TWI622523B - 無鍊條差動式無段變速自行車 - Google Patents

無鍊條差動式無段變速自行車 Download PDF

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TWI622523B
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
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Abstract

本發明乃提供一種無鍊條差動式無段變速自行車，利用調整發電機轉矩，來改變人力牽引無段變速機制，並將發電機所發出之電力依需求同時分配給各驅動輪上的馬達，以達成驅動、轉向及平衡等目的，摒棄鏈條傳動，將人力牽引運動與車台運動獨立隔離開來，創造新式自行車在驅動效能、轉向操控、騎乘舒適等訴求之新功能設計平台。

Description

無鍊條差動式無段變速自行車
本發明是關於一種自行車，且特別是有關於一種無鍊條差動式無段變速自行車。
現在的自行車均藉由騎乘者踩動踏板來帶動齒輪，然後再藉由與齒輪連結的鏈條傳動，使後輪藉由與路面的摩擦力往前移動，進而趨使自行車往前運動。市面上可變速自行車，其變速機制只能提供有段變速，且其踩踏效率會因為換檔變速而改變，且因為是以機械機制踩踏傳動，故必須配台人體身材設定尺寸。比賽用的公路自行車，為了提高踩踏效率，故將車身設計成使騎乘者身體前傾，導致長途長時騎乘時易導致頭頸部、腰背部痠疼甚至受傷，且為了確保高效能踩踏傳動，故必須犧牲避震設計，以避免人體的垂直施力遭到避震系統吸收而浪費掉，故也犧牲了公路自行車騎乘時的舒適感。此外，傳統自行車的坐墊由於尺寸小且材質硬，故長途長時騎乘時往往造成騎乘者的臀部或會陰部被壓迫，造成血液循環不順及疼痛感，甚至影響男性騎乘者的生殖系統。
為了改善自行車如上所述的諸多缺點，市面上乃發展出斜躺式自行車，以頭枕支撐頭頸，且以背臀自然坐姿斜躺於坐墊上支 撐人體，明顯改善人因工學上的效能，避免疲勞痠痛。然而，二輪斜躺式自行車仍有以下問題：(1)平衡非常不易，不是每個人都能有足夠的天分來適應騎乘；(2)為了搭配斜躺坐姿，踩踏方式侷限於向前踩踏，以便將施力方向與避震方向獨力開來，減輕能耗；以及(3)因前齒輪多設計在最前方，而驅動多設於後輪，以致於拉長了鏈條，徒增鏈條磨擦損失，降低了踩踏效率。
為了進一步改善二輪斜躺式自行車的平衡問題，三輪斜躺式自行車乃因應而生。因為平衡的問題獲致解決，三輪式斜躺自行車成功地提供了另一種適於運動、遊憩的自行車選項。三輪斜躺式自行車常見的設計方式有：前二輪轉向(或傾斜兼轉向)，後單輪驅動；或者是前單輪轉向，後二輪驅動等等不同方式。不論是哪一種，仍存在以下幾項缺點：(1)搭配斜躺坐姿，踩踏方式侷限於向前踩踏，以便將施力方向與避震方向獨力開來，減輕能耗；(2)因為要配合斜躺坐姿的要求，一般而言仍是採用後輪驅動、踩踏前引，以致必須加長鏈條，增加傳動損失；(3)斜躺式自行車無法動態調整騎乘姿勢來轉換踩踏效率。例如，公路車上坡時車手會將上身前引重心提前，並以體重配合手臂拉力做抽車動作，而斜躺式自行車則無法採用此類騎行姿勢，一般而言上坡非常吃力；(4)仍是有段變速，大多是靠多重齒輪變換比例來改變踩踏轉矩； (5)無法倒車，也無法原地迴轉，在停車空間侷限的環境中使用稍嫌不便。
有鑑於此，本發明乃提供一種無鍊條差動式無段變速自行車，利用調整發電機轉矩，來改變人力牽引無段變速機制，並將發電機所發出之電力依需求同時分配給各驅動輪上的馬達，以達成驅動、轉向及平衡等目的，摒棄鏈條傳動，將人力牽引運動與車台運動獨立隔離開來，創造新式自行車在驅動效能、轉向操控、騎乘舒適等訴求之新功能設計平台。
本發明之一目的乃提供一種無鍊條差動式無段變速自行車，包括：一車台(FRAME)，且該車台包括相對的一驅動端及一自由端；一坐墊，可調整地設置於該車台上；一右驅動輪及一左驅動輪，耦合於一軸承上，且藉由該軸承間隔地樞接於該車台的該驅動端之兩側，且該右驅動輪係由一第一馬達驅動，而該左驅動輪則藉由一第二馬達驅動；至少一自由輪，樞接於該車台的該自由端，且該至少一自由輪可被該右驅動輪及/或該左驅動輪帶動前進；一發電單元，樞接於該坐墊的前緣，且該發電單元包括一踩踏式發電機；一第一控制單元，該第一控制單元耦接於該發電單元與該第一馬達之間，且該第一控制單元可將其所接收到的第一控制訊號S1，轉換成提供給該第一馬達之第一轉矩(τ1)；以及一第二控制單元，該第二控制單元耦接於該發電單元與該第二馬達之間，且該第二控制單元可將其所接收到的第二控制訊號S2，轉換成提供給該第二馬達之第二轉矩(τ2)。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，其中，當τ1=τ2=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車靜止；當τ1,τ2≧0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向前行進，且當τ1>τ2時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向前行進時向左轉，當τ2>τ1時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向前行進時向右轉，當τ1>τ2=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向左原地迴轉，當τ2>τ1=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向右原地迴轉；當τ1,τ2≦0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向後行進，且當｜τ1｜>｜τ2｜時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向後行進時向右轉，當｜τ2｜>｜τ1｜時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向後行進時向左轉，當｜τ1｜>τ2=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向右原地迴轉，當｜τ2｜>τ1=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向左原地迴轉；當τ1>0，τ2<0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向左原地迴轉；當τ1<0，τ2>0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向右原地迴轉。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的踩踏式發電機包括一永磁式發電機或激磁式發電機。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，且更包括一橋式整流器，可將該踩踏式發電機所產生的交流電整流成直流電。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，且更包括一對與該發電單元耦接的幹線功率匯流排，且該第一、第二雙向控制單元是分別跨接於該對幹線功率匯流排上。