TWI542507B - Help the bike hand to shift the file prompt system - Google Patents

Description

助力自行車之手排換檔提示系統

本發明係與助力自行車有關，特別是指可以在手排騎乘狀態下，提供換檔提示功能的一種助力自行車之手排換檔提示系統。

習知之助力自行車，是在騎乘者踩踏時才由微電腦控制馬達提供助力，在未踩踏時則不提供助力，這可以讓騎乘者在踩踏上更為輕鬆，同時也不會減少踩踏騎乘的樂趣。習知之助力自行車通常具有自動換檔功能，由微電腦判斷換檔時機並進行換檔。

由於目前使用微電腦來進行自動換檔的方式乃是針對多數人所規劃，因此，在騎乘者的騎乘習慣與微電腦的判斷有所差異時，往往會有騎乘不順暢的感覺，而想要改變自動換檔的時機判斷方式；或是騎乘者的體能狀況比平時更好或更差時，也會想要改變換檔時機使其更為符合其體能狀況。因此，若是其微電腦無法配合改變換檔時機時，通常騎乘者會改切換為手動排檔模式，並在騎乘時依感覺或經驗來進行手動換檔。

中國專利第CN 1412077號專利(相對美國案為US 6,774,771號專利)，其揭露了一種自行車的自動變速控制裝置，其主要技術在於提供自動變速的換檔動作之前的預報方法，藉以告知騎乘者目前的自動變速機制即將進行換檔，使其有心理準備而不會感到突兀。然而，前述之技術在騎乘者切換為手動排檔模式時，並不能在應該換檔時對騎乘者做出提示或提醒，騎乘者仍須依其自己的經驗及感覺來進行手動換檔。

中國專利第CN 1091718C號專利則揭露了一種自行車的模擬曲柄轉數計算裝置，其計算出模擬曲柄軸轉速，再與預設的曲 柄軸轉速進行比較，而在一顯示裝置上顯示模擬曲柄軸轉速以及變速指令，藉以提示騎乘者換檔時機。然而，前述案件採用了模擬曲柄軸轉速來做為比較的因素，且在顯示時還一併必須顯示模擬曲柄軸轉速，其技術本身需要計算模擬曲柄軸轉速值，顯示上又略嫌複雜，因此其技術有待改進。

本發明之主要目的在於提供一種助力自行車之手排換檔提示系統，其可在手排模式下騎乘助力自行車時，發出換檔提示信號來提示騎乘者應進行換檔。

本發明之再一目的在於提供一種助力自行車之手排換檔提示系統，其不需另外再計算模擬曲柄軸轉速，因此在換檔的判斷上較習知技術更為簡單。

為了達成前述目的，本發明提出之一種助力自行車之手排換檔提示系統，係設置於一助力自行車上，該助力自行車具有一助力馬達，該手排換檔提示系統包含有：一微電腦，其內部儲存有一換檔條件表，該換檔條件表係以踩踏速度、車速、踩踏力量、馬達轉速以及馬達扭力五者中的至少一個做為換檔條件的判斷基礎；一檔位傳感器，感測該助力自行車之目前檔位；至少一條件數據，由該微電腦取得，該至少一條件數據係對應於該換檔條件表之換檔條件判斷基礎，而為目前踩踏速度數據、目前車速數據、目前踩踏力量數據、目前馬達轉速數據以及目前馬達扭力數據五者中的至少一個，藉此得知目前的騎乘狀態；以及一換檔提示元件，受該微電腦的控制來發出換檔提示信號；其中：該微電腦係藉由該檔位傳感器來得知目前的騎乘檔位，並藉由該至少一條件數據來得知目前的騎乘狀態，進而藉由該換檔條件表來判斷出是否應進行換檔，而在需要換檔時控制該換檔提示元件發出換檔提示信號。

藉此，本發明即具有可在手排模式下騎乘助力自行車時，發出換檔提示信號來提示騎乘者應進行換檔的效果，此外，也不需另外再計算模擬曲柄軸轉速，因此在換檔的判斷上較習知技術更為簡單。

10‧‧‧助力自行車之手排換檔提示系統

11‧‧‧微電腦

12‧‧‧換檔條件表

21‧‧‧檔位傳感器

31‧‧‧條件數據

32‧‧‧條件傳感器

41,41’,41”‧‧‧換檔提示元件

42,42’,42”‧‧‧換檔提示信號

44‧‧‧造型色板

50‧‧‧助力自行車之手排換檔提示系統

51‧‧‧坡度傳感器

53‧‧‧微電腦

55‧‧‧換檔條件表

90‧‧‧助力自行車

91‧‧‧助力馬達

第1圖係本發明第一較佳實施例之結構方塊圖。

第2圖係本發明第一較佳實施例之裝設示意圖。

第3圖係本發明第一較佳實施例之局部元件示意圖，顯示換檔提示元件為一顯示幕的狀態。

第4圖係本發明第一較佳實施例之另一局部元件示意圖，顯示換檔提示元件為一揚聲器的狀態。

第5圖係本發明第一較佳實施例之又一局部元件示意圖，顯示換檔提示元件為發光元件配合造型色板的狀態。

第6圖係本發明第二較佳實施例之結構方塊圖。

為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲舉以下之較佳實施例並配合圖式說明如後，其中：

如第1至5圖所示，本發明第一較佳實施例所提供之一種助力自行車之手排換檔提示系統10，係設置於一助力自行車90上，該助力自行車90具有一助力馬達91，該手排換檔提示系統10主要由一微電腦11、一檔位傳感器21、至少一條件數據31以及一換檔提示元件41所組成，其中：

