TWI554435B - 整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置 - Google Patents

Description

整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置

本發明係提供整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，尤指一種可連結於二輪電動車之前變速器、後變速器或內變速器，藉以手動、自動或同步控制該二輪電動車檔位切換，讓使用者可隨時依其喜好或需求改變其變檔方式，並平順地完成變檔，進而達致操作便利性及廣泛適用性之功效者。

按，近年來對環保的重視，及對於節能減碳之推行，替代能源成為綠色能源科技主要研發的目標之一，其中，以石油作為動力的交通工具，為現行運輸之必需品，而石油燃料所造成的空氣汙染係當前世界各國所欲積極改善的問題，也因此造就騎乘自行車的崛起，為增強自行車的機動性、便利性及實用性而發展出電動自行車及電動車，其相關產業因而分別針對增進電動自行車及電動車性能之標的，且研發使其達到節能減碳及防止空氣汙染之主要目標。

習用之電動自行車、電助力自行車或電動機車，其並無自動變檔之設計，尤其係電自動與電手動組合之電變檔裝置，其變速狀態僅能以手動操控按鈕、變速轉把或變速撥把，經由電路傳遞，以電力拉動變速線而對變速器進行電手動變檔，或藉由一感測器偵測電動自行車或電助力自行車之行進狀態，如：所處地形坡度或行進速度，進而對該電動馬達進行變速，因此，習用之電動自行車、電助力自行車或電動機車並無法隨時依使用者喜好或需求而自行切換，亦無電動變檔之機制，導致電動馬達之變速及變速器之檔位切換無法相互配合，故難以平順地完成變速或變檔，且使用者需購置相異變檔或變速模式之電動自行車或電助力自行車，其將耗費大量成本，且於攜帶上及操作上亦帶來使用者極大之困擾。

習用另提供一種如美國專利第7290779號之「Bicycle shift control apparatus that cancels a tentative shift」，其係僅裝設於普通自行車，其結構概如圖1所示，其包含：一發電輪轂10其裝設於自行車之前輪，用以感測該自行車之行進速度；一動作位置感應器20，其裝設於自行車之後變速器，以檢知變速器之位置；一控制單元30其耦接於該發電輪轂10及動作位置感應器20，且該控制單元30依序電連接一馬達驅動裝置40及一馬達變速裝置50，該馬達變速裝置50係機械連結於自行車之後變速器，該控制單元30具有手動變速模式及自動變速模式；一輸入單元60，其連結於該控制單元30；以及，一模式切換裝置70，其耦接於該控制單元30，藉以切換該控制單元30為手動變速模式或自動變速模式其一者；藉之，透過模式切換裝置70切換為自動模式下，係由發電輪轂10偵測自行車之車速後，經控制單元30控制該馬達驅動裝置40及馬達變速裝置50對前、後變速器而變速；而於切換為手動模式下，則係藉由使用者操控輸入單元60，並透過該控制單元30控制馬達驅動裝置40及馬達變速裝置50對前、後變速器而進行變速者。

惟此，美國專利第7290779號一案，其僅能應用於普通自行車之前、後變速器，並無法應用於二輪電動車及其內變速器，故其適用性有限；另就手動變速而言，多數使用者仍較偏好使用變速轉把或變速撥把，藉以對自行車進行變速，故其透過模式輸入單元60之按鍵，顯難以進行操作；再者，若於車輛行進中，若該控制單元30損壞，則無論係自動變速或手動變速，其皆無法對自行車進行變檔，其容易導致自行車失速，進而影響使用者之安危。

有鑑於此，吾等發明人乃潛心進一步研究整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，並著手進行研發及改良，期以一較佳設作以解決上述問題，且在經過不斷試驗及修改後而有本發明之問世。

爰是，本發明之目的係為解決習用之電動自行車或電助力自行車僅能由手動變檔或電動變檔擇一者，無法隨時依使用者喜好或需求而自行切換、需購置相異變檔模式之電動自行車或電助力自行車、攜帶上及操作上相當不便；而具手動電動變速之變速裝置，無法應用於二輪電動車及其內變速器、操作不便及容易失速而造成使用者之安危者。

