TWI802933B - 電動載具、用於驅動載具的方法以及其電腦可讀取媒體 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種電動載具、用於驅動載具的方法以及電 腦可讀取媒體，該電動載具包含：車架；至少一個前輪和至少一個後輪，耦接到車架；一或多個踏板，耦接到車架並用以供使用者經由踩踏而操作電動載具；以及控制器，配置成回應於一或多個踏板的踩踏而輸出一或多個驅動訊號。電動載具還包含：第一電動機，耦接到並用以驅動前輪和後輪中的一個；以及第一驅動器，與第一電動機耦接且配置成回應於一或多個驅動訊號而調整對第一電動機的輸出。

Description

電動載具、用於驅動載具的方法以及其電腦可讀取媒體
本揭露涉及電動載具，且更確切地說，涉及電動自行車和用於驅動或控制電動自行車的方法和電腦可讀取媒體。
[相關申請的交叉引用]
本申請案是基於且主張於2020年7月16日申請的名稱為“電動自行車及用於驅動自行車或載具的系統和方法”的美國臨時專利申請案第63/052,657號的優先權，前述申請以其全文引用的方式併入本文中。
騎車因其各種作用(包含運輸、旅行、休閒、鍛煉、運動以及競爭)而一直受到歡迎。騎車已為大眾(包含使用者、業餘騎乘者、狂熱騎乘者以及專業騎乘者和運動員)廣泛接受。舉例來說，自行車也在許多城市或地區中廣泛用於運輸和休閒旅 遊。近年來，共享單車和相關服務正變得越來越受歡迎，許多的獎勵措施、計畫和服務被建構以提供可永續的且健康的運輸和服務。
大多數自行車使用鏈條來驅動後輪且使用纜線來操作或驅動各種自行車元件。常常以機械方式驅動或控制例如變速(shift)、制動(brake)、吸震(shock)以及座椅調整的功能。同時，部署電子元件可獲得額外的好處。使用部分或全部電子元件的替代方案可帶來一或多個益處或由一或多個考慮因素驅動，例如更寬廣的設計選擇、擴展設計靈活性、讓裝置使用者友善(user friendly)、啟用線控、無線或遠端操作、提高回應性、增加可靠性、減少整體或維修成本、提供騎乘或競爭靈活性以及滿足使用者需要、消費者期望或市場需求。舉例來說，由電動機提供電力的自行車可延長騎乘距離及時間、減少騎乘難度等，使得處於不同生理狀態或技能水平下的騎乘者能夠增進騎車體驗，及/或擴展市場需求或吸引力。
與一些實施例一致，提供一種電動載具。電動載具包含車架、至少一個前輪、至少一個後輪、一或多個踏板、控制器、第一電動機以及第一驅動器。至少一個前輪耦接到車架。至少一個後輪耦接到車架。一或多個踏板耦接到車架並用以供使用者經由踩踏而操作電動載具。控制器配置成回應於一或多個踏板的踩 踏運動而輸出一或多個驅動訊號。第一電動機耦接到至少一個前輪或至少一個後輪中之一者，且配置成驅動至少一個前輪或至少一個後輪中的該者。第一驅動器與第一電動機耦接且配置成回應於一或多個驅動訊號而調整第一驅動器對第一電動機的功率輸出。
與一些實施例一致，提供一種用於驅動載具的方法。方法包含：經由載具的一或多個感測器進行資料感測，該資料含有騎乘者的資訊、騎乘者的移動或影響騎乘者騎車的一或多個環境因素；經由處理器接收來自一或多個感測器的資料、來自載具的驅動模組的資料，或來自載具的記憶體裝置或外部資料庫的資料；經由處理器基於所接收的資料中的一或多個進行一或多個計算且相應地將驅動訊號輸出到一或多個驅動器；經由一或多個驅動器基於來自處理器的驅動訊號驅動一或多個電動機；以及回應於一或多個驅動器的驅動，經由一或多個電動機以對應於驅動訊號的受控角速度轉動至少一個後輪或至少一個前輪。
與一些實施例一致，提供一種非暫時性電腦可讀取媒體。非暫時性電腦可讀取媒體用以儲存可由載具的處理器執行以啟動用於驅動載具的方法的指令集。所述方法包含以下操作步驟：接收來自一或多個感測器的資料、來自載具的驅動模組的資料，或來自載具的記憶體裝置或外部資料庫的資料，該資料含有騎乘者的資訊、騎乘者的移動或影響騎乘者騎車的一或多個環境因素；基於所接收的資料中的一或多個進行一或多個計算且相應 地將驅動訊號輸出到一或多個驅動器；以及基於來自處理器的驅動訊號來驅動一或多個電動機，其中回應於一或多個驅動器的驅動，經由一或多個電動機以對應於驅動訊號的受控角速度而使載具的至少一個後輪或至少一個前輪轉動。
應理解，前述一般描述和以下詳細描述僅為示例性和解釋性的，且並不限制所要求的本揭露內容。
100、400:電動載具
110:致動模組
111、126:訊號傳輸電路
112:感測器
113:記憶體裝置
114:處理器
115:可變阻力控制單元
116、128、128a、128b:電力供應單元
120、610、620:驅動模組
122、122a、122b:驅動器
124:電動機
130、460:後輪
140、450:前輪
150、420:車把手
160:前制動器
170:底部托架/支架
180:曲柄臂
190、470:踏板
410:車架
422:電子制動器
424:電子變速器
430:座墊
440:電子油門控制模組
442:電力發電機
444:整流/調節電路
446:電力儲存裝置
448:電動機控制器
480:前輪轂電動機
490:後輪轂電動機
482、492:霍爾感測器
700:方法
710、720、730、740、750:步驟
CS1:踩踏命令訊號
CS2:制動訊號
CS3:換檔訊號
DS1、DS2:驅動訊號
Emf:反電動勢訊號
HS1、HS2:霍爾感測器訊號
I1、I2、I3、Ic:充電電流
Id1、Id2:驅動電流
Io:輸出電流
RS:阻力命令訊號
併入在本說明書中且構成本說明書的一部分的隨附圖式示出若干示例性實施例，並且連同對應描述一起提供用於解釋與本揭露和相關原理一致的所揭露實施例的實例。在圖式中：圖1為根據本揭露內容的一些實施例所繪示的例示性的電動載具的示意圖。
圖2為根據本揭露內容的一些實施例所繪示的電動載具的例示性元件或功能方塊的架構圖。
圖3為根據本揭露內容的一些其它實施例所繪示的電動載具的例示性元件或功能方塊的另一架構圖。
圖4為根據本揭露內容的一些實施例所繪示的另一例示性的電動載具的示意圖。
圖5為根據本揭露內容的一些實施例而用於圖4電動載具的轂電動機(hub motor)之控制的方塊圖。
圖6為根據本揭露內容的一些其它實施例而用於圖4電動載具的轂電動機之控制的另一方塊圖。
圖7為根據本揭露內容的一些實施例而用於驅動電動載具的例示性方法的流程圖。
現在將詳細參考示範性實施例，該示範性實施例的實例在附圖中示出且在本文中公開。以下示範性實施例的描述中所闡述的實施為與本揭露內容相關的方面一致的系統和方法的實例，且並不意圖用以限制本揭露內容的範圍。
