TWI534037B - 二輪中置動力電動車之自動變檔系統 - Google Patents

Description

二輪中置動力電動車之自動變檔系統

本發明係提供一種二輪中置動力電動車之自動變檔系統，尤指一種具中置動力馬達之二輪中置動力電動車之自動變檔系統，其係藉由感測二輪電動車之行駛狀態，經處理單元分析檢知信號及濾除雜訊後，進而使該二輪電動車自動切換檔位，以改變電動車之驅動力者。

按，近年來對環保的重視，替代能源成為綠色能源科技主要研發的目標之一，其中，以石油作為動力的交通工具，為現行民生必需品，而石油燃料所造成的空氣汙染係當前世界各國所欲積極改善的問題，也因此造就自行車的崛起，為增強自行車的機動性、便利性及實用性而發展出電動自行車及電動車，其相關產業因而分別針對增進電動自行車及電動車性能之標的，且研發使其達到節能減碳及防止空氣汙染之主要目標。

習用電動自行車及電動車於具有坡度之地形行駛時，概如中華民國發明專利證書第570880號之「電動助行車坡度動力控制方法與坡度感測系統」，其係一坡度感測系統作電動車所處地形坡度的感測與判別，若感測為平地，則控制馬達作一般輔助力處理，若感測為上坡，則使馬達控制器控制馬達增加電 助力；若感測為下坡，則將電力轉換成磁阻煞車以作為輔助減速者，其結構概如本發明第一圖所示，該坡度感測系統10係電性連結一馬達控制器20，該馬達控制器20則電性連結於一馬達30，當該坡度感測系統10感測電動車所處地形坡度後，即透過馬達控制器20改變輸入該馬達30之電流值，進而改變馬達30之扭力而驅動該二輪電動車；惟此，由前、後輪驅動，而非由中置動力馬達驅動之二輪電動車，其並無透過變速器變檔的能力，因此僅能藉由改變輸入該馬達30之電流，進而改變馬達30之扭力與速度，故必然存在續航力不足及無法提供足夠扭力等嚴重之缺失。

再者，無論係中置馬達系統或前、後輪驅動之電動車，其於斜坡地形行駛時，該地形可能呈崎嶇顛簸之路面，導致坡度感測系統之感測顛簸之路面之雜訊，使馬達控制器提供不穩定之電流與動力，其將危及使用者之行車安全；如上述中華民國發明專利證書第570880號「電動助行車坡度動力控制方法與坡度感測系統」，其結構概如本發明第二圖所示，該坡度感測系統10具有一基座101，其設有一支桿102，該支桿102穿軸並設機械阻尼而樞設一擺架103，該擺架103兩對應端各設一磁鐵1031，而該基座101上設二分別對應該等磁鐵1031對應之線性感測器104，該等線性感測器104係與坡度處理電路連通，藉由線性感測器104感測該等磁鐵1031之相對距離位置 而產生電位訊號，而由坡度處理電路轉換成坡度訊號，再將坡度訊號傳予馬達控制器20改變馬達30之電流值，然而，該坡度感測系統10之擺架103易受路面顛簸而不穩定晃動，即使具有機械阻尼機制亦無法準確該地形之真實斜率，使傳輸含有因顛簸產生雜訊之坡度訊號予馬達控制器20，使馬達控制器20產生不穩定之訊號予該馬達30，而致馬達驅動力不穩，進而影響使用者之安危。

習知另提供一種如美國專利第7306531號之「自行車電動變速器(Electric bicycle derailleur)」，其係揭示一種非電動、非電助之自行車電動變檔設計，該驅動變檔裝置40之電動馬達係直接裝設於自行車之前變速器50或後變速器內，如第三圖及第四圖所示，該驅動變檔裝置40之電動馬達耦接一未含濾波功能之處理單元60，該處理單元60電性連結有傳感器70，該傳感器70為速度傳感器701或扭力傳感器702，在該處理單元60於接收到該自行車之傳感器70之信號後，控制該驅動變檔裝置40調整該自行車之前變速器50或後變速器的檔位，進而使該非電動、非電助之自行車變速，並透過一耦接於該處理單元60之顯示單元80以對應呈現所述之檔位；惟此，該處理單元60並無與二輪電動車動力馬達搭配之控制邏輯，亦無法濾除因路面崎嶇不平或其他物理因素而產生之雜訊，易導致變檔不穩定而影響使用者之安危，且該驅動變檔裝置40之變速 馬達與前變速器50或後變速器之連結構件過於繁雜，導致其裝設成本高昂，拆裝維修不易之缺失，且其設置位置僅限於電動車之前變速器或後變速器，並無法被應用於內變速器系統上，導致其適用性受限。