為達致以上目的，吾等發明人提供一種整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其包含：一控制單元，其係接收並分析運算一變檔指令及一感測信號，以產生一電動變檔訊號及總檔位值；該控制單元亦具提高乘騎者在起步時的乘騎舒適性的控制功能；以及一變檔聯合裝置，其連結於該控制單元，該變檔聯合裝置具有二輸入端及一輸出端，該變檔聯合裝置內部形成一容置空間，該容置空間容置一自由輪及一傳動軸，該自由輪係繞設一線體而形成所述輸入端，所述輸入端係分別受變檔指令及電動變檔訊號控制者；該自由輪中心穿設有一輪軸，該輪軸設有一繩體；該傳動軸係連結於所述之繩體，該傳動軸一端同軸設置一輪盤，該輪盤設有一導線，以形成該輸出端，該輸出端係進行變檔者，且該輪盤之半徑係所述傳動軸半徑之二倍；藉之，該變檔聯合裝置係可透過機械手動之變檔指令變檔、感測信號之電動變檔或手動與電動同步變檔者。

據上所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，更包含：一機械手動變檔單元，其設有一手動檔位感知器，該手動檔位感知器係耦接於該控制單元，該手動檔位感知器係感知並分析該機械手動變檔單元之檔位，該機械手動變檔單元係傳輸該變檔指令至該控制單元及變檔聯合裝置；以及一感測單元，其耦接於該控制單元，該感測單元係檢測一行駛狀態，並傳送該感測信號至該控制單元；該控制單元耦接一電自動變檔裝置及一中置動力馬達，該電自動變檔裝置及該控制單元間耦接一電動檔位校正單元；藉之，該電自動變檔裝置係收受該電動變檔訊號以透過變檔聯合裝置對該驅動變檔裝置進行變檔；而該中置動力馬達係受該控制單元以進行扭力變換；該電動檔位校正單元設有一設定值，並待該驅動變檔裝置變檔至該設定值時，即通知該控制單元，藉以校正該總檔位值者。

據上所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其中，該感測單元及該控制單元間更設有一開關，該開關係控制阻斷該控制單元接收該感測信號與否，當開關為開時，使用者可進行電動或手電動同步變檔，而該開關為關時，即阻斷該控制單元接收該感測信號，電自動變檔之部分將不作用，故使用者僅可進行手動變檔。

據上所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其中，該驅動變檔裝置係連結於一變速器；於該感測單元感測行駛狀態為停止，且該驅動變檔裝置之檔位達該高檔位值時，該控制單元將自動調高電動車之電助能力；藉此，以提高乘騎者在起步時的乘騎舒適性。

據上所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其中，該驅動變檔裝置係連結於一變速器，且該變速器為內變速器，於該感測單元感測行駛狀態為停止時，該控制單元即令該驅動變檔裝置回歸起始檔位；藉此，以提高乘騎者在起步時的乘騎舒適性。

據上所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其中，該機械手動變檔單元為變速轉把或變速撥把，且該感測單元為坡度感測器、速度感測器、扭力感測器、壓力感測器、電流感測器；該坡度感測器為重力感測器(G-sensor)或水平儀。

據上所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，更包含一總檔位顯示器，其係耦接於該控制單元，該總檔位顯示器係對應顯示該總檔位值者。

據上所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其中，該驅動變檔裝置更包含：一馬達單元、一盤體及一變檔控制元件；該馬達單元設有一延伸之馬達傳動軸，該馬達傳動軸機械連結該盤體及該變檔控制元件；該盤體中心係固定於該馬達傳動軸，而該盤體之外緣係連結於一二輪電動車之變速線，該變速線係連結於該二輪電動車之變速器，該變速器具有複數相異之檔位；該變檔控制元件具有相互對應之一內環部及一外環部，該外環部係固定於該二輪電動車之車架，該內環部係連結於該馬達傳動軸，且該內環部係對應該外環部形成複數相異之節點，該等節點係分別對應該變速器之相異檔位；藉之，當該馬達單元接受到變檔指令後，即旋動該內環部而改變該節點，並透過旋轉該盤體而帶動該變速線切換該變速器之檔位。

據上所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其中，該內環部之外環面固設至少一彈性件，該彈性件具有一抵掣部；該外環部之內環面係成形數量大於該彈性件之凹槽，該凹槽係對應於所述之抵掣部，並藉由該抵掣部抵頂於該等相異之凹槽而形成相異之節點。

