TWI665112B - Auxiliary power control system - Google Patents

Abstract

本發明所提供之輔助動力控制系統，其係感測助力自行車是否受使用者以特定的使用狀態進行操作，並依據不同之使用狀態產生不同之信號，以控制輔助動力裝置之動力輸出者。

Description

輔助動力控制系統

本發明係與自行車有關，特別是關於一種輔助動力控制系統，其係可供自行車之使用者自主選擇輔助動力之輸出模式。

就具備有輔助動力輸出的助力自行車而言，其輔助動力之輸出通常係藉由感測使用者腳踏施力之程度，再依據施力程度之不同控制輔助動力之輸出方式，從而達到減輕使用者腳踏之負擔，而在腳踏施力之感測技術手段上，在習知技術中已被公開者，則有如在曲柄軸中設置扭力感測器、或在與鏈條同側之後輪軸設置扭力感測器，透過感測扭力大小之變化，獲知使用者腳踏之費力程度，以及透過感測曲柄軸之轉速進行推估之簡易方式，除此之外，亦有應用荷重計或應變規等感測技術感知腳踏力者。

上開透過扭力感測技術，令使用者得以獲得動力之輔助，從而達到省力效果者，其效果固屬明顯，惟就使用者而言，卻欠缺可以依據自身需求而主動控制動力輔助程度之技術內容，在使用上仍有不便，而縱然對於助動力之輸出控制，透過例如操控面板等習知之操作介面，雖可令使用者得以自主地控制輔助動力之輸出，但除了助力自行車不若電動自行車或機車等具有較大之車體結構可供該等控制面板之設置外，所設置之控制面板或控制開關等構件在 助力自行車上，亦欠缺適當的保護構造，經年累月的曝曬雨淋，將極易造成損壞，而仍非屬適當之技術手段。

因此，本發明之主要目的即係在提供一種輔助動力控制系統，其可令使用者無需藉由控制面板等獨立的操控介面，即可進行助力自行車之輔助動力裝置之控制，以滿足不同使用者之需求。

緣是，為達成上述目的，本發明所提供之輔助動力控制系統，其係感測助力自行車是否受使用者以特定的使用狀態進行操作，並依據不同之使用狀態產生不同之信號，以控制輔助動力裝置之動力輸出者。

更進一步來說，該輔助動力系統乃係包含了有一第一感測單元，設於該助力自行車上，用以感測該助力自行車之煞車把手(brake lever)受扳動之持續時間或在單位時間內受扳動之次數，據以輸出一第一感測信號；一第二感測單元，設於該助力自行車上，用以感測該助力自行車之曲柄(crank)的轉動或在預設角度範圍內的反覆擺動，據以輸出一第二感測信號；一判斷單元，接收該第一感測信號，並判斷該第一感測信號是否滿足一第一預設值，當判斷結果為是時，即輸出一第一模式控制信號，以及，接收該第二感測信號，且判斷該第二感測信號是否滿足一第二預設值，當判斷結果為是時，即輸出一第二模式控制信號；一控制單元，依據該判斷單元所輸出之模式控制信號，控制該輔助動力裝置以對應之模式進行。

其中，該第一模式控制信號或該第二模式控制信號係可因應不同之需求進行設計，舉例而言，對於該輔助動力裝置所為之控制信號，可以是啟動該輔助動力裝置之啟動信號、使該輔助動力裝置以預設扭力輸出之預設扭力 信號、關閉該輔助動力裝置之停止信號、增加該輔助動力裝置扭力輸出之加力信號或減少該輔助動力裝置扭力輸出之減力信號等，其中，該預設扭力信號並可依據所預設的不同扭力值進行區分，例如第一預設扭力值與第二預設扭力值，至於所預設之扭力值大小則可依據實際上之需求而作變動，例如最大扭力、最小扭力、額定最大扭力值的70%或30%等可變化的數值。

