TW202116612A - 電動助力車、傳動裝置及控制方法 - Google Patents

電動助力車、傳動裝置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本文件提供一種電動助力車、傳動裝置及控制方法。電動助力車包含本體、車輪、扭力感測器、馬達以及控制器。扭力感測器用以輸出對應一踩踏力的複數個扭力訊號。控制器經配置以自該扭力感測器接收該些扭力訊號；根據該電動助力車於第一時間點的車速計算得到第一週期；獲得在第一時間點之前於第一週期中之該些扭力訊號中的第一最大值；以及根據所獲得的對應該些扭力訊號之第一最大值，設定馬達的第一扭力輸出。

Description

電動助力車、傳動裝置及控制方法
本文件係有關於一種載具及控制方法，且特別是有關於一種電動助力車及控制方法。
在交通運輸工具中，腳踏車是最容易被選擇來作為移動的工具。近年來，在腳踏車上附加額外動力來輔助使用者已有所發展，例如電動助力車等。使用者也會因為額外的動力輔助可以減輕體力的消耗，而增加選擇具有動力輔助的腳踏車的意願。
然而，在目前動力輔助的方式未盡完善，例如自動輔助的動力往往不符合使用者的雙腳踩踏的體驗，而降低使用者願意使用具有動力輔助的腳踏車的意願。有鑑於此，腳踏車的動力輔助與實際體驗有出入係亟需解決的問題。
發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非 本揭示內容的完整概述，且其用意並非在指出本發明實施例的重要/關鍵元件或界定本發明的範圍。
根據本文件之一實施例，揭示一種電動助力車。電動助力車包含本體、車輪、扭力感測器、馬達以及控制器。扭力感測器用以輸出對應一踩踏力的複數個扭力訊號。馬達以驅動該車輪。控制器耦接扭力感測器以及馬達。其中該控制器經配置以：自扭力感測器接收該些扭力訊號；根據電動助力車於第一時間點的車速計算得到第一週期；獲得在第一時間點之前於第一週期中之該些扭力訊號中的第一最大值；以及根據所獲得的對應該些扭力訊號之第一最大值，設定馬達的第一扭力輸出。
根據另一實施例，揭示一種控制方法，適配於電動助力車，其中該電動助力車包含本體、設置於本體的車輪、扭力感測器、馬達以及控制器。其中該扭力感測器用以輸出對應一踩踏力的複數個扭力訊號。馬達設置以驅動車輪。其中該控制方法包含以下步驟：接收扭力感測器的該些扭力訊號；根據電動助力車於第一時間點的車速計算得到第一週期；獲得在第一時間點之前於第一週期中之該些扭力訊號中的第一最大值；以及根據所獲得的對應該些扭力訊號之第一最大值，設定馬達的第一扭力輸出。
根據另一實施例，揭示一種傳動裝置，用以提供電動助力車之動力輸出。傳動裝置包含扭力感測器、馬達以及控制器。扭力感測器用以輸出對應一踩踏力的複數個扭力訊號。馬達設置以驅動一車輪。控制器耦接扭力感測器以及馬達。其中該控制器經配置以：自扭力感測器接 收該些扭力訊號；根據電動助力車於第一時間點的車速計算得到第一週期；獲得在第一時間點之前於第一週期中之該些扭力訊號中的第一最大值；以及根據所獲得的對應該些扭力訊號之第一最大值，設定馬達的第一扭力輸出。
為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下：
100‧‧‧電動助力車
110‧‧‧本體
120、220、620‧‧‧傳動裝置
121‧‧‧控制器
123‧‧‧扭力感測器
125‧‧‧馬達
130‧‧‧後輪
140‧‧‧前輪
150‧‧‧右腳踏板
160‧‧‧左腳踏板
170‧‧‧鏈條
180‧‧‧踩踏輸入軸齒盤
190‧‧‧車輪齒輪
195‧‧‧後軸
300、700‧‧‧控制方法
410、510‧‧‧扭力曲線
420、520‧‧‧扭力輸出曲線
623‧‧‧速度感測器
625‧‧‧處理器
627‧‧‧電池模組
628‧‧‧儲存模組
629‧‧‧通訊模組
H‧‧‧水平面
S‧‧‧斜坡
P1~P5‧‧‧週期
E1、E2、E3‧‧‧數值
E4、E5、E6‧‧‧數值
V1~V5‧‧‧波峰
S310、S320、S330、S331~S335、S340、S341‧‧‧步驟
T1~T5‧‧‧時間點
以下詳細描述結合隨附圖式閱讀時，將有利於較佳地理解本文件之態樣。應注意，根據說明上實務的需求，圖式中各特徵並不一定按比例繪製。實際上，出於論述清晰之目的，可能任意增加或減小各特徵之尺寸。
第1圖繪示根據本文件一些實施例中一種位移電動助力車之外觀示意圖。
第2A圖~第2B圖繪示根據本文件一些實施例中一種傳動裝置之功能方塊示意圖。
第3圖繪示根據本文件一些實施例中一種控制方法之步驟流程示意圖。
第4A圖~第4F圖繪示根據本文件一些實施例中關於辨別電動助力車被踩踏時由扭力感測器所產生的扭力訊號及馬達對應的扭力輸出之曲線示意圖。
第5A圖~第5F圖繪示根據本文件另一些實施例中關於辨別電動助力車被踩踏時由扭力感測器所產生的扭力訊號及馬達的扭力輸出之曲線示意圖。
第6圖繪示根據本文件一些實施例中計算角度的環境示意圖。
第7圖繪示根據本文件另一些實施例中一種控制方 法之步驟流程示意圖。
第8圖繪示根據本文件另一些實施例中一種傳動裝置之功能方塊示意圖。
以下揭示內容提供許多不同實施例或實例，以便實施本發明之不同特徵。下文描述元件及排列之特定實例以簡化本發明。當然，該些實例僅為示例性且並不欲為限制性。舉例而言，以下描述中在第二特徵上方或第二特徵上形成第一特徵可包括以直接接觸形成第一特徵及第二特徵的實施例，且亦可包括可在第一特徵與第二特徵之間形成額外特徵使得第一特徵及特徵可不處於直接接觸的實施例。另外，本發明可在各實例中重複元件符號及/或字母。此重複係出於簡明性及清晰之目的，且本身並不指示所論述之各實施例及/或配置之間的關係。
進一步地，為了便於描述，本文可使用空間相對性術語(諸如「之下」、「下方」、「較低」、「上方」、「較高」及類似者)來描述諸圖中所圖示一個元件或特徵與另一元件(或多個元件)或特徵(或多個特徵)之關係。除了諸圖所描繪之定向外，空間相對性術語意欲包含使用或步驟中裝置之不同定向。設備可經其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向上)且因此可同樣解讀本文所使用之空間相對性描述詞。
請參照第1圖，其繪示根據本文件一些實施例中一種電動助力車100之外觀示意圖。如第1圖所示，電動 助力車100包含本體110以及傳動裝置120。傳動裝置120設置於本體110上。本體110可以為但不限於一輪或多輪腳踏車、電動助力車、或其他透過力矩來產生驅動力的交通載具。在本文件中以二輪腳踏車作為說明，實施時並不限於此。
