TW201637933A - 自行車馬達控制系統 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種自行車馬達控制系統。該自行車馬達控制系統可設置成控制一驅動馬達，該馬達設置成輸出一驅動力。該控制器可設置成接收一第一使用者輸入，並根據該第一使用者輸入增加該驅動力，如此設定一助力率(boost ratio)，並且根據該第一使用者輸入以外的因素自動降低該驅動力。

Description

自行車馬達控制系統

先前已經揭示具有一助力開關之電驅動輔助自行車。當騎士連續操作該助力開關時，該助力開關用於從驅動自行車的驅動馬達增加驅動力。當該助力開關持續啟動時可輕易增加驅動力，讓騎士專注騎車，同時該驅動力可輕易改變。不過，先前技術系統並未提供讓騎士專注騎車的便利系統。

根據本發明的第一態樣，一自行車控制系統包含一控制器，設置成控制一驅動馬達，該馬達設置成選擇性輸出驅動力。該控制器設置成接收一第一使用者輸入，並根據該第一使用者輸入增加該驅動力，如此設定一助力率，並且根據該第一使用者輸入以外的因素自動降低該驅動力。此組態的一個潛在優勢為根據使用者的喜好適當地提供驅動力，並且在不用該使用者主動介入之下自動降低驅動力。

在此態樣中，該因素為時間、自行車之移動距離(travel distance)以及曲柄軸轉速至少其中之一者。此組態的一個潛在優勢為根據使用者的喜好適當地降低驅動力。

在此態樣中，該控制器設置成根據一人力驅動力量控制該驅 動馬達輸出該驅動力。此組態的一個潛在優勢為該驅動馬達可選擇性輸出適合操作該自行車的使用者之踩踏功率之驅動力。

在此態樣中，該控制器設置成接收一第二使用者輸入，根據該第二使用者輸入從複數個輔助率(assist ratio)當中設定一輔助率，並且維持該第二使用者輸入所設定的該輔助率。此組態的一個潛在優勢為根據使用者的喜好可適當地提供驅動力。

在此態樣中，該控制器設置成當在維持該輔助率之後該控制器接收該第二使用者輸入或該第一使用者輸入時，改變該輔助率。此組態的一個潛在優勢為該使用者在設定一初始輔助率之後具有改變該輔助率之選項。

在此態樣中，該自行車馬達控制系統另包含至少一第一操作開關，以及一第二操作開關。該控制器設置成利用操作該第一操作開關來接收該第一使用者輸入，以及利用操作該第二操作開關來接收該第二使用者輸入。此組態的一個潛在優勢為該使用者可使用操作開關輕易選擇一助力率以及一輔助率。

在此態樣中，該控制器設定該助力率，如此該助力率高於該複數個輔助率之間一最高的輔助率。此組態的一個潛在優勢為該使用者可利用選擇一助力率超過一輔助率，輕鬆提高驅動力的輸出。

在此態樣中，該第一使用者輸入包含一第一助力輸入與一第二助力輸入，該控制器設定一第一助力率來回應該第一助力輸入，並且設定一第二助力率來回應該第二助力輸入，其中該第二助力率大於該第一助力率。此組態的一個潛在優勢為根據該使用者的喜好，該使用者可在兩助 力率之間選擇。

在此態樣中，該自行車馬達控制系統另包含一拉桿(lever)。此組態的一個潛在優勢為該使用者可使用一個手指輕鬆選擇一助力率。

在此態樣中，該拉桿在一第一角度範圍全部是可操作的，以產生該第一助力輸入，並且在透過大於該第一角度範圍的一第二角度範圍全部是可操作的，以產生該第二助力輸入。此組態的一個潛在優勢為該使用者可使用一個手指輕鬆選擇一助力率。

在此態樣中，該第一助力率取決於就在接收該第一使用者輸入之前由該控制器維持的一輔助率。此組態的一個潛在優勢為可確定該第一助力率大於輔助率，並且適合該選取的輔助模式。

在此態樣中，該第一助力率為一輔助率乘上N，其中N>1並且N為整數。此組態的一個優勢為該驅動力輸出當中的提高可設置成為一適當量。

在此態樣中，當該控制器在該控制器維持一第一輔助率的一狀態下接收該第一使用者輸入時，該控制器選擇性將該第一輔助率改變成該助力率。在此態樣中，當該控制器在該控制器維持一第二輔助率的一狀態下接收該第一使用者輸入時，該控制器選擇性將該第二輔助率改變成該第一輔助率。該助力率大於該第一輔助率，並且該第一輔助率大於該第二輔助率。此組態的一個潛在優勢為可根據一使用者的喜好適當地提高或降低驅動力。