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的第一控制單元包括一單向或雙向整流器。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的第二控制單元包括一單向或雙向整流器。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的車台上更包括一延伸於該驅動端與該自由端之間的滑軌，且騎乘者可視需求使該坐墊沿該滑軌前、後滑動，以調整位置。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的至少一自由輪是一可任意改變方向的自由輪。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，且更包括一避震裝置形成於該滑軌與該軸承之間。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，且更包括一方向及手煞車控制裝置，設置於該車台上。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的主控制單元更包括一騎乘者輸入或選擇介面，固定於該車台或該方向及手煞車控制裝置上。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的發電單元包括一第一脈衝寬度調變(PWM)開關，可將該踩踏式發電機所發出之電力轉換成具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，更包括一主控制單元，分別耦接於該發電單元與該第一雙向控制單元之間以及該發電單元與該第二雙向控制單元之間，且該主控制單元包括一第二脈衝寬度調變(PWM)開關，可依騎乘者所輸入的需求，使該第二脈衝寬度調變(PWM)開關在該第一脈衝寬度調變(PWM)開關導通期間，發出具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2，據以分配該第一脈衝寬度調變訊號P1轉換成第一控制訊號S1及第二控制訊號S2之比例，其中，f1、f2均大於或等於10Hz，且f1/f25或f2/f15。
本發明之另一目的乃提供另一種無鍊條差動式無段變速自行車，包括：一車台(FRAME)，且該車台包括相對的一驅動端及一自由端；一坐墊，可調整地設置於該車台上；一右驅動輪及一左驅動輪，耦合於一軸承上，且藉由該軸承間隔地樞接於該車台的該驅動端之兩側，且該右驅動輪係由一第一馬達驅動，而該左驅動輪則藉由一第二馬達驅動；至少一自由輪，樞接於該車台的該自由端，且該至少一自由輪可被該右驅動輪及/獲該左驅動輪帶動前進；一發電單元，樞接於該車台的該驅動端，且該發電單元包括一踩踏式發電機，可發出具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1；一對與該發電單元耦接的幹 線功率匯流排；一第一雙向控制單元，該第一雙向控制單元耦接於該發電單元與該第一馬達之間並跨接於該對幹線功率匯流排上，且該第一雙向控制單元可將其所接收到的第一控制訊號S1，轉換成提供給該第一馬達之第一轉矩(τ1)；一第二雙向控制單元，該第二雙向控制單元耦接於該發電單元與該第二馬達之間並跨接於該對幹線功率匯流排上，且該第二雙向控制單元可將其所接收到的第二控制訊號S2，轉換成提供給該第二馬達之第二轉矩(τ2)；一電池模組，耦接該發電單元並跨接於該對幹線功率匯流排上，其中該電池模組包括一可充電的蓄電池及一第三雙向控制單元，且該第三雙向控制單元是耦接於該發電單元與該可充電的蓄電池之間，且該電池模組可被該發電單元或該第一、第二馬達充電，或者提供電力給該第一、第二馬達；一主控制單元，分別耦接於該發電單元與該第一雙向控制單元、該第二雙向控制單元及該電池模組之間，該主控制單元包括一第二且該主控制單元可依騎乘者所輸入的下列模式操作：當以第一種模式操作時，可在該主控制單元控制下，使該發電單元提供一第一脈衝寬度調變訊號P1給該第一、第二反向控制單元，以驅動第一馬達及/或該第二馬達；當以第二種模式操作時，可在該主控制單元控制下，使來自該發電單元的該第一脈衝寬度調變訊號P1經由該第三雙向控制單元對該可充電的蓄電池充電；當以第三種模式操作時，可經由該主控制單元控制該第一、第二雙向控制單元，使該第一馬達及/或該第二馬達分別反向輸出第一、第二控制訊號S1、S2，進而經該第三雙向控制單元對該可充電的蓄電池充電；當以第四種模式操作時，可經由該主控制單元控制該第 三雙向控制單元，使該可電池模組反向提供一第一脈衝寬度調變訊號P1給該第一、第二控制單元，以驅動第一馬達及/或該第二馬達。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，其中，當τ1=τ2=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車靜止；當τ1,τ2≧0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向前行進，且當τ1>τ2時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向前行進時向左轉，當τ2>τ1時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向前行進時向右轉，當τ1>τ2=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向左原地迴轉，當τ2>τ1=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向右原地迴轉；當τ1,τ2≦0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向後行進，且當｜τ1｜>｜τ2｜時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向後行進時向右轉，當｜τ2｜>｜τ1｜時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向後行進時向左轉，當｜τ1｜>τ2=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向右原地迴轉，當｜τ2｜>τ1=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向左原地迴轉；當τ1>0，τ2<0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向左原地迴轉；當τ1<0，τ2>0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向右原地迴轉。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的踩踏式發電機包括一永磁式發電機或激磁式發電機。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，且更包括一橋式整流器，可將該踩踏式發電機所產生的交流電整流成直流電。