在一些實施例中，傳動裝置120設置於本體110與後輪130連接，例如透過變速齒輪組或其他傳動元件，或是如第1圖所示的，直接固設於後輪130之中。當使用者在踩踏右腳踏板150與左腳踏板160進行騎乘時，右腳踏板150與左腳踏板160的轉動進而帶動鏈條170，使得鏈條170可進而帶動傳動裝置120以及後輪轉動，由此，傳動裝置120可接收到使用者施加的踩踏力。在另一些實施例中，傳動裝置120亦可設置與本體110的前輪140連接或是固設於前輪之中，當使用者在踩踏右腳踏板150與左腳踏板160進行騎乘時，傳動裝置120可接收到使用者施加的踩踏力，進而輸出動力輔助使用者之騎乘。在一些實施例中，鏈條170亦可為皮帶或是其他可供力傳送之元件。
在一些實施例中，電動助力車100包含本體110、車輪(前輪140及/或後輪130)、扭力感測器123、馬達125，以及控制器121。如第1圖及第2A圖及/或第2B圖所示，車輪設置於本體110。扭力感測器123用以輸出對應踩踏力的複數個扭力訊號。馬達125設置以驅動車輪(前輪140及/或後輪130中)。控制器121耦接於扭力感測器123及馬達125。控制器121經配置以執行複數個步驟，例如自扭力感測器123接收這些扭力訊號，根據電動助力車100於第 一時間點的車速計算得到第一週期，獲得在第一時間點之前於第一週期中之這些扭力訊號中的第一最大值，以及根據所獲得的對應這些扭力訊號之第一最大值，設定馬達125的第一扭力輸出。有關於詳細步驟將說明如下。
請參照第2A圖，其繪示根據本文件一些實施例中一種傳動裝置120之功能方塊示意圖。在第2A圖的實施例中，扭力感測器123設置鄰近於第1圖所示之電動助力車100的右腳踏板150與左腳踏板160，例如固設於右腳踏板150與左腳踏板160連動的轉軸旁，進而藉由右腳踏板150與左腳踏板160連動的轉軸偵測使用者的踩踏力。在一些實施例中，扭力感測器123亦可設置鄰近於傳動系統(即，左右踏板150、齒盤180、鏈條170、傳動裝置120或後輪130等)中任何一易於設置之處。
傳動裝置120包含控制器121及馬達125。控制器121耦接扭力感測器123以及馬達125。控制器121可接收扭力感測器123產生對應於連續時間點的複數個扭力訊號，並根據扭力訊號的數值大小以及樣式(pattern，例如使用者的踩踏頻率/週期)來設定/控制馬達125的扭力輸出。控制器121可以是馬達控制單元(motor control unit，MCU)、電子控制器(electric control unit，ECU)、其他具運算能力之元件或其組合。在一些實施例中，馬達125耦接第1圖的本體110的後輪130。或例如第1圖所示實施例中，馬達125固設於後輪130中。馬達125根據控制器121所傳送資訊或命令轉換電能產生相應的力矩，以在使用者的踩踏力驅動外，更輔助了本體110之移動。
請參照第2B圖，其繪示根據本文件另一些實施例中一種傳動裝置220之功能方塊示意圖。在第2B圖中與第2A圖相同元件以相同符號表示，相同的元件說明如第2A圖之實施例所示。相較於第2A圖中所述扭力感測器123設置於傳動裝置120之外，第2B圖所述實施例中，扭力感測器123設置於傳動裝置220之中。例如，如第1圖所示實施例，傳動裝置120固設於後輪130之中，並透過後軸195固設傳動裝置120以及後輪130於本體110上。而扭力感測器123即可設置鄰近於所述後軸上，進而透過後軸和後輪130間的相對運動而取得感測之扭力。扭力感測器123耦接於控制器121。並可感測由使用者的雙腳所施加的踩踏力，計算並輸出連續時間點中對應於踩踏力的扭力訊號。扭力感測器123可以為但不限於非接觸式扭力感測器(例如感應式扭力感測器)、接觸式扭力感測器(例如電位計式扭力感測器、機械式扭力感測器)、光學式扭力感測器等。
請參照第3圖，其繪示根據本文件一些實施例中一種控制方法300之步驟流程示意圖。本文件之控制方法300適用於第1圖之電動助力車100。為清楚說明控制方法300的各步驟，以下請一併參閱第2A圖及第3圖。
在步驟S310中，藉由扭力感測器123輸出複數個對應於踩踏力的扭力訊號。所述的複數個扭力訊號可對應於對使用者的踩踏力於時間上連續的取樣資料。舉例來說，當使用者在騎乘電動助力車100時，扭力感測器123感測使用者的踩踏力，透過連續地取樣計算出複數個扭力訊號。控制器121即可從扭力感測器123取得複數個扭力訊號 並進一步地分析。
在步驟S320中，藉由控制器121於一時間點根據目前電動助力車的車速計算得到一週期。舉例來說，所述時間點可為目前當下的時間點，並以當下的車速為基礎計算所述之週期。控制器121可於每間隔一小段時間(例如0.1毫秒，相同於扭力感測器123的對踩踏力取樣的取樣頻率)會根據轉動速度即時計算出一個週期。因此，控制器125在不同的時間點所計算出的週期，其長度會因為不同車速而有所不同。
在扭力感測器123設置鄰近於第1圖的右腳踏板150與左腳踏板160的實施例中，控制器121是計算以下公式(1)來獲得所述週期：P=0.5/S...公式(1)
其中，P為所述之週期，S則為電動助力車110的車速。在此必須說明的是，在此所述的週期在概念上對應於(但並不完全等於)使用者之踩踏踏板(右腳踏板150與左腳踏板160)的週期，也就是使用者大致上需要以怎樣的節奏/頻率來踩動踏板方可維持於目前的車速。其中，由於右腳踏板150與左腳踏板160的踩踏皆具有產生踩踏力的能力，因此這裡所述的週期並不是踩踏一圈的週期而是右腳踏板150或左腳踏板160的踩踏一次的週期，也就是對應於踩踏半圈的週期長度。所以在公式(1)中需再除以二(即，公式(1)中的0.5)方可取得上述之週期。
另外，所述的車速即為前輪140以及後輪130轉動的速度。在一些實施例中，電動助力車110更包括設 置鄰近於前輪140或後輪130並耦接控制器121的速度計，並配置以使得控制器121可即時地取得前輪140或後輪130的轉動速度。在一些實施例中，傳動裝置或是馬達被固設於電動助力車的一車輪之中(例如，第1圖所示的實施例中傳動裝置121的馬達125被固設於後輪130中)，所述的車速即等於馬達125的轉動速度。在這樣的實施例中，馬達125的轉動速度即可透過馬達125內部的偵測器(未繪示)(例如偵測馬達125的定子和轉子之相互關係的位置偵測器(position sensor))之資訊來取得目前馬達125的轉動速度。而在一些實施例中，馬達125未被固設於電動助力車100的一車輪中但仍互相帶動者(例如馬達125輸出扭力時帶動車輪，而馬達125不輸出扭力時車輪仍可帶動馬達125，使得馬達125可具有再生制動(regenerative braking)的功能等)，控制器121仍可透過馬達125內部之偵測器(未繪示)取得目前的車速。