圖1為示出與本揭露的一些實施例一致的電動載具100的示意圖。如圖1中所繪示，電動載具100可以是電動自行車，但本揭露不限於自行車且可類似地應用於其它類型的載具，包含單個、三個、四個或多於四個車輪的載具。在一些實施例中，電動載具100包含致動(actuating)模組110、以通信方式耦接到致動模組110的驅動(driving)模組120、至少一個後輪130、至少一個前輪140、用於方向控制的車把手150或裝置、用於停止電動載具100的一或多個前制動器(front brake)160、底部托架(bottom bracket)或支架(support)170、曲柄臂180以及用於踩踏的踏板190。在一些實施例中，可以在一個或兩個方向上踩踏踏板190。儘管圖1示出電動自行車，但載具可以各種變化、結構以及騎乘位置等來實施。舉例來說，載具可以實施為獨輪車、三輪車、四 輪車、臥式車等，且可以按需要調整、擴展或移除所示出的元件。
致動模組110可以使用一或多個內部或外部感測器來檢測騎乘者的踩踏且獲取其它相關騎乘條件資訊，並且相應地將一或多個驅動訊號傳輸到驅動模組120。回應於該驅動訊號，驅動模組120可以控制用以驅動電動載具100的移動的電動機。驅動力可以是向前或向後的方向，且可以施加到後輪130、前輪140或兩者。作為驅動模組120的一個實例，一或多個轂電動機(hub motor)可以與一或多個車輪耦接，其中轂電動機內可搭配或不搭配齒輪組(gearing/gear)，且將該一或多個轂電動機配置成：為電動載具100提供可變速度控制。在一些實施例中，其包含圖1中所繪示的實施例，電動載具100可在致動模組110與任一車輪之間不存在任何的機械驅動或傳輸元件的情況下實施。換句話說，其可免除使用將動力傳輸到一或多個驅動車輪的機械元件，例如鏈環、鏈條、齒輪、變速裝置(shifting device)等。沒有機械驅動/換檔裝置的設計可提供一個或諸多優點，例如減輕重量、減少維護、降低成本、提高設計靈活性、簡潔的外觀或造型、更多元的通用性等。
在一些實施例中，驅動模組120還可設置在前輪140、或設置在後輪130和前輪140兩者，以控制耦接到前輪140的電動機或轂電動機，或控制分別耦接到後輪130和前輪140的兩個單獨的電動機。在一些實施例中，驅動模組120可以經由有線或無線通訊以通信方式耦接到致動模組110。無線通訊的實例可包括 ANT/ANT+、藍牙、ZigBee、Wi-Fi以及超寬頻帶(Ultra-Wide Band；UWB)等傳輸方式。
圖2和圖3為示出與本揭露的一些實施例一致的電動載具100的元件或功能方塊的架構圖。如圖2中所繪示，在一些實施例中，致動模組110可包含訊號傳輸電路111、一或多個感測器112、記憶體裝置113、處理器114、可變阻力控制單元115及/或電力供應單元116，該電力供應單元116配置成將操作電力供應到訊號傳輸電路111、感測器112、記憶體裝置113、處理器114及/或可變阻力控制單元115。如圖3的實施例中所繪示，在一些實施例中，致動模組110可設置在底部托架170內或附近。替代地，在一些實施例中，致動模組110中的部分或全部元件(例如訊號傳輸電路111、感測器112、記憶體裝置113、處理器114、可變阻力控制單元115以及電力供應單元116中的一或多個)可設置在底部托架170內或附近，但本揭露不限於此。驅動模組120可包含一或多個驅動器122、與驅動器122耦接的一或多個對應的電動機124、經由有線或無線訊號與對應的訊號傳輸電路111通信的訊號傳輸電路126以及電力供應單元128，該電力供應單元128配置成將操作電力供應到驅動器122、電動機124及/或訊號傳輸電路126。
記憶體裝置113可儲存由處理器114執行的軟體指令以進行與所揭露實施例一致的操作。舉例來說，處理器114可以配置成執行儲存在記憶體裝置113中的指令集以使得載具實現用於 在使用者踩踏載具時而驅動載具(例如，圖1和圖2到圖3中的電動載具100)的方法或操作步驟，將於下文詳細論述。應瞭解，本文中所描述的實例是示範性的，且可使用在訊號傳輸電路111、感測器112、記憶體裝置113、處理器114及/或可變阻力控制單元115之間建立通信的其它構件。舉例來說，在網路環境中，無論有線還是無線，可程式設計程式碼、應用程式、軟體指令以及資料庫中的一些也可儲存在遠端電腦或雲端伺服器中。經由執行指令，處理器114可以基於來自感測器112的資料進行各種處理或計算。
在電動載具100的操作期間，當騎乘者踩踏時，處理器114可接收與騎乘者相關聯的資訊、騎乘者的移動及/或影響騎乘者騎車的其它環境因素相關聯的資料。舉例來說，感測器112可包含對應的感測器，該感測器配置成感測以下中的一或多個：空氣阻力/風阻力、騎乘者的重量及/或自行車的重量、當前斜度或坡度、騎乘者在踏板190上的足部踩踏位置、踏頻(cadence)(或踩踏速率)、踩踏力(或有效踩踏功率)、自行車速度或任何其它合適的資料。在一些實施例中，感測器112可包含以下中的一或多個：風阻力感測器、鄰近感測器(proximity sensor)(例如紅外感測器)、重量感測器、壓力感測器、踏頻感測器、速度感測器、功率感測器(例如功率計)、影像感測器、位置感測器、動作感測器(例如慣性測量單元(inertial measurement unit；IMU))或用於檢測致動模組110中的物理及/或電特性的其它感測器等。感測器 112可以被整合或安裝在電動載具100之相應的位置上，或適當時亦可被穿戴於騎乘在電動載具100的騎乘者身上。舉例來說，動作感測器(motion sensor)可包含騎乘者身上穿戴的IMU(body-mounted IMU)。
在一些實施例中，處理器114可經由訊號傳輸電路111從驅動模組120或經由有線或無線通訊從外部感測器或資料庫接收與相關資訊相關聯的資料。舉例來說，處理器114可以經由無線通訊從地理資訊系統(geographic information system；GIS)資料庫接收GIS資料。另外，處理器114可以經由訊號傳輸電路111和訊號傳輸電路126接收電動機124的轉動速度(rotation speed)或驅動模組120中所感測的自行車速度。另外，處理器114也可以擷取儲存在記憶體裝置113中的資料。舉例來說，記憶體裝置113可儲存歷史感測器資料、GIS資料或其它騎乘者的個人資訊(例如，騎乘者的重量或個性化騎乘偏好)。
根據上文所論述的所接收的資料，處理器114可以基於騎乘者的當前騎乘條件和環境因素(例如，風速和當前斜度或坡度)來控制或驅動電動載具100。因此，處理器114可經由訊號傳輸電路111和訊號傳輸電路126將對應的驅動訊號發送到驅動模組120中的驅動器122以相應地提供用於加速、減速或停止電動機124的轉動的驅動命令。可以利用軟體、演算法、機器學習或任何這類組合來進行電動載具100的控制或驅動。控制策略可針對不同騎乘者、不同騎乘習慣、不同騎乘或通勤路線、踩踏功率 及/或速度、剩餘電池功率、騎乘和天氣條件等而改變。