該微電腦11，其內部儲存有一換檔條件表12，該換檔條件表12係以踩踏速度、車速、踩踏力量、馬達轉速以及馬達扭力五者中的至少一個做為換檔條件的判斷基礎。於本第一實施例中，該微電腦11係電性連接於該助力馬達91。此外，該換檔條件的判斷基礎中，在實施上係可取上述五者中的一個，也可以取多個，於本第一實施例中係以車速以及馬達轉速做為換檔條件的判斷基礎。

該檔位傳感器21，感測該助力自行車90的目前檔位，並傳送至該微電腦11供其判斷。在實施上，該檔位傳感器21乃是電性連接於該微電腦11。

該至少一條件數據31，由該微電腦11取得，該至少一條件數據31係對應於該換檔條件表12之換檔條件判斷基礎，而為目前踩踏速度數據、目前車速數據、目前踩踏力量數據、目前馬達轉速數據以及目前馬達扭力數據五者中的至少一個。藉由該至少一條件數據31，即可得到目前的騎乘狀態。於本第一實施例中，該至少一條件數據31係為複數，而包含了目前車速數據以及目前馬達轉速數據，該目前馬達轉速數據係由該助力馬達91傳送至該微電腦11，而該目前車速數據乃是藉由一條件傳感器32(本實施例中即為車速傳感器)來感測車速，並將感測到的車速資料傳送至該微電腦11。

該換檔提示元件41，受該微電腦11的控制來發出換檔提示信號42。

其中，該微電腦11係藉由該檔位傳感器21來得知目前的騎乘檔位，並藉由該等條件數據31來得知目前的騎乘狀態，進而藉由該換檔條件表12來判斷出是否應進行換檔，而在需要換檔時控制該換檔提示元件41發出換檔提示信號42。

於本第一實施例中，如第3圖所示，該換檔提示元件41係為一顯示幕，其所發出之換檔提示信號42係為影像，升檔所對應的影像為向上的箭頭或上端為尖的三角形，降檔所對應的影像則為向下的箭頭或下端為尖的三角形。藉此可以影像的方式提示騎乘者應進行升檔或降檔的換檔動作。

可以理解的是，如第4圖所示，該換檔提示元件41’亦可為一揚聲器，其所發出的換檔提示信號42’係為聲音或語音。藉此也可以達到以聲音提示騎乘者的效果。

又，還可以理解的是，如第5圖所示，該換檔提示元件41”係為一發光元件，其所發出的換檔提示信號42”係為亮光。藉此也可以達到以亮光來提示騎乘者的效果。而在實施上，如第5圖所示，可更使用透明或半透明的二造型色板44(例如箭頭造形或是三角形)，來使亮光由該造型色板44的下方向上穿出，進而形成可供騎乘者辨認的升檔及降檔的信息。

以上說明了本第一實施例的架構，接下來說明本第一實施例 之操作方式。

請參閱第1至3圖，在騎乘者以手排狀態下騎乘時，該微電腦11即會對車速以及馬達轉速進行監控，並依目前的檔位來判斷是否應發出換檔提示信號42，藉以在應換檔時提醒消費者進行換檔。例如，在騎乘狀態下，檔位已在3檔，而車速持續增加時，此時該助力馬達91亦會提高轉速藉以提供足夠的助力，該微電腦11即會藉由該檔位傳感器21來得知目前的檔位(即3檔)，並藉由該等條件數據31來得知目前車速以及目前馬達轉速，再依照該換檔條件表12來判斷出應進行升檔。接著，該微電腦11即控制該換檔提示元件41發出換檔提示信號42，例如在顯示幕中顯示一向上的箭頭。騎乘者看到該換檔提示信號42時，即可了解此時微電腦11在提醒他應該升檔。而降檔的提示方式則由於可由前述之升檔例子來類推，因此不再贅述。

由此可知，本第一實施例可在手排模式下騎乘助力自行車90時，發出換檔提示信號42來提示騎乘者應進行換檔。此外，本第一實施例並不需另外再計算模擬曲柄軸轉速，因此在換檔的判斷上較習知技術更為簡單。

又，該換檔條件表12的換檔條件判斷基礎若必然包含馬達轉速以及馬達扭力二者中的其中一個時，則可確保換檔的判斷上必然包含了馬達的運轉狀況，這可以使得換檔判斷與助力提供之間具有關聯性，進而使得助力自行車90之助力效果與騎乘樂趣之間保持穩定的連結關係。