而上述之各個信號並可依據實際上之需求，將之分別歸屬於該第一模式控制信號或該第二模式控制信號，舉例來說，即可使該第一模式控制信號之信號內容具體化為該啟動信號、為最大扭力之該第一預設扭力信號或為最小扭力之該第二小扭力信號，而該第二模式控制信號之信號內容則可具體化為該停止信號、該加力信號或該減力信號等，惟並不以之為限。

進一步來說，上述具體化的不同控制信號，其經由該判斷單元判斷時，係依據不同之感測信號源經與預設值比對判斷後之結果，舉例而言：當該第一感測信號滿足煞車把手受扳動之持續時間達到該第一預設值時，該判斷單元係輸出該啟動信號。

當該第一感測信號滿足在單位時間內煞車把手受扳動之次數達到該第一預設值時，該判斷單元係輸出該第一預設扭力信號或該第二預設扭力信號。

當該第二感測信號滿足該曲柄向助力自行車後方轉動之圈數達到該第二預設值時，該判斷單元係輸出該停止信號。

當該第二感測信號滿足該曲柄向助力自行車前方在預設角度內反覆擺動之次數達到該第二預設值時，該判斷單元係輸出該加力信號。

當該第二感測信號滿足該曲柄向助力自行車後方在預設角度內反覆擺動之次數達到該第二預設值時，該判斷單元係輸出該減力信號。

第一圖係本發明一較佳實施例之流程圖(一)。

第二圖係本發明一較佳實施例之流程圖(二)。

第三圖係本發明一較佳實施例之流程圖(三)。

第四圖係本發明一較佳實施例之流程圖(四)。

茲即舉以本發明一較佳實施例，並配合圖式作進一步之說明。

在本發明一較佳實施例中所提供之輔助動力控制系統，其係被設置在一具有輔助動力裝置之一助力自行車上，並包含有一第一感測單元、一第二感測單元、一判斷單元及一控制單元，惟因本實施例中關於如何進行感測之感測技術，乃屬一般習知之感測技術，而為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知者，因此，在圖式中縱未揭露亦無礙於本實施例之被完整實施。

該第一感測單元具有二電子開關，係分設於該助力自行車對應於左側之煞車把手(brake lever)與右側之煞車把手的相關位置上，用以分別感測各該煞車把手個別受使用者所扳動之使用狀態，並將感測之結果以第一感測信號輸出。

該第二感測單元則具有一角度感測器，係設於該助力自行車對應於曲柄(crank)的相關位置上，用以感測該曲柄受使用者踩踏而轉動之角度、方向及圈數，並將感測之結果以第二感測信號輸出。

該判斷單元則係接收該第一感測信號，並判斷信號值是否符合一第一預設值，從而作成判斷，並輸出一第一模式控制信號；同樣的，該判斷單 元亦可接收該第二感測信號，並判斷信號值是否符合一第二預設值，從而作成判斷，並輸出一第二模式控制信號。

而該控制單元則依據所接受之第一模式控制信號或該第二模式控制信號，控制該輔助動力裝置以特定的動力模式輸出動力。

更進一步來說，該第一模式控制信號之具體信號內容係有啟動該輔助動力裝置之啟動信號、使該輔助動力裝置以最大扭力輸出之最大扭力信號以及使該輔助動力裝置以最小扭力輸出之最小扭力信號；而該第二模式控制信號之具體信號內容則有關閉該輔助動力裝置之停止信號、增加該輔助動力裝置扭力輸出之加力信號或減少該輔助動力裝置扭力輸出之減力信號，茲即分就各個信號之成就條件分述如次：

A.該啟動信號

請參閱第一圖所示，在自行車停止之狀態下，當該第一感測單元所輸出的該第一感測信號，係傳遞所感測的左側或右側之煞車把手之任一，被持續扳動的時間，超過該第一預設值所預設的2秒時間長度時，該判斷單元即輸出以該啟動信號為內容之該第一模式控制信號，使該控制單元在煞車把手被釋放後啟動該輔助動力裝置，使之運轉。