在步驟S330中，藉由控制器121獲得在時間點之前在上述計算得到的週期中的扭力訊號之最大值。控制器125在步驟S320計算出週期之後，以目前的時間點為端點往前推算一段時間(即週期)，控制器125會偵測在此段時間當中的扭力訊號的最大值。舉例來說，控制器121操作馬達125自運作至今已10秒鐘，假設根據目前的車速於目前的時間點(第十秒)計算得到目前的週期為五秒。因此，在目前時間點之前緊鄰的週期即為自第十秒開始往前推算五秒，也就是第五秒到第十秒這個時間區間。因此，在步驟330時，控制器121即會分析自在第五秒至第十秒這 個時間區間中所取得之扭力訊號，並從中取得扭力訊號之最大值。而在下一個時間點，例如第十一秒時，由於此時的車速提昇使得計算得到的週期變短為三秒，則控制器121即會分析第八秒至第11秒之中的扭力訊號，並從中取得扭力訊號之最大值。上述的說明僅為例示，事實上在實際運用時，控制器121取樣並計算得到扭力訊號之最大值的取樣頻率(或取樣間隔)應遠小於一秒鐘。
在步驟S340中，控制器121根據所獲得的扭力訊號的最大值，設定馬達125的扭力輸出。也就是說，馬達125的扭力輸出會因扭力訊號的最大值的變化，而即時地被改變。值得一提的是，如公式(1)所示，當車速越快時，使用者的踩踏應更密集，控制器121計算得到的週期的長度越短。反之，當車速越慢時，使用者的踩踏應減緩，控制器121計算得到的週期的長度越長。也就是說，控制器121會動態地參考目前的車速(在一些實施例中，車速正比於馬達125當下的轉動速度)，來決定週期的長短。
在使用者騎乘中且電動助力車100的助力功能被開啟時，控制器121會重複地執行控制方法300的步驟S310~步驟S340。在一些實施例中，當週期中的扭力訊號中的最大值，不同於上一次對扭力訊號中的最大值之判斷(即，前一個時間點中所判斷得到的扭力訊號的最大值)時，控制器121會根據目前週期中扭力訊號的最大值來設定/調整馬達125的扭力輸出。值得一提的是，如前述公式(1)所示，週期的長度會與車速(以及馬達125的轉動速 度)成反比。當車速越快(數值越大)，週期的長度就會越短，容納列入扭力訊號的大小比較的資料窗口(即，對應於週期)即會隨之改變。也就是說，在車速較快，也就是使用者的踩踏較為頻繁(或更加上因應著使用者踩踏而提昇的馬達之扭力輸出)的時候，控制器125僅評估較接近當前時間點往前推較小的一段時間區間(較短的週期，較小的資料窗口)中的扭力訊號，使得控制器121每一次的判斷皆可因應使用者每一次的踩踏即時反應並判斷，以使得馬達125提供的動能可即時的對使用者的騎乘產生輔助的效果。
如此一來，本文件可以避免使用者已經在較早的時間點時(例如1分鐘前)以較大的踩踏力而提升目前的移動速度，並在這1分鐘期間逐漸因為速度提昇而降低踩踏的力道，但控制器121卻在目前的時間點仍控制馬達125因應一分鐘前較大的踩踏力提供動能，將導致使用者面臨速度過快、移動速度不符合當前狀況、或重心失去平衡導致危險的問題。
而在一些實施例中，當車速不為零但控制器121卻未從扭力感測器123接收到對應於使用者之踩踏力的扭力訊號時，電動輔助車可能維持於一滑行狀態或是下坡的情況。此時，由於未有踩踏力的動作發生，控制器121所判斷得到的扭力訊號之最大值亦因而逐漸下降，對應所設定/調整的馬達125之扭力輸出將同時下降。當這樣的偵測維持超過一定時間時，由於週期內(即，資料窗口)中扭力皆為零，控制器171即會將馬達的扭力輸出值歸零。 而在其他的實施例中，由於公式(1)中的車速不得為零，控制器121會對週期的最大值進行設定一閾值，當車速逐漸為零的時候，週期值將維持於所設定的閾值。所述的週期之閾值可能參考實際的電動車的配置例如輪胎與地面之阻力、傳動裝置120中馬達125的再生制動所產生的阻力等，或是各國交通法規或規則之要求(例如於在多少時間或多少距離內未有踩踏時需將調整輸出於零等)而設定。
請復參照第2B圖以及第1圖。相較於第2A圖的扭力感測器123是設置在第1圖的右腳踏板150與左腳踏板160，第2B圖的扭力感測器123是設置在傳動裝置220中。在此實施例中，傳動裝置220也可執行第3圖的控制方法300之步驟S310~步驟S340。值得一提的是，在執行步驟S320時，控制器121是計算以下公式(2)來獲得所述週期：P=0.5*GR/S...公式(2)
其中，P為週期，GR為齒輪比(Gear Ratio)，代表踩踏輸入軸齒輪180的齒數與車輪齒輪190的齒數的比值。舉例來說，若踩踏輸入軸齒輪180的齒數為72，車輪齒輪190的齒數為24，則齒輪比為3，也就是說使用者踩踏踏板一圈時，後輪130(及其連動的馬達125)即會因應此踩踏而旋轉了三圈。因此，透過公式(2)，即可利用齒輪比還原目前車速與使用者的踩踏之間的關係，使得計算得到的週期得以貼近使用者真實於踩踏的週期。
在第1圖以及第2B圖所示之實施例中，由於傳動裝置120中的馬達125以及扭力感測器123被固設於後輪130之中，車速即與馬達125的轉速相同。而在一些實施例 中，傳動裝置120中的馬達125並不如第1圖所示實施例中被固設於後輪130之中，而是以其他傳動元件(例如齒輪組/變速箱等)連結。這麼一來，若要運用馬達125的轉速來推算目前之車速時，上述的公式(2)除了考慮齒輪比外，則必須要多加考慮馬達125的轉速與車速之間的比例關係(例如齒輪組的比例，變速箱目前的檔位等)。
本文件的控制方法300中，每個週期是隨著整體的狀態(即，車速)而動態地變化，即每個週期的長度依據齒輪比與馬達速度而不同，以使得每個週期中用以計算扭力輸出的扭力訊號的訊號數量不同(例如車速或馬達125的速度越高，週期越小，小週期對應之資料窗口中所取樣得到的扭力訊號數量較小)，藉以讓馬達125的助力輸出更符合使用者的踩踏週期。換句話說，週期及其對應的資料窗口的動態調整可動態的配合使用者之踩踏，使得每次針對扭力訊號之最大值之判斷時，資料窗口皆包括了使用者最近一次的踩踏(例如，包括了最近一次踩踏所造成扭力訊號之峰值)，而不受到先前踩踏的影響。例如，當使用者踩踏較急時，隨之而變短的週期即可讓控制器121即時地根據使用者一次次的踩踏而動態地調整馬達125的助力輸出，使得使用者的踩踏可因馬達125的助力補償而減緩出力，方可確切的滿足電動助力車對使用者之幫助。另一方面來說，這樣的設置亦可避免馬達125輸出的助力與使用者實際騎乘狀況不符，反而造成電動助力車100忽快忽慢，而使得使用者無法理解並預期電動助力車100做動的問題。