此外，就具中置動力馬達之二輪電動車的電動自動變檔系統而言，其驅動變檔裝置與中置動力馬達必須呈相對應配合，方能平順的進行檔位切換；習知如美國專利第7306531號之「自行車電動變速器(Electric bicycle derailleur)」、美國專利第7290779 B2號之「抑制試性位移之自行車變檔控制裝置(Bicycle Shift Control Apparatus That Cancels a Tentative Shift)」以及美國專利第6959941 B2號之「選擇限速階段之自行車變檔控制裝置(Bicycle Shift Control Apparatus That Selectively Restricts Speed Stages)」內所述之變檔訊號處理單元，其均無與二輪電動車動力馬達搭配之控制邏輯，故上述之習知技術不宜被應用於中置動力馬達二輪電動車之自動變檔系統；再者，上述之美國專利內所述變檔訊號處理單元之控制邏輯，亦無法濾除因路面崎嶇不平或其他物理因素而產生之雜訊。

有鑑於此，吾等發明人乃潛心進一步研究二輪中置動力電動車之自動變檔系統，並著手進行研發及改良，期以一較佳設作以解決上述問題，且在經過不斷試驗及修改後而有本發明之問世。

緣是，本發明之目的係為解決前述習知之缺失，茲一詳述如下所示：

1.習知前、後輪驅動，而非中置動力馬達之二輪電動車，其並不具備透過變速器變檔之能力，故其於變速時，僅能藉由改變輸入馬達之電流值而轉換馬達扭力，因而存在續航力不足及無法提供足夠扭力等的嚴重缺失。

2.電動車於斜坡地形行駛時，該地形可能係呈崎嶇顛簸之路面，而導致坡度感測系統之感測因崎嶇顛簸路面產生之雜訊，進而導致馬達控制器提供不穩定之電流與動力予馬達，使馬達之驅動力不穩定，而影響使用者之安危。

3.現有的自行車電動變速器，其裝設於前變速器或後變速器之結構複雜、成本高昂、拆裝維修不易、且無法應用於內變速器系統，其亦無與二輪電動車之動力馬達搭配的控制邏輯，故上述之習知技術不宜被應用於中置動力馬達二輪電動車之自動變檔系統。

為達致以上目的，吾等發明人提供一種二輪中置動力電動車之自動變檔系統，其包含，一檢知單元，係檢測二輪電動車之行駛狀態，並發送一檢知信號；一處理單元，其耦接於該檢知單元、一驅動變檔裝置及一中置動力馬達，該處理單元係接 收、分析所述檢知信號及濾除該檢知信號之雜訊，並產生一對應所述檢知信號之變速訊號，藉由濾除檢知信號之雜訊，可避免提供不穩定或不正確之變速訊號，使中置動力馬達之驅動力不穩定，甚而影響使用者之安危；該變速訊號係傳予所述驅動變檔裝置及中置動力馬達，並使該驅動變檔裝置與中置動力馬達可相互配合，以平穩完成變檔動作；該驅動變檔裝置係與該處理單元形成電性連結，且與該二輪電動車之變速器的變速線呈機械連結，該驅動變檔裝置在於取代現有的手動變檔裝置，使之變成自動變檔裝置，該驅動變檔裝置具有一馬達單元，該馬達單元係耦接於該處理單元，該馬達單元設有一馬達傳動軸，且該馬達傳動軸連結一盤體及一變檔控制元件，該變檔控制元件具有複數變檔位置點，該盤體係透過一變速線機械連結於該變速器，該變速器具有複數檔位；該盤體內部固定於該馬達傳動軸，外圍係連結一變速線，該變速線係連結於該變速器；該馬達單元係收受變速訊號，以傳動於該馬達傳動軸旋轉改變該變檔控制元件之變檔位置點，並旋轉該盤體而帶動該變速線切換該變速器之檔位，該驅動變檔裝置與現有的變速器具有對應的複數相異之變檔位置點，該驅動變檔裝置係收受處理單元之變速訊號，以切換該變速器為對應該變速訊號之檔位；以及，該中置動力馬達，係與該二輪電動車之鏈輪呈機械連結， 該中置動力馬達除了提供該二輪電動車之動力外，亦將依據處理單元所傳來的變速訊號，與前述之驅動變檔裝置配合，使得該二輪電動車可以平穩的完成變檔動作，且該中置動力馬達可為同軸式中置馬達、自行組裝式中置馬達或斜掛式中置馬達，使本發明可依使用者的喜好、需求，或依照二輪電動車之式樣或美觀，而搭配裝設各種不同形式之中置動力馬達，以提升本發明更為廣泛之適用性者。

