[发明专利]动力辅助自行车的控制装置

说明书

本发明涉及一种动力辅助自行车控制装置，特别是指一种采用机械控制方式的动力辅助自行车控制装置。

按，以往造成空气污染的最主要原因，为交通工具排放大量的废气，因此为解决空气污染日渐严重的问题，末来对于无污染的交通工具的需求会越来越殷切。

最符合环保要求的交通工具，毫无疑问地为自行车，但是，骑乘自行车完全必须依靠人力，因此受限于人的体力有限，使得自行车并不适用于长途骑乘，而且一般自行车的前后齿盘的齿数比例的差距相当地大，所以，使得自行车起步的时候极为费力，且爬坡时极为耗力，甚至于当逼到坡度过大的斜坡时，便无法再继续骑乘，而必须下车用牵车的方式爬过斜坡，因此造成了相当大的不便。

为解决传统自行车不适于长途骑乘，起步耗力，及爬坡力不足的缺点，近年来有许多的动力辅助自行车出现。动力辅助自行车主要的设计理念，借电动马达的辅助动力，在平坦道路上轻松骑出速度，往自行车起步或爬坡时，提供辅助动力，以使得骑乘者不须耗费太大力气，便可以迅速起步，且可以不太费力气地爬上斜坡。

动力辅助自行车与电动机车的设计理念不同，动力辅助自行车采用人力与电动马达混合传动的设计，其动力辅助系统能够在在自行车起步、爬坡及加速等需要耗费力气的时候，及时提供适量辅助动力；而当自行车行驶在平坦路面时，则可以将电动辅助马达的出力减少，或者是停止动力的输出；下坡时则完全停止动力输出，借以达到同时兼备节省骑乘者的体力，并且节省不必要的电力消耗的目的。

因此，动力辅助自行车的马达与电池的体积必须缩减到最小的程度，以使得采用人力驱动的时候，动力辅助装置及电池不会成为骑乘者太大的负担，且动力辅助装置必须能够迅速、且正确地侦测出自行车动力负荷状态的变化，且控制动力辅助马达的动力输出，可以配合自行车的动力负荷状态变化而改变。

习用的动力辅助自行车所用的控制装置主要可分为：扭力控制型助动系统、速度检测型动力辅助系统、扭力及速度双重检测型助动系统、及手控型动力辅助系统。不论是前述扭力控制、速度检测形式的动力辅助装置，其大多是利用一个扭力或速度检测器，将自行车的扭力或者是速度转换为电子讯号的输出，然后，再借一个微电脑装置及控制软体的运算，将检测器的电子讯号输出转换为一个控制讯号，以控制电动马达的动力输出大小。

动力辅助自行车的概念虽然不失为一种相当符合环保概念的设计，但是，习用的动力辅助自行车所用的控制装置仍然具有相当多的问题。

首先，习用的动力辅助自行车所用的控制装置，由于必须搭配微电脑及复杂的控制电路，并且须搭配控制软体的运算，方可控制动力辅助马达动力的输出，其不仅使得控制装置的构造变复杂、且成本变得相当高，再说微电脑的控制动作，并无法与自行车动力负荷的变化状况完全符合、因此，在自行车起步，或爬坡时并无法及时地输出动力，而造成自行车的起步与爬坡性能不佳。

同时，习用的控制装置通常以线性变化的方式控制动力辅助马达的动力输出的大小，或者仅是单纯以间歇性动力输出的方式控制动力的输出，因此，在自行车轻载阶段动力辅助马达仍然处于全力运转状态，或者是输出多余的动力，因此会造成动力的浪费，而使得动力辅助自行车的电力消耗过快，而影响到续航的距离。

此外，习用的控制装置普遍存有控制迟滞的现象，其不仅使得自行车起步缓慢，且当自行车煞车时，动力辅助马达仍然会驱动自行车往前走一段距离，因此会使得煞车的距离延长，甚至于发生煞车煞不住，或者是偏滑的危险状况。

而且，一般的动力辅助自行车的控制装置大多为无法调整的构造，且其控制电脑的程式具有固定的操作模式，因此，若要改变动力输出的控制模式会相当地困难，所以，使得习用的动力辅助自行车的控制系统的调整不易，且无法让使用者依照个人的需求调整动力辅助装置的动力输出模式，所以，对于身强力壮的骑乘者而言，动力辅助装置输出过多的动力，便会造成不必要的能源浪费，且骑乘者也无法完全达到运动的目的；而对体力较弱的骑乘者而言，并无法提供足够的辅助动力，而造成骑乘者体力的负担。

由于以上的原因，因此，使得习用的动力辅助自行车所用的控制装置，并无法完全达到适时提供适当大小的辅助动力的目的，因此，有一部份的动力辅助自行车装置有另外装设一个可以用人工控制的动力输出开关，以使得骑乘者可以自行选择动力辅助装置的动力输出模式，然而，使用该方法突然地会增加动力辅助自行车构造的复杂性，而且，反而会增进骑乘者的操作不便。