在此態樣中，該第一使用者輸入以無線方式傳輸至該控制器。此組態的一個潛在優勢為在該自行車上該第一操作裝置與該控制器的 放置位置具有彈性。

在此態樣中，該控制器透過一有線連接與該驅動馬達通訊。此組態的一個潛在優勢為該控制器與該驅動馬達之間的該有線連接不易受電磁干擾。

在此態樣中，該控制器包含一記憶體，其記錄有關該助力率與一輔助率的資訊。此組態的一個潛在優勢為該使用者可儲存助力率與輔助率設定，供稍後騎乘作業擷取使用。此組態的一個潛在優勢為該使用者可透過一電腦，設定助力率及/或輔助率。

在另一個態樣中，一自行車馬達控制系統包含一控制器，設置成控制一驅動馬達，該馬達設置成輸出一驅動力。該控制器另設置成根據一第一使用者輸入提高該驅動力，如此設定在一第一狀態下的一助力率，並且設置成根據該第一使用者在與該第一狀態不同的一第二狀態下，不用設定該助力率來控制一電組件。此組態的一個潛在優勢為該使用者具有一選項，從一助力率切換至一輔助率，其中提供輔助該使用者騎自行車慢行的驅動力位準。

在此態樣中，該控制器設置成接收一第二使用者輸入，根據該第二使用者輸入從複數個輔助率當中設定一輔助率，並且維持該第二使用者輸入所設定的該輔助率。此組態的一個潛在優勢為根據使用者的喜好適當地提供驅動力。

在此態樣中，該控制器設定該助力率，如此該助力率高於該複數個輔助率之間一最高的輔助率。此組態的一個潛在優勢為該使用者可利用選擇一助力率超過一輔助率，輕鬆提高驅動力的輸出。

在此態樣中，該控制器設置成控制該驅動馬達，在該第二狀態下輸出一預定驅動力。此組態的一個潛在優勢為具有一選項，提供輔助該使用者騎自行車慢行的驅動力位準。

在此態樣中，該第一狀態對應至其中該使用者正在施加人力驅動力量的狀態，並且該第二狀態對應至其中該使用者並未施加人力驅動力量的狀態，並且該控制器決定該自行車一車輪的轉速低於一預定轉速。此組態的一個潛在優勢為該使用者具有從一助力率切換至一輔助率之選項，其中提供輔助該使用者騎自行車慢行的驅動力位準。

本「發明內容」用於導入簡單形式中概念的選擇，在底下實施方式中有進一步說明。本「發明內容」並不在於說明所主張主題的關鍵特色或基本特色，也不在於用來限制所主張主題的範圍。更進一步，所主張的主題並不受限於解決本揭示任何部分內所提的任何或全部缺點之實施。

2‧‧‧車架

4‧‧‧前輪

6‧‧‧後輪

8‧‧‧驅動輔助機構

10‧‧‧自行車馬達控制系統

11‧‧‧握把

11b‧‧‧右側把手

14‧‧‧電池

16‧‧‧第二操作裝置

18‧‧‧顯示器

20‧‧‧曲柄部分

22‧‧‧鏈條

24‧‧‧後鏈輪

26‧‧‧曲柄軸

28‧‧‧前鏈輪

29‧‧‧驅動單元

30‧‧‧驅動馬達

32‧‧‧控制器

34‧‧‧輸入部分

36‧‧‧踏頻感應器

38‧‧‧扭力感應器

40‧‧‧速度感應器

42‧‧‧第一操作開關

44‧‧‧第二操作開關

52‧‧‧第一顯示燈

54‧‧‧第二顯示燈

56‧‧‧第三顯示燈

58‧‧‧第四顯示燈

61‧‧‧拉桿

62‧‧‧第一操作裝置

64‧‧‧顯示器

68‧‧‧助力開關

100‧‧‧方法

本發明藉由範例來說明並且不受限於附圖，其中相同的參考編號指示相同的元件，其中： 第一圖例示根據本發明一個具體實施例的一自行車馬達控制系統。

第二圖為根據本發明一個具體實施例，關於一控制器、一第一操作裝置、顯示器、第二操作裝置、踏頻感應器、扭力感應器以及速度感應器之方塊圖。

第三圖例示根據本發明一個具體實施例，一自行車馬達控制 系統的一第一使用者操作裝置、第二操作裝置以及顯示器。

第四圖是一流程圖，例示由根據本發明一個具體實施例的該控制器中該處理器所執行之程式邏輯。

第五A圖為一表格，例示本發明的該電動輔助模式組態之第一、第二、第三和第四具體實施例。

第五B圖為一表格，例示本發明的該電動輔助模式組態之第五、第六和第七具體實施例。

第五C圖為一表格，例示本發明的該電動輔助模式組態之第八、第九和第十具體實施例。

第一圖和第三圖大約依照比例繪製，除非另有指示；不過若想要，可使用其他相關尺寸。

此後將參照附圖說明本發明選取的具體實施例。本技術領域中具有通常技術者從本發明中可了解，以下本發明的具體實施例描述僅供例示，並不用於限制本發明，本發明係由附帶的申請專利範圍及其附屬項所界定。

