TW201538388A - 無段變速系統及其自動控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種無段變速系統及其自動控制方法，係應用於一電動助力腳踏車，該無段變速系統之控制單元係連接該電動助力腳踏車之助力馬達、車速計、踏板扭力感應裝置及無段變速裝置，且該控制單元依據該助力馬達之運轉特性曲線數值、該車速計之車速值及該踏板扭力感應裝置之扭力值運算出一最佳數據，並該控制單元依據該最佳數據輸出一控制訊號至該無段變速裝置的伺服馬達，使該伺服馬達調整該無段變速裝置的變速狀態。藉此，本發明之無段變速系統及其自動控制方法，可達到使踩踏踏板的使用者省力且節省該助力馬達之耗電量的功效。

Description

無段變速系統及其自動控制方法

本發明係關於一種無段變速系統及其自動控制方法，尤指一種用於自動調整變速檔位之無段變速系統及其自動控制方法。

近年來，電動腳踏車的使用已逐漸增加，其係可於使用者出力踩踏該電動腳踏車時，由該電動腳踏車之電動馬達輔助驅動該電動腳踏車前進，以減輕使用者的負擔，尤其在行經上坡路段時，該電動馬達可提供額外的動力讓使用者順利地前進。

習知的電動腳踏車之變速裝置，係由使用者依據騎乘路況自行切換變速檔位，然而，使用者往往無法精確掌握切換該變速裝置的時機，導致仍需花費相當大的力量踩踏該電動腳踏車之踏板，或者使得該電動馬達需消耗較大的電量輔助驅動該電動腳踏車前進。

因此，如何發明出一種無段變速系統及其自動控制方法，改善習知變速裝置的問題，將是本發明所欲積極揭露之處。

為解決上述現有技術的缺失，本發明係提供一種無段變速系統及其自動控制方法，以期達到使踩踏踏板的使用者省力且節省該助力馬達之耗電量的功效。

為達上述目的及其他目的，本發明係提供一種無段變速系統，係應用於一電動助力腳踏車，該無段變速系統包含一助力馬達、一車速計、一踏板扭力感應裝置、一無段變速裝置及一控制單元。其中，該助力馬達係設置於該電動助力腳踏車上，用於提供一動力輔助驅動該電動助力腳踏車；該車速計係設置於該電動助力腳踏車上，用於感測該電動助力腳踏車的車速；該踏板扭力感應裝置係設置於該電動助力腳踏車上，用於感測該電動助力腳踏車之踏板受力時所產生的扭力；該無段變速裝置係連接該助力馬達，該無段變速裝置包含一伺服馬達，該伺服馬達用於驅動該無段變速裝置進行該電動助力腳踏車變速；以及該控制單元係電連接該助力馬達、該車速計、該踏板扭力感應裝置及該無段變速裝置，該控制單元依據該助力馬達之運轉特性曲線數值、該車速計之車速值及該踏板扭力感應裝置之扭力值運算出一最佳數據，並該控制單元依據該最佳數據輸出一控制訊號至該無段變速裝置的伺服馬達，使該伺服馬達調整該無段變速裝置的變速狀態。

如上所述之無段變速系統中，該助力馬達之運轉特性曲線數值包含該助力馬達之轉速、轉矩及耗電量的參數。

為達上述目的及其他目的，本發明係提供一種無段變速自動控制方法，係應用於一電動助力腳踏車，該電動助力腳踏車包含一助力馬達、一車速計、一踏板扭力感應裝置及一無段變速裝置，且該無段變速裝置包含一伺服馬達，該無段變速自動控制方法包含：提供一控制單元，該控制單元電連接該助力馬達、該車速計、該踏板扭力感應裝置及該無段變速裝置；該控制單元讀取該助力馬達之運轉特性曲線數值、該車速計之車速值及該踏板扭力感應裝置之扭力值； 該控制單元依據該助力馬達之運轉特性曲線數值、該車速計之車速值及該踏板扭力感應裝置之扭力值運算出一最佳數據；以及該控制單元依據該最佳數據輸出一控制訊號至該無段變速裝置的伺服馬達，使該伺服馬達調整該無段變速裝置的變速狀態。

如上所述之無段變速自動控制方法中，該助力馬達之運轉特性曲線數值包含該助力馬達之轉速、轉矩及耗電量的參數。

藉此，本發明之無段變速系統及其自動控制方法，係透過該控制單元依據該助力馬達之運轉特性曲線數值、該車速計之車速值及該踏板扭力感應裝置之扭力值，來運算出控制該無段變速裝置之伺服馬達運作的最佳數據，使該伺服馬達調整該無段變速裝置的變速狀態，從而將該無段變速裝置調整到最佳變速擋位，達到使踩踏踏板的使用者省力且節省該助力馬達之耗電量的功效。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：

