[发明专利]电动自行车的驱动装置及其驱动控制方法

说明书

技术领域

本案涉及一种电动自行车的驱动控制技术，尤指一种借由主动式电能回收及互补式开关控制，进而达成的高效率驱动及电能回收的技术。

背景技术

现有电动自行车的辅助力道控制方法在依据扭力进行动力输出时，可针对使用者踩踏力道给予辅助动力。如图1所示，使用者踩踏力道线a代表使用者的踩踏力，而辅助动力线b代表扭力感测装置相对于踩踏力道给予的辅助动力。

然而，扭力感测装置易受到振动、撞击或水气等因素而导致检测错误，同时因重量较重，也容易消耗辅助动力及使用者的体力。此外，扭力感测装置也需维修人员经常进行相关的校正工作，方足以维持符合标准的准确性。其次，一般机械式扭力感测装置具有信号延迟的特性，可能会造成使用者无法实时获得所需的辅助动力。最重要的是，以成本价格来说，扭力传感器较踩踏转速传感器昂贵许多，对于制造商与消费者是一项负担。

又，电动自行车的辅助力道控制也可利用踩踏转速装置的感应给予辅助动力，如图1的辅助动力线c所示，但是，由图1可知，在依据踩踏转速装置的感应而给予辅助动力时，辅助动力并无法依据行驶路面的坡度改变而自动进行动力调整，因此易发生动力过剩或是动力不足的情形，进而导致使用者无法顺利地踩踏以及浪费电能等更严重的问题。

另一方面，现有电动自行车的电能回收控制技术中，回收电流的方式多为通过飞轮二极管来予以达成。然而，一旦回收时间变长，则功率的损耗也会随之增加，从而造成能量以热能等方式散逸，以使得回收的效果不甚理想。

中国台湾第381997、572838、M324630、及470037号专利皆关于辅助动力技术的前案，其中，第381997号专利是以行星齿轮组双动力输入轴传动原理，搭配马达转速控制器提供助动功率输出；第572838号专利为提供具非接触式辅助刹车装置的可回馈能量的电动载具，并以切换功率晶体来控制马达反向电流而将多余动能转换为电能；第M324630号专利为提供以齿轮测速器搭配扭力传感器作为马达的输入控制信号，同时显示助力比模式、行车速度、里程数等信息的技术；而第470037号专利为提出可对所接收到的骑乘信息进行处理，以提供适当的辅助力给予使用者的技术。

另外在美国则有第6131683、5857537、6412800、7185726号专利案揭露了关于辅助动力的技术，其中，第6131683号专利案为结合控制电路、速度/扭力传感器与减速机构从而带动车轮运转；第5857537号专利案是以轮内马达驱动车轮转动；第6412800号专利案是针对电动马达、控制器、变速齿轮组等机构进行模块化设计；而第7185726号专利案是将驱动装置及相关的连结机构装配在背篮。

然而，前述的中国台湾及美国专利前案，仅少数前案是以转速传感器作为马达驱控信号，大部分都是以扭力感测装置作为马达驱动控制的信号来源，再搭配齿轮组的机构设计从而驱动传动系统，此种驱动方式仍无法避免前述扭力感测装置所具有的种种缺失。另外，前述的中国台湾及美国专利前案在电能回收的应用领域，仍无法提供良好的电能回收效果。

发明内容

鉴于现有技术的种种缺失，本案的主要目的在于提供一种能配合行驶坡度提供适当的辅助动力，并高效率地对电能进行回收的电动自行车技术。

为了达到上述目的及其它目的，本案的主要目的在于提供一种电动自行车的驱动装置及其驱动控制方法，能令薄型电动机及电源供应储存器进入辅助驱动模式以驱动该电动自行车的车轮进行旋转，或是令薄型电动机及电源供应储存器进入电能回收模式以储存该薄型电动机所产生的电能。

本发明所提供的电动自行车的驱动装置，包括：电源供应储存器，其用于供应及储存电能；薄型电动机，其设置于该电动自行车的车轮或大齿盘，并与该电源供应储存器电性连接；倾斜角度传感器，其用于感测该电动自行车对应水平面的倾斜角度讯息；刹停动作传感器，其用于感测响应于该电动自行车的刹车的刹停动作讯息；踩踏转速传感器，其用于感测响应于该电动自行车的踏板动作的踩踏转速讯息；以及驱动控制模块，其用于对该踩踏转速讯息、该刹停动作讯息及该倾斜角度讯息进行综合运算，进而依据该综合运算的结果令该薄型电动机及该电源供应储存器进入辅助驱动模式或电能回收模式，其中，于该辅助驱动模式中是由该薄型电动机驱动该电动自行车的车轮进行旋转，而于该电能回收模式中是令该电源供应储存器储存该薄型电动机所产生的电能。