對應於馬達充當一發電機之事實。此負轉矩設定值宜與由該曲柄執行之一負角度成比例。在該騎車人向後啟動該曲柄時，將此角度之量測設定為零。因此，在該騎車人向後啟動該曲柄時，該第一馬達開始制動該自行車。因此，該騎車人感覺到與該第一馬達之制動轉矩成比例之一轉矩引領該曲柄向前返回。因此，該動力系統係一穩定系統。該騎車人越向後推動，該第一馬達制動越多。若該騎車人釋放該曲柄上之向後壓力，則該曲柄向前返回且該第一馬達停止制動該自行車。若該輸出鏈輪連接至該行星齒輪架，則該行星齒輪架充當一差動齒輪。因此，該動力系統趨向於使該第一馬達沿該正常操作方向旋轉。此時，該第一馬達被控制為一發電機以制動該自行車且因此將電力傳輸至該電池。此系統可(例如)藉由倒踏踏板來啟動，如魚雷系統。可根據該騎車人施加之倒踏力來控制制動力及因此控制供應至該電池之能量。

在本發明之一第一實施例中，該第一齒輪傳動元件係該行星齒輪組之一環形齒輪且該第二齒輪傳動元件係該行星齒輪組之一行星齒輪架。

根據此實施例，該曲柄軸宜依一固定比連接至該環形齒輪；該第二馬達之該轉子宜依一固定比連接至該環形齒輪；該第一馬達之該轉子宜依一固定比連接至該恆星齒輪；該恆星齒輪及該環形齒輪形成至該行星齒輪組之兩個輸入，該行星齒輪架形成該行星齒輪組之一輸出；該行星齒輪架宜依一固定比連接至該輸出鏈輪。

在本發明之一第二實施例中，該第一齒輪傳動元件係該行星齒輪組之一行星齒輪架且該第二齒輪傳動元件係該行星齒輪組之一環形齒輪。

根據此實施例，該曲柄軸宜依一固定比連接至該行星齒輪架；該第二馬達之該轉子宜依一固定比連接至該行星齒輪架；該第一馬達之該轉子宜依一固定比連接至該恆星齒輪；該行星齒輪架及該恆星齒輪形成該行星齒輪組之兩個輸入；該環形齒輪形成該行星齒輪組之一輸出，該環形齒輪宜依一固定比連接至該輸出鏈輪。

在本發明之一實施例中，該曲柄軸與該第一齒輪傳動元件直接嚙合，及/或該第二馬達之一轉子與該第一齒輪傳動元件直接嚙合，及/或該第一馬達之一轉子依一固定方式附接至該恆星齒輪，及/或該第二齒輪傳動元件與該輸出鏈輪直接嚙合。

在本發明之一實施例中，該控制單元經設計以尤其根據一速度比參數(GC)來控制該第一馬達。

在本發明之一實施例中，該控制單元經設計以判定一旋轉速度設定值且將該旋轉速度設定值施加於該第一馬達，該旋轉速度設定值被判定為直接與由該第二馬達之該角位置量測元件獲取之該第二馬達之該旋轉速度及該速度比參數(GC)成正比。

在本發明之一實施例中，該控制單元尤其根據該動力系統之該速度比參數(GC)及該輔助程度參數(AF)來控制該第二馬達。

在本發明之一實施例中，該控制單元經設計以判定一電流或轉矩設定值且將該電流或轉矩設定值施加於該第二馬達，該電流或轉矩設定值被判定為直接與由該第一馬達之該電流量測元件獲取之該第一馬達之該轉矩或電流成正比且根據該動力系統之該速度比參數(GC)及該動力系統之該輔助程度參數(AF)來判定。

在本發明之一實施例中，該曲柄軸及該第一齒輪傳動元件經連接使得該第一齒輪傳動元件比該曲柄軸旋轉更快。

此允許一減小(提高速度)。因此，該行星齒輪組遭受很小機械應力，因為轉矩較低。

在本發明之一實施例中，該輸出鏈輪及該第二齒輪傳動元件經連接使得該第二齒輪傳動元件比該輸出鏈輪旋轉更快。

此允許一減小。因此，該行星齒輪組遭受一相對較低轉矩。

在本發明之一實施例中，該第二馬達連接至該第一齒輪傳動元件，使得該第一齒輪傳動元件比該第二馬達之一轉子旋轉更慢。此允許減小轉矩且提高該第二馬達之轉子旋轉速度且因此最小化該第二馬達之大小。

在本發明之一實施例中，該動力系統尤其包含一印刷電路板且該第一馬達之該角位置量測元件包含一第一感測器，該第二馬達之該角位置量測元件包含一第二感測器，該第一感測器及該第二感測器宜放置於該印刷電路板上。

