无段变速控制系统与应用此无段变速控制系统的自行车技术方案

一种无段变速控制系统与应用此无段变速控制系统的自行车。此无段变速控制系统由辅助马达、行星齿轮组(包含行星臂、环齿轮、太阳齿轮及行星齿轮)与转速比控制器所组成。辅助马达透过连接环齿轮提供动力辅助。行星臂连接至自行车脚踏板，传递使用者提供的主动力。行星齿轮组结合由行星臂所传递的主动力及环齿轮提供的辅助动力，于太阳齿轮输出主动力与辅助动力所混合的动力。转速比控制器以电性连接至辅助马达，并根据行星臂转速来调整转速比控制参数(α)的值，以控制辅助马达(即环齿轮)的转速，其中wr＝αwc，wr为辅助马达转速，wc为行星臂转速。借此，可达到无段变速的功效。

【技术实现步骤摘要】

本技术是有关于一种无段变速控制系统与应用此无段变速控制系统的自行车。
技术介绍
电助自行车是一种利用马达提供的电助力搭配骑乘者踩踏力量而获得前进动力的自行车。由于电助自行车可减少骑乘者骑乘时的体力负担，同时也可让骑乘者在休闲之余达到健身的效果，电助自行车于近年来市场持续成长和发展。自行车为因应不同的骑乘路况，其传动系统通常皆配备由拨链器所构成的变速器，以提供不同的齿轮比变换。然而，此拨链式变速器存在着变速不平稳及链条脱落等问题。此外，电助系统若末与变速器合适的搭配，例如在低踩踏转速区使用高增速比、高踩踏转速区却搭配低增速比等，将导致电助系统的效果下降。对使用者而言，同时亦须考量电助系统的控制面板以及变速器的转速比选择，过多的控制选择将造成骑乘者的困扰。
技术实现思路
本技术的一目的为提供一种无段变速控制系统与应用此无段变速控制系统的电助自行车，其可连续性地调整输入及输出间转速比，此种转速比调变的过程即为无段变速，透过设计辅助马达的转速比调控曲线特性，在不同踩踏转速提供骑乘者合适的转速比及辅助力。根据本技术的上述目的，提出一种无段变速控制系统，此系统由辅助马达、行星齿轮组(包含行星臂、环齿轮、太阳齿轮及行星齿轮)与转速比控制器所组成。辅助马达透过连接环齿轮提供动力辅助。行星臂机械连接至自行车脚踏板，传递使用者提供的主动力。行星齿轮组结合由行星臂所传递的主动力及环齿轮提供的辅助动力，于太阳齿轮输出主动力与辅助动力所混合的动力。 转速比控制器以电性连接至辅助马达，并根据行星臂转速来调整传动控制参数α的值，以控制辅助马达(即环齿轮)的转速，其中wr＝αwc，wr为调控端辅助马达转速，wc为输入端的行星臂转速。行星齿轮组包含输入端、控制端以及输出端。输入端用以接收主动力。控制端用以接收辅助动力。输出端用以混合主动力和辅助动力，以输出混合动力。根据本技术的一实施例，输入端包含行星臂，控制端包含环齿轮，输出端包含太阳齿轮，其中环齿轮环绕太阳齿轮，多个行星齿轮啮合于环齿轮与太阳齿轮之间，输入行星臂连接至行星齿轮，输入端的转速为行星臂的转速。根据本技术的一实施例，该太阳齿轮的一太阳齿轮转速与该行星臂及该马达转速的关系为： ω s ω c = 2 R c - αR r R s ]]>其中ws为该太阳齿轮转速，Rs该太阳齿轮的半径，Rc为该行星臂的长度，Rr该环齿轮的半径。根据本技术的一实施例，Rs、Rc、Rr的比值为1：2：3。根据本技术的一实施例，其中，wrefd为预设中踩踏转速区下限值，wrefu为预设中踩踏转速区上限值。根据本技术的一实施例，该预设中踩踏转速区下限值为40rpm，该预设中踩踏转速区上限值为80rpm。根据本技术的一实施例，输入部包含太阳齿轮，控制部包含环齿轮， 输出部包含行星臂，其中环齿轮环绕太阳齿轮，多个行星齿轮啮合于环齿轮与太阳齿轮之间。再者，根据本技术的上述目的，提出一种应用无段变速控制系统的自行车。此应用无段变速控制系统的自行车包含踩踏板与无段变速控制系统。踩踏板是用以供使用者踩踏，以提供主动力的来源。无段变速控制系统包含辅助马达、行星齿轮组(包含行星臂、环齿轮、太阳齿轮及传动行星齿轮组)以及转速比控制器。辅助马达用以输出辅助动力。行星臂用以承载使用者提供的主动力。行星齿轮连接至行星臂，以接收行星臂所传递的主动力。环齿轮用以接收辅助动力，其中环齿轮具有内齿部，内齿部啮合于行星齿轮。太阳齿轮设置于环齿轮中且啮合于行星齿轮，以输出主动力与辅助动力所混合的动力。