一開始請參閱第一圖，提供根據本發明一個揭示具體實施例的一自行車馬達控制系統10。一驅動輔助自行車設置成由一使用者腳力所驅動，該驅動輔助自行車設有一車架2、配置成可在車架2上旋轉的車輪(前輪4和後輪6)、提供驅動力給後輪6之一驅動輔助機構8、一電池14、一控制器32以及一顯示器18。

控制器32、顯示器18、一第一操作裝置62以及一第二操作裝 置16可固定至該自行車的握把(handlebar)。控制器32設置成控制一驅動馬達30，該馬達設置成選擇性輸出驅動力至自行車的一車輪，根據一人力驅動力量輸出該驅動力。該人力驅動力量得自於操作該自行車的一使用者之踩踏功率。電池14可固定至一後貨架(未顯示)、一車架2或該後貨架與車架2。電池14提供電力給驅動輔助機構8，

驅動輔助機構8配備一曲柄部分20、傳遞來自曲柄部分20的功率的一鏈條22以及一後鏈輪24，該後鏈輪24由鏈條22驅動，並且配置在該後輪6的軸上。曲柄部分20配備有一曲柄軸26、將來自曲柄軸26的旋轉功率傳遞至鏈條22之一前鏈輪28，以及具有一驅動馬達30之一驅動單元29，該驅動馬達30提供驅動輔助給該後輪。曲柄軸26和該前鏈輪被驅動單元29可旋轉地支撐，驅動單元29固定在車架2上。

曲柄軸26的旋轉功率透過單向離合器傳遞至前鏈輪28，當曲柄軸26向後(或逆時鐘)方向旋轉時，該單向離合器不允許曲柄軸26的該旋轉功率傳遞至前鏈輪28，而當曲柄軸26向前(或順時鐘)方向旋轉時，該單向離合器允許曲柄軸26的該旋轉功率傳遞至前鏈輪28。往前旋轉定義為當該驅動輔助自行車往前移動時，曲柄軸26的旋轉方向。在其他具體實施例內，在曲柄軸26與前鏈輪28之間的傳輸通路內不會提供一單向離合器，在此案例中一使用者可操作該後輪之輪轂上提供的反轉煞車(coaster break)。

驅動馬達30的旋轉方向透過一減速機構傳輸至該鏈條，該減速機構包含多個齒輪組合，提供輸出至該前鏈輪28，減慢驅動馬達30的軸轉速。具有多速階段的一變速機構可安置於驅動單元29內曲柄軸26與前鏈輪28之間，或在後輪6的後輪轂內成為一內部齒輪轂，或在車架2的後端上 成為一後變速器。

請參閱第二圖，自行車馬達控制系統10包含一控制器32、一第一操作裝置62以及一第二操作裝置16。控制器32設置成從第二操作裝置16接收一第二使用者輸入，其中該第二操作裝置可通訊地耦接至控制器32，根據該第二使用者輸入從複數個輔助率當中設定一輔助率，並且維持該第二使用者輸入所設定的該輔助率。控制器32包含一記憶體，其記錄有關一助力率與一輔助率的資訊，包含一處理器以及用於啟動一驅動馬達30的一反向器。該記憶體較佳為非揮發性。控制器32與驅動馬達30以及顯示器18可通訊地耦接。在特定具體實施例內，控制器32可透過一無線連接與驅動馬達30通訊，而在其他具體實施例內，控制器32可透過一有線連接與驅動馬達30通訊。在某些具體實施例內，自行車馬達控制系統10可包含至少一第一操作開關成為一第一操作裝置62，以及一第二操作開關成為一第二操作裝置16。該控制器設置成利用操作該第一操作開關來接收該第一使用者輸入，以及利用操作該第二操作開關來接收該第二使用者輸入。

一第一操作裝置62設置成將一第一使用者輸入傳輸給控制器32，該第一操作裝置62可通訊地耦接至控制器32來傳送對應至該第一使用者輸入的信號。在回應上，控制器32設置成接收該第一使用者輸入，並根據該第一使用者輸入增加該驅動力，如此設定一助力率，並且根據該第一使用者輸入以外的因素自動降低該驅動力。控制器32可在接收該第一使用者輸入之前，自動將該驅動力降低至該輔助率，或將該驅動力降低至一輔助率，其高於控制器32接收該第一使用者輸入之前的該輔助率。例如：當控制器32在該正常輔助模式內接收該第一使用者輸入時，控制器32增加 該驅動力至在高輔助模式內高於該驅動力之一助力率，然後控制器32自動將該驅動力降低到對應至該高輔助模式的一驅動力。該因素為時間、自行車移動距離以及曲柄軸26轉速至少其中之一者。在某些具體實施例內，控制器32設定該助力率，如此該助力率高於複數個輔助率之間的最高輔助率。該第一使用者輸入可無線傳輸至該控制器，或透過一有線連接來傳輸。