第4A圖~第4F圖繪示為根據本文件一實施例中關於辨別電動助力車被踩踏時由扭力感測器所產生的扭力訊號及對應之馬達的扭力輸出之曲線示意圖。以下說明請一併參照第1圖及第2A圖。第4A圖~第4F圖的扭力曲線410是對應於使用者踩踏右腳踏板150以及左腳踏板160的扭力訊號。其中，第4A圖~第4F圖的扭力曲線410可被視為是一段時間內使用者連續的踩踏所對應之扭力訊號的變化。第4A圖~第4F圖的扭力輸出曲線420為控制器121因應前述之扭力訊號的變化而控制馬達125所對應產生的扭力輸出，為與偵測得到扭力曲線410做出區隔，在第4A圖~第4F圖以粗線表示。以下從第4A圖~第4F圖將此連續的踩踏分成多個時間區間依序說明。
在一些實施例中，當右腳踏板150與左腳踏板160位於同樣的中間水平高度時，扭力曲線410的最高點(即，扭力曲線410的波峰)是右腳踏板150或左腳踏板160在水平位置時的扭力訊號。隨著右腳踏板150(或左腳踏板160)被踩踏，從水平位置往下轉動到最低位置時，扭力曲線410的最低點(即，扭力曲線410的波谷)是右腳踏板150(或左腳踏板160)在最低位置時的扭力訊號。
舉例來說，扭力感測器123時時刻刻地感測右腳踏板150以及左腳踏板160的扭力訊號。由於右腳踏板150以及左腳踏板160在中間水平高度的位置(例如右腳踏板150在前以及左腳踏板160在後)，而使得使用者所施加的力，會與連接於右腳踏板150與踩踏輸入軸齒盤180之間的曲柄(未標示)為最接近於垂直關係。因此，扭力感測 器123可以感測到最大的扭力訊號。另一方面，當右腳踏板150轉動到最低點時(此時左腳踏板160在最高點)，相似於上述的原因，踩踏力曲柄(未標示)之間的力矩近似於零，因此扭力感測器123幾乎感測不到扭力訊號。
因此，當右腳踏板150(或左腳踏板160)自中間水平高度的位置踩動半圈時所產生的扭力訊號，會對應於扭力曲線410中的兩個相鄰波峰之間的連續部分。當右腳踏板150(或左腳踏板160)自最高點踩動半圈時所產生的扭力訊號，會對應於扭力曲線410中的兩個相鄰波谷之間的連續部分。
為清楚說明第3圖的步驟S310~步驟S340，以下說明請參照第1圖、第2A圖及第4A圖~第4F圖。在第4A圖~第4F圖所示實施例中，馬達125的扭力輸出根據著使用者的踩踏狀態而逐漸變小。這樣的實施例可對應於，使用者騎乘於平路，速度隨著使用者的踩踏以及馬達的125的扭力輸出提昇後，所需使用者的踩踏力以及馬達的125的扭力輸出逐漸降低的情況。
第4A圖為初始狀態示意圖，例如使用者從靜止狀態開始騎乘電動助力車100。在時間點為0至時間點T1的過程中，控制器121接收使用者踩踏右腳踏板150及左腳踏板160的扭力訊號，如扭力曲線410所示。控制器121在每一個時間點(例如，對應或是正比於扭力訊號的取樣頻率)執行步驟S310~步驟S330的時候，都會獲得扭力訊號的新的最大值。因此，控制器121在步驟S340中，會根據每一個時間點的扭力訊號的新的最大值來設定馬達125的 扭力輸出，如扭力輸出曲線420所示。在第4A圖中，扭力曲線410和扭力輸出曲線420重合。
在此實施例中，由於電動助力車100處於剛開始移動的狀態(例如與後輪130連接的馬達125的轉速較慢)，即使在步驟S320根據當下的車速計算得到週期P1，此週期P1的長度可能會大於電動助力車100已被騎乘的時間(即，所述的週期P1對應的時間長度大於時間點T1至時間點0的長度)。但由於時間點0以前無任何扭力訊號，再者於T1時間點，仍為騎乘的初始狀態，其扭力訊號遞增，因此不影響對馬達125的扭力輸出進行設定。
在此實施例中，當在時間點T1時，馬達125經控制器121的設定而以數值E1作為扭力輸出來運轉。
請參照第2B圖，在使用者持續地騎乘過程中，以目前時間為時間點T2作為說明，其中時間點T2為間隔於第4A圖之時間點T1之後一段時間的另一時間點。控制器121在步驟S310中接收扭力訊號，如第4B圖所示的扭力曲線410。控制器121在前述步驟S320中根據當下的車速計算出週期P2。在時間點T2時，控制器121會判斷在時間點T2向前推算週期P2(即從時間點(T2-P2)至時間點T2之間，這個時間區間中)的扭力訊號中的扭力訊號之最大值，是否與目前已判斷得到之扭力訊號之最大值不同。舉例來說，在使用者第一次踩踏之扭力訊號當中，數值E1為對應於扭力曲線410的峰值V1，即在時間點T1時經由控制器121判斷時間點T1時所取得的扭力最大值。而在時間點T1之後直到時間點T2時間之前，扭力曲線410為遞減到 一最小值後再遞增的趨勢。控制器121在步驟S330中，在時間點T2之前緊鄰的週期P2(即上述時間點(T2-P2)至T2間的時間區間)中的扭力訊號之最大值仍為在時間點T1所取得之數值E1。因此，馬達125在時間點T2時不變更馬達125的扭力輸出，並使扭力輸出維持在數值E1，如扭力輸出曲線420的水平曲線部分(對應至數值E1)。事實上在時間點T1後，至時間點T2之前，控制器121應做出超過一次以上的判斷，但由第4B圖中的扭力曲線410即可知，由於這段時間區間內並未包括任何對應於使用者於水平位置之踩踏(即，扭力曲線410上波峰V1以外的另一個波峰)，在此段時間內對扭力訊號的最大值之判斷，控制器121仍持續判斷為數值E1，並維持馬達125的扭力輸出與其相符。
在使用者持續地騎乘過程中，第4C圖以目前時間為時間點T3作為說明，其中時間點T3為間隔於第4B圖之時間點T2之後一段時間的另一時間點。控制器121在步驟S310中接收扭力訊號，如第4C圖所示的扭力曲線410。控制器121在前述步驟S320中根據當下的車速計算出週期P3。在時間點T3時，控制器121會判斷在時間點T2向前推算週期P3，也就是時間點(T3-P3)至時間點T3之間的扭力訊號中的扭力訊號之最大值，是否與目前已判斷得到的扭力訊號的最大值不同。舉例來說，目前已判斷得到的扭力訊號的最大值為第4A圖中於時間點T1時所計算得到的數值E1。在步驟S330中，控制器121在時間點T3時，於時間點T3之前緊鄰週期P3中(即時間點(T3-P3)至T3 間的時間區間)的扭力訊號獲得新的最大值，即波峰V2的數值E2，數值E2不同於數值E1。換句話說，扭力曲線410上在時間點T3時緊鄰的週期P3中包括波峰V1以外的另一個波峰V2。因此，控制器121在步驟S340中，根據最大值，即數值E2，來設定馬達125的扭力輸出。因此，於發生最大值的時間後的時間點T3，馬達125會開始以更新後的數值E2作為扭力輸出，如第4D圖的扭力輸出曲線420所示。
在此實施例中，數值E2小於數值E1，即馬達125在時間點T3後將減少扭力輸出。值得一提的是，在發生最大值的時間點時所進行的最大值判斷中，可能由於在緊鄰的週期內仍包括了上個對應使用者踩踏於水平位置的於扭力曲線410中的波峰，因此控制器121要再推遲一點的時間點(例如時間點T3)方能針對新的扭力訊號的最大值來修正扭力輸出。但這樣的時間差僅發生於使用者的踩踏力低於前次踩踏的狀況，使用者原則上對馬達125所輸出的助力並不敏感。並且所述的時間差亦會在車速提昇時漸減，如此一般並不大影響使用者的騎乘體驗。