該印刷電路板宜為平面。

較佳地，一第一磁鐵定位於該第一馬達之轉子旋轉軸線之一末端處。該第一感測器宜放置於該第一磁鐵前面。此允許容易地量測該第一馬達之該角位置及/或該角速度。

較佳地，一第二磁鐵定位於該第二馬達之轉子旋轉軸線之一末端處。該第二感測器宜放置於該第二磁鐵前面。此允許容易地量測該第二馬達之該角位置及/或該角速度。

在本發明之一實施例中，該動力系統尤其包含經定位以允許一機械動力自該曲柄軸傳動至該輸出鏈輪之一單向離合器。不同位置可用於該第一單向離合器。

該第一單向離合器之一功能係允許一純機械動力自該曲柄軸傳動至該輸出鏈輪，即使馬達不在運行。因此，若馬達失效，則該騎車人可一直踩踏回家。較佳地，此操作模式對應於最小機械傳動比。此最小機械傳動比亦用於該騎車人爬陡坡時。

在本發明之一較佳實施例中，該第一單向離合器宜直接定位於該曲柄軸與該輸出鏈輪之間以防止該輸出鏈輪比該曲柄軸旋轉更慢。

此允許避免該曲柄軸比該輸出鏈輪旋轉更快。在受阻位置中，該曲柄軸直接驅動該輸出鏈輪。在自由位置中，該輸出鏈輪可比該曲柄軸旋轉更快。此位置允許達成該動力系統之一特低第一齒輪比。

在本發明之一實施例中，該第一單向離合器定位於該環形齒輪與該行星齒輪架之間以防止該行星齒輪架比該環形齒輪旋轉更慢。

在本發明之一實施例中，該第一單向離合器定位於該第一馬達之該轉子與相對於該車之車架固定之一元件之間以防止該第一馬達之該轉子沿一方向旋轉。相對於該車之車架固定之該元件係(例如)該第一馬達或該動力系統之一外殼。

在本發明之一實施例中，該動力系統亦包含經放置以防止由該第二馬達沿對應於該踏板車之一向前移動之一旋轉方向驅動該曲柄軸之一第二單向離合器。

本發明亦提出一種踏板車，其包含根據本發明之實施例之一者之一動力系統。

1:動力系統

2:曲柄軸

3:輸出鏈輪

11:環形齒輪

12:行星齒輪架

13:恆星齒輪

15:第二旋轉軸線

16:行星齒輪

21:曲柄臂

22:第一齒輪

23:第二齒輪

24:第三齒輪

25:第一旋轉軸線

28:第四齒輪

29:第五齒輪

35:第三旋轉軸線

40:第一馬達

41:第一感測器

43:第一磁鐵

45:外殼

46:定子

47:轉子

48:磁鐵

50:第二馬達

51:第二感測器

53:第二磁鐵

56:定子

57:轉子

58:磁鐵

60:印刷電路板

71:第一單向離合器

72:第二單向離合器

101:動力系統

102:小齒輪

103:大齒輪

104:皮帶

105:曲柄軸

106:行星齒輪組

將在閱讀吾人參考附圖來理解之[實施方式]時明白本發明之其他特性及優點，其中：-圖1繪示根據本發明之一第一實施例之一第一變體之一動力系統1；-圖2繪示本發明之第一實施例之一第二變體；-圖3繪示本發明之第一實施例之一第三變體；-圖4繪示本發明之第一實施例之一第四變體；-圖5繪示根據本發明之一第二實施例之一動力系統；及-圖6繪示動力系統之另一實例。

藉由特定認識及參考圖式來描述本發明，但本發明不限於此。所描述之圖式僅供示意且不具限制性。

在本發明之內文中，術語「第一」及「第二」僅用於區分不同元件但不隱含此等元件之順序。

在圖式中，相同或類似元件具有相同元件符號。

圖1至圖4繪示根據本發明之一第一實施例之四個變體之一動力系統1。圖5繪示根據本發明之一第二實施例之一動力系統1。

動力系統1包含具有相同旋轉軸線25之一曲柄軸2及一輸出鏈輪3。此軸線可被稱為第一旋轉軸線25。較佳地，曲柄軸2固定至兩個曲柄臂21。

動力系統1包含一第一馬達40及一第二馬達50。第一馬達40包含一定子46及包含磁鐵48之一轉子47。轉子47經設計以圍繞一第二旋轉軸線15旋轉。第二馬達50包含一定子56及包含磁鐵58之一轉子57。轉子57經設計以圍繞一第三旋轉軸線35旋轉。