據上所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其中，該外環部之內環面固設至少一彈性件，該彈性件具有一抵掣部；該內環部之外環面係成形數量大於該彈性件之凹槽，該凹槽係對應於所述之抵掣部，並藉由該抵掣部抵頂於該等相異之凹槽而形成相異之節點。

是由上述說明及方法，顯見本發明主要具有下列數項優點及功效，茲逐一詳述如下：

1.本發明係可應用於二輪電動車之前變速器、後變速器、外變速器或內變速器，若為前變速器、後變速器或外變速器，於電動車時，若驅動變檔裝置之係位於高檔位，則提高該中置動力馬達之扭力，以提升電助能力，降低使用者於上坡路段起步時所欲施之力量；而若為內變速器，於電動車停止時，該控制單元係令該驅動變檔裝置回歸起始檔位，以防止內變速器之檔位偏移。

2.本發明係可藉由開啟該開關，使透過感測單元偵測二輪電動車之行駛狀態以電自動進行變檔，或電自動及手動聯合進行變檔，本發明亦可藉由可關閉該開關，令電自動變檔之部分不作用，單以機械手動變檔單元以手動進行變檔；該控制單元係分析運算該機械手動變檔單元之變檔指定及感測信號，並產生一電動變檔訊號及總檔位值，除對該驅動變檔裝置進行變檔外，更可變換該中置動力馬達之扭力，且該電動檔位校正單元設有一設定值，並待該驅動變檔裝置變檔至該設定值時，即通知該控制單元，藉以校正該總檔位值者，藉以確實得知目前驅動變檔裝置及變速器之節點及檔位，可防止誤判或超出變檔範圍，藉以提升變檔時之穩定性及安全性。

3.本發明可依實際使用情形，如上坡時，使用者可先行透過機械手動變檔單元以手動進行變檔，減輕使用者於爬坡時踩踏電動車之負擔，進而達致操作便利性及廣泛適用性之功效。

4.本發明透過電動檔位校正單元之設置，待該驅動變檔裝置變檔至該設定值時，即通知該控制單元，藉以校正該總檔位值者，並藉由總檔位顯示器對應呈現該總檔位值，藉以確實得知目前驅動變檔裝置及變速器之節點及檔位，讓使用者可隨時依其喜好或需求改變其變檔方式，並隨時得知其檔位，可防止誤判或超出變檔範圍，藉以提升變檔時之穩定性及安全性。

5.本發明藉由設於自由輪之線體，其二端分別機械連結於該機械手動變檔單元及電自動變檔裝置，故無論透過機械手動變檔單元或電自動變檔裝置拉動線體，皆導致自由輪位移，進而使傳動軸收放所述之繩體，而根據動滑輪之原理，機械手動變檔單元或電自動變檔裝置拉動線體，其對於該自由輪位移量為二分之一，故與該傳動軸同軸設置之輪盤，其半徑為傳動軸之二倍，其係為與自由輪二分之一的位移量相互配合，使導線拉動變速器時，可降低於操作上之誤差，顯見本發明可手動、自動或同步控制該二輪電動車之檔位切換，讓使用者可隨時依其喜好或需求改變其變檔之方式，且無論機械手動變檔單元、電自動變檔裝置其一損壞，皆能由另一者繼續操作運行，進而達致操作便利性、廣泛適用性及安全性之功效者。

關於吾等發明人之技術手段，茲舉數種較佳實施例配合圖式於下文進行詳細說明，俾供  鈞上深入了解並認同本發明。

請先參閱圖2至圖12所示，其係本發明之第一實施例，本發明係一種整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其包含：

一機械手動變檔單元1，其設有一手動檔位感知器11，該機械手動變檔單元1為變速轉把或變速撥把；

一感測單元2，其為坡度感測器21、速度感測器22、扭力感測器23、壓力感測器24、電流感應器25；該坡度感測器21為重力感測器(G-sensor)或水平儀；該感測單元2係檢測一行駛狀態，並傳送一感測信號；