據上所述之二輪中置動力電動車之自動變檔系統，其中，該驅動變檔裝置於切換該變速器之檔位後，更進一步產生一回饋訊號予該處理單元，使該處理單元得知目前該變速器之檔位，該處理單元係接收、分析所述檢知信號予回饋訊號，及濾除該檢知信號之雜訊後，產生對應所述檢知信號及該回饋訊號之變速訊號予該驅動變檔裝置。

據上所述之二輪中置動力電動車之自動變檔系統，更進一步具有一顯示單元，其係耦接於該處理單元，該處理單元於收受該回饋訊號時產生一顯示訊號予該顯示單元，該顯示單元係接收該顯示訊號以對應呈現該變速器之檔位。

據上所述之二輪中置動力電動車之自動變檔系統，其中，該檢知單元係檢測二輪電動車之行駛狀態，並發送檢知信號，該行駛狀態可包含使用者騎乘二輪電動車之驅動力、行駛速 率、消耗功率、電助程度、目前檔位及所處之坡度斜率；該檢知單元可包含各種不同的坡度感測器、速度感測器、扭力感測器、壓力感應器；該坡度感測器可包含重力感測器(G-sensor)或水平儀。

據上所述之二輪中置動力電動車之自動變檔系統，其中，該處理單元係耦接於該檢知單元，該處理單元具有濾波功能，係接收、分析所述檢知信號及濾除該檢知信號之雜訊，並產生一對應所述之檢知信號的變速訊號，由於電動車要能平順的完成變檔動作，需要驅動變檔裝置的動作與中置動力馬達的轉速相配合，因此該處理單元亦將與驅動變檔裝置及中置動力馬達呈電性連結，並濾除檢知信號之雜訊，在於避免控制器提供不穩定或不正確之控制訊號，使馬達之驅動力不穩定，甚而影響使用者之安危。

據上所述之二輪中置動力電動車之自動變檔系統，其中，該變速器為前變速器、後變速器或內變速器。

本發明係提供一種驅動變檔裝置，其包含，一馬達單元、一盤體及一變檔控制元件；該馬達單元設有一延伸之馬達傳動軸，該馬達傳動軸機械連結該盤體及該變檔控制元件；該盤體內部固定於該馬達傳動軸，外圍係連結於二輪電動車之變速線，該變速線係連結於該二輪電動車之變速器，該變速器具有 複數相異之檔位；該變檔控制元件具有相互對應之一內環部及一外環部，該外環部係固定於該二輪電動車之車架，該內環部係連結於該馬達傳動軸，且該內環部係對應該外環部形成複數相異之變檔位置點，該等變檔位置點係分別對應該變速器之相異檔位；藉之，當該馬達接受到變檔指令後，該馬達單元將旋動該內環部而改變該變檔位置點，並透過旋轉該盤體而帶動該變速線切換該變速器之檔位。

據上所述之二輪中置動力電動車之自動變檔系統，其中，該內環部之外環面固設至少一彈性件，該彈性件具有一抵掣部；該外環部之內環面係成形數量大於該彈性件之凹槽，該凹槽係對應於所述之抵掣部，並藉由該抵掣部抵頂於該等相異之凹槽而形成相異之變檔位置點。

據上所述之二輪中置動力電動車之自動變檔系統，其中，該外環部之內環面固設至少一彈性件，該彈性件具有一抵掣部；該內環部之外環面係成形數量大於該彈性件之凹槽，該凹槽係對應於所述之抵掣部，並藉由該抵掣部抵頂於該等相異之凹槽而形成相異之變檔位置點。