在一些實施例中，可變阻力控制單元115經由有線或無線通訊構件以通信方式連接到處理器114並且由處理器114的操作控制。可變阻力控制單元115可以與電動載具100的底部托架170、或其他的支撐結構或車架嚙合，或搭載在該底部托架170或其他的支撐結構或車架中。可變阻力控制單元115可以基於從處理器114接收到的一或多個命令訊號為踩踏提供可變的有效滾動阻力(variable effective rolling resistance)。因此，當騎乘者正在踩踏時，可變阻力控制單元115可以提供踩踏回饋，且可調整或控制適應性回饋以模擬或反應不同的騎乘體驗。
舉例來說，可變阻力控制單元115可包含：滯後阻力(hysteresis resistance)產生模組，具有內部磁性靜止(magnetic stationary)部件和外部磁性靜止部件；半硬(semi-hard)磁性旋轉部件，位於內部磁性靜止部件與外部磁性靜止部件之間；以及導電線圈。導電線圈接收來自處理器114的命令訊號和來自電力供應單元116的電力，且感測內部磁性靜止部件和外部磁性靜止部件產生的相反磁性。因此，使得半硬磁性旋轉部件回應於滯後效應而在旋轉時產生滯後阻力。
在一些實施例中，電力供應單元116可包含電力發電機(power generator)(例如交流發電機(alternator))、與電力發電機耦接的整流/調節電路(例如，包含整流器、直流(direct current；DC)濾波器、DC/DC轉換器、脈衝寬度調制(Pulse Width Modulation；PWM)控制器等的電路)以及與整流/調節電路耦接的電力儲存裝置(例如電池)。
當騎乘者踩踏時，驅動且相應地旋轉連接到旋轉軸的電力發電機的轉子零件以經由運動產生交流電(alternating electrical current；AC)。整流/調節電路整流且調節所產生的AC電力並且將所整流和所調節的電力傳輸到電力儲存裝置。電力儲存裝置可供應致動模組110中的電子元件所需的電力。舉例來說，電力儲存裝置可以將電力提供到可變阻力控制單元115以便產生相反磁性。因此，可以將從騎乘者的踩踏所產生的動力轉換成電能且進行儲存以實現可自持續性的供電功能。
替代地，在一些實施例中，電力供應單元116可包含自供電機構。舉例來說，發電機或其它電產生機構可以與底部托架170及/或踏板190耦接，例如安裝在電動載具100的底部托架170中或附近。當騎乘者踩踏時，經由底部托架170和曲柄臂180兩者的旋轉運動或踩踏力來產生電，且所產生的電可用於供應致動模組110中的電子元件所需的電力，或儲存在電力供應單元116的電池中。在一些實施例中，電力供應單元116還可以包含一或多個功率轉換電路(例如，DC/DC轉換器和PWM控制器)，以在不同電壓、電流或其它電位條件下輸出電力，從而滿足致動模組110中的不同電子元件的電力需求。
在驅動模組120中，回應於所接收的驅動訊號，驅動器122可以配置成基於用於向前移動電動載具100的對應驅動命令 來驅動電動機124，並且對應地加速、減速或停止電動機124的旋轉。經由這個機制，電動載具100提供直覺式操作電動載具100的方式，將與利用機械動力傳輸元件騎自行車的騎乘體驗一致。也就是說，當騎車的人開始降低踩踏速率時，電動機124的旋轉速度相應地減少以降低自行車速度，當騎車的人開始增加踩踏速率時，電動機124的旋轉速度相應地提升以增加自行車速度，以及當騎車的人停止踩踏時，電動機124的旋轉速度可逐漸減小到零以減慢自行車速度直到自行車停止。在一些其它實施例中，當騎車的人停止踩踏時，還可切斷電動機124的轉動電力。
另外，電動機124及/或設置在電動機124上或驅動模組120中的車輪部位上的對應感測器(例如霍爾感測器)可以經由訊號傳輸電路111和訊號傳輸電路126將電動機124的旋轉速度或所感測的電動載具100的自行車速度回饋到處理器114。因此，處理器114可以進行回饋控制以相應地調整電動機124的旋轉速度和自行車速度。
類似地，在一些實施例中，電力供應單元128也可包含自供電機構。舉例來說，發電機或其它電產生機構可以安裝在前輪140處。當前輪140旋轉時，可以產生電，且所產生的電用於供應驅動模組120中的電子元件所需的電力或儲存在電力供應單元128中的電池中。在一些實施例中，電力供應單元128還可以包含一或多個電力轉換電路以在不同電壓電位條件下輸出電力來滿足不同電子元件的電力需求。
參考圖4，其為示出與本揭露的一些實施例一致的電動載具400的示意圖。如圖4中所繪示，電動載具400可以是電動自行車，但本揭露不限於此。在一些實施例中，電動載具400包含車架410、車把手420、座墊430、電子油門(e-throttle)控制模組440、耦接到車架的至少一個前輪450、耦接到車架的至少一個後輪460、經由曲柄臂耦接到車架的踏板470、耦接到前輪450的前輪轂電動機480以及耦接到後輪460的後輪轂電動機490。
如圖4中所繪示，在一些實施例中，車架410可包含頭管部分、上管部分、下管部分、座管(seat tube)部分、後上叉(seat stay)部分、後下叉(chain stay)部分以及車架前叉(fork)，但本揭露不限於此。在各種實施例中，電動載具400的車架410可具有不同設計。
在一些實施例中，前輪轂電動機480和後輪轂電動機490可經由工作電壓為36V且額定輸出功率為250W和最大輸出功率為500W的直接驅動轂電動機來實施。另外，前輪轂電動機480和後輪轂電動機490的額定輸出速度可以是200轉/分鐘(Revolution Per Minute；RPM)，且額定轉矩為11.95Nm。在700×23C輪胎(直徑大約700mm且輪胎寬度大約23mm)具有2.096公尺的輪胎圓周的情況下，前輪轂電動機480和後輪轂電動機490可提供約25公里/小時(kilometer per hour；KPH)、20mph或28mph的最大自行車速度，或與各個國家或地方規定及自行車種類合規的任何其它速度。應瞭解，以上所提供的工作電壓、額定功 率(rated power)以及其它參數僅為實例且不意圖限制本揭露。在各種實施例中，可以基於使用者需要、設計考慮因素以及其它因素而採用不同類型或模型的轂電動機(hub motor)或轂(hub)，或其它驅動設計。
如圖4中所繪示，車把手420耦接到車架410的頭管部位。座墊430耦接到車架410的座管部位。電子油門控制模組440可設置於底部托架外殼，且該底部托架外殼與車架410的座管部位、後下叉部位以及下管部位相連接。踏板470經由對應的曲柄臂耦接到電子油門控制模組440和車架410，且配置成用於騎乘者經由踩踏而操作電動載具400。前輪450由車架410的前叉支撐。後輪460由車架410的後上叉部位和後下叉部位支撐。在一些實施例中，電動載具400是無鏈電動自行車。根據回應於騎乘者的踩踏的對應電子控制訊號及/或與安裝在車把手420上的電子變速器(e-shifter)和電子制動器(e-brake)相關聯的控制訊號，前輪450和後輪460分別由前輪轂電動機480和後輪轂電動機490驅動。替代地陳述，可以回應於騎乘者的踩踏和經由電子命令訊號由騎乘者進行的變速或制動(brake)操作來控制轂電動機480和轂電動機490的轉動速度以及自行車速度。