一控制單元3，其連結於所述感測單元2及機械手動變檔單元1之手動檔位感知器11，且該控制單元3耦接一電自動變檔裝置31及一中置動力馬達32，該電自動變檔裝置31及該控制單元3間耦接一電動檔位校正單元33，該控制單元3係分析運算該機械手動變檔單元1之變檔指定及該感測信號，並產生一電動變檔訊號及總檔位值；該控制單元亦具提高乘騎者在起步時的乘騎舒適性的控制功能；該感測單元2及該控制單元3間設有一開關34，該開關34係控制阻斷該控制單元3接收該感測信號與否；

一變檔聯合裝置4，其具有二輸入端41及一輸出端42，該輸入端41係分別連結於該機械手動變檔單元1及電自動變檔裝置31，而該輸出端42係連結一驅動變檔裝置5，該驅動變檔裝置5係連結於一變速器61；該變速器61為前變速器61a、後變速器61b或內變速器61c；於該感測單元2感測行駛狀態為停止，且該驅動變檔裝置5之檔位達該高檔位值時，該控制單元3將自動調高電動車之電助能力；藉此，以提高乘騎者在起步時的乘騎舒適性；而若該該變速器61為內變速器61c，於該感測單元2感測行駛狀態為停止時，該控制單元3即令該驅動變檔裝置5回歸起始檔位；藉此，以提高乘騎者在起步時的乘騎舒適性；

一總檔位顯示器7，其係耦接於該控制單元3，該總檔位顯示器7係對應顯示該總檔位值者；

藉之，該電自動變檔裝置31係收受該變檔訊號以透過變檔聯合裝置4對該驅動變檔裝置5進行變檔；而該中置動力馬達32係收受該控制單元3以進行扭力變換；該電動檔位校正單元33設有一設定值，並待該驅動變檔裝置5變檔至該設定值時，即通知該控制單元3，藉以校正該總檔位值者；該機械手動變檔單元1及電自動變檔裝置31係藉由該變檔聯合裝置4，以同步對該驅動變檔裝置5進行變檔者。

續請參閱圖3至圖7所示，該變檔聯合裝置4係包含：

一座體43，該座體43內形成一容置空間431；

一自由輪44，其連結一線體45，藉以形成該輸入端41，該線體45二端分別機械連結於該機械手動變檔單元1及電自動變檔裝置31，該自由輪44中心穿設有一輪軸46，該輪軸46設有一繩體461；以及，

一傳動軸47，其設於該容置空間431內，並連結於所述之繩體461，該傳動軸47一端同軸設置一輪盤48，該輪盤48設有一導線481，以形成該輸出端42，該導線481係連結於該驅動變檔裝置5，且該輪盤48之半徑係所述傳動軸47半徑之二倍；

再請參閱圖8至圖10所示，該驅動變檔裝置5係包含：一馬達單元51、一盤體52及一變檔控制元件53；該馬達單元51設有一延伸之馬達傳動軸511，該馬達傳動軸511機械連結該盤體52及該變檔控制元件53；該盤體52中心係固定於該馬達傳動軸511，而該盤體52之外緣係連結於二輪電動車6之變速線62，該變速線62係連結於該二輪電動車6之變速器61，該變速器61具有複數相異之檔位；該變檔控制元件53具有相互對應之一內環部531及一外環部532，該外環部532係固定於該二輪電動車6之車架，該內環部531係連結於該馬達傳動軸511，且該內環部531係對應該外環部532形成複數相異之節點，該等節點係分別對應該變速器61之相異檔位；藉之，當該馬達單元51接受到變檔指令後，即旋動該內環部531而改變該節點，並透過旋轉該盤體52而帶動該變速線62切換該變速器61之檔位，該內環部531之外環面固設至少一彈性件533，該彈性件533具有一抵掣部5331；該外環部532之內環面係成形數量大於該彈性件533之凹槽534，該凹槽534係對應於所述之抵掣部5331，並藉由該抵掣部5331抵頂於該等相異之凹槽534而形成相異之節點。