請參照第1圖，第1圖係本發明一具體實施例之無段變速系統的方塊圖。如圖所示，本發明之無段變速系統100包含一助力馬達110、一車速計120、一踏板扭力感應裝置130、一無段變速裝置140及一控制單元150，該無段變速系統100係應用於一電動助力腳踏車(圖未示)。

該助力馬達110係設置於該電動助力腳踏車上，用於提供一動力輔助驅動該電動助力腳踏車。

該車速計120係設置於該電動助力腳踏車上，用於感測該電動助力腳踏車的車速。

該踏板扭力感應裝置130係設置於該電動助力腳踏車上，用於感測該電動助力腳踏車之踏板受力時所產生的扭力，亦即當該踏板被踩踏而作動時，該踏板扭力感應裝置130可感測出該踏板所承受的扭力值。

該無段變速裝置140係連接該助力馬達110，該無段變速裝置140包含一伺服馬達141，該伺服馬達141用於驅動該無段變速裝置140進行該電動助力腳踏車變速。其中，該無段變速裝置140用於將該助力馬達110的動力傳遞至該電動助力腳踏車的後輪，以輔助驅動該電動助力腳踏車前進。

該控制單元150係連接該助力馬達110、該車速計120、該踏板扭力感應裝置130及該無段變速裝置140，該控制單元150依據該助力馬達110之運轉特性曲線數值、該車速計120之車速值及該踏板扭力感應裝置130之扭力值運算出一最佳數據，並該控制單元150依據該最佳數據輸出一控制訊號至該無段變速裝置140的伺服馬達141，使該伺服馬達141調整該無段變速裝置140的變速狀態，亦即調整該無段變速裝置140至一最佳變速檔位，以有效率地將該助力馬達110的動力傳遞至該電動助力腳踏車的後輪，來有效率地輔助該電動助力腳踏車前進。

於本實施例中，該助力馬達110之運轉特性曲線數值包含該助力馬達110之轉速、轉矩及耗電量的參數，以供該控制單元150運算出該無段變速裝置140之伺服馬達141運作的最佳數據。

藉此，本發明之無段變速系統100，係透過該控制單元150自動參考該助力馬達110之轉速、轉矩及耗電量等參數的運轉特性曲線數值、該車速計120之車速值及該踏板扭力感應裝置130之扭力值運算出該最佳數據，進而控制該無段變速裝置140調整其變速狀態，從而，使該無段變速裝置140選擇以該最佳變速檔位進行運作，以讓使用者減少踩踏該踏板之力量，且節省該助力馬達110運轉耗電量，因而讓使用者輕鬆地騎乘該電動助力腳踏車，並降低該電動助力腳踏車之蓄電池的耗電速率，進而達到提升該電動助力腳踏車的續航力的功效。

請參照第1圖與第2圖，第1圖係本發明一具體實施例之無段變速系統的方塊圖，第2圖係本發明一具體實施例之無段變速自動控制方法的流程圖。本發明之無段變速自動控制方法，係應用於如上所述之電動助力腳踏車，該電動助力腳踏車包含該助力馬達110、該車速計120、該踏板扭力感應裝置130及該無段變速裝置140，且該無段變速裝置140包含該伺服馬達141。

如圖所示，該無段變速自動控制方法包含：

步驟S1，提供一控制單元150，該控制單元150連接該助力馬達110、該車速計120、該踏板扭力感應裝置130及該無段變速裝置140。

步驟S2，該控制單元150讀取該助力馬達110之運轉特性曲線數值、該車速計120之車速值及該踏板扭力感應裝置130之扭力值。

步驟S3， 該控制單元150依據該助力馬達110之運轉特性曲線數值、該車速計120之車速值及該踏板扭力感應裝置130之扭力值運算出一最佳數據。

步驟S4，該控制單元150依據該最佳數據輸出一控制訊號至該無段變速裝置140的伺服馬達141，使該伺服馬達141調整該無段變速裝置140的變速狀態，亦即調整該無段變速裝置140至一最佳變速檔位，以有效率地將該助力馬達110的動力傳遞至該電動助力腳踏車的後輪，來有效率地輔助該電動助力腳踏車前進。