圖5為示出與本揭露的一些實施例一致的在圖4中所繪示的電動載具400的轂電動機480和轂電動機490之控制的方塊圖。如圖5中所繪示，電子油門控制模組440可包含可變阻力控制單元115和電力供應單元116(其範例也在圖2和圖3中示出) 以及電動機控制器448。在一些實施例中，電動機控制器448也可以由圖2中所繪示的記憶體裝置113和處理器114實施。類似於圖2中所繪示的實施例，記憶體裝置113可以儲存由處理器114執行以進行與所揭露實施例一致的操作的軟體指令。舉例來說，處理器114可用以執行儲存在記憶體裝置113中的指令集，當騎乘者踩踏而操作載具時，可透過將驅動訊號輸出到對應驅動器122a和驅動器122b以執行載具(例如用於如圖4中的電動載具400)的驅動方法，其內容將於下文詳細論述。
確切地說，在圖5的實施例中，電力供應單元116可包含電力發電機(power generator)442(例如，DC電動機(DC motor)、發電機(generator)或交流發電機(alternator))、與電力發電機442耦接的整流/調節電路444(例如，包含整流器、DC濾波器、DC/DC轉換器、脈衝寬度調制(PWM)控制器等的電路)以及與整流/調節電路444耦接的電力儲存裝置446(例如電池)。舉例來說，電力發電機442可以是額定輸出功率為500W的發電機。電力儲存裝置446可包含輸出電壓為36V且額定容量為10Ah的一或多個鋰電池組，但本揭露不限於此。當騎乘者踩踏在踏板470上時，由踩踏產生的動力可以經由電力發電機442將機械能轉換成電能而產生功率。因此，電力發電機442配置成產生對應反電動勢訊號Emf至整流/調節電路444。
在由整流/調節電路444進行訊號處理之後，將與反電動勢訊號Emf相關聯的踩踏命令訊號CS1輸出到耦接到電力供應單 元116的電動機控制器448。在一些實施例中，電動機控制器448更包含充電控制電路。當踩踏速度足以誘發反電動勢訊號Emf且產生充電電流I1時，充電電流I1由整流/調節電路444進行整流。因此，經由電動機控制器448內的充電控制電路，從電動機控制器448提供充電電流Ic以對電力儲存裝置446進行充電。
在接收踩踏命令訊號CS1之後，電動機控制器448配置成回應於踏板470的踩踏運動，將一或多個驅動訊號DS1、驅動訊號DS2輸出到分別耦接到前輪轂電動機480和後輪轂電動機490的對應驅動器122a和驅動器122b。確切地說，電動機控制器448可包含一或多個電動機控制電路，例如閉環轉矩控制(closed loop torque control)電路及/或閉環速度控制(closed loop speed control)電路，以用於產生與所接收的踩踏命令訊號CS1相關聯的適當的驅動訊號DS1和驅動訊號DS2。驅動器122a和驅動器122b配置成接收驅動訊號DS1和驅動訊號DS2，且相應地回應於驅動訊號DS1和驅動訊號DS2而將適當的驅動電流Id1、驅動電流Id2輸出到前輪轂電動機480和後輪轂電動機490以控制旋轉速度。因此，前輪轂電動機480和後輪轂電動機490分別配置成根據驅動電流Id1、驅動電流Id2來驅動前輪450和後輪460。替代地陳述，驅動器122a和驅動器122b配置成回應於驅動訊號DS1和驅動訊號DS2而分別調整其到轂電動機480和轂電動機490的功率輸出。在一些實施例中，用於驅動轂電動機480和驅動轂電動機490所需的電也是藉由電力儲存裝置446提供到電動機控制 器448的輸出電流Io來供應的。
如圖5中所繪示，在一些實施例中，轂電動機480和轂電動機490分別包含霍爾感測器482和霍爾感測器492，其配置成檢測轂電動機480和轂電動機490的旋轉角(例如從0度到360度)，並且所感測的資訊可用於進一步地控制、監測、校準或其它目的。來自霍爾感測器482和霍爾感測器492的霍爾感測器訊號HS1和霍爾感測器訊號HS2傳輸到電動機控制器448以用於進行適當的電動機控制。在一些實施例中，霍爾感測器482和霍爾感測器492可以經由有線或無線通訊(例如，ANT/ANT+、藍牙、ZigBee、Wi-Fi及/或超寬頻帶(UWB))以通信方式耦接到電動機控制器448以分別傳輸霍爾感測器訊號HS1和霍爾感測器訊號HS2。另外，在下坡騎乘期間，轂電動機480和轂電動機490可作為發電機且產生充電電流I2和充電電流I3到電動機控制器448。因此，經由電動機控制器448內的充電控制電路，可以從電動機控制器448提供充電電流Ic以對電力儲存裝置446進行充電。
舉例來說，在上坡騎乘期間，電動載具400的轂電動機480和轂電動機490在驅動模式(driving mode)下操作且充當電動機，並且需要取決於斜度或坡度而提供足夠的力矩以克服因爬坡陡度所致的阻力以便驅動電動載具400。當回應於騎乘者的踩踏而在電子油門控制模組440內產生踩踏命令訊號CS1時，可基於踏頻和當前的斜度或坡度來決定自行車速度。在一些實施例中，可在上坡騎乘期間根據所偵測的當前斜度或坡度而動態地調整驅 動電流Id1和驅動電流Id2，以增加或降低轂電動機480和轂電動機490所提供的力矩，從而實現恆定的自行車速度，或不論斜度或坡度而將自行車速度控制在預設的範圍內。
另一方面，在下坡騎乘期間，通常不需要踩踏。電動載具400的轂電動機480和轂電動機490可在發電機模式(generator mode)下操作且充當發電機。驅動電流Id1和驅動電流Id2用於決定發電機的阻力和相關聯的輸出功率。在一些實施例中，可在下坡騎乘期間根據斜度或坡度動態地調整驅動電流Id1和驅動電流Id2，這將會改變轂電動機480和轂電動機490的阻力以實現平穩或受控的自行車速度，或將自行車速度控制在預定範圍內而不受斜度或坡度變化的影響。如果騎乘者在下坡騎乘期間踩踏，那麼回應於所產生的踩踏命令訊號CS1，轂電動機480和轂電動機490還可切換回驅動模式且充當電動機。
在一些實施例中，車把手420包含例如電子制動器(e-brake)422的制動控制和例如電子變速器(e-shifter)424的變速器。電子制動器422也電耦接到電動機控制器448且配置成當使用者拉動車把手420上的煞車把(brake lever)時產生制動訊號CS2。在一些實施例中，制動訊號CS2與回應於使用者的動作所要的制動力量的大小相關聯。在從電子制動器422接收制動訊號CS2之後，電動機控制器448配置成相應地調整所輸出的驅動訊號DS1和驅動訊號DS2以減小驅動電流Id1、驅動電流Id2，且因此降低自行車的速度或停止自行車，例如逐漸減小自行車的速 度。舉例來說，最大制動力矩(在60rpm的踩踏踏頻條件下)可為大約32.5Nm。