本發明之操作狀態，請先參閱圖2所示，若係僅採機械手動進行變檔，透過關閉該開關34，以阻斷該開關34接收該感測信號，機械手動變檔單元1藉由該變檔聯合裝置4對該驅動變檔裝置5進行變檔，且該機械手動變檔單元1變檔後，係經由手動檔位感知器11分析該機械手動變檔單元1之變檔指令，並傳輸變檔指定予控制單元3，且由於感測信號已受阻斷，故控制單元3僅就接收變檔指定以進行分析運算，假定此時驅動變檔裝置5之節點及總檔位值皆為初始值，則控制單元3透過機械手動進行變檔之變檔指令，以由初始值遞增或遞減一檔位值，並同時傳輸變檔訊號予電自動變檔裝置31以透過變檔聯合裝置4對該驅動變檔裝置5進行變檔，同時，該控制單元3係令該中置動力馬達32進行扭力變換，使該驅動變檔裝置5及中置動力馬達32系統係相互對應配合，藉以平穩完成變檔；舉例而言，使用者於上坡時，係可先行透過機械手動變檔單元以手動進行變檔，減輕使用者於爬坡時踩踏電動車之負擔，進而達致操作便利性及廣泛適用性之功效。

而若係透過該感測單元2檢測行駛狀態，則透過開啟該開關34，以令該開關34接收感測信號，而行駛狀態包含使用者騎乘二輪電動車6之驅動力、行駛速率、消耗功率、電助程度、目前檔位及所處之坡度斜率，經分析運算後產生一感測信號予控制單元3，若該感測單元2為坡度感測器21，則感測信號為該感測單元2所量測之坡度斜率；而若該感測單元2為速度感測器22，則感測信號為該二輪電動車6之車速；若該感測單元2為扭力感測器23、壓力感測器24或電流感測器25，則感測信號為使用者騎乘該二輪電動車6之驅動力；若具有複數相異之感測單元2，其可分別為坡度感測器21、速度感測器22、扭力感測器23、壓力感測器24及電流感測器25；該坡度感測器21可包含重力感測器(G-sensor)或水平儀，此時該控制單元3係接收該等感測單元2所發送之感測信號，並據以分析及運算對於該二輪電動車6之狀態而言較佳之檔位；舉例而言，該感測單元2為坡度感測器21，則該控制單元3可更進一步濾除該感測單元2因路面顛簸而產生之坡度雜訊；藉由前述，假定此時驅動變檔裝置5之節點及總檔位值皆為初始值，則控制單元3透過分析感測單元2之感測訊號，並決定一該二輪電動車6之行駛狀態而言較佳之檔位，以由初始值遞增或遞減一檔位值，藉以傳輸變檔訊號予該電自動變檔裝置31，該電自動變檔裝置31即依據該變檔訊號，以透過變檔聯合裝置4，對驅動變檔裝置5進行變檔，且該控制單元3同時改變該中置動力馬達32之扭力，令該驅動變檔裝置5及中置動力馬達32系統係相互對應配合，使本發明可平穩的切換檔位。

若使用者欲透過感測單元2輔以調整該二輪電動車6之檔位，且又需依自身使用狀態以調整較合適之檔位時，則開啟該開關34，以令該開關34接收感測信號，同時，使用者亦可操作機械手動變檔單元1，以藉由該變檔聯合裝置4對該驅動變檔裝置5進行變檔，此時，假定驅動變檔裝置5之節點及總檔位值皆為初始值，控制單元3係接收由手動檔位感知器11分析並傳輸之變檔指定及感測單元2之感測訊號進行分析運算，以決定一該二輪電動車6之行駛狀態而言較佳且適於使用者機械手動調整之檔位，以由初始值遞增或遞減一檔位值，藉以傳輸變檔訊號予該電自動變檔裝置31，令機械手動變檔單元1及電自動變檔裝置31係藉由該變檔聯合裝置4，以同步對該驅動變檔裝置5進行變檔，且該控制單元3同時改變該中置動力馬達32之扭力。

再者，本發明設有電動檔位校正單元33，該電動檔位校正單元33設有一設定值，並待該驅動變檔裝置5變檔至該設定值時，即通知該控制單元3，藉以校正該總檔位值者，以防止控制單元3誤判或超出變檔範圍，藉以提升變檔時之穩定性及安全性，此外，本發明透過總檔位顯示器7呈現總檔位值，以提醒使用者現行經變檔後之檔位，以利於使用者據以進行變檔者。