在使用者持續地騎乘過程中，第4D圖以目前時間為時間點T4作為說明，其中時間點T4為間隔於第4C圖之時間點T3之後一段時間的另一時間點。控制器121在步驟S310中接收扭力訊號，如第4D圖所示的扭力曲線410。控制器121在前述步驟S320中根據當前的車速計算出週期P4。在時間點T4時，控制器121會判斷在時間點T4向前推算週期P4，也就是時間點(T4-P4)至時間點T4之間的扭力訊號中的扭力訊號之最大值，是否與目前已判斷得 到的扭力訊號的最大值不同。舉例來說，目前已判斷得到的扭力訊號的最大值為第4C圖中於時間點T3時所計算得到的數值E2。在步驟S330中，控制器121在時間點T4時，於時間點T4之前緊鄰週期P4中(即時間點(T4-P4)至T4間的時間區間)的扭力訊號獲得新的最大值，即波峰V3的數值E3，數值E3不同於數值E2。控制器121在步驟S340中，根據最大值，即數值E3，來設定馬達125的扭力輸出。因此，於發生最大值的時間後的時間點T4，馬達125會在時間點T4開始以更新後的數值E3作為扭力輸出，如第4E圖的扭力輸出曲線420所示。
在此實施例中，數值E3小於數值E2，即馬達125在時間點T3後根據數值E3而降低扭力輸出。
在使用者持續地騎乘過程中，第4E圖以目前時間為時間點T5作為說明，其中時間點T5為間隔於第4D圖之時間點T4之後一段時間的另一時間點。控制器121在步驟S310中接收扭力訊號，如第4E圖所示的扭力曲線410。控制器121在前述步驟S320中根據當前的車速計算出週期P5。在時間點T3時，控制器121會判斷在時間點T5向前推算週期P5，也就是時間點(T5-P5)至時間點T5之間的扭力訊號中的扭力訊號之最大值，是否與目前已判斷得到的扭力訊號的最大值不同。舉例來說，目前已判斷得到的扭力訊號的最大值為第4D圖中於時間點T4時所計算得到的數值E3。在步驟S330中，控制器121在時間點T5時，於時間點T5之前緊鄰週期P5中(即時間點(T5-P5)至T5間的時間區間)的扭力訊號為逐漸遞減。在此時間區間內 中沒有包含任何波峰，因此馬達125會以數值E3輸出動力一段時間之後，隨著偵測所得的扭力訊號開始遞減扭力輸出。
在一些實施例中，使用者可能在騎乘一段時間後，不繼續踩踏而使電動助力車100例如以慣性動力持續向前移動的情況。如第4F圖所示，控制器121沒有收到新的扭力訊號。在此實施例中，馬達125仍有動力輸出。控制器121在前述步驟S320中當前的車速計算出週期P6。目前的最大值為第4D圖時所計算得到的數值E3。在步驟S330中，控制器121在時間點T6時，於時間點T6之前緊鄰週期P5(即時間點(T6-P6)至T6間的時間區間)中的扭力曲線410中由於不包括任何對使用者於水平位置踩踏的波峰，也沒有接收到新的扭力訊號，因此所述扭力訊號的最大值將判斷為零。事實上在介於時間點(T6-P6)之間由控制器所執行的步驟S330之判斷中，所得到的扭力訊號之最大值即已漸漸下降，而使得控制器121控制馬達125遞減扭力輸出，並使馬達125在時間點T6時停止扭力的輸出，如扭力輸出曲線420所示。這麼一來，在使用者停止踩踏後，從時間點(T6-P6)至T6這個時間區間中，馬達125將持續維持一段時間的扭力輸出後才遞減至無。而在時間點T6之後，騎乘電動助力車100的使用者則得可藉由電動助力車100前進之慣性滑行一段距離。
值得一提的是，第4A圖~第4F圖中所示的扭力曲線410及扭力輸出曲線420為連續的扭力，為詳細說明本案的電動助力車100的控制方法，在本文中針對其中數個 週期內的扭力來說明，惟，本案不限於此些週期的數目，於實施時可依據實際上的狀況來決定要計算週期的時間點，而可根據當前的車速而計算出不同長度的週期。舉例來說，可以是每間隔1毫秒或是數毫秒即根據車速來計算出週期並執行對應步驟S310~S340。
第5A圖~第5F圖繪示根據本文件另一些實施例中關於辨別電動助力車100被踩踏時由扭力感測器123所產生的扭力訊號及馬達125的扭力輸出之曲線示意圖。以下說明請一併參照第1圖及第2A圖。第5A圖~第5F圖繪示設定至馬達125的扭力輸出隨著使用者的踩踏而逐漸變增加的實施例。在第5A圖~第5F圖中的扭力曲線510是對應使用者於右腳踏板150以及左腳踏板160踩踏的扭力訊號，以及扭力輸出曲線520為控制器121因應前述之扭力訊號的變化而控制馬達125所對應產生的扭力輸出。以下說明針對扭力輸出的變化的部分進行說明，其餘步驟部分相似於前述第4A圖~第4F圖的段落，於此不予重述。
第5A圖為初始狀態示意圖，例如使用者剛開始騎乘電動助力車100。在時間點為0至時間點T1的過程中，控制器121接收使用者踩踏右腳踏板150及左腳踏板160的扭力訊號，如扭力曲線510所示。控制器121在每一個時間點執行步驟S310~步驟S330的時候，都會獲得扭力訊號的新的最大值。因此，控制器121在步驟S340中，會根據每一個時間點的扭力訊號的新的最大值來設定馬達125的扭力輸出，如扭力輸出曲線520所示。在第5A圖中，扭力曲線510和扭力輸出曲線520重合。在此實施例中，當 在時間點T1時，馬達125經控制器121的設定而以數值E4作為扭力輸出來運轉。相關計算出週期P1及設定馬達125的扭力輸出請參照前述說明。
在使用者持續地騎乘過程中，以目前時間為時間點T2作為說明，其中時間點T2為間隔於第5A圖之時間點T1之後一段時間的另一時間點。控制器121在步驟S310中接收扭力訊號，如第5B圖所示的扭力曲線510。在此實施例中，在時間點T2向前推算週期P2(即從時間點(T2-P2)至時間點T2之間，這個時間區間中)的扭力曲線410為遞減到一最小值後再遞增的趨勢。控制器121在週期P2的時間區間當中沒有高於E1的值(即，沒有波峰V4以外的其他波峰)。因此，馬達125在時間點T2時不變更馬達125的扭力輸出，並使扭力輸出維持在數值E4，如扭力輸出曲線520的水平曲線部分(對應至數值E4)。相關計算出週期P2及維持馬達125的扭力輸出請參照前述說明。
在使用者持續地騎乘過程中，第5C圖以目前時間為時間點T3作為說明，其中時間點T3為間隔於第5B圖之時間點T2之後一段時間的另一時間點。控制器121在步驟S310中接收扭力訊號，如第5C圖所示的扭力曲線510。在此實施例中，在時間點T3向前推算週期P3(即從時間點(T3-P3)至時間點T3之間，這個時間區間中)的扭力曲線510為遞減到波谷後再遞增到一波峰的趨勢。控制器121在週期P3的時間區間當中獲得波峰V4以外的另一波峰V5。因此，控制器121以新的最大值，即波峰V5的數值E5，來重新設定馬達125的扭力輸出，如扭力輸出曲線 520所示。相關計算出週期P3及設定馬達125的扭力輸出請參照前述說明。