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的第一控制單元包括一第一雙向整流器。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的第二控制單元包括一第二雙向整流器。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的第三控制單元包括一第三雙向整流器。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，其中當以第一種模式或第四種模式操作時，該主動控制單元分配來自該發電單元或該電池模組的該第一脈衝寬度調變訊號Pl轉換成第一控制訊號S1及第二控制訊號S2之比例，並使該第一控制訊號S1及該第二控制訊號S2切換地輸入至該第一、第二雙向控制單元。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，其中當以第一種模式操作時，該主動控制單元除分配來自該發電單元的該第一脈衝寬度調變訊號P1轉換成第一控制訊號Sl及第二控制訊號S2之比例外，更分配部分來自該發電單元的該第一脈衝寬度調變訊號P1轉換成第三控制訊號S3，該第三控制訊號S3可經由該第三雙向控制單元轉換成對該可充電的蓄電池充電的電力。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，其中，當以第三種模式操作時，可經由該主控制單元控制該第一、第二雙向控制單元，使該第一馬達及/或該第二馬達分別反向輸出第一、第二控制訊號S1、S2，進而分別經該第三雙向控制單元對該可充電的蓄電池充電。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的車台上更包括一延伸於該驅動端與該自由端之間的滑軌，且騎乘者可視需求使該坐墊沿該滑軌前、後滑動，以調整位置。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的至少一自由輪是一可任意改變方向的自由輪。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，更包括一避震裝置形成於該滑軌與該軸承之間。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，更包括一方向及手煞車控制裝置，設置於該車台上。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的主控制單元更包括一騎乘者輸入或選擇介面，固定於該車台或該方向及手煞車控制裝置上。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的發電單元包括一第一脈衝寬度調變(PWM)開關，可將該踩踏式發電機所發出之電力轉換成具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1。
本發明之另一目的乃提供一種如上所述的無鍊條差動式無段變速自行車，上述的主控制單元包括一第二脈衝寬度調變(PWM)開關，可依騎乘者所輸入的需求，使該第二脈衝寬度調變(PWM)開關在該第一脈衝寬度調變(PWM)開關導通期間，發出具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2，據以分配該第一脈衝寬度調變訊號P1轉換成第一控制訊號S1及第二控制訊號S2之比例，其中，f1、f2均大於或等於10Hz，且f1/f25或f2/f15。
100‧‧‧無鍊條差動式無段變速自行車
110‧‧‧車台
110A‧‧‧驅動端
110B‧‧‧自由端
120‧‧‧坐墊
120A‧‧‧坐墊120的前緣
125‧‧‧滑軌
130A‧‧‧右驅動輪
130B‧‧‧左驅動輪
130C‧‧‧自由輪
135‧‧‧軸承
140‧‧‧避震裝置
145‧‧‧騎乘者輸入或選擇介面
150‧‧‧固定桿
170‧‧‧煞車系統
200、300‧‧‧控制系統
210‧‧‧發電單元
220‧‧‧踩踏式發電機
230‧‧‧第一脈衝寬度調變(PWM)開關
240‧‧‧第一控制單元
240’‧‧‧第一雙向控制單元
245‧‧‧第一馬達(M1)
250‧‧‧第二控制單元
250’‧‧‧第二雙向控制單元
255‧‧‧第二馬達(M2)
260‧‧‧幹線功率匯流排
270‧‧‧主控制單元
280‧‧‧電池模組
285‧‧‧第三雙向控制單元
288‧‧‧可充電的蓄電池
第1圖所繪示的是根據本發明的無鍊條差動式無段變速自行車立體圖。
第2A~2C圖所繪示的是根據本發明實施例一的控制系統方塊圖及時序波形圖。
第3A~3D圖所繪示的是根據本發明實施例二的控制系統在第一種控制模式操作下的方塊圖及時序波形圖。
第4A~4B圖所繪示的是根據本發明實施例二的控制系統在第二種控制模式操作下的方塊圖及時序波形圖。
第5A~5B圖所繪示的是根據本發明實施例二的控制系統在第三種控制模式操作下的方塊圖及時序波形圖。
第6A~6B圖所繪示的是根據本發明實施例二的控制系統在第四種控制模式操作下的方塊圖及時序波形圖。
本發明乃提供一種無鍊條差動式無段變速自行車，利用調整發電機轉矩，來改變人力牽引無段變速機制，並將發電機所發出之電力依需求同時分配給各驅動輪上的馬達，以達成驅動、轉向及平衡等目的，摒棄鏈條傳動，將人力牽引運動與車台運動獨立隔離開來，創造新式自行車在驅動效能、轉向操控、騎乘舒適等訴求之新功能設計平台。藉此，本發明所提供的無鍊條差動式無段變速自行車，可具有以下幾點優勢：(1)無鏈條無段變速驅動；(2)適當差動設計可轉向甚至原地迴轉；(3)可調整騎乘姿勢而無損踩踏效能；(4)可於車台加入避震系統而無損踩踏效能；以及(5)可以加設電池以便輔助驅動或電氣制動回收動能。
以下將詳細說明本發明實施例之製作與使用方式。然應注意的是，本發明提供許多可供應用的發明概念，其可以多種特定型式實施。文中所舉例討論之特定實施例僅為製造與使用本發明之特定方式，非用以限制本發明之範圍。
首先，請參照第1圖，其所繪示的是根據本發明實施例所揭示的一種無鍊條差動式無段變速自行車100，其包括一車台(FRAME)110，且車台110包括相對的一驅動端110A及一自由端110B；一坐墊120，可調整地設置於車台110上，騎乘者可視需要，沿著車台110前、後調整位置；一右驅動輪130A及一左驅動輪130B， 耦合於一軸承135上，且藉由軸承135間隔地樞接於車台110的驅動端110A之兩側，且右驅動輪130A係由一第一馬達(M1)245驅動，而左驅動輪130B則藉由一第二馬達(M2)255驅動；一自由輪130C，樞接於車台110的自由端110B，且自由輪130C可被右驅動輪130A及/或左驅動輪130B帶動前進或後退；一發電單元210，樞接於坐墊120的前緣120A，且發電單元210包括一踩踏式發電機220；一第一控制單元(未標示)，耦接於發電單元210與第一馬達(M1)245之間，且第一控制單元(未標示)可將其所接收到的第一控制訊號，轉換成提供給第一馬達(M1)245之第一轉矩(τ1)；一第二控制單元(未標示)，耦接於發電單元210與第二馬達(M2)255之間，且第二雙向控制單元(未標示)可將其所接收到的第二控制訊號，轉換成提供給第二馬達(M2)255之第二轉矩(τ2)；以及一主控制單元270，分別耦接於發電單元210與第一控制單元(未標示)之間以及發電單元210與第二控制單元(未標示)之間。
