[發明專利]動力輔助自行車的控制裝置

無效

• 申請號: 00129930.1
• 申請日: 2000-10-18
• 公開（公告）號: CN1348898A
• 公開（公告）日: 2002-05-15
• 發明（設計）人: 阮志成
• 申請（專利權）人: 阮志成
• 主分類號: B62M23/02
• 分類號: B62M23/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 曹廣生

本發明涉及一種動力輔助自行車控制裝置，特別是指一種采用機械控制方式的動力輔助自行車控制裝置。

按，以往造成空氣污染的最主要原因，為交通工具排放大量的廢氣，因此為解決空氣污染日漸嚴重的問題，末來對于無污染的交通工具的需求會越來越殷切。

最符合環保要求的交通工具，毫無疑問地為自行車，但是，騎乘自行車完全必須依靠人力，因此受限于人的體力有限，使得自行車并不適用于長途騎乘，而且一般自行車的前后齒盤的齒數比例的差距相當地大，所以，使得自行車起步的時候極為費力，且爬坡時極為耗力，甚至于當逼到坡度過大的斜坡時，便無法再繼續騎乘，而必須下車用牽車的方式爬過斜坡，因此造成了相當大的不便。

為解決傳統自行車不適于長途騎乘，起步耗力，及爬坡力不足的缺點，近年來有許多的動力輔助自行車出現。動力輔助自行車主要的設計理念，借電動馬達的輔助動力，在平坦道路上輕松騎出速度，往自行車起步或爬坡時，提供輔助動力，以使得騎乘者不須耗費太大力氣，便可以迅速起步，且可以不太費力氣地爬上斜坡。

動力輔助自行車與電動機車的設計理念不同，動力輔助自行車采用人力與電動馬達混合傳動的設計，其動力輔助系統能夠在在自行車起步、爬坡及加速等需要耗費力氣的時候，及時提供適量輔助動力；而當自行車行駛在平坦路面時，則可以將電動輔助馬達的出力減少，或者是停止動力的輸出；下坡時則完全停止動力輸出，借以達到同時兼備節省騎乘者的體力，并且節省不必要的電力消耗的目的。

因此，動力輔助自行車的馬達與電池的體積必須縮減到最小的程度，以使得采用人力驅動的時候，動力輔助裝置及電池不會成為騎乘者太大的負擔，且動力輔助裝置必須能夠迅速、且正確地偵測出自行車動力負荷狀態的變化，且控制動力輔助馬達的動力輸出，可以配合自行車的動力負荷狀態變化而改變。

習用的動力輔助自行車所用的控制裝置主要可分為：扭力控制型助動系統、速度檢測型動力輔助系統、扭力及速度雙重檢測型助動系統、及手控型動力輔助系統。不論是前述扭力控制、速度檢測形式的動力輔助裝置，其大多是利用一個扭力或速度檢測器，將自行車的扭力或者是速度轉換為電子訊號的輸出，然后，再借一個微電腦裝置及控制軟體的運算，將檢測器的電子訊號輸出轉換為一個控制訊號，以控制電動馬達的動力輸出大小。

動力輔助自行車的概念雖然不失為一種相當符合環保概念的設計，但是，習用的動力輔助自行車所用的控制裝置仍然具有相當多的問題。

首先，習用的動力輔助自行車所用的控制裝置，由于必須搭配微電腦及復雜的控制電路，并且須搭配控制軟體的運算，方可控制動力輔助馬達動力的輸出，其不僅使得控制裝置的構造變復雜、且成本變得相當高，再說微電腦的控制動作，并無法與自行車動力負荷的變化狀況完全符合、因此，在自行車起步，或爬坡時并無法及時地輸出動力，而造成自行車的起步與爬坡性能不佳。

同時，習用的控制裝置通常以線性變化的方式控制動力輔助馬達的動力輸出的大小，或者僅是單純以間歇性動力輸出的方式控制動力的輸出，因此，在自行車輕載階段動力輔助馬達仍然處于全力運轉狀態，或者是輸出多余的動力，因此會造成動力的浪費，而使得動力輔助自行車的電力消耗過快，而影響到續航的距離。

此外，習用的控制裝置普遍存有控制遲滯的現象，其不僅使得自行車起步緩慢，且當自行車煞車時，動力輔助馬達仍然會驅動自行車往前走一段距離，因此會使得煞車的距離延長，甚至于發生煞車煞不住，或者是偏滑的危險狀況。

而且，一般的動力輔助自行車的控制裝置大多為無法調整的構造，且其控制電腦的程式具有固定的操作模式，因此，若要改變動力輸出的控制模式會相當地困難，所以，使得習用的動力輔助自行車的控制系統的調整不易，且無法讓使用者依照個人的需求調整動力輔助裝置的動力輸出模式，所以，對于身強力壯的騎乘者而言，動力輔助裝置輸出過多的動力，便會造成不必要的能源浪費，且騎乘者也無法完全達到運動的目的；而對體力較弱的騎乘者而言，并無法提供足夠的輔助動力，而造成騎乘者體力的負擔。

由于以上的原因，因此，使得習用的動力輔助自行車所用的控制裝置，并無法完全達到適時提供適當大小的輔助動力的目的，因此，有一部份的動力輔助自行車裝置有另外裝設一個可以用人工控制的動力輸出開關，以使得騎乘者可以自行選擇動力輔助裝置的動力輸出模式，然而，使用該方法突然地會增加動力輔助自行車構造的復雜性，而且，反而會增進騎乘者的操作不便。