於本實施例中，該助力馬達110之運轉特性曲線數值包含該助力馬達110之轉速、轉矩及耗電量的參數，以供該控制單元150運算出控制該無段變速裝置140之伺服馬達141運作的最佳數據。

藉此，本發明之無段變速自動控制方法，係透過該控制單元150自動參考該助力馬達110之轉速、轉矩及耗電量等參數的運轉特性曲線數值、該車速計120之車速值及該踏板扭力感應裝置130之扭力值運算出該最佳數據，進而控制該無段變速裝置140調整其變速狀態，從而，使該無段變速裝置140選擇以該最佳變速檔位進行運作，以讓使用者減少踩踏該踏板之力量，且節省該助力馬達110運轉耗電量，因而讓使用者輕鬆地騎乘該電動助力腳踏車，並降低該電動助力腳踏車之蓄電池的耗電速率，進而達到提升該電動助力腳踏車的續航力的功效。

綜上所述，本發明之無段變速系統及其自動控制方法，係透過該控制單元依據該助力馬達之運轉特性曲線數值、該車速計之車速值及該踏板扭力感應裝置之扭力值，來運算出控制該無段變速裝置之伺服馬達運作的最佳數據，使該伺服馬達調整該無段變速裝置的變速狀態，從而將該無段變速裝置調整到最佳變速擋位以有效率地傳地該助力馬達的動力，達到使踩踏踏板的使用者省力且節省該助力馬達之耗電量的功效，進而提升該電動助力腳踏車的續航力。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧無段變速系統
110‧‧‧助力馬達
120‧‧‧車速計
130‧‧‧踏板扭力感應裝置
140‧‧‧無段變速裝置
141‧‧‧伺服馬達
150‧‧‧控制單元
S1,S2,S3,S4‧‧‧步驟

第1圖係本發明一具體實施例之無段變速系統的方塊圖。 第2圖係本發明一具體實施例之無段變速自動控制方法的流程圖。

100‧‧‧無段變速系統

110‧‧‧助力馬達

120‧‧‧車速計

130‧‧‧踏板扭力感應裝置

140‧‧‧無段變速裝置

141‧‧‧伺服馬達

150‧‧‧控制單元

Claims (4)

1. 一種無段變速系統，係應用於一電動助力腳踏車，該無段變速系統包含： 一助力馬達，係設置於該電動助力腳踏車上，用於提供一動力輔助驅動該電動助力腳踏車； 一車速計，係設置於該電動助力腳踏車上，用於感測該電動助力腳踏車的車速； 一踏板扭力感應裝置，係設置於該電動助力腳踏車上，用於感測該電動助力腳踏車之踏板受力時所產生的扭力； 一無段變速裝置，係連接該助力馬達，該無段變速裝置包含一伺服馬達，該伺服馬達用於驅動該無段變速裝置進行該電動助力腳踏車變速；以及 一控制單元，係電連接該助力馬達、該車速計、該踏板扭力感應裝置及該無段變速裝置，該控制單元依據該助力馬達之運轉特性曲線數值、該車速計之車速值及該踏板扭力感應裝置之扭力值運算出一最佳數據，並該控制單元依據該最佳數據輸出一控制訊號至該無段變速裝置的伺服馬達，使該伺服馬達調整該無段變速裝置的變速狀態。
2. 如請求項1所述之無段變速系統，其中該助力馬達之運轉特性曲線數值包含該助力馬達之轉速、轉矩及耗電量的參數。
3. 一種無段變速自動控制方法，係應用於一電動助力腳踏車，該電動助力腳踏車包含一助力馬達、一車速計、一踏板扭力感應裝置及一無段變速裝置，且該無段變速裝置包含一伺服馬達，該無段變速自動控制方法包含： 提供一控制單元，該控制單元電連接該助力馬達、該車速計、該踏板扭力感應裝置及該無段變速裝置； 該控制單元讀取該助力馬達之運轉特性曲線數值、該車速計之車速值及該踏板扭力感應裝置之扭力值； 該控制單元依據該助力馬達之運轉特性曲線數值、該車速計之車速值及該踏板扭力感應裝置之扭力值運算出一最佳數據；以及 該控制單元依據該最佳數據輸出一控制訊號至該無段變速裝置的伺服馬達，使該伺服馬達調整該無段變速裝置的變速狀態。
4. 如請求項3所述之無段變速自動控制方法，其中該助力馬達之運轉特性曲線數值包含該助力馬達之轉速、轉矩及耗電量的參數。