藉由上述設置，本發明透過該處理單元接收該檢知單元所檢測二輪電動車之行駛狀態，該行駛狀態包含使用者騎乘二輪電動車之驅動力、行駛速率、消耗功率、電助程度、目前檔位 及所處之坡度斜率，並透過處理單元濾除檢知信號之雜訊，可避免提供不穩定或不正確之變速訊號使中置動力馬達之驅動力不穩定，該處理單元產生一對應所述檢知信號之變速訊號，藉使該中置動力馬達及驅動變檔裝置依據該檢知信號而相互配合，使檔位切換過程較為迅速且平穩，且可有效的防止電力虛耗，並提升於坡度地形之中置動力馬達效能及電動車之續航力。

關於吾等發明人之技術手段，茲舉數種較佳實施例配合圖式於下文進行詳細說明，俾供 鈞上深入了解並認同本發明。

請先參閱第五圖至第十圖所示，其係本發明之第一實施例，本發明係一種二輪中置動力電動車之自動變檔系統，其包含：一檢知單元1，係檢測二輪電動車之行駛狀態，並發送一檢知信號，該行駛狀態可包含使用者騎乘二輪電動車之驅動力、行駛速率、消耗功率、電助程度、目前檔位及所處之坡度斜率；該檢知單元1可包含各種不同的坡度感測器11、速度感測器12、扭力感測器13及壓力感應器14；該坡度感測器11可包含重力感測器(G-sensor)或水平儀；一處理單元2，其耦接於該檢知單元1、一驅動變檔裝置3 及一中置動力馬達4，該處理單元2具有濾波功能，係接收、分析所述檢知信號及濾除該檢知信號之雜訊，並產生一對應所述檢知信號之變速訊號，藉由濾除檢知信號之雜訊，可避免提供不穩定或不正確之變速訊號使中置動力馬達4之驅動力不穩定，甚而影響使用者之安危；該變速訊號係傳予所述驅動變檔裝置3及中置動力馬達4，並使該驅動變檔裝置3與中置動力馬達4可相互配合，以平穩完成變檔動作；該驅動變檔裝置3係與該處理單元2形成電性連結，該驅動變檔裝置3具有一馬達單元31，該馬達單元31係耦接於該處理單元2，該馬達單元31設有一馬達傳動軸32，且該馬達傳動軸32連結一盤體33及一變檔控制元件34，該變檔控制元件34具有複數變檔位置點，該盤體33係透過一變速線5機械連結於一變速器6，該變速器6具有複數檔位；該盤體33內部固定於該馬達傳動軸32，外圍係連結一變速線5，該變速線5係連結於該變速器6，該驅動變檔裝置3與該變速器6及變速線5呈機械連結，該驅動變檔裝置3在於取代現有的手動變檔裝置，使之變成自動變檔裝置，該馬達單元31係收受變速訊號，以傳動於該馬達傳動軸32旋轉改變該變檔控制元件34之變檔位置點，並旋轉該盤體33而帶動該變速線5切換該變速器6之檔位，該驅動變檔裝置3與現有的變速器6具有對應的複數相異之變檔位置點，該驅動變檔裝置3係收受處理單元2 之變速訊號，以切換該變速器6為對應該變速訊號之檔位，該變速器6為前變速器6a、後變速器6b或內變速器6c，該驅動變檔裝置3於切換該變速器6之檔位後，更進一步產生一回饋訊號予該處理單元2，使該處理單元2得知該變速器6之檔位；該中置動力馬達4，其係耦接於該處理單元2，並與該二輪電動車之鏈輪7呈機械連結，該中置動力馬達4除了提供該二輪電動車之動力外，亦將依據處理單元2所傳來的變速訊號，與前述之驅動變檔裝置3配合，使得該二輪電動車可以平穩的完成變檔動作，且該中置動力馬達4可為同軸式中置馬達、自行組裝式中置馬達或斜掛式中置馬達；以及，一顯示單元8，其係耦接於該處理單元2，該處理單元2於收受該回饋訊號時產生一顯示訊號予該顯示單元8，該顯示單元8係接收該顯示訊號以對應呈現該變速器6之檔位。