類似於電子制動器422，電子變速器424也電耦接到電動機控制器448。電子變速器424配置成在騎乘者觸發變速器時產生對應變速訊號CS3，該變速器可以是圍繞車把手420具有卡嗒聲止動塊的轉輪、設置在車把手420上的變速撥桿、按壓式變速器等。因此，在從電子變速器424接收換檔訊號CS3之後，電動機控制器448配置成相應地調整所輸出的驅動訊號DS1和驅動訊號DS2以調整驅動電流Id1、驅動電流Id2，且因此在踩踏期間改變自行車的速度。因此，可以基於騎乘者偏好或需要來調整踩踏力與自行車速度的比(the ratio of the pedaling force to the speed of the bicycle during pedaling)以滿足不同騎車場景的需要。在一些實施例中，電子制動器422和電子變速器424可以經由有線或無線通訊(例如，ANT/ANT+、藍牙、ZigBee、Wi-Fi及/或超寬頻帶(UWB))以通信方式耦接到電動機控制器448以分別傳輸制動訊號CS2和換檔訊號CS3。
在一些實施例中，電動機控制器448也可根據當前斜度或坡度進行自動變速。舉例來說，如果騎乘者正在騎乘下坡或上坡，那麼例如自行車速度、力矩以及踩踏踏頻的變數也可作為變速準則以實現自動變速。如上文所解釋，電動機控制器448可根據當前斜度或坡度進行速度調節，使得在下坡(或上坡)騎乘期間將自行車速度控制在恆定值或預定範圍內。替代地陳述，電動 機控制器448還可以配置成回應於由耦接到電動機控制器448的感測器112所偵測到的騎乘資料而輸出驅動訊號DS1、驅動訊號DS2。如上文所論述，在一些實施例中，電動機控制器448也可以經由無線通訊接收來自GIS資料庫的GIS資料或來自外部資料庫的其它外部資料以相應地輸出驅動訊號DS1、驅動訊號DS2。騎乘資料可包含空氣阻力/風阻力、騎乘者的重量及/或自行車的重量、當前斜度或坡度、騎乘者在踏板上的足部踩踏位置、踏頻(或踩踏速率)、踩踏力(或有效踩踏功率)、自行車速度、當前電池電位或電池健康程度、其它合適的資料或其任何組合。
另外，在一些實施例中，電動機控制器448還可以配置成將對應阻力命令訊號RS輸出到可變阻力控制單元115以增加或降低由可變阻力控制單元115提供的踩踏阻力。舉例來說，可變阻力控制單元115可配置成回應於對應阻力命令訊號RS而提供多個踩踏阻力級別(例如從0Nm到34Nm)。因此，可變阻力控制單元115可以回應於不同電子換檔配置而提供適應性回饋且模擬騎乘體驗，但本揭露不限於此。在一些其它實施例中，踩踏阻力可在不同電子換檔配置下保持相同。另外，可基於由感測器112偵測到的例如當前斜度或坡度、踏頻(或踩踏速率)、踩踏力(或有效踩踏功率)、自行車速度的騎乘資料或任何其它合適的資料而進一步調整踩踏阻力。電動機控制器448可以配置成根據所接收的騎乘資料及/或騎乘者的個人偏好來計算適當的踩踏阻力。類似地，阻力命令訊號RS可以經由有線或無線通訊從電動機控制器 448傳輸到可變阻力控制單元115。
舉例來說，使用者可選擇第一騎乘模式(例如模擬模式(simulation mode))，使得騎乘者能夠體驗特定踩踏阻力，這可模擬或類似於騎乘者在騎乘或踩踏傳統自行車(具有機械傳動或不具有電動機電力)時遇到的阻力。阻力也可例如基於當前檔位、當前斜度或坡度、風阻以及其它考慮因素而變化。騎乘者也可選擇或切換到不同於第一騎乘模式的第二騎乘模式(例如自動調整模式(auto-adjust mode))，使得踩踏阻力及/或自行車速度在不同情形下保持相同(或與騎傳統自行車相比具有更少變化)。舉例來說，在一些實施例中，可在恆定速度下或預定速度範圍內控制和操作轂電動機480和轂電動機490，而不受當前斜度或坡度及/或踩踏功率的影響。
替代地陳述，只要騎乘者正在進行踩踏，自行車就會由儲存在電力儲存裝置446中的電力驅動，其中速度可由電動機控制器448控制。在各種實施例中，回應於基於騎乘者偏好的所選擇的騎乘模式或個性化設定，速度可由以下中的一或多個條件決定：踩踏速度、由感測器112偵測到的一或多個騎乘資料(例如，當前斜度或坡度、當前電池電位等條件)、由電子變速器424設置的換檔水平(shifting level)、由電子制動器422設置的制動水平(braking level)或其任何組合。
在一些騎乘模式中，可以基於感測器112所感測的資料或來自GIS資料庫的GIS資料而經由電動機控制器448自動地調 整換檔水平。舉例來說，感測器112可包含功率感測器、踏頻感測器、位置感測器、速度感測器、動作感測器、肌電圖(electromyography；EMG)感測器、心率感測器、壓力感測器、呼吸感測器、慣性測量單元感測器或其任何組合。在一些實施例中，可以在騎車期間通過對應感測器112監測騎乘者的一或多個生理參數，例如攝氧量、心率等。當上文所提到的生理參數中的一或多個超出或低於給定範圍時，電動機控制器448可相應地切換換檔水平，且監測生理參數在給定時間內是否恢復到正常狀態。舉例來說，當所檢測到的心率(或攝氧量)超出安全值時，電動機控制器448可經由將阻力命令訊號RS發送到可變阻力控制單元115來調整換檔水平以改變回饋力，從而降低騎乘者於踩踏操作時的踩踏阻力。因此，騎乘者可相應地從先前的體力消耗中獲得休息和恢復。
在一些其它實施例中，感測器112可包含設置在座墊430上或附近且配置成檢測騎乘者重量的壓力感測器。在一些其它實施例中，感測器112可更包含或使用其它類型的感測器，例如壓力感測器或胎壓感測器。在一些實施例中，設置在電動自行車400的至少一個輪胎內部的一或多個胎壓感測器(tire pressure sensor)可配置成測量輪胎壓力且偶發或即時地提供資料。因此，電動機控制器448可以基於騎乘者的體重或胎壓而輸出對應的驅動訊號DS1、驅動訊號DS2，以便調整驅動電流Id1、驅動電流Id2的振幅大小且提供適合於騎乘者的功率輸出或力矩。
在一些其它實施例中，電動機控制器448也可自動地或基於騎乘者設定或偏好而調整換檔或騎乘模式，以使用從GIS資料庫或基於其它外部資料獲得的即時地理或其它資訊(例如，道路的即時上坡斜度或坡度或下坡斜度或坡度)來驅動電動載具400。替代地，電動機控制器448及其內的處理器114可以基於從電動載具400的感測器112、無線連接到電動載具400的遠端或雲端資料庫，或其任何組合獲得的騎車條件和環境因素(例如，天氣條件及/或當前斜度或坡度)來控制或驅動電動載具400。
在一些其它實施例中，電動機控制器448還可配置成當一或多個參數(例如，當前斜度或坡度、自行車速度、踩踏踏頻或其任何組合)超過安全值時，經由相應地調整制動水平或調整輸出驅動訊號DS1、驅動訊號DS2來監測騎乘條件且自動地進行預制動操作(pre-brake operation)，而可不觸發任何電子制動器422(例如經由煞車把)。電動機控制器448還可配置成經由無線通訊將警告指示發送到自行車車錶(cycling computer)、智慧型手機、可穿戴裝置或任何其它合適的電子裝置來提醒或通知騎乘者制動以使自行車減速。