動力系統1包含第一馬達40之一電流之一量測元件及第二馬達50之一電流之一量測元件。

動力系統1亦包含宜固定至一印刷電路板60之一控制單元。印刷電路板60宜定位成垂直於第二旋轉軸線15及第三旋轉軸線35。

較佳地，一第一磁鐵43固定至第一馬達40之一軸件之一末端且一第二磁鐵53固定至第二馬達50之一軸件之一末端。

較佳地，一第一感測器41固定至印刷電路板60，大致與第二旋轉軸線15排成一行。第一感測器41及第一磁鐵43係第一馬達40之一角位置之一量測元件之部分。

較佳地，一第二感測器51固定至印刷電路板60，大致與第三旋轉軸線35排成一行。第二感測器51及第二磁鐵53係第二馬達50之一角位置之一量測元件之部分。

控制單元根據第一馬達40之角位置、第二馬達50之角位置、第一馬達40之電流及第二馬達50之電流(此等資訊已被量測元件供應至控制單元)來控制第一馬達40及第二馬達50。

控制單元藉由電流或轉矩來控制第二馬達50。控制單元藉由角位置或角速度來控制第一馬達40。

動力系統1包含一行星齒輪組，其包含一第一齒輪傳動元件、一第二齒輪傳動元件及一恆星齒輪13。

在本發明之第一實施例(圖1至圖4)中，第一齒輪傳動元件係一環形齒輪11且第二齒輪傳動元件係一行星齒輪架12。較佳地，行星齒輪架12包含至少一行星齒輪16。較佳地，環形齒輪11嚙合於至少一行星齒輪16上。較佳地，恆星齒輪13嚙合於至少一行星齒輪16上。

在本發明之一實施例中，一第一齒輪22依一固定方式附接至曲柄軸2。第一齒輪22與一第二齒輪23嚙合。第二齒輪23依一固定方式附接至環形齒輪11。較佳地，第一齒輪22具有大於第二齒輪23之直徑之一直徑。

在本發明之一實施例中，一第三齒輪24依一固定方式附接至輸出鏈輪3。第三齒輪24與一第四齒輪28嚙合。第四齒輪28依一固定方式附接至行星齒輪架12以與行星齒輪架12一起旋轉。較佳地，第三齒輪24具有大於第四齒輪28之直徑之一直徑。

在本發明之一實施例中，一第五齒輪29耦合(宜固定)至第二馬達50之轉子57以與此轉子57一起旋轉。第五齒輪29與環形齒輪11嚙合。

在正常操作中，根據本發明之第一實施例之動力系統依以下方式操作。曲柄軸2及第二馬達50驅動環形齒輪11。環形齒輪11係行星齒輪組之一第一輸入。第一馬達40驅動恆星齒輪13，恆星齒輪13係行星齒輪組之一第二輸入。環形齒輪11及恆星齒輪13驅動行星齒輪架12，行星齒輪架12係行星齒輪組之一輸出。行星齒輪架12驅動輸出鏈輪3。

較佳地，根據本發明之動力系統1包含至少一單向離合器。

在圖1至圖4所繪示之本發明之第一實施例之四個變體及圖5所繪示之本發明之第二實施例中，動力系統1包含一第一單向離合器71，其具有即使在馬達40、50不運行但允許一純機械動力自曲柄軸2傳動至輸出鏈輪3之功能。

在本發明之第一實施例之第一變體(圖1)及第四變體(圖4)中，第一單向離合器71定位於曲柄軸2與輸出鏈輪3之間。例如，第一單向離合器71可定位於第一齒輪22與第三齒輪24之間。在受阻位置中，單向離合器71使曲柄軸2依一固定方式附接至輸出鏈輪3。在自由位置中，輸出鏈輪3比曲柄軸2更快地自由旋轉。

在本發明之第一實施例之第二變體(圖2)中，第一單向離合器71定位於環形齒輪11與行星齒輪架12之間。因此，其允許避免行星齒輪架12比環形齒輪11旋轉更慢。在受阻位置中，單向離合器71使環形齒輪11依一固定方式附接至行星齒輪架12。在自由位置中，行星齒輪架12比環形齒輪11更快地自由旋轉。

在本發明之第一實施例之第三變體(圖3)中，第一單向離合器71定位於第一馬達40之轉子47與動力系統之外殼45(其固定至車之車架)之間。在受阻位置中，單向離合器71使轉子47依一固定方式附接至外殼45。因此，轉子47之速度被限為零。在自由位置中，轉子47比外殼45更快地自由旋轉。