該自行車的控制器32設置成接收來自一踏頻感應器(cadence sensor)36、扭力感應器(torque sensor)38和速度感應器40的輸入，這些感應器與控制器32可通訊地耦接。踏頻感應器36設於曲柄部分20上，並且偵測曲柄軸26的旋轉。例如：踏頻感應器36可包含一感應器，其對固定至一曲柄臂的一磁鐵進行偵測。

扭力感應器38也設於曲柄部分20上。沿著曲柄軸26與前鏈輪28之間的該傳輸通路設置動力傳輸零件，以將曲柄軸26的該旋轉功率傳輸至前鏈輪28。扭力感應器38偵測來自該動力傳輸零件的該扭力，該扭力對應至施加於該驅動輔助自行車踏板上的踩踏功率。

速度感應器40設於車架2的後下叉上，並且偵測該後輪的轉速。例如：速度感應器40可對固定至該後輪的一磁鐵進行偵測。控制器32可根據扭力感應器38所傳送的一信號來計算該扭力，並且可根據速度感應器40所傳送的一信號來計算該驅動輔助自行車的速度。該計算結果可顯示在顯示器18上。控制器32根據所計算的速度與扭力，定義該目標驅動輔助率，並且設置成根據來自電性耦接至該控制器32的至少一扭力感應器38與一速度感應器40之輸入，降低該預定的輔助率或助力率。在其他具體實施例內，控制器32設置成根據來自至少一踏頻感應器36的輸入，降低該預定 的輔助率或助力率。該目標輔助功率由一預定義地圖(predefined map)所定義，該預定義地圖調節有關自行車速度的該輔助率。該輔助率定義為一使用者踩踏功率與驅動馬達30所提供功率這兩者之比率。該預定義地圖設置用於每一預定電動輔助模式。在其他具體實施例內，取代一預定義地圖，一方程式可定義該目標驅動輔助率。

該等電動輔助模式包含一高輔助模式(第一輔助模式)、一正常輔助模式(第二輔助模式)、一經濟輔助模式(第三輔助模式)，以及一關閉模式。在其他具體實施例內，該等電動輔助模式只可包含一開啟模式與一關閉模式。在關閉模式中，驅動馬達30不提供輔助功率。高輔助模式為一電動輔助模式，提供在一預定速度範圍之內大於正常輔助模式的輔助功率。經濟輔助模式為一電動輔助模式，提供在一預定速度範圍之內小於正常輔助模式的輔助功率。

請參閱第三圖，說明一顯示器18。例如：顯示器18可配置在握把11的右側把手11b之左側附近。顯示器18具備有顯示燈。當該電動輔助模式設定在高輔助模式時，第一顯示燈52亮起。當該電動輔助模式設定在正常輔助模式時，第二顯示燈54亮起。當該電動輔助模式設定在經濟輔助模式時，第三顯示燈56亮起。當該電動輔助模式設定在關閉模式時，第四顯示燈58亮起。顯示器18可包含一LED顯示設備或液晶顯示器。當顯示器18包含一液晶顯示器時，可用顯示器18上字元構成的標籤來取代該等顯示燈，如此可輕鬆分辨這些標籤。

請參閱第三圖，提供一第二操作裝置16。使用者操作輸入部 分34，來切換驅動馬達30的電動輔助模式。第二操作裝置16設於該把手附近，例如：第二操作裝置16可設置成相鄰於顯示器18，靠近左側把手或右側把手11b。輸入部分34包含第一操作開關42與第二操作開關44，該等開關可包含例如按鈕開關、觸控開關或滑動開關。當第二操作裝置16固定至握把11時，第一操作開關42配置在比第二操作開關44還要下方的位置。

當第一操作開關42和第二操作開關44都已操作時，輸出操作信號至控制器32，在每次按下、觸摸或滑動操作時傳送操作信號。控制器32接收來自第一操作開關42和第二操作開關44的操作信號，並且在回應上，根據該等操作信號切換驅動馬達30的該電動輔助模式。在原理上，當控制器32接收來自第一操作開關42的一操作信號時，控制器32將驅動馬達30切換至提供較弱輔助功率的一電動輔助模式。例如：若目前的電動輔助模式為高輔助模式，則控制器32將驅動馬達30切換至正常輔助模式。若目前的電動輔助模式為正常輔助模式，則控制器32將驅動馬達30切換至經濟輔助模式。若目前的電動輔助模式為經濟輔助模式，則控制器32將驅動馬達30切換至關閉模式。