其中，當τ1=τ2=0時，無鍊條差動式無段變速自行車100靜止；當τ1,τ2≧0時，無鍊條差動式無段變速自行車100可向前行進，且當τ1>τ2時，無鍊條差動式無段變速自行車100可在向前行進時向左轉，當τ2>τ1時，無鍊條差動式無段變速自行車100可在向前行進時向右轉，當τ1>τ2=0時，無鍊條差動式無段變速自行車100可向左原地迴轉，當τ2>τ1=0時，無鍊條差動式無段變速自行車100可向右原地迴轉；當τ1,τ2≦0時，無鍊條差動式無段變速自行車100可向後行進，且當｜τ1｜>｜τ2｜時，無鍊條差動式無段變速自行車100可在向後行進時向右轉，當｜τ2｜>｜τ1｜時，無鍊條差動式無段變速自行車100 可在向後行進時向左轉，當｜τ1｜>τ2=0時，無鍊條差動式無段變速自行車100可向右原地迴轉，當｜τ2｜>τ1=0時，無鍊條差動式無段變速自行車100可向左原地迴轉。
在根據本發明的實施例中，上述的自由輪130C是一可任意改變方向的自由輪，且可視需要樞接一個或一個以上的自由輪130C於車台110的自由端110B。
在根據本發明的實施例中，車台110上更可包括一延伸於驅動端110A與自由端110B之間的滑軌125，且騎乘者可視需求使坐墊120沿此滑軌125向前或向後滑動，以調整位置。
在根據本發明的其他實施例中，更可形成一避震裝置140，例如彈簧，設置於車台110與滑軌125之間，以提供無鍊條差動式無段變速自行車100行進或後退時適當的緩衝力，減緩路面顛頗造成騎乘者不適。此外，在根據本發明的其他實施例中，更可包括一固定於該車台110上的方向或手煞車控制裝制170，可使騎乘者方便控制無鍊條差動式無段變速自行車100的行進方向或者進行剎車。在根據本發明的其他實施例中，主控制單元270更包括一騎乘者輸入或選擇介面145，並藉由一可調整角度的固定桿150固定於鄰近車台110的驅動端110A處或上述的方向及手煞車控制裝置170上。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，以下將以實施例一配合圖式第2A~2C圖及實施例二配合圖式第3A~3D圖、第4A~4B圖、第5A~5B圖及第6A~6B圖，說明根據本發明。文中所舉例討論之特定實施例僅為製造與使用本發明之特定方 式，非用以限制本發明之範圍。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示。這些重複僅為了簡單清楚地敘述本發明，不代表所討論之不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。以下將詳細說明。
實施例一
請參照第2A圖，其所繪示的是根據本發明實施例一的控制系統方塊圖。如第2A圖所示，此無鍊條差動式無段變速自行車100的控制系統200，包括一發電單元210，其包括一踩踏式發電機220；一第一控制單元240，耦接於發電單元210與第一馬達(M1)245之間，且第一控制單元240可將其所接收到的第一控制訊號S1，轉換成提供給第一馬達(M1)245之第一轉矩(τ1)；一第二控制單元250，耦接於發電單元210與第二馬達(M2)255之間，且第二控制單元250可將其所接收到的第二控制訊號S2，轉換成提供給第二馬達(M2)255之第二轉矩(τ2)；以及一主控制單元270，分別耦接於發電單元210與第一控制單元240之間以及發電單元210與第二控制單元250之間。其中，上述的發電單元210更包括一第一脈衝寬度調變(PWM)開關230，可發出具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1，而主控制單元270更包括一第二脈衝寬度調變(PWM)開關(未標示)，且第二脈衝寬度調變(PWM)開關(未標示)在第一脈衝寬度調變(PWM)開關導通期間，可發出具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2，分配第一脈衝寬度調變訊號P1轉換成第一控制訊號S1及第二控制訊號S2之比例，使第一控制訊號S1及第二控制訊號S2切換地輸入至該第一、第二控制單元240、250，並 經由該第一、第二控制單元240、250使第一控制訊號S1及第二控制訊號S2轉換成提供給第一馬達(M1)235之第一轉矩(τ1)及第二馬達(M2)255之第二轉矩(τ2)。其中，在本實施例中，f1、f2均大於或等於10Hz，且f1/f25或f2/f15。
接著，請參照第2B~2C圖，其所繪示的是根據第2A圖控制系統所呈現的時序波形圖。如第2B圖所示，第一行所呈現的是發電單元210所輸出的具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1的時序波形，且P1>0；第二行所呈現的是由主控制單元270依騎乘者所輸入的需求所輸出的具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2的時序波形；第三行所呈現的則是輸入至第一控制單元240的第一控制訊號S1的時序波形，而第四行所呈現的則是輸入至第二控制單元250第二控制訊號S2的時序波形。如第2B圖所示，藉由主控制單元270依騎乘者所輸入的需求所輸出的具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2的時序波形，使第一脈衝寬度調變訊號P1切換地被輸入第一、第二控制單240、245，其中65%第一脈衝寬度調變訊號P1被轉換成第一控制訊號S1，而35%第一脈衝寬度調變訊號P1則被轉換成第二控制訊號S2，且第一控制訊號S1及第二控制訊號S2分別經由該第一、第二控制單元240、250被轉換成提供給第一馬達(M1)235之第一轉矩(τ1)及第二馬達(M2)255之第二轉矩(τ2)。此時，第一馬達(M1)245的第一轉矩τ1大於第二馬達(M2)255的第二轉矩τ2，故此無鍊條差動式無段變速自行車100可在向前行進時向左轉。
接著，如第2C圖所示，藉由主控制單元270依騎乘者所輸入的需求所輸出的具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2的時序波形，使第一脈衝寬度調變訊號P1切換地被輸入第一、第二控制單240、245，其中45%第一脈衝寬度調變訊號P1被轉換成第一控制訊號S1，而55%第一脈衝寬度調變訊號P1則被轉換成第二控制訊號S2，且第一控制訊號S1及第二控制訊號S2分別經由該第一、第二控制單元240、250被轉換成提供給第一馬達(M1)235之第一轉矩(τ1)及第二馬達(M2)255之第二轉矩(τ2)。此時，第一馬達(M1)245的第一轉矩τ1小於第二馬達(M2)255的第二轉矩τ2，故此無鍊條差動式無段變速自行車100可在向前行進時向右轉。
同理可知，當主控制單元270依騎乘者所輸入的需求所輸出的具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2，使50%第一脈衝寬度調變訊號P1的第一控制訊號S1及50%第一脈衝寬度調變訊號P1的第二控制訊號S2，切換地輸入至該第一、第二控制單元240、250時，第一馬達(M1)245的第一轉矩τ1等於第二馬達(M2)255的第二轉矩τ2，無鍊條差動式無段變速自行車100將可向前行進。