藉此，該檢知單元1所檢測之行駛狀態，包含使用者騎乘二輪電動車之驅動力、行駛速率、消耗功率、電助程度、目前檔位及所處之坡度斜率，經分析運算後產生一檢知信號予處理單元2，若該檢知單元1為坡度感測器11，則檢知信號為該檢知單元1所量測之坡度斜率；而若該檢知單元1為速度感測器12，則檢知信號為該二輪電動車之車速；若該檢知單元1為扭力感測器13或壓力感應器14，則檢知信號為使用者騎乘該二 輪電動車之驅動力；若具有複數相異之檢知單元1，其可分別為坡度感測器11、速度感測器12及扭力感測器13、壓力感應器14；該坡度感測器11可包含重力感測器(G-sensor)或水平儀，此時該處理單元2係接收該等檢知單元1所發送之檢知信號，並據以分析及運算對於該二輪電動車之狀態而言較佳之檔位；舉例而言，該檢知單元1為坡度感測器11，則該處理單元2可更進一步濾除該檢知單元1因路面顛簸而產生之坡度雜訊，而後控制切換該驅動變檔裝置3為對應該二輪電動車所處坡度斜率之檔位；藉由前述，該處理單元2傳輸變速訊號予該驅動變檔裝置3，該驅動變檔裝置3即依據該變速訊號，以切換該變速器6為對該二輪電動車之行駛狀態而言較佳之檔位，該中置動力馬達4係電性連結於該處理單元2，該處理單元2係依據所述之變速訊號，以改變輸入該中置動力馬達4之電流，該驅動變檔裝置3及中置動力馬達4係透過該變速訊號相互對應配合，使本發明可平穩的切換檔位，並精確的透過中置動力馬達4及驅動變檔裝置3，提供該二輪電動車行駛狀態下實際較佳之扭力值，使該二輪電動車於各行駛狀態皆能發揮較佳效能，進而防止電力虛耗以提升該二輪電動車之續航力。

此外，如第五圖所示，該驅動變檔裝置3於切換該變速器6之檔位後，更進一步產生一回饋訊號予該處理單元2，使該處理單元2得知該變速器6之檔位，該處理單元2係接收、分 析所述檢知信號予回饋訊號，及濾除該檢知信號之雜訊後，產生對應所述檢知信號及該回饋訊號之變速訊號予該驅動變檔裝置3及中置動力馬達4，藉使本發明能精準調整該二輪電動車較佳行駛狀態之檔位，且該顯示單元8係接收該顯示訊號以對應呈現該變速器6之檔位，可提醒使用者目前之檔位，藉以提升本發明之便利性及適用性。

續請參閱第六圖至第十圖所示，本發明係提供一種驅動變檔裝置3，其包含一馬達單元31、一盤體33及一變檔控制元件34，其中：該馬達單元31，其耦接於該處理單元2，該馬達單元31延伸一馬達傳動軸32，該馬達傳動軸32係透過一軸承35以機械連結該盤體33及該變檔控制元件34，該盤體33內部固定於該馬達傳動軸32，外圍係連結於二輪電動車之變速線5，該變速線5係連結於該二輪電動車之變速器6，該變速器6具有複數相異之檔位；以及，該變檔控制元件34，其具有相互對應之一內環部341及一外環部342，該外環部342係固定於該二輪電動車之車架9，該內環部341亦透過一軸承35以連結於該馬達傳動軸32，且該內環部341係對應該外環部342形成複數相異之變檔位置點，該等變檔位置點係分別對應該變速器6之相異檔位，該內 環部341之外環面固設至少一彈性件343，該彈性件343具有一抵掣部3431；該外環部342之內環面係成形數量大於該彈性件343之凹槽344，該凹槽344係對應於所述之抵掣部3431，並藉由該抵掣部3431抵頂於該等相異之凹槽344而形成相異之變檔位置點；藉之，該馬達單元31係藉由收受所述之變速訊號，藉以旋動該內環部341而改變該驅動變檔裝置3為對應該變速訊號之變檔位置點，並透過同步旋轉該盤體33而帶動該變速線5切換該變速器6之檔位。

再請參閱第八圖所示，該驅動變檔裝置3係處於最初之變檔位置點，此時該彈性件343係抵掣於凹槽344a，若此時該驅動變檔裝置3收受所述之變速訊號，而須提高檔位，該馬達單元31即據以逆時針旋動該馬達傳動軸32，該軸承35及內環部341，而內環部341所設之彈性件343則受壓縮而朝凹槽344b之方向旋轉，使該彈性件343抵頂於凹槽344b，此時，該盤體33亦逆時針旋動而至捲收該二輪電動車之變速線5，進而使該二輪電動車之變速器6變速；反之，若該驅動變檔裝置3係處於最末之變檔位置點，此時該彈性件343係抵掣於凹槽344d，若該驅動變檔裝置3收受所述之變速訊號表示須降低檔位，則該馬達單元31即據以順時針旋轉，使彈性件343朝凹槽344c方向旋轉，進而使盤體33放鬆該變速線5，令該二輪電動車之 變速器6變速。