相反地，當控制器32接收來自第二操作開關44的一操作信號時，控制器32將驅動馬達30切換至提供較強輔助功率的一電動輔助模式。例如：若目前的電動輔助模式為關閉模式，則控制器32將驅動馬達30切換至經濟輔助模式。若目前的電動輔助模式為經濟輔助模式，則控制器32將驅動馬達30切換至正常輔助模式。若目前的電動輔助模式為正常輔助模式，則控制器32將驅動馬達30切換至高輔助模式。

請參閱第三圖，提供一第一操作裝置62。第一操作裝置62 由一使用者操作助力開關68來切換。第一操作裝置62設於該把手附近，例如：第一操作裝置62可設於靠近左側把手或右側把手11b。助力開關68可包含例如按鈕開關、觸控開關或滑動開關。第一操作裝置62較佳為固定至握把11上，當該使用者握住握把11時使用者拇指可到達之位置。如此，該使用者可在握住握把11時操作第一操作裝置62。在此具體實施例內，第一操作裝置62固定於右側把手11b附近，第一操作裝置62可與顯示器18以及第二操作裝置16整合形成，或與顯示器18以及第二操作裝置16分開形成。在某些具體實施例內，該自行車馬達控制系統10另包含一拉桿(lever)。尤其是，第一操作裝置62可包含一拉桿61，其在一第一角度範圍全部是可操作的，以產生該第一助力輸入，並且在大於該第一角度範圍的一第二角度範圍全部是可操作的，以產生該第二助力輸入。

另請參閱第二圖，當控制器32接收至少來自電性耦接至控制器32的一扭力感應器38與一速度感應器40之輸入，並且決定該車輪轉速低於一預定轉速並且該車輪的扭力低於一預定扭力時，則控制器32設置成選擇性降低驅動馬達30的該驅動力至一預定行走位準，在一行走模式內，回應接收的該第一使用者輸入。因此，在顯示器18或64上可指示該行走模式的啟動。當驅動馬達30在該行走模式下運轉時，較佳為當在驅動馬達30上感應到至少一預定負載時，強迫停止該驅動馬達。較佳為針對控制器32逐漸降低驅動馬達30的目標扭力位準或目標驅動輔助率，以回應一信號來強迫停止該驅動馬達。如此當一使用者牽著該驅動輔助自行車時，使用者只要簡單按一下或輕推該自行車，就可停止或啟動該自行車。

請參閱第四圖，一流程圖例示由該控制器的處理器所執行之 該程式邏輯實施的方法100，其接收來自感應器、一第二操作裝置以及第一操作裝置的輸出，並傳送控制信號給一驅動馬達，導致該驅動馬達在一電子輔助模式下，根據本發明的具體實施例，以一預定輔助率、助力率或行走模式位準，將驅動力傳輸至該自行車的一車輪。

在步驟S1上，該控制器讀取該電動輔助模式的使用者選擇，其可為一高輔助模式、正常輔助模式、經濟輔助模式或關閉模式。另外，該電動輔助模式可為一開啟模式或關閉模式。在步驟S2上，該控制器讀取該助力開關(boost switch)或該第一操作裝置的啟動狀態。在步驟S3上，該控制器決定該助力開關是否已經啟動。若該助力開關尚未啟動，則該控制器導致該驅動馬達選擇性以該選取輔助模式的一輔助率輸出驅動力(步驟S5)。若該助力開關已經啟動，則該控制器決定情況是否已經滿足以選擇性輸出在一第二輔助率上之功率，或在該行走模式輔助率上的功率(步驟S4)。該行走模式的該等預定情況可包含低於一預定轉速臨界之一車輪轉速，以及低於一預定扭力臨界之一車輪扭力。若已滿足該行走模式的該等預定情況，則該控制器設置成當維持該輔助率之後接收該第二使用者輸入或該第一使用者輸入時，將該輔助率改變成該行走模式的輔助率，如此將該驅動馬達的該驅動力降低至該第二輔助率，或該行走模式的輔助率(步驟S6)。若尚未滿足該行走模式的該等預定情況，則該控制器在其中該控制器維持一第一輔助率的狀態下接收該第一使用者輸入時，該控制器選擇性將該第一輔助率改變成該助力率，如此該驅動馬達根據該第一使用者輸入，以高於一輔助率的一助力率，選擇性開始輸出驅動力至該自行車的該車輪(步驟S7)。另外，若該自行車在其中該控制器維持一第二輔助率的狀態下，就是 該行走模式的輔助率，當該控制器接收該第一使用者輸入時，該控制器選擇性將該第二輔助率改變成該第一輔助率(步驟S7)。應了解，該助力率大於該第一輔助率，並且該第一輔助率大於該第二輔助率。然後，該控制器決定是否已經發生一預定的助力停止情況(步驟S8)。在該預定助力停止情況下，該控制器設置成根據該第一使用者輸入以外的因素，自動降低該驅動力。該因素可為時間、自行車之移動距離以及曲柄軸轉速至少其中之一者。若已經發生一預定助力停止情況，該控制器設置成關閉該助力開關，或自動降低來自該第一使用者輸入所設定的該助力率之該驅動力(步驟S9)。否則，該演算法返回步驟S1，在此該控制器讀取一電動輔助模式的一使用者選擇。