圖6為示出與本揭露的一些其它實施例一致的在圖4中所繪示的電動載具400的轂電動機480和轂電動機490之控制另一的方塊圖。與圖5的實施例相比，電動載具400可包含電力供應單元128a和電力供應單元128b。在一些實施例中，電力供應單元128a和電力供應單元128b分別包含與轂電動機480和轂電動 機490耦接的整流/調節電路(例如，包含整流器、DC濾波器、DC/DC轉換器、脈衝寬度調制(PWM)控制器等的電路)以及與整流/調節電路耦接的電力儲存裝置(例如電池)。驅動器122a、電力供應單元128a以及轂電動機480共同地形成用於驅動前輪450的驅動模組610。另一方面，驅動器122b、電力供應單元128b以及轂電動機490共同地形成用於驅動後輪460的另一驅動模組620。
應瞭解，在一些實施例中，前輪450或後輪460兩者中只有一個是受控制及電控驅動。替代地陳述，在一些實施例中，電動載具400可以只包含驅動模組610或驅動模組620兩者中的一個。
如圖6中所繪示，在下坡騎乘期間，由轂電動機480(其用作發電機)產生的充電電流I2可以回饋回到電力供應單元128a以對電力供應單元128a內的電力儲存裝置進行充電。因此，電力供應單元128a可以用於供應驅動模組610內的元件所需的電力，使得驅動器122a可以輸出驅動電流Id1以適當地驅動轂電動機480。類似地，在下坡騎乘期間由轂電動機490產生的充電電流I3也可以回饋回到電力供應單元128b以對電力供應單元128b內的電力儲存裝置進行充電，以便供應驅動模組620內的元件所需的電力，使得驅動器122b可以輸出驅動電流Id2以適當地驅動轂電動機490。
另一方面，由電力發電機442所產生的輸出電流I1可被 回饋到電力供應單元116內的電力儲存裝置446進行充電，以便供應包含電動機控制器448的電子油門控制模組440內的元件所需的電力，使得電動機控制器448可以回應於所接收的命令訊號CS1、命令訊號CS2、命令訊號CS3、霍爾感測器訊號HS1、霍爾感測器訊號HS2、來自感測器112的資料、GIS資料或外部資料，或其任何組合而進行其操作以相應地輸出驅動訊號DS1和驅動訊號DS2及/或阻力命令訊號RS。在圖6中所繪示的實施例中，驅動訊號DS1和驅動訊號DS2可經由有線或無線通訊傳輸到對應驅動模組610和驅動模組620。
在一些實施例中，圖5和圖6中所示出的電子油門控制模組440、驅動模組610以及驅動模組620內的元件可位於電動載具400的適當部分內。舉例來說，在一些實施例中，可變阻力控制單元115、整流/調節電路444、電力儲存裝置446、電動機控制器448及/或驅動器122a、驅動器122b可位於車架410的下管部分或座管部分內，但本揭露不限於此。
在一些實施例中，用於驅動前輪450的驅動模組610內的元件可設置在前輪450內或鄰近於前輪450。舉例來說，驅動器122a和電力供應單元128a可位於前輪450的轂或車輪部分內或車架410的前叉和頭管的空間內。類似地，用於驅動後輪460的驅動模組620內的元件可設置在後輪460內或鄰近於後輪460。舉例來說，驅動器122b和電力供應單元128b可位於後輪460的轂或車輪部分內或車架410的後上叉部分或後下叉部分的空間內。可 以利用上文所提到的各種無線通訊經由每一模組內的對應訊號傳輸電路(例如，圖2和圖3中所示出的訊號傳輸電路111和訊號傳輸電路126)來實現踏板470周圍的電子油門控制模組440與前輪450和後輪460附近的驅動模組610和驅動模組620之間的通信。
參考圖7，其為與本揭露的一些實施例一致的用於驅動載具的示範性方法700的流程圖。方法700可以由電動自行車(例如，圖1中的電動載具100或圖4中的電動載具400)執行，但本揭露不限於此。在一些實施例中，處理器114可以配置成執行儲存在記憶體裝置113中的指令以使得電動載具100或電動載具400進行方法700的步驟。方法700包含步驟710到步驟750。
在步驟710中，感測器112分別感測對應的資料且將對應的資料提供到處理器114，其中該資料含有關於騎乘者的資訊、騎乘者的移動及/或其它環境因素。
在步驟720中，處理器114接收來自感測器112的資料、來自驅動模組120的資料及/或來自記憶體裝置113或外部資料庫的資料。所接收的資料可包含與自行車相關參數、騎乘者的生理參數、騎乘者的移動及/或影響騎乘者騎車的其它環境因素相關聯的資訊。
在步驟730中，處理器114基於所接收的資料中的一或多個進行一或多個計算，且相應地將驅動訊號輸出到驅動器(例如，驅動器122、驅動器122a及/或驅動器122b)。舉例來說，在 一些實施例中，根據與反電動勢訊號(例如，圖5到圖6中的訊號Emf)相關聯的踩踏命令訊號(例如，圖5到圖6中的訊號CS1)輸出驅動訊號，該反電動勢訊號可由耦接到載具的一或多個踏板(例如，圖5到圖6中的踏板470)的發電機(例如，圖5到圖6中的電力發電機442)產生。
在一些實施例中，根據來自制動控制(例如，圖5到圖6中的電子制動器422)的制動訊號(例如，圖5到圖6中的訊號CS2)進一步輸出驅動訊號。在一些實施例中，根據來自變速器(例如，圖5到圖6中的電子變速器424)的換檔訊號(例如，圖5到圖6中的訊號CS3)進一步輸出驅動訊號。
在一些實施例中，在步驟730中，除驅動訊號外，處理器114還進行一或多個計算且將阻力命令訊號(例如，圖5到圖6中的訊號RS)輸出到可變阻力控制單元(例如，圖5到圖6中的可變阻力控制單元115)以調整載具的踩踏阻力級別。舉例來說，阻力命令訊號可與來自變速器的換檔訊號相關聯，或與當前斜度或坡度相關聯。
在步驟740中，驅動器(例如，驅動器122、驅動器122a或驅動器122b)可基於來自處理器114的驅動訊號來驅動電動機(例如，電動機124、轂電動機480及/或轂電動機490)。
在步驟750中，回應於驅動器的驅動，電動機以對應於驅動訊號的受控角速度驅動後輪(例如，圖1中的後輪130或圖4中的後輪460)及/或前輪(例如，圖1中的前輪140或圖4中的 前輪450)。
藉由應用在上述實施例中所描述的用於驅動載具(例如，圖1到圖3中的電動載具100或圖4到圖6中的電動載具400)的方法700，致動模組110(或電子油門控制模組440)可基於從各種內部或外部感測器獲得的整合性資料、來自電動載具100或電動載具400中的記憶體裝置113或其它儲存裝置的資料，及/或來自經由無線通訊而可存取的雲端資料庫的資料來調整和調校驅動模組120(或驅動模組610、驅動模組620)的操作。因此，電動載具100或電動載具400可以提供最佳化的騎乘效率、機械效率及/或生物力學效率。