值得一提的是，扭力曲線510中在時間點T31至時間點T33之間的部分，代表使用者逐漸增加踩踏力，並且踩踏力大於當下的扭力輸出，因此扭力曲線510呈現上升趨勢。在此實施例中，由於從時間點T31開始的每一刻之扭力訊號皆大於數值E4，因此控制器121便會即時地根據當下的扭力訊號調整馬達125的扭力輸出，因而使得馬達125的輸出動力，如扭力輸出曲線520，也呈現上升趨勢。舉例來說，控制器121分別在時間點T31、...、時間點T33，都取得相對於前一個時間點更大的最大值(即更新了最大值的數值)。控制器121會以更新了的最大值重新設定馬達125的扭力輸出。如此，扭力輸出的扭力輸出曲線520與扭力訊號的扭力曲線510，會在時間點T31~時間點T33的時候呈現重疊狀態。據此，在使用者遞增踩踏力的情況，本案可以即時地回饋扭力輸出，讓使用者即時地感受到電動助力車100所提供的輔助力，而避免在使用者已經踩踏一段時間(車速已經開始上升的時候)，馬達125才提供輔助力。因此，本案的電動助力車100可即時地回饋扭力輸出可避免車速不穩定的問題。
在使用者持續地騎乘過程中，以目前時間為時間點T4作為說明，其中時間點T4為間隔於第5C圖之時間點T3之後一段時間的另一時間點。控制器121在步驟S310中接收扭力訊號，如第5D圖所示的扭力曲線510。在此實施例中，在時間點T4向前推算週期P4(即從時間點(T4-P4) 至時間點T4之間，這個時間區間中)的扭力曲線510為遞減到波谷後再遞增的趨勢。控制器121在週期P4的時間區間當中包括了波峰V5以外的其他波峰，如第5E圖所示的波峰V6，且波峰V6對應的數值E6更高於波峰V5所對應之數值E5。因此，馬達125在時間點T4時設定馬達125的扭力輸出為最大值，即波峰V6的數值E6。相關計算出週期P4及設定馬達125的扭力輸出請參照前述說明。
在使用者持續地騎乘過程中，以目前時間為時間點T5作為說明，其中時間點T5為間隔於第5D圖之時間點T4之後一段時間的另一時間點。控制器121在步驟S310中接收扭力訊號，如第5E圖所示的扭力曲線510。在此實施例中，在時間點T5向前推算週期P5(即從時間點(T5-P5)至時間點T5之間，這個時間區間中)的扭力曲線510為遞減的趨勢。在此時間區間內中沒有包含任何波峰，因此馬達125會以數值E6輸出動力一段時間之後，開始遞減扭力輸出。相關計算出週期P1及維持馬達125的扭力輸出請參照前述說明。
在第5F圖中，控制器121沒有收到任何扭力訊號，例如使用者爬完一個小坡後而到達了平路或下坡，因此控制器121控制馬達125遞減扭力輸出，並使馬達125在時間點T6時停止運轉，如扭力輸出曲線520所示。
綜合上述於第4A圖至第4F圖，以及第5A圖至第5F圖的兩個實施例來說，本文件在使用者施加越來越多的踩踏力時，由於控制器121會即時地判斷在一段時間之內的扭力訊號的最大值是否有改變。若有，則會相應地更 新馬達125的扭力輸出，避免使用者越騎越累，或者使用者目前是需要施加較多的力的情況，但電動助力車卻沒有給予應有的輔助力或在非即時的(例如1分鐘之後)給予輔助力的問題。由於所述週期的長度緊緊跟隨著車速而改變，這麼一來可以使得藉由週期長度所取得之資料窗口中的扭力訊號皆可對應於每一次的踩踏而有所調整。即，於使用者有效踩踏時，資料窗口中的扭力訊號原則上將至少包括一個對應使用者於水平位置踩踏之波峰。而在使用者減少踩踏力到甚至沒有踩踏時，控制器121亦可控制馬達逐漸減緩輸出，使得使用者可以平順的下降速度，並延長騎乘於電動助力車100上滑行的時間以及距離。所以，本文件的控制方法可以即時地給予使用者騎乘的輔助力並且即時地調整所給予的輔助力，可以避免使用者覺得忽快忽慢的問題，並且可達成提高使用者的騎乘安全性的功效。
值得一提的是，第4A圖至第4F圖，以及第5A圖至第5F圖的兩個實施例中，控制器121所控制馬達125的扭力輸出(例如，扭力訊號曲線410、510所表示之扭力)原則上等比例於使用者的踩踏力，也就是，使用者踩踏了多大的力量，馬達125即會一比一的輸出對應的扭力。這也是為什麼使用在第4A圖扭力曲線410和扭力輸出曲線420會互相重合以及在第5A圖扭力曲線510和扭力輸出曲線520會互相重合。而在一些實施例中，根據電動助力車100車型之設置，使用者的喜好和習慣或是使用情境之不同，控制器121所控制馬達125的扭力輸出將與使用者的踩 踏力之間會有不同的比例設置。這麼一來扭力曲線410的前端部分(即較早時間點的扭力)即會高於(或是低於)扭力曲線410的後端部分(即較晚時間點的扭力)，而扭力曲線510的前端部分亦會同時已相同比例的高於(或低於)扭力曲線510的後端部分。另外，在一些實施例中，扭力感測器123被設置於鄰近於左右踏板150、160時，扭力感測器123所感測得到的是單純使用者對左右踏板150、160的踩踏力。而在另一些實施例中，扭力感測器123被設置於傳動裝置120中，並且所述的傳動裝置120被固設於後輪之中。在這樣的實施例中，由扭力感測器123所感測得到的扭力訊號可能包括了使用者的踩踏力以及馬達125的輸出。因此，在這樣的實施例中，控制器121即需將這樣的設置差異以及其所對應於偵測所得之扭力訊號的組成加入扭力輸出大小的考慮中。
所述的這些扭力輸出與踩踏力之間的比例可於電動助力車100出廠時預設，而後再根據使用情境或是使用者習慣來調整，例如可經由控制器121之偵測，或是經由使用者之輸入。例如，使用者認為電動助力車100之輔助過高讓他/她無法感受騎乘之樂趣，使用者即可透過電動助力車100之輸出輸入裝置(例如設置於車上之儀表板或是與控制器121無線連接之行動電子裝置)來降低馬達125之扭力輸出。另外，當電動助力車100感測到使用者於上坡，而需要來自電動助力車100更多的輔助力時，控制器121即可根據爬坡之角度而比例地調整馬達125的扭力輸出。
請參照第6圖，其繪示根據本文件一些實施例中計算角度θ的示意圖。如第6圖所示，第1圖的電動助力車100以一行進方向D1前進。在此實施例中，電動助力車100行走於斜坡S上，斜坡S與水平面H之間存在角度θ。因此，行進方向D1與水平面H之間也存在角度θ。
為詳細說明電動助力車100行走於斜坡S上時提供對應的輔助力，以下請一併參照第6圖及第7圖。
第7圖繪示根據本文件一些實施例中一種控制方法700之步驟流程示意圖。如第7圖所示，步驟S310與步驟S320請參照第3圖的說明，於此不予重述。
在步驟S331中，藉由控制器121獲得在目前時間點之前緊鄰週期中的扭力訊號之最大值，並根據該最大值計算馬達125的扭力輸出。此部分說明請參照前述如第4A圖至第4F圖以及第5A圖至第5F圖。