請參閱第五A圖，說明本發明的該等電動輔助模式組態中至少十個具體實施例之四者。雖然在該等表格內已經省略該關閉模式，不過假設所有具體實施例都包含該關閉模式當成該等電動輔助模式之一者。在該第一具體實施例內，該第二操作裝置設置成傳輸一第二使用者輸入，並且在回應上，導致該控制器引起該驅動馬達以只有一個預定輔助率來選擇性輸出驅動力；並且該第一操作裝置設置成接收一第一使用者輸入，並且在回應上，導致該控制器引起該驅動馬達以高於該預定輔助率的一個預定助力率來選擇性輸出驅動力。

在該第二具體實施例內，該第二操作裝置設置成傳輸一第二使用者輸入，並且在回應上，導致該控制器引起該驅動馬達以只有一個預定輔助率來選擇性輸出驅動力；並且該第一操作裝置設置成接收一第一使用者輸入，並且在回應上，導致該控制器引起該驅動馬達以高於該預定輔 助率的一個預定助力率來選擇性輸出驅動力。另外，該第一操作裝置另設置成接收一第一使用者輸入，其包含一第一助力輸入與一第二助力輸入，該控制器設定一第一助力率來回應該第一助力輸入，並且設定一第二助力率來回應該第二助力輸入，其中該第二助力率大於該第一助力率。這導致該驅動馬達在接收到該第一助力輸入時，選擇性開始將該驅動力提昇至一第一助力率，並且在接收到該第二助力輸入時，將該驅動力提昇至一第二助力率。該第一助力率取決於由該控制器在接收該第一使用者輸入之前維持的一輔助率，如此該第一助力率設置成就在該驅動力增加至該第一助力率之前大於該輔助率。在某些具體實施例內，第一操作裝置可包含一拉桿61，其在一第一角度範圍全部是可操作的，以產生該第一助力輸入，並且在大於該第一角度範圍的一第二角度範圍全部是可操作的，以產生該第二助力輸入。

在該第三具體實施例內，由該第一操作裝置接收的該輸入導致該控制器引起該驅動馬達以三個預定電動輔助模式之一來傳輸驅動力：一高輔助模式，其中該控制器將該驅動力從一第一輔助率選擇性提昇至一第一助力率；一正常輔助模式，其中該控制器將該驅動力從一第二輔助率選擇性提昇至該第一助力率；以及一經濟輔助模式，其中該控制器將該驅動力從一第三輔助率選擇性提昇至該第一助力率。該第一助力率設置成大於該第一輔助率。

在該第四具體實施例內，進一步設置該第三具體實施例，如此該控制器另設置成接收一第二助力輸入，其中該第一使用者輸入為一第一助力輸入，並且在該高輔助模式、正常輔助模式以及該經濟輔助模式內， 在該控制器接收該第二助力輸入之後，該驅動力選擇性改變成該第一輔助率，導致該驅動馬達停止選擇性將該驅動馬達的該驅動力提昇至該第一助力率。

請參閱第五B圖，說明本發明的該等電動輔助模式組態中至少十個具體實施例之三者。雖然在該等表格內已經省略該關閉模式，不過假設所有具體實施例都包含該關閉模式當成該等電動輔助模式之一者。在該第五具體實施例內，進一步設置該第三具體實施例，如此該控制器另設置成接收一第二助力輸入，其中該第一使用者輸入為一第一助力輸入，並且在該高輔助模式、正常輔助模式以及該經濟輔助模式內，在該控制器接收該第二助力輸入之後，該驅動力選擇性提昇至一第二輔助率，導致該驅動馬達停止選擇性將該驅動馬達的該驅動力提昇至該第一助力率。該第二助力率設置成大於該第一助力率。在某些具體實施例內，第一操作裝置可包含一拉桿，其在一第一角度範圍是可操作的，以產生該第一助力輸入，並且在大於該第一角度範圍的一第二角度範圍全部是可操作的，以產生該第二助力輸入。

在該第六具體實施例內，由該控制器接收的該第一使用者輸入導致該控制器引起該驅動馬達以三個預定電動輔助模式之一選擇性輸出驅動力：一高輔助模式，其中該控制器從一第一輔助率(A1)選擇性將該驅動力提昇至一第一助力率，就是一輔助率乘上N，其中N>1並且N為整數，尤其是，該第一助力率定義為A1 X N；一正常輔助模式，其中該控制器從一第二輔助率(A2)選擇性將該驅動力提昇至定義為A2 X N的一第二助力率；以及一經濟輔助模式，其中該控制器從一第三輔助率(A3)選擇性將該驅動力 提昇至定義為A3 X N的一第三助力率。