另外，電動載具100或電動載具400也可以藉由提供個性化調整來改進騎乘者的舒適度。此外，在一些實施例中，從電動載具100或電動載具400移除用於傳遞機械動力的一些元件(例如鏈條、飛輪(freewheel)、撥鏈器(derailleur)等)，這在自行車的設計中提供更多的自由度和靈活性。替代地陳述，在一些實施例中，電動載具100和電動載具400可以是無鏈電動自行車。
在方法步驟或過程的一般上下文中描述了本文中所描述的各種示範性實施例，其可在一個方面中由暫時性或非暫時性電腦可讀取媒體中包含的電腦程式產品實施，包含例如程式碼的電腦可執行指令。非暫時性媒體的常見形式包含例如磁片(floppy disk)、軟磁碟(flexible disk)、硬碟、固態驅動器(solid state drive)、磁帶(magnetic tape)，或任何其它磁性資料儲存媒體、光 碟唯讀記憶體(compact disc read-only memory；CD-ROM)、任何其它光學資料儲存媒體、具有孔洞圖案的任何物理媒體、隨機存取記憶體(random access memory；RAM)、可程式化唯讀記憶體(programmable read-only memory；PROM)和可抹除可程式化唯讀記憶體(erasable programmable read only memory；EPROM)、快閃EPROM(FLASH-EPROM)或任何其它快閃記憶體、非揮發性RAM(Non-Volatile RAM；NVRAM)、高速緩衝記憶體、暫存器、任何其它記憶體晶片或卡匣(cartridge)以及前述各式媒體的聯網版本。通常，程式模組可包含進行特定任務或實施特定抽象資料類型的常式、程式、物件、元件、資料結構等。電腦可執行指令、相關聯資料結構以及程式模組表示用於執行本文中所揭露的方法的步驟的程式碼的實例。電腦可讀取媒體可儲存可由載具的一或多個處理器執行以啟動用於驅動上文所描述的載具的方法的指令集。這種可執行指令或相關聯資料結構的特定序列表示用於實施在這類步驟或過程中描述的功能的對應動作的實例。
如本文中所使用，除了不可行的情況，術語“或”涵蓋所有可能的組合。舉例來說，如果陳述裝置、結構或模組可包含A或B，那麼除非另外特定陳述或不可行，否則裝置、結構或模組可包含A或B，或A和B。作為第二實例，如果陳述裝置、結構或模組可包含A、B或C，那麼除非另外特定陳述或不可行，否則裝置、結構或模組可包含A或B或C，或A和B，或A和C，或B和C、或A和B以及C。
可使用以下條款進一步描述實施例：
1.一種電動載具，包括：車架；至少一個前輪，耦接於車架；至少一個後輪，耦接於車架；一或多個踏板，耦接於車架並用以供使用者經由踩踏而操作電動載具；控制器，用以相應於一或多個踏板的踩踏運動而輸出一或多個驅動訊號；第一電動機，耦接於至少一個前輪或至少一個後輪中之一者，並用以驅動至少一個前輪或至少一個後輪中的該者；以及第一驅動器，耦接於第一電動機並用以相應於一或多個驅動訊號而調整第一驅動器對第一電動機的功率輸出。
2.根據條款1所述的電動載具，更包括：第二電動機，耦接於至少一個前輪或至少一個後輪中的另一者，並用以驅動至少一個前輪或至少一個後輪中的該另一者；以及第二驅動器，耦接於第二電動機並用以相應於一或多個驅動訊號而調整第二驅動器到第二電動機的功率輸出。
3.根據條款1或條款2所述的電動載具，更包括：車把手，耦接到車架，車把手包括制動控制，其中控制器更用以相應於來自制動控制的制動訊號而輸出一或多個驅動訊號。
4.根據條款1到條款3中任一項所述的電動載具，更包括：車把手，耦接到車架，車把手包括變速器，其中控制器更用以相應於來自變速器的換檔訊號而輸出一或多個驅動訊號。
5.根據條款1到條款4中任一項所述的電動載具，其中第一電動機包括：霍爾感測器，用以檢測第一電動機的旋轉角且將霍爾感測器訊號輸出到控制器。
6.根據條款1到條款5中任一項所述的電動載具，更包括：一或多個感測器，耦接到控制器，其中控制器更用以相應於由一或多個感測器檢測到的騎乘資料而輸出一或多個驅動訊號。
7.根據條款6所述的電動載具，其中騎乘資料包括空氣阻力、風阻力、使用者重量、電動載具重量、當前斜度或坡度、使用者在一或多個踏板上的足部踩踏位置、踩踏速率、有效踩踏功率、自行車速度、電池電量或電池健康程度或其任何組合。
8.根據條款1到條款7中任一項所述的電動載具，更包括：第一電力供應單元，耦接到控制器，第一電力供應單元包括：發電機，耦接到一或多個踏板並用以產生反電動勢訊號；整流電路，耦接到發電機並用以將與反電動勢訊號相關聯的踩踏命令訊號輸出到控制器；以及第一電力儲存裝置，耦接到控制器並用以將輸出電流提供到控制器。
9.根據條款8所述的電動載具，更包括：第二電力供應單元，耦接到第一驅動器並用以將輸出電流提供到第一驅動器。
10.根據條款1到條款9中任一項所述的電動載具，更包括：可變阻力控制單元，用以相應於來自控制器的阻力命令訊號而提供複數個踩踏阻力級別。
11.一種載具驅動方法，包括：經由載具的一或多個感測器進行資料感測，資料含有騎乘者的資訊、騎乘者的移動或影響騎乘者騎車的一或多個環境因素；經由處理器接收來自一或多個感測器的資料、來自載具的驅動模組的資料，或來自載具的記憶體裝置或外部資料庫的資料；經由處理器基於所接收的資料中的一或多個進行一或多個計算且相應地將驅動訊號輸出到一或多個驅動器；經由一或多個驅動器基於來自處理器的驅動訊號驅動一或多個電動機；以及相應於一或多個驅動器的驅動，經由一或多個電動機以對應於驅動訊號的受控角速度轉動至少一個後輪或至少一個前輪。
12.根據條款11所述的載具驅動方法，其中輸出驅動訊號包括：根據耦接於載具的一或多個踏板的發電機所產生的反電動勢訊號相關聯的踩踏命令訊號，輸出驅動訊號。
13.根據條款11或條款12所述的載具驅動方法，其中輸出驅 動訊號包括：根據來自制動控制的制動訊號輸出驅動訊號。
14.根據條款11到條款13中任一項所述的載具驅動方法，其中輸出驅動訊號包括：根據來自變速器的換檔訊號輸出驅動訊號。
15.根據條款14所述的載具驅動方法，更包括：將阻力命令訊號輸出到可變阻力控制單元以調整載具的踩踏阻力級別。
16.一種非暫時性電腦可讀取媒體，其用以儲存指令集，指令集經由載具的處理器而可執行以啟動載具驅動方法，用以執行包括以下操作步驟：接收來自一或多個感測器的資料、來自載具的驅動模組的資料，或來自載具的記憶體裝置或外部資料庫的資料，資料含有騎乘者的資訊、騎乘者的移動或影響騎乘者騎車的一或多個環境因素；基於所接收的資料中的一或多個進行一或多個計算且相應地將驅動訊號輸出到一或多個驅動器；以及基於來自處理器的驅動訊號來驅動一或多個電動機，其中回應於一或多個驅動器的驅動，經由一或多個電動機以對應於驅動訊號的受控角速度而使載具的至少一個後輪或至少一個前輪轉動。
17.根據條款16所述的非暫時性電腦可讀取媒體，其中指令集 經由處理器而可執行以下操作來輸出驅動訊號：根據與由耦接到載具的一或多個踏板的發電機產生的反電動勢訊號相關聯的踩踏命令訊號，輸出驅動訊號。