在步驟S333中，藉由控制器121計算電動助力車100的行進方向D1與水平面H的角度θ。舉例來說，當本體110以行進方向D1前進時，例如使用者騎乘腳踏車在角度θ的斜坡上以行進方向D1前進。在一些實施例中，控制器121以公式(3)來計算角度θ：
Figure 108138465-A0101-12-0027-1
其中，MT為馬達扭力訊號(motor torque)、HT為踩踏扭力訊號(human torque)，R為車輪半徑，W為總重量，g為重力加速度，以及acceleration為馬達加速度。馬達扭力訊號與踩踏扭力訊號可以是現時(real-time)的 資訊，亦可為上一個時間點(例如前一個取樣的時間點)的資料。總重量為本體110的重量與使用者的體重的總和。
如公式(3)所示，馬達125的扭力訊號與踩踏力的扭力訊號(即腳踏車整體的力矩值)為斜坡上的力矩值，車輪半徑、總重量、及重力加速度的乘積為腳踏車在斜坡S上的垂直向下的力矩值。簡單來說，根據電動助力車100得以前進的總力矩以及負載即可以得知目前電動助力車100該以怎樣的速度前進。而實際的前進速度不匹配時，即可透過之間的關係以及公式(3)來計算得到上坡角度的大小。在一實施例中，在公式(3)中若減號的前項值等於減號的後項值(即sin θ=0)，代表目前的車速，因此可以判定電動助力車100被騎乘在平坦路面上。
於計算出角度θ後，在步驟S335中，藉由控制器121根據扭力訊號之最大值所計算得到的扭力輸出與角度θ，計算補償輸出。在一些實施例中，控制器121可根據角度θ以及其他參數(例如當前的速度/加速度以及使用者的狀態)來適度地動態增強馬達125的扭力輸出。在一些實施例中，控制器121可根據一補償查找表來的角度θ來決定補償倍率。請參照表一，其為補償查找表的實施例。
表一：補償查找表
Figure 108138465-A0101-12-0028-22
Figure 108138465-A0101-12-0029-23
如表一所示，補償查找表包含角度θ及對應的補償倍率。舉例來說，若第6圖的角度θ為0°(即騎乘於平路上)，對應的補償倍率為0.5，代表馬達125將以正常狀態之扭力輸出的0.5倍作為補償輸出。因此，整體來說的電動助力車100係以使用者所踩踏的動力值加上踩踏的動力值的0.5倍的馬達125的補償輸出來運作(即以1.5倍的動力輸出)。
另一方面，若第6圖的角度θ為16.7°，對應的補償倍率為1.0，代表以扭力輸出的1倍作為補償輸出。因此，整體來說的電動助力車100係以使用者所踩踏的動力值加上踩踏的動力值的1倍的馬達125的補償輸出來運作(即以2倍的動力輸出)。值得一提的是，表一所示的補償查找表僅為範例作為說明，實際上可依據需求而作不同的設定，本文件不以表一的補償倍率的此些數值為限。
在一些實施例中，控制器121可執行於不同的操作模式，來控制馬達125的扭力輸出。舉例來說，操作模式包含休閒模式、一般模式、以及競速模式。在操作模式中，適用於使用者例如在河濱一邊騎乘一邊觀賞風景的情況，馬達125提供較多的動力以讓使用者可以較輕鬆地騎乘。在競速模式中，適用於使用者例如在比賽體力的情 況，馬達125提供較少的動力(和/或相同於另一台電動助力車的助力)以讓使用者需要施加較多的踩踏力以進行競速。控制器121根據操作模式來選擇對應的補償查找表，據以使用對應的補償查找表來獲得補償倍率。值得一提的是，上述各個對應於操作模式的補償查找表與上坡/下坡所運用的補償查找表可一併使用，並不互斥。
在步驟S341中，藉由控制器121根據扭力輸出與補償輸出來設定馬達125的扭力輸出。舉例來說，當角度θ為0°時，以扭力輸出的1.5倍作為補償輸出。另一方面，當角度θ為14°時，以扭力輸出的2倍作為補償輸出。也就是說，當使用者騎乘於沒有坡度(例如θ=0°)的平坦路面時，馬達125僅輔助較少的動力，即可讓減少使用者的騎乘負擔。當使用者騎乘於有坡度(例如θ≠0°)的平坦路面時，則可根據坡度的角度θ來控制馬達125的扭力輸出，越大的角度提供較大的輔助動力。
如此一來，本文件的控制方法700中，可根據騎乘時的斜坡S的角度θ適度地調整馬達125的扭力輸出。據此，電動助力車100可確實地在使用者有助力需求時提供對應的助力輸出，並可避免使用者因騎乘的坡度不同所導致馬達125的扭力輸出忽大忽小的問題。例如，當小坡度時卻提供過大的扭力輸出或者大坡度時卻動力不足。透過本文件的控制方法700，無論是在大坡度、小坡度或平坦路面，使用者可用相似的踩踏力來騎乘電動助力車100，不需要因為不同路況而有不同的踩踏力，使得騎乘過程中更舒適。
請參照第8圖，其繪示根據本文件另一些實施例中一種傳動裝置620之功能方塊示意圖。相較於第2A圖的傳動裝置120，第6圖的傳動裝置620還包含處理器625、電池模組627、儲存模組628、以及通訊模組629。以及，馬達125包含速度感測器623。速度感測器623可為位置感測器或獨立之速度計，用於感測馬達125的轉動訊號，並提供轉動訊號或是感測得到之速度值至控制器121，以作為控制器121計算公式(3)的參數值之一。
電池模組627、儲存模組628、以及通訊模組629分別耦接於處理器625。電池模組627為用以儲存電能並提供電能至傳動裝置620的所有元件。儲存模組628用以儲存例如程式碼，使得處理器625可步驟應用程序來與安裝於使用者的電子裝置(未繪示)上的應用程式透過通訊模組629進行資料交換。舉例來說，電子裝置(未繪示)上安裝有應用程式。透過使用者在應用程式的使用者介面上輸入例如身高、體重等的資訊，處理器625可獲得此些資訊並傳送給控制器121，以作為控制器121計算公式(2)的參數值之一。在一些實施例中，處理器625亦可透過通訊模組629直接或間接地連接一遠端伺服器，以取得上述與使用者相關之資訊。處理器625可以是電子控制單元(electronic control unit，ECU)或是馬達控制單元(Motor Control Unit,MCU)。
綜上所述，本文件提供一種電動助力車、控制方法、以及傳動裝置，根據使用者的踩踏週期計算可配合於使用者目前施力的扭力輸出，結合使用者踩踏及馬達的 動力輸出，動態地修正整體動力值，以達成使用者的騎乘體驗速度與踩踏施力體驗一致的功效。
上文概述若干實施例之特徵，使得熟習此項技術者可更好地理解本發明之態樣。熟習此項技術者應瞭解，可輕易使用本發明作為設計或修改其他製程及結構的基礎，以便實施本文所介紹之實施例的相同目的及/或實現相同優勢。熟習此項技術者亦應認識到，此類等效結構並未脫離本發明之精神及範疇，且可在不脫離本發明之精神及範疇的情況下產生本文的各種變化、替代及更改。
100‧‧‧電動助力車
110‧‧‧本體
120‧‧‧傳動裝置