在該第七具體實施例內，由該控制器接收的該第一使用者輸入導致該控制器引起該驅動馬達以三個預定電動輔助模式之一來選擇性輸出驅動力：一高輔助模式，其中該控制器將該驅動力從一第一輔助率選擇性提昇至一第一助力率；一正常輔助模式，其中該控制器將該驅動力從一第二輔助率選擇性提昇至該第一輔助率；以及一經濟輔助模式，其中該控制器將該驅動力從一第三輔助率選擇性提昇至該第二輔助率。該第一助力率設置成大於該第一輔助率。

請參閱第五C圖，說明本發明的該等電動輔助模式組態中至少十個具體實施例之三者。雖然在該等表格內已經省略該關閉模式，不過假設所有具體實施例都包含該關閉模式當成該等電動輔助模式之一者。在該第八具體實施例內，由該控制器接收的該第一使用者輸入導致該控制器引起該驅動馬達以三個預定電動輔助模式之一來選擇性輸出驅動力：一高輔助模式，其中該控制器將該驅動力從一第一輔助率選擇性提昇至一第一助力率；一正常輔助模式，其中該控制器將該驅動力從一第二輔助率選擇性提昇至該第一助力率；以及一經濟輔助模式，其中該控制器將該驅動力從一第三輔助率選擇性提昇至該第一輔助率。該第一助力率設置成大於該第一輔助率。

在該第九與第十具體實施例內，該控制器設置成控制一驅動馬達，其設置成在兩狀態下輸出一驅動力：在該第一狀態下，該控制器設置成根據一第一使用者輸入來提昇該驅動力，如此設定一助力率；在該第二狀態下，其與根據該第一輸入的該第一狀態不同，該控制器設置成控制 一電組件，而不用設定一第二狀態下的該助力率。該第一狀態對應至其中該使用者正在施加人力驅動力量的狀態，並且該第二狀態對應一行走模式或其中該使用者並未施加人力驅動力量的狀態，並且該控制器決定該自行車一車輪的轉速低於一預定轉速。

在該第九具體實施例內，當該控制器決定該車輪的轉速低於一預定轉速，並且該車輪的扭力低於一預定扭力，則在該預定電動輔助模式下的該控制器設置成控制該驅動馬達輸出在該第二狀態下的一預定驅動力，其對應至一第二輔助率上的該行走模式，從一助力率將該驅動馬達的該驅動力選擇性降低至該第二輔助率。若該使用者想要終止該行走模式，並且恢復該等三個可能預定輔助率之一者，則該控制器設置成接收一第二使用者輸入，根據該第二使用者輸入從複數個輔助率當中設定一輔助率，並且維持該第二使用者輸入所設定的該輔助率。應了解，該控制器設定該助力率，如此該助力率高於複數個輔助率之間該最高的輔助率。

在該第十具體實施例內，當該控制器決定該車輪的轉速低於一預定轉速，並且該車輪的扭力低於一預定扭力，則在該預定電動輔助模式下的該控制器設置成控制該驅動馬達輸出在該第二狀態下的一預定驅動力，其對應至該行走模式，從一助力率選擇性降低該驅動馬達的該驅動力。請注意，在此具體實施例內，只可選擇一個輔助模式，與該第九具體實施例內複數個輔助模式相反。如此若該使用者想要終止該行走模式，並且恢復一輔助率，則該控制器設置成接收一第二使用者輸入，根據該第二使用者輸入設定該輔助率，並且維持該第二使用者輸入所設定的該輔助率。

本說明書中使用的「包含」及其變化為開放式用語，指定所 陳述的特徵、元件、組件、群組、整數和/或步驟存在。此概念也適用於具有類似意義的文字，例如「包含」、「具有」及其變化等用語。

「自行車」一詞及其變化，如本文內所使用，為開放式用語，指定具有車輪由自行車騎乘者的腳循環踩踏動作所驅動之車輛或機器，並且涵蓋室外自行車、固定式自行車、健身腳踏車(exercise cycle)、室內自行車等等。

程度用語，例如本說明書內所使用的「大約」表示修改用語的偏移量，如此結果未顯著改變(例如製造公差)。

雖然已經詳細說明自行車馬達輸出助力系統的特定具體實施例，不過所揭示的該等特定配置僅為例示並不設限。在不背離本發明範疇之下，上述許多具體實施例的特色及其修改都可有許多組合。

10‧‧‧自行車馬達控制系統

16‧‧‧第二操作裝置

18‧‧‧顯示器

30‧‧‧驅動馬達

32‧‧‧控制器

36‧‧‧踏頻感應器

38‧‧‧扭力感應器

40‧‧‧速度感應器

62‧‧‧第一操作裝置

Claims (21)