次請參閱第九圖所示，其係裝設前變速器6a及後變速器6b之二輪電動車，該驅動變檔裝置3係藉由外環部342連結於車架9，且其一驅動變檔裝置3係透過該變速線5連結於前變速器6a，另一驅動變檔裝置3則連結於後變速器6b；而如第十圖所示，其係裝設內變速器6c之二輪電動車，驅動變檔裝置3係透過該變速線5連結於內變速器6c；藉之，使驅動變檔裝置3裝設位置不受限於該二輪電動車之前變速器6a、後變速器6b或內變速器6c，且該驅動變檔裝置3之構件較為精簡、成本低廉、並具有利於之拆裝便利性，可任意設置於該二輪電動車，使大幅提升本發明之適用性。

續請參閱第十一圖及第十二圖所示，其係本發明之第二實施例，其與第一實施例之差別在於，該外環部342之內環面固設至少一彈性件343，該彈性件343具有一抵掣部3431；該內環部341之外環面係成形數量大於該彈性件343之凹槽344，該凹槽344係對應於所述之抵掣部3431，並藉由該抵掣部3431抵頂於該等相異之凹槽344而形成相異之變檔位置點，其作動方式與第二實施例近似，故在此不予贅述。

是由上述說明及設置，顯見本發明主要具有下列數項優點及功效，茲逐一詳述如下：

1.本發明之處理單元2可分析計算該檢知單元1所檢測該二輪電動車之行駛狀態包含，使用者騎乘二輪電動車之驅動力、行駛速率、消耗功率、電助程度、目前檔位及所處之坡度斜率，藉使調配適合該二輪電動車行駛狀態之檔位及中置動力馬達4驅動力，以精確的透過中置動力馬達4及驅動變檔裝置3，提供該二輪電動車行駛狀態下實際較佳之扭力值，發揮電動車較佳之驅動效能。

2.該中置動力馬達4除提供該二輪電動車之動力外，該驅動變檔裝置3及中置動力馬達4係依據該變速訊號相互對應配合，使本發明可平穩的切換檔位，並精確的透過中置動力馬達4及驅動變檔裝置3，提供該二輪電動車行駛狀態下實際較佳之扭力值，使該二輪電動車於各行駛狀態皆能發揮較佳效能，進而防止電力虛耗以提升該二輪電動車之續航力。

3.該處理單元2可濾除該檢知單元1因路面顛簸而產生之坡度雜訊，使該處理單元2可較為精準運算出該二輪電動車所處地形之實際坡度斜率以切換適當之檔位，可發揮該中置動力馬達4於坡度地形之較佳效能，且濾除檢知信號之雜訊，可避免提供不穩定或不正確之變速訊號，使中置動力馬達4之驅動力不穩定，甚而影響使用者之安危。

4.本發明之驅動變檔裝置3於切換該變速器6之檔位後， 更進一步產生一回饋訊號予該處理單元2，使該處理單元2得知該變速器6之檔位，該處理單元2係接收、分析所述檢知信號予回饋訊號，及濾除該檢知信號之雜訊後，產生對應所述檢知信號及該回饋訊號之變速訊號予該驅動變檔裝置3及該中置動力馬達4，藉使本發明能精準調整該二輪電動車較佳行駛狀態之檔位，且該顯示單元8係接收該顯示訊號以對應呈現該變速器6之檔位，可提醒使用者目前之檔位，藉以提升本發明之便利性及適用性。

5.本發明之驅動變檔裝置3係可連結於前變速器6a、後變速器6b或內變速器6c，且可藉由該外環部342固設於該二輪電動車之車架9，如第九圖及第十圖所示，使驅動變檔裝置3裝設位置不受限於該二輪電動車之前變速器6a、後變速器6b或內變速器6c，且該驅動變檔裝置3之構件較為精簡、成本低廉、並具有利於之拆裝便利性，可任意設置於該二輪電動車，使大幅提升本發明之適用性。