B.該停止信號

請參閱第二圖所示，當該第二感測單元所輸出之該第二感測信號，係傳遞該曲柄係向助力自行車之後輪方向轉動，且轉動之圈數超過該第二預設值所預設之後轉兩圈之圈數及方向時，該判斷單元即輸出以該停止信號為內容之該第二模式控制信號，使該控制單元關閉該輔助動力裝置之運轉。

B.該加力信號

請參閱第三圖所示，當該第二感測單元所輸出之該第二感測信號，係傳遞該曲柄係朝向該助力自行車前輪之方向，進行小角度的反覆擺動， 並滿足該第二預設值所預設曲柄朝向前方即助力自行車前輪之方向，在45度角的角度範圍內反覆擺動3次之條件時，該判斷單元即輸出以該加力信號為內容之該第二模式控制信號，使該控制單元控制該輔助動力裝置增加若干的扭力輸出。

C.該減力信號

請參閱第三圖所示，當該第二感測單元所輸出之該第二感測信號，係傳遞該曲柄係朝向該助力自行車後輪之方向，進行小角度的反覆擺動，並滿足該第二預設值所預設曲柄朝向後方即助力自行車後輪之方向，在45度角的角度範圍內反覆擺動3次之條件時，該判斷單元即輸出以該減力信號為內容之該第二模式控制信號，使該控制單元控制該輔助動力裝置降低若干的扭力輸出。

E.該最大扭力信號

請參閱第四圖所示，在自行車停止之狀態下，當該第一感測單元所輸出之該第一感測信號，係傳遞兩側煞車把手受有不同之扳動狀態，並滿足該第一預設值所預設左側之煞車把手在被維持扳動狀態之同時，右側之煞車把手則被連續地被進行扳動並釋放至少兩次之條件時，該判斷單元即輸出以該最大扭力信號為內容之該第一模式控制信號，使該控制單元控制該輔助動力裝置在兩側煞車把手均釋放後，以最大扭力之輸出輔助該助力自行車之行進。

F.該最小扭力信號

請參閱第四圖所示，在自行車停止之狀態下，當該第一感測單元所輸出之該第一感測信號，係傳遞兩側煞車把手受有不同之扳動狀態，並滿足該第一預設值所預設右側之煞車把手在被維持扳動狀態之同時，左側之煞車把手則被連續地被進行扳動並釋放至少兩次之條件時，該判斷單元即輸出以該最小扭力信號為內容之該第一模式控制信號，使該控制單元控制該輔助動力裝置在兩側煞車把手均釋放後以最小扭力之輸出輔助該助力自行車之行進。

藉由上述技術，該助力自行車之騎乘使用者即可透過對自行車之特定使用動作，對該輔助動力裝置進行控制，而可依據自身之需求，選擇適合扭力之輔助動力輸出，而可同時達到運動訓練或省力運輸之不同使用功效。

惟應特別加以說明者係，本發明主要的技術特徵係在利用助力自行車在被正常騎乘之狀態下，不經常會出現的動作狀態，例如上開實施例中經由使用者踩踏踏板而使曲柄在45角度範圍內反覆擺動數次的使用動作等，因此，上開實施例中所記載的信號成就條件或具體信號內容等，均可以在上述之主要技術特徵下進變更，但均仍應受本發明所保護者。

另外，關於該第一感測單元與該第二感測單元之感測技術內容，除上開實施例所揭之以角度感測器或電子開關外，凡足以達到感測助力自行車之被使用之動作型態變動之技術者，均應為該第一感測單元或該第二感測單元所包含者，換言之，本發明應受保護之範圍，並不因感測技術之不同而受影響。

Claims (14)