根據本發明之動力系統1亦可包含一第二單向離合器72，其功能係防止第二轉子50向前驅動曲柄軸2。圖4中表示第二單向離合器72之一可能。第二單向離合器72與圖1至圖3中所繪示之第一單向離合器71之不同位置相容。

第二單向離合器72可(例如)定位於第一齒輪22與曲柄軸2之間。第二單向離合器72在向前啟動曲柄軸2時驅動第一齒輪22，但第一齒輪22無法驅動曲柄軸2向前。

第二單向離合器72提供更多控制靈活性，此係因為第二馬達50可因第二單向離合器72而在不啟動曲柄軸2的情況下旋轉。此允許(例如)在騎車人不啟動曲柄的情況下藉助一調節閥來實現機動化。

圖5繪示根據本發明之一第二實施例之一動力系統1。本發明之第二實施例與本發明之第一實施例之主要不同點為行星齒輪組之配置。下文將不再詳細描述圖5及圖1中之相同及類似元件。

在本發明之第二實施例中，第一齒輪傳動元件係一行星齒輪架12且第二齒輪傳動元件係一環形齒輪11。較佳地，行星齒輪架12包含至少一行星齒輪16。較佳地，環形齒輪11嚙合於至少一行星齒輪16上。較佳地，恆星齒輪13嚙合於至少一行星齒輪16上。

在圖5所繪示之實施例中，一第一齒輪22耦合(宜固定)至曲柄軸2以與曲柄軸2一起旋轉。第一齒輪22與一第二齒輪23嚙合。第二齒輪23耦合(宜固定)至行星齒輪架12以與行星齒輪架12一起旋轉。較佳地，第一齒輪22具有大於第二齒輪23之直徑之一直徑。

在圖5所繪示之實施例中，一第三齒輪24耦合(宜固定)至輸出鏈輪3或固定至輸出鏈輪3之中空軸件以與輸出鏈輪3一起旋轉。第三齒輪24與一第四齒輪28嚙合。第四齒輪28耦合(宜固定)至環形齒輪11以與環形齒輪11一起旋轉。較佳地，第三齒輪24具有大於第四齒輪28之直徑之一直徑。

在正常操作中，根據本發明之第二實施例之動力系統依以下方式操作。曲柄軸2及第二馬達50驅動行星齒輪架12。行星齒輪架12係行星齒輪組之一第一輸入。第一馬達40驅動恆星齒輪13，恆星齒輪13係行星齒輪組之一第二輸入。恆星齒輪13驅動行星齒輪架12。行星齒輪架12驅動環形齒輪11，環形齒輪11係行星齒輪組之一輸出。環形齒輪11驅動輸出鏈輪3。

較佳地，根據本發明之第二實施例之動力系統1包含一單向離合器71，其具有即使馬達40、50不運行但允許一純機械動力自曲柄軸2傳動至輸出鏈輪3之一功能。較佳地，第一單向離合器71定位於曲柄軸2與輸出鏈輪3之間。第一單向離合器71亦可定位於第一馬達40之轉子與第一馬達40之馬達外殼之間。

根據本發明之第二實施例之動力系統1亦可包含具有防止第二馬達50驅動曲柄軸2之一功能之一第二單向離合器。

值得注意的是，根據本發明之動力系統之配置與文件WO2013/160477中所描述之動力系統之變體或已知動力系統之其他變體相容。

圖6繪示動力系統101之另一實例。此實例非常類似於參考文件WO2016/034574之圖6所描述之動力系統。本發明之圖6中所繪示之動力系統之一特性在於：曲柄軸105與行星齒輪組106之間之連接經由一大齒輪103及一小齒輪102(其等經由一皮帶104或一鏈條耦合)實現。

換言之，本發明涉及一種用於踏板車之動力系統1。動力系統1包含圍繞一第一旋轉軸線25旋轉之一曲柄軸2及一輸出鏈輪3。曲柄軸2與輸出鏈輪3之間之耦合穿過一行星齒輪組，該行星齒輪組包含圍繞相對於第一旋轉軸線25空間偏移之一第二旋轉軸線15旋轉之一環形齒輪11、一行星齒輪架12及一恆星齒輪13。

已結合特定實施例來描述本發明，該等實施例僅供說明且不應被視為限制。一般而言，本發明不受限於上文所繪示及/或描述之實例。動詞「包括」、「包含」、「含有」或任何其他變體及其詞形變化之使用絕不排除存在除所提及之元件之外之元件。用於引入一元素之不定冠詞「一」或定冠詞「該」之使用不排除存在複數個此等元素。申請專利範圍中之元件符號不限制其範疇。