同理可知，當主控制單元270依騎乘者所輸入的需求所輸出的具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2，使含有100%第二脈衝寬度調變訊號P2的第一控制訊號S1及含有0%第二脈衝寬度調變訊號P2的第二控制訊號S2，切換地輸入至該第一、第二控制單元240、250時，第一馬達(M1)245的第一轉矩τ1大於第二馬達(M2)255的第二轉矩τ2=0，故此無鍊條差動式無段變速自行車100將在向左原地迴轉。
同理可知，當主控制單元270依騎乘者所輸入的需求所輸出的具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2，使含有0%第二脈衝寬度調變訊號P2的第一控制訊號S1及含有100%第二脈衝寬度調變訊號P2的第二控制訊號S2，切換地輸入至該第一、第二控制單元240、250時，第二馬達(M2)255的第二轉矩τ2大於第一馬達(M1)245的第一轉矩τ1=0，故此無鍊條差動式無段變速自行車100將在原地向右後方迴轉。
相反地，當發電單元210所輸出的具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1小於0時，且依上述方式利用主控制單元270依騎乘者所輸入的需求，分配第一脈衝寬度調變訊號P1並使第一控制訊號S1及第二控制訊號S2切換地輸入至該第一、第二控制單元240、250，藉以調控第一馬達(M1)245的第一轉矩τ1及第二馬達(M2)255的轉矩τ2。其中，當τ1,τ2≦0時，無鍊條差動式無段變速自行車100可向後行進，且當｜τ1｜>｜τ2｜時，無鍊條差動式無段變速自行車100可在向後行進時向右轉，當｜τ2｜>｜τ1｜時，無鍊條差動式無段變速自行車100可在向後行進時向左轉，當｜τ1｜>τ2=0時，無鍊條差動式無段變速自行車100可向右原地迴轉，當｜τ2｜>τ1=0時，無鍊條差動式無段變速自行車100向左原地迴轉可向左原地迴轉。
此外，藉由利用主控制單元270依騎乘者所輸入的需求所輸出的具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2以控制、分配發電單元210所輸出的具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1，使τ1>0且τ2<0 時，此無鍊條差動式無段變速自行車100將向左原地迴轉；而當使τ1<0且τ2>0時，此無鍊條差動式無段變速自行車100將向右原地迴轉。
在本實施例中，上述的踩踏式發電機220可選自永磁式發電機或激磁式發電機，且更可包括搭配一橋式整流器，以將該踩踏式發電機所產生的交流電整流成直流電。
此外，在本實施例中，上述的控制系統200，更包括一對與發電單元210耦接的幹線功率匯流排260，且上述的第一、第二控制單元240、250是分別跨接於該對幹線功率匯流排260上。另外，本實施例中的第一控制單元240包括一單向或雙向整流器，第二雙向控制單元250包括一單向或雙向整流器。
實施例二
本實施例同樣可適用於如第1圖所示的無鍊條差動式無段變速自行車100，惟實施例二所搭配的控制系統300與實施例一所搭配的控制系統200不同，且實施例二所搭配的控制系統300可在至少四種控制模式下操作。以下，將於第3A~3D圖說明本發明實施例二的控制系統300在第一種控制模式操作下的方塊圖及時序圖；第4A~4B圖說明本發明實施例二的控制系統300在第二種控制模式操作下的方塊圖及時序圖；第5A~5B圖說明本發明實施例二的控制系統300在第三種控制模式操作下的方塊圖及時序圖；第6A~6B圖說明本發明實施例二的控制系統300在第四種控制模式操作下的方塊圖及時序圖。
首先，請先參閱第3A圖，其顯示的是本發明實施例二的控制系統300在第一種控制模式操作下的方塊圖。如第3A圖所示，此控制系統300包括一發電單元210，其包括一踩踏式發電機220；一對與發電單元210耦接的幹線功率匯流排260；一第一雙向控制單元240’，耦接於發電單元210與第一馬達(M1)245之間且跨接於幹線功率匯流排260上，且第一雙向控制單元240’可將其所接收到的第一控制訊號S1轉換成提供給第一馬達(M1)245之第一轉矩(τ1)；一第二雙向控制單元250’，耦接於發電單元210與第二馬達(M2)255之間且跨接於幹線功率匯流排260上，且第二雙向控制單元250’可將其所接收到的第二控制訊號S2轉換成提供給第二馬達(M2)255之第二轉矩(τ2)；一電池模組280，耦接發電單元210並跨接於幹線功率匯流排260上，其中電池模組280包括一可充電的蓄電池288及一第三雙向控制單元285，且第三雙向控制單元285是耦接於發電單元210與可充電的蓄電池288之間，以及一主控制單元270，分別耦接於發電單元210與第一雙向控制單元240’之間、發電單元210與第二雙向控制單元250’之間、以及發電單元210與電池模組280之間。其中，上述的發電單元210更包括一第一脈衝寬度調變(PWM)開關230，可發出具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1，而上述的主控制單元270則更包括一第二脈衝寬度調變(PWM)開關(未顯示)，且第二脈衝寬度調變(PWM)開關(未顯示)在第一脈衝寬度調變(PWM)開關230導通期間，可發出具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2，分配第一脈衝寬度調變訊號P1轉換成第一控制訊號S1及第二控制訊號S2之比例，使第一控制訊號S1 及第二控制訊號S2切換地輸入至該第一、第二控制單元240’、250’，並經由該第一、第二控制單元240’、250’使第一控制訊號S1及第二控制訊號S2轉換成提供給第一馬達(M1)235之第一轉矩(τ1)及第二馬達(M2)255之第二轉矩(τ2)。其中，在本實施例中，f1、f2均大於或等於10Hz，且f1/f25或f2/f15。
接著，請參照第3B~3C圖，其所繪示的是根據第3A圖控制系統所呈現的時序波形圖。如第3B圖所示，第一行所呈現的是發電單元210所輸出的具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1的時序波形，且P1>0；第二行所呈現的是由主控制單元270依騎乘者所輸入的需求所輸出的具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2的時序波形；第三行所呈現的則是輸入至第一控制單元240’的第一控制訊號S1的時序波形，而第四行所呈現的則是輸入至第二控制單元250’第二控制訊號S2的時序波形。如第3B圖所示，藉由主控制單元270依騎乘者所輸入的需求所輸出的具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2的時序波形，65%第一脈衝寬度調變訊號P1被轉換成第一控制訊號S1，而35%第一脈衝寬度調變訊號P1則被轉換成第二控制訊號S2，且第一控制訊號S1及第二控制訊號S2切換地輸入至該第一、第二控制單元240’、250’，並經由該第一、第二雙向控制單元240’、250’使第一控制訊號S1及第二控制訊號S2轉換成提供給第一馬達(M1)235之第一轉矩(τ1)及第二馬達(M2)255之第二轉矩(τ2)。此時，第一馬達(M1)245的第一轉矩τ1大於第二馬達(M2)255的第二轉矩τ2，故此無鍊條差動式無段變速自行車100可在向前行進時向左轉。