6.本發明之中置動力馬達4係可為同軸式中置馬達、自行組裝式中置馬達或斜掛式中置馬達，藉使本發明可依照使用者之喜好、需求，或依照二輪電動車之式樣或美觀，供使用者選擇搭配各種不同形式之中置動力馬達4，故本發明確實能達置廣泛之適用性及便利性者。

綜上所述，本發明所揭露之技術手段確能有效解決習知等問題，並達致預期之目的與功效，且申請前未見諸於刊物、未曾公開使用且具長遠進步性，誠屬專利法所稱之發明無誤，爰依法提出申請，懇祈 鈞上惠予詳審並賜准發明專利，至感德馨。

惟以上所述者，僅為本發明之數種較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

【習知元件】

10‧‧‧坡度感測系統

101‧‧‧基座

102‧‧‧支桿

103‧‧‧擺架

1031‧‧‧磁鐵

104‧‧‧線性感測器

20‧‧‧馬達控制器

30‧‧‧馬達

40‧‧‧驅動變檔裝置

50‧‧‧前變速器

60‧‧‧處理單元

70‧‧‧傳感器

701‧‧‧速度傳感器

702‧‧‧扭力傳感器

80‧‧‧顯示單元

【本發明元件】

1‧‧‧檢知單元

11‧‧‧坡度感測器

12‧‧‧速度感測器

13‧‧‧扭力感測器

14‧‧‧壓力感應器

2‧‧‧處理單元

3‧‧‧驅動變檔裝置

31‧‧‧馬達單元

32‧‧‧馬達傳動軸

33‧‧‧盤體

34‧‧‧變檔控制元件

341‧‧‧內環部

342‧‧‧外環部

343‧‧‧彈性件

3431‧‧‧抵掣部

344、344a、344b、344c、344d‧‧‧凹槽

35‧‧‧軸承

4‧‧‧中置動力馬達

5‧‧‧變速線

6‧‧‧變速器

6a‧‧‧前變速器

6b‧‧‧後變速器

6c‧‧‧內變速器

7‧‧‧鏈輪

8‧‧‧顯示單元

9‧‧‧車架

第一圖 係習知電動助行車坡度動力控制方法與坡度感測系統之結構示意圖。

第二圖 係習知坡度感測系統之結構示意圖。

第三圖 係習知驅動變檔裝置直接裝設連結於電動車前變速器之結構示意圖。

第四圖 係習知非電動、非電助之自行車電動變檔設計之結構示意圖。

第五圖 係本發明第一實施例之結構流程示意圖。

第六圖 係本發明第一實施例之立體示意圖。

第七圖 係本發明第一實施例之立體分解示意圖。

第八圖 係本發明第一實施例，第五圖於A-A位置之剖視示意圖。

第九圖 係本發明第一實施例應用於二輪電動車前、後變速器之使用狀態示意圖。

第十圖 係本發明第一實施例應用於二輪電動車內變速器之使用狀態示意圖。

第十一圖 係本發明第二實施例之立體分解示意圖。

第十二圖 係本發明第二實施例之剖視示意圖。

1‧‧‧檢知單元

11‧‧‧坡度感測器

12‧‧‧速度感測器

13‧‧‧扭力感測器

14‧‧‧壓力感應器

2‧‧‧處理單元

3‧‧‧驅動變檔裝置

4‧‧‧中置動力馬達

8‧‧‧顯示單元

Claims (10)