1. 一種輔助動力控制系統，係設置於具一輔助動力裝置之一助力自行車上，其係包含有：一第一感測單元，設於該助力自行車上，用以感測該助力自行車之煞車把手(brake lever)受扳動之持續時間或在單位時間內受扳動之次數，據以輸出一第一感測信號；一判斷單元，接收該第一感測信號，並判斷該第一感測信號是否滿足一第一預設值，當判斷結果為是時，即輸出一第一模式控制信號；一控制單元，依據該判斷單元所輸出之模式控制信號，控制該輔助動力裝置以對應之模式進行。
2. 如請求項1所述之輔助動力控制系統，其係更包含有：一第二感測單元，設於該助力自行車上，用以感測該助力自行車之曲柄(crank)的轉動或在預設角度範圍內的反覆擺動，據以輸出一第二感測信號；並使該判斷單元接收該第二感測信號，且判斷該第二感測信號是否滿足一第二預設值，當判斷結果為是時，即輸出一第二模式控制信號。
3. 一種輔助動力控制系統，係設置於具一輔助動力裝置之一助力自行車上，其係包含有：一第二感測單元，設於該助力自行車上，用以感測該助力自行車之曲柄(crank)的轉動或在預設角度範圍內的反覆擺動，據以輸出一第二感測信號；一判斷單元，接收該第二感測信號，且判斷該第二感測信號是否滿足一第二預設值，當判斷結果為是時，即輸出一第二模式控制信號；一控制單元，依據該判斷單元所輸出之模式控制信號，控制該輔助動力裝置以對應之模式進行。
4. 如請求項1所述之輔助動力控制系統，其中，該第一模式控制信號係為啟動該輔助動力裝置之啟動信號、使該輔助動力裝置以一第一預設扭力輸出之第一預設扭力信號、使該輔助動力裝置以一第二預設扭力輸出之第二預設扭力信號、關閉該輔助動力裝置之停止信號、增加該輔助動力裝置扭力輸出之加力信號或減少該輔助動力裝置扭力輸出之減力信號。
5. 如請求項4所述之輔助動力控制系統，其中，當該第一感測信號滿足煞車把手受扳動之持續時間達到該第一預設值時，該判斷單元係輸出該啟動信號之第一模式控制信號。
6. 如請求項4所述之輔助動力控制系統，其中，當該第一感測信號滿足在單位時間內煞車把手受扳動之次數達到該第一預設值時，該判斷單元係輸出該預設扭力信號之第一模式控制信號。
7. 如請求項6所述之輔助動力控制系統，其中，該第一感測單元係分別感測該助力自行車之兩側煞車把手，且輸出不同之第一感測信號，該判斷單元則依滿足該第一預設值之煞車把手所在之側向位置之不同，輸出該第一預設扭力信號或該第二預設扭力信號。
8. 如請求項7所述之輔助動力控制系統，其中，該第一預設扭力信號係為使該輔助動力裝置以最大扭力輸出，而該第二預設扭力信號係為使該輔助動力裝置以最小扭力輸出者。
9. 如請求項1所述之輔助動力控制系統，其中，該第一感測單元係為電子開關。
10. 如請求項2或3所述之輔助動力控制系統，其中，該第二模式控制信號係為啟動該輔助動力裝置之啟動信號、使該輔助動力裝置以一第一預設扭力輸出之第一預設扭力信號、使該輔助動力裝置以一第二預設扭力輸出之第二預設扭力信號、關閉該輔助動力裝置之停止信號、增加該輔助動力裝置扭力輸出之加力信號或減少該輔助動力裝置扭力輸出之減力信號。
11. 如請求項10所述之輔助動力控制系統，其中，當該第二感測信號係滿足該曲柄向助力自行車後方轉動之圈數達到該第二預設值時，該判斷單元係輸出該停止信號。
12. 如請求項10所述之輔助動力控制系統，其中，當該第二感測信號係滿足該曲柄向助力自行車前方在預設角度內反覆擺動之次數達到該第二預設值時，該判斷單元係輸出該加力信號。
13. 如請求項10所述之輔助動力控制系統，其中，當該第二感測信號係滿足該曲柄向助力自行車後方在預設角度內反覆擺動之次數達到該第二預設值時，該判斷單元係輸出該減力信號。
14. 如請求項2或3所述之輔助動力控制系統，其中，該第二感測單元係為角度感測器或轉動圈數感測器。