續請參閱圖3至圖7所示，就該二輪電動車6變速而言，本發明於手動進行變速時，係藉由使用者直接操作機械手動變檔單元1，此時，對於該自由輪44而言，連接該電自動變檔裝置31之線體45一端為支點，故當機械手動變檔單元1拉動另端之線體45時，即對該自由輪44作動，如圖6所示，依據動滑輪之原理，假設該機械手動變檔單元1拉動線體45之距離為L1，而該自由輪44位移之距離L2，則L1與L2之關係為L1＝2L2；該自由輪44之位移將拉動繩體461，使該傳動軸47同步旋動，次請參閱圖7所示，輪盤48之半徑為傳動軸47半徑之二倍，假設該自由輪44位移之距離L2對傳動軸47轉動θ角度，而傳動軸47之半徑為r1，則該傳動軸47之角位移量為r1θ＝ L2，而輪盤48係與該傳動軸47呈同軸設置，故亦同步轉動θ角度，設輪盤48之半徑為r2，其為傳動軸47半徑之r1二倍，所以r2＝2r1，輪盤48之角位移量為r2θ＝2r1θ＝2L2＝L1，令輪盤48收放所述導線481之距離亦等同於L1，進而對該二輪電動車6進行變檔者，因此，輪盤48之半徑係為搭配自由輪44位移距離為拉動線體45距離之二分之一的作用，進而降低運作及製造上之誤差。

反之，於本發明於電自動進行變速時，係令電自動變檔裝置31捲動該線體45，此時，連接該機械手動變檔單元1之線體45一端為支點，而其作動方式與手動進行變速時雷同；且本發明亦可手動及電動同步對該二輪電動車6進行變速，其係由機械手動變檔單元1及電自動變檔裝置31同時拉動該線體45，而另該自由輪44位移，其作動狀態亦與單一進行手動或自動進行變速時雷同，故在此不予贅述。

再請參閱圖8至圖10所示，該驅動變檔裝置5係處於最初之節點，此時該彈性件533係抵掣於凹槽534a，若此時該驅動變檔裝置5收受所述之變檔訊號，而須提高檔位，該馬達單元51即據以逆時針旋動該馬達傳動軸511，該軸承及內環部531，而內環部531所設之彈性件533則受壓縮而朝凹槽534 b之方向旋轉，使該彈性件533抵頂於凹槽534b，此時，該盤體52亦逆時針旋動而至捲收該二輪電動車6之變速線62，進而使該二輪電動車6之變速器61變速；反之，若該驅動變檔裝置5係處於最末之節點，此時該彈性件533係抵掣於凹槽534d，若該驅動變檔裝置5收受所述之變檔訊號表示須降低檔位，則該馬達單元51即據以順時針旋轉，使彈性件533朝凹槽534c方向旋轉，進而使盤體52放鬆該變速線62，令該二輪電動車6之變速器61變速。

續請參閱圖11所示，本發明係可設置於該二輪電動車6之車架，並連結於二輪電動車6之變速器61，且該變速器61為前變速器61a、後變速器61b，而如圖12所示，該變速器61為內變速器61c；故顯見本發明可廣泛適用於各式變速器61之二輪電動車6，且裝設位置不受限制，本發明之構件易較為精簡、成本低廉、並具有利於之拆裝便利性，可任意組設於該二輪電動車6，並可依使用者之喜好或需求，而任意使用手動、電動或手動電動同步對該二輪電動車6進行變速。

續請參閱圖13及圖14所示，其係本發明之第二實施例，其與第一實施例之差別在於，該外環部532之內環面固設至少一彈性件533，該彈性件533具有一抵掣部5331；該內環部531之外環面係成形數量大於該彈性件533之凹槽534，該凹槽534係對應於所述之抵掣部5331，並藉由該抵掣部5331抵頂於該等相異之凹槽534而形成相異之節點，其作動方式與第一實施例近似，故在此不予贅述。

綜上所述，本發明所揭露之技術手段確能有效解決習知等問題，並達致預期之目的與功效，且申請前未見諸於刊物、未曾公開使用且具長遠進步性，誠屬專利法所稱之發明無誤，爰依法提出申請，懇祈  鈞上惠予詳審並賜准發明專利，至感德馨。