1. 一種二輪中置動力電動車之自動變檔系統，其包含：一檢知單元，係檢測二輪電動車之行駛狀態，並發送一檢知信號；一處理單元，其耦接於該檢知單元、一驅動變檔裝置及一中置動力馬達，該處理單元係接收、分析所述檢知信號及濾除該檢知信號之雜訊，並產生一對應所述檢知信號之變速訊號予所述驅動變檔裝置及中置動力馬達，藉使該驅動變檔裝置與中置動力馬達可相互配合，以平穩完成變檔動作；該驅動變檔裝置具有一馬達單元，該馬達單元設有一馬達傳動軸，該馬達單元係耦接於該處理單元，且該馬達傳動軸連結一盤體及一變檔控制元件，該變檔控制元件具有複數變檔位置點，該盤體係透過一變速線機械連結於一變速器，該變速器具有複數檔位；該盤體內部固定於該馬達傳動軸，外圍係連結一變速線，該變速線係連結於該變速器；該馬達單元係收受變速訊號，以傳動於該馬達傳動軸旋轉改變該變檔控制元件之變檔位置點，並旋轉該盤體而帶動該變速線切換該變速器之檔位；以及，該中置動力馬達，係與該二輪電動車之鏈輪呈機械連結，該中置動力馬達係依據該變速訊號，及透過該變速器之檔位切 換，以提供動力驅動該二輪電動車。
2. 如申請專利範圍第1項所述之二輪中置動力電動車之自動變檔系統，其中，該驅動變檔裝置於切換該變速器之檔位後，更進一步產生一回饋訊號予該處理單元，使該處理單元得知該變速器之檔位，該處理單元係接收、分析所述檢知信號予回饋訊號，及濾除該檢知信號之雜訊後，產生對應所述檢知信號及該回饋訊號之變速訊號予該驅動變檔裝置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之二輪中置動力電動車之自動變檔系統，更進一步具有一顯示單元，其係耦接於該處理單元，該處理單元於收受該回饋訊號時產生一顯示訊號予該顯示單元，該顯示單元係接收該顯示訊號以對應呈現該變速器之檔位。
4. 如申請專利範圍第1項所述之二輪中置動力電動車之自動變檔系統，其中，該檢知單元係檢測二輪電動車之行駛狀態，並發送檢知信號，該行駛狀態可包含使用者騎乘二輪電動車之驅動力、行駛速率、消耗功率、電助程度、目前檔位及所處之坡度斜率；該檢知單元可包含各種不同的坡度感測器、速度感測器、扭力感測器、壓力感應器；該坡度感測器可包含重力感測器(G-sensor)或水平儀。
5. 如申請專利範圍第1項所述之二輪中置動力電動車之自 動變檔系統，其中，該處理單元係耦接於該檢知單元，該處理單元係接收、分析所述檢知信號及濾除該檢知信號之雜訊，並產生一對應所述之檢知信號的變速訊號，由於電動車要能平順的完成變檔動作，需要驅動變檔裝置的動作與中置動力馬達的轉速相配合，因此該處理單元亦將與驅動變檔裝置及中置動力馬達呈電性連結，並濾除檢知信號之雜訊，在於避免控制器提供不穩定或不正確之控制訊號，使馬達之驅動力不穩定，甚而影響使用者之安危。
6. 如申請專利範圍第1項所述之二輪中置動力電動車之自動變檔系統，其中，該變速器為前變速器、後變速器或內變速器。
7. 如申請專利範圍第1項所述之二輪中置動力電動車之自動變檔系統，其中，該中置動力馬達可為同軸式中置馬達、自行組裝式中置馬達或斜掛式中置馬達。
8. 一種驅動變檔裝置，其包含：一馬達單元、一盤體及一變檔控制元件；該馬達單元設有一延伸之馬達傳動軸，該馬達傳動軸機械連結該盤體及該變檔控制元件；該盤體內部固定於該馬達傳動軸，外圍係連結於二輪電動車之變速線，該變速線係連結於該二輪電動車之變速器，該變速器具有複數相異之檔位；該變檔控制元件具有相互 對應之一內環部及一外環部，該外環部係固定於該二輪電動車之車架，該內環部係連結於該馬達傳動軸，且該內環部係對應該外環部形成複數相異之變檔位置點，該等變檔位置點係分別對應該變速器之相異檔位；藉之，當該馬達接受到變檔指令後，該馬達單元將旋動該內環部而改變該變檔位置點，並透過旋轉該盤體而帶動該變速線切換該變速器之檔位。
9. 如申請專利範圍第8項所述之驅動變檔裝置，其中，該內環部之外環面固設至少一彈性件，該彈性件具有一抵掣部；該外環部之內環面係成形數量大於該彈性件之凹槽，該凹槽係對應於所述之抵掣部，並藉由該抵掣部抵頂於該等相異之凹槽而形成相異之變檔位置點。
10. 如申請專利範圍第8項所述之驅動變檔裝置，其中，該外環部之內環面固設至少一彈性件，該彈性件具有一抵掣部；該內環部之外環面係成形數量大於該彈性件之凹槽，該凹槽係對應於所述之抵掣部，並藉由該抵掣部抵頂於該等相異之凹槽而形成相異之變檔位置點。