[发明专利]用于踏板车辆的动力系统

说明书

本发明提供一种用于踏板车辆的动力系统，其包含第一电机及第二电机以及具有行星齿轮托架、环形齿轮及太阳齿轮的行星齿轮装置，该第一电机连接至该行星齿轮装置，该动力系统还包含该环形齿轮连接至以建立至该行星齿轮装置的第一输入端的曲柄轴，该第二电机齿轮啮合至该曲柄轴，控制单元经设计以根据角位设定点调节该第一电机，并根据电流或扭矩设定点调节该第二电机。

技术领域

本发明系涉及用于踏板车辆(尤其是，脚踏车)的动力系统，该动力系统包含第一及第二电机及具有行星齿轮托架、环形齿轮及太阳齿轮的行星齿轮系统，且提供两功能，即，电力辅助及用于改变速度比的电动系统，其中在踏板与来自由传动元件连接车轮的外壳的输出端之间定义速度比。

背景技术

此动力系统能够与两个电机促成的蹬车扭矩(蹬车动力)成比例地提供电力辅助。使用第一电机以便在踏板与输出链环之间提供某一速度比。使用第二电机以便确保维持由骑脚踏车者所选择的辅助等级。

自专利申请WO 2013/160477已知此动力系统。如该申请案中所描述，第一及第二电机分别装备有第一及第二传感器，每一传感器设计为测量其与之相关联的电机的角速度。第一及第二传感器连接至控制单元，设计为测量正由骑脚踏车者推进的脚踏车的速度的第三传感器也连接至该控制单元，且动力系统包含测量元件，该测量元件设计为产生指示由第一电机所供应的扭矩的测量信号，控制单元设计为基于由传感器所测量的速度及预设的设定点以及指示扭矩的测量信号产生第一及第二控制信号，该第一控制信号为发送至第一电机的旋转速度调节信号，且该第二控制信号为发送至第二电机的扭矩调节信号。

已知动力系统的一个缺点为第一电机归因于速度测量系统及指派给其的调节器的设定点的值的受限的动态回应能力。该第一电机的回应的此延迟限制可自踏板传送至系统的输出链环的扭矩量，且引起使用者似乎觉得陌生的打滑感觉。实际上，如已知动力系统的专利申请中所描述，提供至第一电机的控制信号为取决于由第二电机的测量系统所测量的速度的速度设定点。大体上凭借(任何种类的)位置传感器执行对诸如电动电机的转子的旋转组件的速度的测量，后处理来自传感器的信号以获得旋转速度值。进行此操作的最简单方式为测量两个位置之间的时间并通过该时间划分此等两个位置之间的角度。此程序具有使位置在时间上偏移的效果，此情况将时间滞后引入测量中且预示添加测量噪声。因此，滤波此信号以使其较连续有时是优选的，此情况进一步带来时间滞后。此测量时间滞后限制由第一电机速度调节器所提供的益处，由于滞后减损其动态范围。使用高解析度位置传感器(用于第一电机及第二电机)是必要的，以便增加第一电机的控制动态范围。

发明内容

为此目的，根据本发明的动力系统的特征在于第二电机与曲柄轴啮合且第一电机连接至太阳齿轮，行星齿轮托架连接至动力系统的输出链环且环形齿轮连接至踏板。

由于第一及第二电机分别装备有第一及第二传感器，每一传感器设计为测量其指派给的电机的角位，该第一及第二传感器连接至也与第三传感器连接的控制单元，该第三传感器设计为测量脚踏车由骑脚踏车者推进的速度，因此该动力系统包含分别经设计以产生分别横跨第一及第二电机的绕组传递的电流测量信号(DC电机中的扭矩影像)的第一及第二测量元件，且该控制单元设计为基于由传感器所测量的角位、穿过电机绕组的电流及其他系数调节两个电机。根据为第二电机的角位及具体针对所要速度比的系数的函数的角位设定点以封闭回路调节第一电机。根据为该第一电机的电流及所要辅助等级(所供应电功率与车轮处的总功率之比)的函数的电流设定点(扭矩影像)以封闭回路调节第二电机。