1. 一種自行車馬達控制系統，包含：一控制器，設置成控制一驅動馬達，該馬達設置成輸出一驅動力，其中該控制器設置成接收一第一使用者輸入，並根據該第一使用者輸入增加該驅動力，如此設定一助力率，並且根據該第一使用者輸入以外的因素自動降低該驅動力。
2. 如申請專利範圍第1項之自行車馬達控制系統，其中該因素為時間、該自行車之移動距離以及一曲柄軸轉速至少其中之一者。
3. 如申請專利範圍第1項之自行車馬達控制系統，其中該控制器設置成根據一人力驅動力量控制該驅動馬達輸出該驅動力。
4. 如申請專利範圍第1項之自行車馬達控制系統，其中該控制器設置成接收一第二使用者輸入，根據該第二使用者輸入從複數個輔助率當中設定一輔助率，並且維持該第二使用者輸入所設定的該輔助率。
5. 如申請專利範圍第4項之自行車馬達控制系統，其中該控制器設置成當在維持該輔助率之後該控制器接收該第二使用者輸入或該第一使用者輸入時，改變該輔助率。
6. 如申請專利範圍第4項之自行車馬達控制系統，另包含：至少一第一操作開關以及一第二操作開關，其中該控制器設置成利用操作該第一操作開關來接收該第一使用 者輸入，以及利用操作該第二操作開關來接收該第二使用者輸入。
7. 如申請專利範圍第4項之自行車馬達控制系統，其中該控制器設定該助力率，如此該助力率高於該複數個輔助率之間一最高的輔助率。
8. 如申請專利範圍第1項之自行車馬達控制系統，其中該第一使用者輸入包含一第一助力輸入以及一第二助力輸入；該控制器設定一第一助力率，以回應該第一助力輸入，並且設定一第二助力率，以回應該第二助力輸入；以及該第二助力率大於該第一助力率。
9. 如申請專利範圍第8項之自行車馬達控制系統，另包含一拉桿(lever)。
10. 如申請專利範圍第9項之自行車馬達控制系統，其中該拉桿在一第一角度範圍全部是可操作的，以產生該第一助力輸入，並且在大於該第一角度範圍的一第二角度範圍全部是可操作的，以產生該第二助力輸入。
11. 如申請專利範圍第8項之自行車馬達控制系統，其中該第一助力率取決於就在接收該第一使用者輸入之前由該控制器維持的一輔助率。
12. 如申請專利範圍第8項之自行車馬達控制系統，其中該第一助力率為一輔助率乘上N，其中N>1並且N為整數。
13. 如申請專利範圍第1項之自行車馬達控制系統，其中當該控制器在該控制器維持一第一輔助率的一狀態下接收該第一使用者輸入時，該控制器選擇性將該第一輔助率改變成該助力率； 當該控制器在該控制器維持一第二輔助率的一狀態下接收該第一使用者輸入時，該控制器選擇性將該第二輔助率改變成該第一輔助率；以及該助力率大於該第一輔助率，並且該第一輔助率大於該第二輔助率。
14. 如申請專利範圍第1項之自行車馬達控制系統，其中該第一使用者輸入以無線方式傳輸至該控制器。
15. 如申請專利範圍第1項之自行車馬達控制系統，其中該控制器透過一有線連接與該驅動馬達通訊。
16. 如申請專利範圍第1項之自行車馬達控制系統，其中該控制器包含一記憶體，其記錄有關該助力率與一輔助率的資訊。
17. 一種自行車馬達控制系統，包含：一控制器，設置成控制一驅動馬達，該馬達設置成輸出一驅動力；其中該控制器設置成根據一第一使用者輸入提昇該驅動力，如此設定一第一狀態下的一助力率；以及其中該控制器設置成控制一電組件，不用設定與根據該第一使用者輸入的該第一狀態不同之一第二狀態下的該助力率。
18. 如申請專利範圍第17項之自行車馬達控制系統，其中該控制器設置成接收一第二使用者輸入，根據該第二使用者輸入從複數個輔助率當中設定一輔助率，並且維持該第二使用者輸入所設定的該輔助率。
19. 如申請專利範圍第18項之自行車馬達控制系統，其中該控制器設定該助力率，如此該助力率高於該複數個輔助率之間一最高的輔助率。
20. 如申請專利範圍第19項之自行車馬達控制系統，其中該控制器設置成控制該驅動馬達，在該第二狀態下輸出一預定驅動力。
21. 如申請專利範圍第17項之自行車馬達控制系統，其中該第一狀態對應至其中該使用者正在施加人力驅動力量的狀態，並且該第二狀態對應至其中該使用者並未施加人力驅動力量的狀態，並且該控制器決定該自行車一車輪的轉速低於一預定轉速。