18.根據條款16或條款17所述的非暫時性電腦可讀取媒體，其中指令集經由處理器而可執行以下操作來輸出驅動訊號：根據來自制動控制的制動訊號輸出驅動訊號。
19.根據條款16到條款18中任一項所述的非暫時性電腦可讀取媒體，其中指令集經由處理器而可執行以下操作來輸出驅動訊號：根據來自變速器的換檔訊號輸出驅動訊號。
20.根據條款19所述的非暫時性電腦可讀取媒體，其中指令集經由處理器而可執行以進一步進行以下操作：將阻力命令訊號輸出到可變阻力控制單元以調整載具的踩踏阻力級別。
在圖式和說明書中，已經揭露例示性或示範性實施例。顯然，對本領域的技術人員而言，可以對所揭露的系統和相關方法作出各種修改和變化。經由考慮本說明書以及實踐所揭露的系統和相關方法，其它實施例對於本領域的技術人員來說為可想而知。本說明書和實施例旨在僅被視為示例性的，其中真實範圍由以下申請專利範圍和其等同物來界定。
700:方法
710、720、730、740、750:步驟

Claims (20)

  1. 一種電動載具，包括：一車架；至少一個前輪，耦接於該車架；至少一個後輪，耦接於該車架；一或多個踏板，耦接於該車架並用以供一使用者經由踩踏而操作該電動載具；一發電機，耦接到該一或多個踏板並用以產生一反電動勢訊號；一整流電路，耦接到該發電機並用以輸出與該反電動勢訊號相關聯的一踩踏命令訊號；一控制器，耦接到該整流電路，用以相應於該踩踏命令訊號而輸出一或多個驅動訊號；一第一電動機，耦接於該至少一個前輪或該至少一個後輪中之一者，並用以驅動該至少一個前輪或該至少一個後輪中的該者；以及一第一驅動器，耦接於該第一電動機並用以相應於該一或多個驅動訊號而調整該第一驅動器對該第一電動機的功率輸出。
  2. 如請求項1所述的電動載具，更包括：一第二電動機，耦接於該至少一個前輪或該至少一個後輪中的另一者，並用以驅動該至少一個前輪或該至少一個後輪中的該另一者；以及 一第二驅動器，耦接於該第二電動機並用以相應於該一或多個驅動訊號而調整該第二驅動器對該第二電動機的功率輸出。
  3. 如請求項1所述的電動載具，更包括：一車把手，耦接到該車架，該車把手包括一制動控制，其中該控制器更用以相應於來自該制動控制的一制動訊號而輸出該一或多個驅動訊號。
  4. 如請求項1所述的電動載具，更包括：一車把手，耦接到該車架，該車把手包括一變速器，其中該控制器更用以相應於來自該變速器的一換檔訊號而輸出該一或多個驅動訊號。
  5. 如請求項1所述的電動載具，其中該第一電動機包括：一霍爾感測器，用以檢測該第一電動機的旋轉角且將一霍爾感測器訊號輸出到該控制器。
  6. 如請求項1所述的電動載具，更包括：一或多個感測器，耦接到該控制器，其中該控制器更用以相應於由該一或多個感測器檢測到的一騎乘資料而輸出該一或多個驅動訊號。
  7. 如請求項6所述的電動載具，其中該騎乘資料包括空氣阻力、風阻力、使用者重量、電動載具重量、當前斜度或坡度、該使用者在該一或多個踏板上的足部踩踏位置、踩踏速率、有效踩踏功率、自行車速度、電池電量或電池健康程度或其任何組合。
  8. 如請求項1所述的電動載具，更包括：一第一電力供應單元，耦接到該控制器，該第一電力供應單元包括該發電機、該整流電路以及一第一電力儲存裝置，其中，該第一電力儲存裝置耦接到該控制器並用以將一輸出電流提供到該控制器。
  9. 如請求項8所述的電動載具，更包括：一第二電力供應單元，耦接到該第一驅動器並用以將另一輸出電流提供到該第一驅動器。
  10. 如請求項1所述的電動載具，更包括：一可變阻力控制單元，用以相應於來自該控制器的一阻力命令訊號而提供複數個踩踏阻力級別。
  11. 一種載具驅動方法，包括：經由一載具的一或多個感測器進行資料感測，該資料含有騎乘者的資訊、騎乘者的移動或影響該騎乘者騎車的一或多個環境因素；經由一處理器接收來自該一或多個感測器的資料、來自該載具的一驅動模組的資料，或來自該載具的一記憶體裝置或一外部資料庫的資料；經由該處理器基於所接收的該資料中的一或多個進行一或多個計算，並且根據耦接於該載具的一或多個踏板的一發電機所產生的一反電動勢訊號相關聯的一踩踏命令訊號，相應地將一驅動訊號輸出到一或多個驅動器； 經由該一或多個驅動器基於來自該處理器的該驅動訊號驅動一或多個電動機；以及相應於該一或多個驅動器的驅動，經由該一或多個電動機以對應於該驅動訊號的一受控角速度轉動至少一個後輪或至少一個前輪。
  12. 如請求項11所述的載具驅動方法，更包括：經由該一或多個驅動器，根據與該反電動勢訊號相關聯的該踩踏命令訊號以及該一或多個電動機所輸出的充電電流，輸出驅動電流至該一或多個電動機。
  13. 如請求項11所述的載具驅動方法，其中輸出該驅動訊號包括：根據來自一制動控制的一制動訊號輸出該驅動訊號。
  14. 如請求項11所述的載具驅動方法，其中輸出該驅動訊號包括：根據來自一變速器的一換檔訊號輸出該驅動訊號。
  15. 如請求項14所述的載具驅動方法，更包括：輸出一阻力命令訊號到一可變阻力控制單元以調整該載具的一踩踏阻力級別。
  16. 一種非暫時性電腦可讀取媒體，其用以儲存一指令集，該指令集經由一載具的一處理器而可執行以啟動用於驅動所述載具的方法，包括：接收來自一或多個感測器的資料、來自該載具的一驅動模組 的資料，或來自該載具的一記憶體裝置或一外部資料庫的資料，該資料含有騎乘者的資訊、騎乘者的移動或影響該騎乘者騎車的一或多個環境因素；基於所接收的該資料中的一或多個進行一或多個計算，並且根據耦接於該載具的一或多個踏板的一發電機所產生的一反電動勢訊號相關聯的一踩踏命令訊號，相應地將一驅動訊號輸出到一或多個驅動器；以及基於來自該處理器的該驅動訊號來驅動一或多個電動機，其中回應於該或該些驅動器的驅動，經由該或該些電動機以對應於該驅動訊號的一受控角速度而使該載具的至少一個後輪或至少一個前輪轉動。
  17. 如請求項16所述的非暫時性電腦可讀取媒體，其中該指令集經由該處理器而可執行以進一步進行以下操作：經由該一或多個驅動器，根據與該反電動勢訊號相關聯的該踩踏命令訊號以及該一或多個電動機所輸出的充電電流，輸出驅動電流至該一或多個電動機。
  18. 如請求項16所述的非暫時性電腦可讀取媒體，其中該指令集經由該處理器而可執行以下操作來輸出該驅動訊號：根據來自一制動控制的一制動訊號輸出該驅動訊號。
  19. 如請求項16所述的非暫時性電腦可讀取媒體，其中該指令集經由該處理器而可執行以下操作來輸出該驅動訊號：根據來自一變速器的一換檔訊號輸出該驅動訊號。
  20. 如請求項19所述的非暫時性電腦可讀取媒體，其中該指令集經由該處理器而可執行以進一步進行以下操作：輸出一阻力命令訊號到一可變阻力控制單元以調整該載具的一踩踏阻力級別。
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