請再參閱第6圖，本發明第二較佳實施例所提供之一種助力自行車之手排換檔提示系統50，主要概同於前揭第一實施例，不同之處在於：

更包含有一坡度傳感器51，用以感測目前騎乘的路面坡度。在實施上該坡度傳感器51係電性連接於該微電腦53。

藉此，該換檔條件表55在以踩踏速度、車速、踩踏力量、馬達轉速以及馬達扭力五者中的至少一個做為換檔條件的判斷基礎時，即更包含了坡度來做為第二換檔條件判斷基礎。

而由於坡度事實上會影響換檔時機的判斷，因此，在增加了 坡度傳感器51後，該微電腦53即可因應坡度狀況來調整其判斷換檔時機的結果了。例如，在上坡時，升檔及降檔所對應的馬達轉速即需要較平地的馬達轉速再增加一定的百分比，例如增加5%。而在下坡時，則升檔及降檔所對應的馬達轉速即需要較平地的馬達轉速再減少一定的百分比，例如減少5%。藉此，可更準確的提供騎乘者換檔的提示，達到更舒適的騎乘狀態。

本第二實施例之其餘結構及所能達成的功效均概同於前揭第一實施例，容不贅述。

值得說明的一點是，該助力馬達91係可為後置式，即設置於後輪輪軸上，亦可為中置式，即設置於曲柄軸附近。此外，本發明係可適用於外變速的變速器(圖中未示)，亦可適用於內變速之變速器。

10‧‧‧助力自行車之手排換檔提示系統

11‧‧‧微電腦

12‧‧‧換檔條件表

21‧‧‧檔位傳感器

31‧‧‧條件數據

32‧‧‧條件傳感器

41‧‧‧換檔提示元件

42‧‧‧換檔提示信號

Claims (9)

1. 一種助力自行車之手排換檔提示系統，係設置於一助力自行車上，該助力自行車具有一助力馬達，該手排換檔提示系統包含有：一微電腦，其內部儲存有一換檔條件表，該換檔條件表係以踩踏速度、車速、踩踏力量、馬達轉速以及馬達扭力五者中的至少一個做為換檔條件的判斷基礎；一檔位傳感器，感測該助力自行車之目前檔位；至少一條件數據，由該微電腦取得，該至少一條件數據係對應於該換檔條件表之換檔條件判斷基礎，而為目前踩踏速度數據、目前車速數據、目前踩踏力量數據、目前馬達轉速數據以及目前馬達扭力數據五者中的至少一個，藉此得知目前的騎乘狀態；以及一換檔提示元件，受該微電腦的控制來發出換檔提示信號；其中：該微電腦係藉由該檔位傳感器來得知目前的騎乘檔位，並藉由該至少一條件數據來得知目前的騎乘狀態，進而藉由該換檔條件表來判斷出是否應進行換檔，而在需要換檔時控制該換檔提示元件發出換檔提示信號。
2. 依據申請專利範圍第1項之助力自行車之手排換檔提示系統，其中：該換檔提示元件係為一顯示幕，其所發出之換檔提示信號係為影像。
3. 依據申請專利範圍第1項之助力自行車之手排換檔提示系統，其中：該換檔提示元件係為一揚聲器，其所發出之換檔提示信號係為聲音或語音。
4. 依據申請專利範圍第1項之助力自行車之手排換檔提示系統，其中：該換檔提示元件係為一發光元件，其所發出之換檔提示信號係為亮光。
5. 依據申請專利範圍第4項之助力自行車之手排換檔提示系統，其中：更具有透明或半透明的至少一造型色板，該換檔提示信號係經由該造型色板而形成可供騎乘者辨認的信息。
6. 依據申請專利範圍第1項之助力自行車之手排換檔提示系統，其中：該換檔條件表在以踩踏速度、車速、踩踏力量、馬達轉速以及馬達扭力五者中的至少一個做為換檔條件的判斷基礎時，係必然包含馬達轉速以及馬達扭力二者中的其中一個。
7. 依據申請專利範圍第1項之助力自行車之手排換檔提示系統，其中：更包含有一坡度傳感器，感測目前騎乘的路面坡度；該換檔條件表在以踩踏速度、車速、踩踏力量、馬達轉速以及馬達扭力五者中的至少一個做為換檔條件的判斷基礎時，還更包含坡度來做為第二個換檔條件判斷基礎。
8. 依據申請專利範圍第1項之助力自行車之手排換檔提示系統，其中：該至少一條件數據中，目前馬達轉速數據以及目前馬達扭力數據乃是由該助力馬達提供給該微電腦；而目前踩踏速度數據、目前車速數據以及目前踩踏力量數據，則是由一條件傳感器感測後提供給該微電腦。
9. 依據申請專利範圍第8項之助力自行車之手排換檔提示系統，其中：該微電腦係電性連接於該助力馬達。