接著，如第3C圖所示，藉由主控制單元270依騎乘者所輸入的需求所輸出的具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2的時序波形，45%第一脈衝寬度調變訊號P1被轉換成第一控制訊號S1，而55%第一脈衝寬度調變訊號P1則被轉換成第二控制訊號S2，且第一控制訊號S1及第二控制訊號S2切換地輸入至該第一、第二雙向控制單元240’、250’，並經由該第一、第二雙向控制單元240’、250’使第一控制訊號S1及第二控制訊號S2轉換成提供給第一馬達(M1)235之第一轉矩(τ1)及第二馬達(M2)255之第二轉矩(τ2)。此時，第一馬達(M1)245的第一轉矩τ1小於第二馬達(M2)255的第二轉矩τ2，故此無鍊條差動式無段變速自行車100可在向前行進時向右轉。
同樣地，藉由控制發電單元210所輸出的具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1之大小，以及主控制單元270依騎乘者所輸入的需求所輸出的具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2的時序，分配輸入至第一、第二雙向控制單元240’、250’之第一、第二控制訊號S1、S2之大小，便可如實施例一所述般，改變第一、第二轉矩τ1、τ2，進而控制搭配根據本實施例控制系統300之無鍊條差動式無段變速自行車100的行進、後退或轉向，在此不再贅述。
此外，請參照第3D圖，其顯示的仍是本發明實施例二的控制系統300在第一種控制模式操作下的方塊圖。惟如第3D圖所示，當控制系統300在第一種控制模式操作時，主動控制單元270除分配來自發電單元210的第一脈衝寬度調變訊號P1轉換成第一控制訊號S1及第二控制訊號S2之比例外，更分配部分第一脈衝寬度調變訊號P1轉換 成第三控制訊號S3之比例，且第三控制訊號S3可經由電池模組280中的第三雙向控制單元285被轉換成對可該可充電的蓄電池充電的電力。
接著，請參照第4A圖，其顯示的是本發明實施例二的控制系統300在第二種控制模式操作下的方塊圖。如第4A圖所示，當騎乘者選擇第二種控制模式時，主控制單元270使來自發電單元210的第二脈衝寬度調變訊號P2經由第三雙向控制單元285對可充電的蓄電池288進行充電。接著，請參照第4B圖，其所繪示的是根據第4A圖控制系統所呈現的時序波形。如第4B圖所示，第一行所呈現的是發電單元210所輸出的具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1的時序波形。此外，當騎乘者選擇第二種控制模式時，主控制單元270將不輸出具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2，故輸入第一雙向控制單元240’的第一控制訊號S1的時序波形及輸入第二雙向控制單元250’的第二控制訊號S2的時序波形均為一直線，顯示第一馬達(M1)245及第二馬達(M2)255均不轉動，此時，無鍊條差動式無段變速自行車100靜止，僅使發電單元210對可充電的蓄電池288進行充電，故第4B圖第五行所呈現輸入電池模組的PWM訊號時序波形與發電單元210所輸出的具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1的時序波形相同。
接著，請參照第5A圖，其顯示的是本發明實施例二的控制系統300在第三種控制模式操作下的方塊圖。如第5A圖所示，當騎乘者選擇第三種控制模式時，例如在煞車時，可經由主控制單元270控制第一、第二雙向控制單元240’、250’，使第一馬達(M1)245及/ 或第二馬達(M2)244分別反向輸出第一、第二控制訊號S1、S2，進而經電池模組280的第三雙向控制單元285對可充電的蓄電池288充電。在此第三種控制模式操作下，發電單元210所輸出的PWM訊號P1的時序波形、主控制單元270所輸出的PWM訊號P2的時序波形、第一控制雙向單元240’、第二雙向控制單元250’的輸出時序訊號波形S1、S2以及電池模組280充電時的輸入時序波形乃如第5B圖所示，在此不再贅述。
接著，請參照第6A圖，其顯示的是本發明實施例二的控制系統300在第四種控制模式操作下的方塊圖。如第6A圖所示，當騎乘者選擇第四種控制模式時，主控制單元270可依騎乘者所輸入的需求，控制第三雙向控制單元285，使電池模組280反向輸出P1第一脈衝寬度調變訊號P1，且主控制單元270本身發出具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2，分配第一脈衝寬度調變訊號P1轉換成第一控制訊號S1及第二控制訊號S2之比例，使第一控制訊號S1及第二控制訊號S2切換地輸入至該第一、第二雙向控制單元240’、250’。其中，在本實施例中，f1、f2均大於或等於10Hz，且f1/f25或f2/f15。如第6B圖所示，第一行所呈現的是電池模組280所輸出的具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1時序波形；第二行所呈現的是由主控制單元270依騎乘者所輸入的需求所輸出的具f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2時序波型；第三行所呈現的則是輸入至第一雙向控制單元240’的第一控制訊號S1的時序波形，而第四行所呈現的則是輸入至第二雙向控制單元250’的第二控制訊號S2的時序波形。如上所述，藉由改變電池 模組280所輸出的具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1時序訊號之大小，以及利用主控制單元270依騎乘者所輸入的需求，分配第一脈衝寬度調變訊號P1並使第一控制訊號S1及第二控制訊號S2切換地輸入至該第一、第二雙向控制單元240’、250’，便可調控第一馬達(M1)245的第一轉矩τ1及第二馬達(M2)255的轉矩τ2，進而控制搭配根據本實施例控制系統300之無鍊條差動式無段變速自行車100的行進、後退或轉向。
此外，在本實施例中，上述的踩踏式發電機220可選自永磁式發電機或激磁式發電機，且更可包括搭配一橋式整流器，以將該踩踏式發電機所產生的交流電整流成直流電。
此外，在本實施例中，上述的控制系統300，更包括一對與發電單元210耦接的幹線功率匯流排260，且上述的第一、第二雙向控制單元240’、250’是分別跨接於該對幹線功率匯流排260上。另外，本實施例中的第一雙向控制單元240’更包括一第一雙向整流器，第二雙向控制單元250’更包括一第二雙向整流器。
綜上所述，本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可更動與組合上述各種實施例，將本發明應用於其他無段變速自行車。

Claims (31)