130‧‧‧後輪
140‧‧‧前輪
150‧‧‧右腳踏板
160‧‧‧左腳踏板
170‧‧‧鏈條
180‧‧‧踩踏輸入軸齒盤
190‧‧‧車輪齒輪
195‧‧‧後軸

Claims (20)

  1. 一種電動助力車，包含：
    一本體；
    一車輪，設置於該本體；
    一扭力感測器，用以輸出對應一踩踏力的複數個扭力訊號；
    一馬達，設置以驅動該車輪；以及
    一控制器，耦接該扭力感測器以及該馬達，其中該控制器經配置以：
    自該扭力感測器接收該些扭力訊號；
    根據該電動助力車於一第一時間點的一車速計算得到一第一週期；
    獲得在該第一時間點之前於該第一週期中之該些扭力訊號中的一第一最大值；以及
    根據所獲得的對應該些扭力訊號之該第一最大值，設定該馬達的一第一扭力輸出。
  2. 如請求項1所述之電動助力車，其中該控制器還經配置以：
    根據於一第二時間點時該電動助力車的該車速一計算得到一第二週期，其中該第二時間點晚於該第一時間點；
    獲得在該第二時間點之前於該第二週期中之該些扭力訊號中的一第二最大值；以及
    當判斷該第二最大值不同於該第一最大值時，根據 該第二最大值設定該馬達的一第二扭力輸出。
  3. 如請求項2所述之電動助力車，其中：
    該馬達設置於該車輪內；以及
    該控制器根據該馬達於該第一時間點的一轉動速度計算得到該電動助力車於該第一時間點的該車速。
  4. 如請求項1所述之電動助力車，其中該車輪經該些踩踏力及該馬達所驅動而以一行進方向移動，該控制器還經配置以：
    計算該行進方向與一水平面的一角度；
    根據該角度與該第一扭力輸出計算一第一補償輸出；以及
    根據該第一扭力輸出及該第一補償輸出設定該馬達的該扭力輸出。
  5. 如請求項4所述之電動助力車，其中該控制器還經配置以：
    根據該角度讀取在一補償查找表中之一補償倍率；以及
    使用該補償倍率與該扭力輸出計算該第一補償輸出。
  6. 如請求項1所述之電動助力車，還包含一傳動裝置，設置於該車輪，該傳動裝置包含該扭力感 測器、該馬達以及該控制器；
    其中該扭力感測器設置鄰近於該車輪，該扭力感測器根據在該本體的一踩踏輸入軸齒輪與一車輪齒輪的一齒輪比以及於該踩踏輸入軸齒輪所感測的該些踩踏力，輸出該些扭力訊號。
  7. 如請求項1所述之電動助力車，還包含一傳動裝置，設置於該車輪，該傳動裝置包含該馬達以及該控制器；
    其中該扭力感測器設置鄰近於該本體的一踏板，該扭力感測器藉由於該踏板感測之該些踩踏力輸出該些扭力訊號。
  8. 一種控制方法，適配於一電動助力車，其中該電動助力車包含一本體、設置於該本體的一車輪、一扭力感測器、用以驅動該車輪的一馬達以及一控制器，其中該扭力感測器用以輸出對應一踩踏力的複數個扭力訊號，該馬達設置以驅動一車輪，其中該控制方法包含：
    接收該扭力感測器的該些扭力訊號；
    根據該電動助力車於一第一時間點的一車速計算得到一第一週期；
    獲得在該第一時間點之前於該第一週期中之該些扭力訊號中的一第一最大值；以及
    根據所獲得的對應該些扭力訊號之該第一最大值，設定該馬達的一第一扭力輸出。
  9. 如請求項8所述之控制方法，還包含：
    根據於一第二時間點時該電動助力車的該車速計算得到一第二週期，其中該第二時間點晚於該第一時間點；
    獲得在該第二時間點之前於該第二週期中之該些扭力訊號中的一第二最大值，其中該第二時間點在該第一時間點之後；以及
    當判斷該第二最大值不同於該第一最大值時，根據該第二最大值設定該馬達的一第二扭力輸出。
  10. 如請求項9所述之控制方法，其中該馬達設置於該車輪內，該控制方法還包含：
    根據該馬達於該第一時間點的一轉動速度計算得到該電動助力車於該第一時間點的該車速。
  11. 如請求項8所述之控制方法，其中該第一週期的長度與該車速成反比。
  12. 如請求項8所述之控制方法，其中該車輪經該些踩踏力及該馬達所驅動而以一行進方向移動，該控制方法還包含：
    計算該行進方向與一水平面的一角度；
    根據該角度與該第一扭力輸出計算一第一補償輸出；以及
    根據該第一扭力輸出及該第一補償輸出設定該馬達的該扭力輸出。
  13. 如請求項12所述之控制方法，還包含：
    根據該角度讀取在一補償查找表中之一補償倍率；以及
    使用該補償倍率與該扭力輸出計算該第一補償輸出。
  14. 如請求項8所述之控制方法，其中該扭力感測器根據在該本體的一踩踏輸入軸齒輪與一車輪齒輪的一齒輪比以及於該踩踏輸入軸齒輪所感測的該些踩踏力，輸出該些扭力訊號。
  15. 如請求項8所述之控制方法，其中該扭力感測器偵測在於該本體的一踏板的該些踩踏力輸出該些扭力訊號。
  16. 一種傳動裝置，用以提供一電動助力車之動力輸出，其中該傳動裝置包含：
    一扭力感測器，用以輸出對應一踩踏力的複數個扭力訊號；
    一馬達，設置以驅動一車輪；以及
    一控制器，耦接該扭力感測器以及該馬達，其中該 控制器經配置以：
    自該扭力感測器接收該些扭力訊號；
    根據該電動助力車於一第一時間點的一車速計算得到一第一週期；
    獲得在該第一時間點之前於該第一週期中之該些扭力訊號中的一第一最大值；以及
    根據所獲得的對應該些扭力訊號之該第一最大值，設定該馬達的一第一扭力輸出。
  17. 如請求項16所述之傳動裝置，其中該控制器還經配置以：
    根據於一第二時間點時該電動助力車的該車速計算得到一第二週期，其中該第二時間點晚於該第一時間點；
    獲得在該第二時間點之前於該第二週期中之該些扭力訊號中的一第二最大值，其中該第二時間點在該第一時間點之後；以及
    當判斷該第二最大值不同於該第一最大值時，根據該第二最大值設定該馬達的一第二扭力輸出。
  18. 如請求項17所述之傳動裝置，其中該馬達設置於該車輪內，以及該控制器還經配置以：
    根據該馬達於該第一時間點的一轉動速度計算得到該電動助力車於該第一時間點的該車速。
  19. 如請求項17所述之傳動裝置，其中該控制器還經配置以：
    計算該行進方向與一水平面的一角度；
    根據該角度與該第一扭力輸出計算一第一補償輸出；以及
    根據該第一扭力輸出及該第一補償輸出設定該馬達的該扭力輸出。
  20. 如請求項19所述之傳動裝置，其中該控制器還經配置以：
    根據該角度讀取在一補償查找表中之一補償倍率；以及
    使用該補償倍率與該扭力輸出計算該第一補償輸出。
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