惟以上所述者，僅為本發明之數種較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

〔習知〕
10‧‧‧發電輪轂
20‧‧‧動作位置感應器
30‧‧‧控制單元
40‧‧‧馬達驅動裝置
50‧‧‧馬達變速裝置
60‧‧‧輸入單元
70‧‧‧模式切換裝置
〔本發明〕
1‧‧‧機械手動變檔單元
11‧‧‧手動檔位感知器
2‧‧‧感測單元
21‧‧‧坡度感測器
22‧‧‧速度感測器
23‧‧‧扭力感測器
24‧‧‧壓力感測器
25‧‧‧電流感應器
3‧‧‧控制單元
31‧‧‧電自動變檔裝置
32‧‧‧中置動力馬達
33‧‧‧電動檔位校正單元
34‧‧‧開關
4‧‧‧變檔聯合裝置
41‧‧‧輸入端
42‧‧‧輸出端
43‧‧‧座體
431‧‧‧容置空間
44‧‧‧自由輪
45‧‧‧線體
46‧‧‧輪軸
461‧‧‧繩體
47‧‧‧傳動軸
48‧‧‧輪盤
481‧‧‧導線
5‧‧‧驅動變檔裝置
51‧‧‧馬達單元
511‧‧‧馬達傳動軸
52‧‧‧盤體
53‧‧‧變檔控制元件
531‧‧‧內環部
532‧‧‧外環部
533‧‧‧彈性件
5331‧‧‧抵掣部
534、534a、534b、534c、534d‧‧‧凹槽
6‧‧‧二輪電動車
61‧‧‧變速器
61a‧‧‧前變速器
61b‧‧‧後變速器
61c‧‧‧內變速器
62‧‧‧變速線
7‧‧‧總檔位顯示器

［圖1］係習知自行車變速之結構示意圖。 ［圖2］係本發明之結構示意圖。 ［圖3］係本發明變檔聯合裝置之立體示意圖。 ［圖4］係本發明變檔聯合裝置之立體分解示意圖。 ［圖5］係圖3於A－A位置之剖視示意圖。 ［圖6］係本發明之自由輪作動示意圖。 ［圖7］係圖3於B－B位置之剖視示意圖。 ［圖8］係本發明第一實施例之驅動變檔裝置之立體示意圖。 ［圖9］係本發明第一實施例之驅動變檔裝置之立體分解示意圖。 ［圖10］係圖8於C－C位置之剖視示意圖。 ［圖11］係本發明裝設於具前、後變速器的二輪電動車之使用狀態示意圖。 ［圖12］係本發明裝設於具內變速器的二輪電動車之使用狀態示意圖。 ［圖13］係本發明第二實施例之驅動變檔裝置之立體分解示意圖。 ［圖14］係本發明第二實施例之驅動變檔裝置之剖視示意圖。

1‧‧‧機械手動變檔單元

11‧‧‧手動檔位感知器

2‧‧‧感測單元

21‧‧‧坡度感測器

22‧‧‧速度感測器

23‧‧‧扭力感測器

24‧‧‧壓力感測器

25‧‧‧電流感應器

3‧‧‧控制單元

31‧‧‧電自動變檔裝置

32‧‧‧中置動力馬達

33‧‧‧電動檔位校正單元

34‧‧‧開關

4‧‧‧變檔聯合裝置

5‧‧‧驅動變檔裝置

61‧‧‧變速器

7‧‧‧總檔位顯示器

Claims (10)