  1. 一種無鍊條差動式無段變速自行車，包括：一車台(FRAME)，且該車台包括相對的一驅動端及一自由端；一坐墊，可調整地設置於該車台上；一右驅動輪及一左驅動輪，耦合於一軸承上，且藉由該軸承間隔地樞接於該車台的該驅動端之兩側，且該右驅動輪係由一第一馬達驅動，而該左驅動輪則藉由一第二馬達驅動；一自由輪，樞接於該車台的該自由端，且該自由輪可被該右驅動輪及/或該左驅動輪帶動前進；一發電單元，樞接於該坐墊的前緣，且該發電單元包括一踩踏式發電機；一第一控制單元，該第一控制單元耦接於該發電單元與該第一馬達之間，且該第一控制單元可將其所接收到的第一控制訊號S1，轉換成提供給該第一馬達之第一轉矩(τ1)；以及一第二控制單元，該第二控制單元耦接於該發電單元與該第二馬達之間，且該第二控制單元可將其所接收到的第二控制訊號S2，轉換成提供給該第二馬達之第二轉矩(τ2)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，其中，當τ1=τ2=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車靜止；當τ1,τ2≧0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向前行進，且當τ1>τ2時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向前行進時向左轉，當τ2>τ1 時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向前行進時向右轉，當τ1>τ2=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車向左原地迴轉可向左原地迴轉，當τ2>τ1=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向右原地迴轉；當τ1,τ2≦0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向後行進，且當｜τ1｜>｜τ2｜時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向後行進時向右轉，當｜τ2｜>｜τ1｜時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向後行進時向左轉，當｜τ1｜>τ2=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向右原地迴轉，當｜τ2｜>τ1=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向左原地迴轉；當τ1>0，τ2<0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向左原地迴轉；當τ1<0，τ2>0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向右原地迴轉。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該踩踏式發電機包括一永磁式發電機或激磁式發電機。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，且更包括一橋式整流器，可將該踩踏式發電機所產生的交流電整流成直流電。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，更包括一對與該發電單元耦接的幹線功率匯流排，且該第一、第二雙向控制單元是分別跨接於該對幹線功率匯流排上。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該第一控制單元包括一單向或雙向整流器。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該第二控制單元包括一單向或雙向整流器。
  8. 如申請專利範圍第2項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該自由輪是一可任意改變方向的自由輪。
  9. 如申請專利範圍第2項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該車台上更包括一延伸於該驅動端與該自由端之間的滑軌，且騎乘者可視需求使該坐墊沿該滑軌前、後滑動，以調整位置。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，更包括一避震裝置形成於該滑軌與該軸承之間。
  11. 如申請專利範圍第2項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，更包括一方向及手煞車控制裝置，設置於該車台上。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該主控制單元更包括一騎乘者輸入或選擇介面，固定於該車台或該方向及手煞車控制裝置上。
  13. 如申請專利範圍第1至12項中任一項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該發電單元包括一第一脈衝寬度調變(PWM)開關，可將該踩踏式發電機所發出之電力轉換成具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，更包括一主控制單元，分別耦接於該發電單元與該第一雙向控制單元之間以及該發電單元與該第二雙向控制單元之間，且該主控制單元包括一第二脈衝寬度調變(PWM)開關，可依騎乘者所輸入的需 求，使該第二脈衝寬度調變(PWM)開關在該第一脈衝寬度調變(PWM)開關導通期間，發出具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2，據以分配該第一脈衝寬度調變訊號P1轉換成第一控制訊號S1及第二控制訊號S2之比例，其中，f1、f2均大於或等於10Hz，且f1/f25或f2/f15。
  15. 一種無鍊條差動式無段變速自行車，包括：一車台(FRAME)，且該車台包括相對的一驅動端及一自由端；一坐墊，可調整地設置於該車台上；一右驅動輪及一左驅動輪，耦合於一軸承上，且藉由該軸承間隔地樞接於該車台的該驅動端之兩側，且該右驅動輪係由一第一馬達驅動，而該左驅動輪則藉由一第二馬達驅動；一自由輪，樞接於該車台的該自由端，且該自由輪可被該右驅動輪及/獲該左驅動輪帶動前進；一發電單元，樞接於該車台的該驅動端，且該發電單元包括一踩踏式發電機，可發出具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1；一對與該發電單元耦接的幹線功率匯流排；一第一雙向控制單元，該第一雙向控制單元耦接於該發電單元與該第一馬達之間並跨接於該對幹線功率匯流排上，且該第一雙向控制單元可將其所接收到的第一控制訊號S1，轉換成提供給該第一馬達之第一轉矩(τ1)； 一第二雙向控制單元，該第二雙向控制單元耦接於該發電單元與該第二馬達之間並跨接於該對幹線功率匯流排上，且該第二雙向控制單元可將其所接收到的第二控制訊號S2，轉換成提供給該第二馬達之第二轉矩(τ2)；一電池模組，耦接該發電單元並跨接於該對幹線功率匯流排上，其中該電池模組包括一可充電的蓄電池及一第三雙向控制單元，且該第三雙向控制單元是耦接於該發電單元與該可充電的蓄電池之間，且該電池模組可被該發電單元或該第一、第二馬達充電，或者提供電力給該第一、第二馬達；一主控制單元，分別耦接於該發電單元與該第一雙向控制單元、該第二雙向控制單元及該電池模組之間，該主控制單元包括一第二且該主控制單元可依騎乘者所輸入的下列模式操作：其中，當以第一種模式操作時，可在該主控制單元控制下，使該發電單元提供一第一脈衝寬度調變訊號P1給該第一、第二反向控制單元，以驅動第一馬達及/或該第二馬達；其中，當以第二種模式操作時，可在該主控制單元控制下，使來自該發電單元的該第一脈衝寬度調變訊號P1經由該第三雙向控制單元對該可充電的蓄電池充電；其中，當以第三種模式操作時，可經由該主控制單元控制該第一、第二雙向控制單元，使該第一馬達及/或該第二馬達分別反向輸出第一、第二控制訊號S1、S2，進而經該第三雙向控制單元對該可充電的蓄電池充電； 其中，當以第四種模式操作時，可經由該主控制單元控制該第三雙向控制單元，使該可電池模組反向提供一第一脈衝寬度調變訊號P1給該第一、第二控制單元，以驅動第一馬達及/或該第二馬達。