1. 一種整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其包含：一控制單元，其係接收並分析運算一變檔指令及一感測信號，以產生一電動變檔訊號及總檔位值；該控制單元亦具提高乘騎者在起步時的乘騎舒適性的控制功能；以及一變檔聯合裝置，其連結於該控制單元，該變檔聯合裝置具有二輸入端及一輸出端，該變檔聯合裝置內部形成一容置空間，該容置空間容置一自由輪及一傳動軸，該自由輪係繞設一線體而形成所述輸入端，所述輸入端係分別受變檔指令及電動變檔訊號控制者；該自由輪中心穿設有一輪軸，該輪軸設有一繩體；該傳動軸係連結於所述之繩體，該傳動軸一端同軸設置一輪盤，該輪盤設有一導線，以形成該輸出端，該輸出端係進行變檔者，且該輪盤之半徑係所述傳動軸半徑之二倍；藉之，該變檔聯合裝置係可透過機械手動之變檔指令變檔、感測信號之電動變檔或手動與電動同步變檔者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，更包含：一機械手動變檔單元，其設有一手動檔位感知器，該手動檔位感知器係耦接於該控制單元，該手動檔位感知器係感知並分析該機械手動變檔單元之檔位，該機械手動變檔單元係傳輸該變檔指令至該控制單元及變檔聯合裝置；以及一感測單元，其耦接於該控制單元，該感測單元係檢測一行駛狀態，並傳送該感測信號至該控制單元；該控制單元耦接一電自動變檔裝置及一中置動力馬達，該電自動變檔裝置及該控制單元間耦接一電動檔位校正單元；藉之，該電自動變檔裝置係收受該電動變檔訊號以透過變檔聯合裝置對該驅動變檔裝置進行變檔；而該中置動力馬達係受該控制單元以進行扭力變換；該電動檔位校正單元設有一設定值，並待該驅動變檔裝置變檔至該設定值時，即通知該控制單元，藉以校正該總檔位值者。
3. 如申請專利範圍第2項所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其中，該感測單元及該控制單元間更設有一開關，該開關係控制阻斷該控制單元接收該感測信號與否，當開關為開時，使用者可進行電動或手電動同步變檔，而該開關為關時，即阻斷該控制單元接收該感測信號，電自動變檔之部分將不作用，故使用者僅可進行手動變檔。
4. 如申請專利範圍第2項所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其中，該驅動變檔裝置係連結於一變速器；於該感測單元感測行駛狀態為停止，且該驅動變檔裝置之檔位達該高檔位值時，該控制單元將自動調高電動車之電助能力；藉此，以提高乘騎者在起步時的乘騎舒適性。
5. 如申請專利範圍第2項所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其中，該驅動變檔裝置係連結於一變速器，且該變速器為內變速器，於該感測單元感測行駛狀態為停止時，該控制單元即令該驅動變檔裝置回歸起始檔位；藉此，以提高乘騎者在起步時的乘騎舒適性。
6. 如申請專利範圍第2項所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其中，該機械手動變檔單元為變速轉把或變速撥把，且該感測單元為坡度感測器、速度感測器、扭力感測器、壓力感測器、電流感測器；該坡度感測器為重力感測器(G-sensor)或水平儀。
7. 如申請專利範圍第2項所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，更包含一總檔位顯示器，其係耦接於該控制單元，該總檔位顯示器係對應顯示該總檔位值者。
8. 如申請專利範圍第2項所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其中，該驅動變檔裝置更包含：一馬達單元、一盤體及一變檔控制元件；該馬達單元設有一延伸之馬達傳動軸，該馬達傳動軸機械連結該盤體及該變檔控制元件；該盤體中心係固定於該馬達傳動軸，而該盤體之外緣係連結於一二輪電動車之變速線，該變速線係連結於該二輪電動車之變速器，該變速器具有複數相異之檔位；該變檔控制元件具有相互對應之一內環部及一外環部，該外環部係固定於該二輪電動車之車架，該內環部係連結於該馬達傳動軸，且該內環部係對應該外環部形成複數相異之節點，該等節點係分別對應該變速器之相異檔位；藉之，當該馬達單元接受到變檔指令後，即旋動該內環部而改變該節點，並透過旋轉該盤體而帶動該變速線切換該變速器之檔位。
9. 如申請專利範圍第8項所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其中，該內環部之外環面固設至少一彈性件，該彈性件具有一抵掣部；該外環部之內環面係成形數量大於該彈性件之凹槽，該凹槽係對應於所述之抵掣部，並藉由該抵掣部抵頂於該等相異之凹槽而形成相異之節點。
10. 如申請專利範圍第8項所述之整合電動車之機械手動變檔與電自動變檔的裝置，其中，該外環部之內環面固設至少一彈性件，該彈性件具有一抵掣部；該內環部之外環面係成形數量大於該彈性件之凹槽，該凹槽係對應於所述之抵掣部，並藉由該抵掣部抵頂於該等相異之凹槽而形成相異之節點。