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，當τ1=τ2=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車靜止；當τ1,τ2≧0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向前行進，且當τ1>τ2時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向前行進時向左轉，當τ2>τ1時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向前行進時向右轉，當τ1>τ2=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向左原地迴轉，當τ2>τ1=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向右原地迴轉；當τ1,τ2≦0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向後行進，且當｜τ1｜>｜τ2｜時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向後行進時向右轉，當｜τ2｜>｜τ1｜時，該無鍊條差動式無段變速自行車可在向後行進時向左轉，當｜τ1｜>τ2=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向右原地迴轉，當｜τ2｜>τ1=0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向左原地迴轉；當τ1>0，τ2<0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向左原地迴轉；當τ1<0，τ2>0時，該無鍊條差動式無段變速自行車可向右原地迴轉。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該踩踏式發電機包括一永磁式發電機或激磁式發電機。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，且更包括一橋式整流器，可將該踩踏式發電機所產生的交流電整流成直流電。
  19. 如申請專利範圍第16項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該第一控制單元包括一第一雙向整流器。
  20. 如申請專利範圍第16項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該第二控制單元包括一第二雙向整流器。
  21. 如申請專利範圍第16項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該第三控制單元包括一第三雙向整流器。
  22. 如申請專利範圍第16項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，當以第一種模式或第四種模式操作時，該主動控制單元分配來自該發電單元或該電池模組的該第一脈衝寬度調變訊號P1轉換成第一控制訊號S1及第二控制訊號S2之比例，並使該第一控制訊號S1及該第二控制訊號S2切換地輸入至該第一、第二雙向控制單元。
  23. 如申請專利範圍第22項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，當以第一種模式操作時，該主動控制單元除分配來自該發電單元的該第一脈衝寬度調變訊號P1轉換成第一控制訊號S1及第二控制訊號S2之比例外，更分配部分來自該發電單元的該第一脈衝寬度調變訊號P1轉換成第三控制訊號S3，該第三控制訊號S3可經由該第三雙向控制單元轉換成對該可充電的蓄電池充電的電力。
  24. 如申請專利範圍第16項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，其中，當以第三種模式操作時，可經由該主控制單元控制該第 一、第二雙向控制單元，使該第一馬達及/或該第二馬達分別反向輸出第一、第二控制訊號S1、S2，進而分別經該第三雙向控制單元對該可充電的蓄電池充電。
  25. 如申請專利範圍第16項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該自由輪是一可任意改變方向的自由輪。
  26. 如申請專利範圍第16項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該車台上更包括一延伸於該驅動端與該自由端之間的滑軌，且騎乘者可視需求使該坐墊沿該滑軌前、後滑動，以調整位置。
  27. 如申請專利範圍第26項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，更包括一避震裝置形成於該滑軌與該軸承之間。
  28. 如申請專利範圍第16項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，更包括一方向及手煞車控制裝置，設置於該車台上。
  29. 如申請專利範圍第28項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該主控制單元更包括一騎乘者輸入或選擇介面，固定於該車台或該方向及手煞車控制裝置上。
  30. 如申請專利範圍第15至29項中任一項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該發電單元包括一第一脈衝寬度調變(PWM)開關，可將該踩踏式發電機所發出之電力轉換成具有f1頻率的第一脈衝寬度調變訊號P1。
  31. 如申請專利範圍第30項所述的無鍊條差動式無段變速自行車，該主控制單元包括一第二脈衝寬度調變(PWM)開關，可依騎乘者所輸入的需求，使該第二脈衝寬度調變(PWM)開關在該第一脈衝寬 度調變(PWM)開關導通期間，發出具有f2頻率的第二脈衝寬度調變訊號P2，據以分配該第一脈衝寬度調變訊號P1轉換成第一控制訊號S1及第二控制訊號S2之比例，其中，f1、f2均大於或等於10Hz，且f1/f25或f2/f15。
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