转速比控制器是电性连接至辅助马达，用以根据输入端行星齿臂转速来调整一转速比控制参数α的值，以控制辅助马达转速，其中wr＝αwc，wr为马达转速，wc行星臂转速。行星齿轮组包含输入端、控制端以及输出端。输入端用以接收主动力。控制端用以接收辅助动力。输出端用以混合主动力和辅助动力，以输出混合动力。根据本技术的一实施例，该太阳齿轮的一太阳齿轮转速与该行星臂及该马达转速的关系为： ω s ω c = 2 R c - αR r R s ]]>其中ws为该太阳齿轮转速，Rs该太阳齿轮的半径，Rc为该行星臂的长度，Rr该环齿轮的半径。根据本技术的一实施例，Rs、Rc、Rr的比值为1：2：3。根据本技术的一实施例，其中，wrefd为预设中踩踏转速区下限值，wrefu为预设中踩踏转速区上限值。附图说明为了更完整了解实施例及其优点，现参照结合所附附图所做的下列描述，其中：图1是绘示根据本技术实施例的电助自行车的结构示意图；图2是绘示根据本技术实施例的无段变速控制系统的结构示意图；图3是绘示根据本技术实施例的α值与行星臂转速wc的关系示意图；以及图4是绘示根据本技术实施例的输出端太阳齿轮转速ws与输入端行星臂转速wc的比值(ws/wc)其与行星臂转速wc的关系示意图。具体实施方式请参照图1，其是绘示根据本技术一实施例的电助自行车100的结构示意图。电助自行车100包含踩踏板110、无段变速控制系统120以及电池130。踩踏板110是用以供使用者踩踏，以提供动力至无段变速控制系统120，进而使自行车前进。电池130是用以提供电力至无段变速控制系统120，以使无段变速控制系统120内的马达提供动力来搭配使用者的主动力，减少使用者骑乘电助自行车100的负担。请参照图2，其是绘示根据本技术实施例的无段变速控制系统120的 结构示意图。无段变速控制系统120包含辅助马达121、转速比控制器CON以及行星齿轮组。行星齿轮组包含行星臂122、多个行星齿轮123、环齿轮124以及太阳齿轮125。行星齿轮组是设置于前链条齿盘126上，以混合使用者踩踏提供的主动力和辅助马达的辅助动力，驱使电助自行车100前进。在行星齿轮组中，环齿轮124是环绕太阳齿轮125，而行星齿轮123则设置于环齿轮124与太阳齿轮125之间，以分别啮合环齿轮124与太阳齿轮125。具体而言，环齿轮124具有内齿部，此内齿部啮合于多个行星齿轮123，而太阳齿轮125设置于多个行星齿轮123之间并与其啮合。行星臂122是连接于行星齿轮123与踩踏板110之间，透过踩踏板110承载使用者提供的主动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无段变速控制系统，其特征在于，包含：一辅助马达，用以提供一辅助动力；一行星齿轮组，包含：一输入端，用以接收一主动力；一控制端，用以接收该辅助动力；以及一输出端，用以混合该主动力和该辅助动力，以输出一混合动力；以及一转速比控制器，电性连接至该辅助马达，用以根据该输入端的转速来调整一转速比控制参数α的值，控制该辅助马达之一马达转速，其中：wr＝αwc其中wr为该马达转速，wc为该输入端的转速。

【技术特征摘要】
2015.11.06 TW 1042178661.一种无段变速控制系统，其特征在于，包含：一辅助马达，用以提供一辅助动力；一行星齿轮组，包含：一输入端，用以接收一主动力；一控制端，用以接收该辅助动力；以及一输出端，用以混合该主动力和该辅助动力，以输出一混合动力；以及一转速比控制器，电性连接至该辅助马达，用以根据该输入端的转速来调整一转速比控制参数α的值，控制该辅助马达之一马达转速，其中：wr＝αwc其中wr为该马达转速，wc为该输入端的转速。2.根据权利要求1所述的无段变速控制系统，其特征在于，该输入端包含一行星臂，该控制端包含一环齿轮，该输出端包含一太阳齿轮，其中该环齿轮环绕该太阳齿轮，多个行星齿轮啮合于该环齿轮与该太阳齿轮之间，该行星臂连接至该行星齿轮，该输入端的转速为该行星臂的转速。3.根据权利要求2所述的无段变速控制系统，其特征在于，该太阳齿轮的一太阳齿轮转速与该行星臂及该马达转速的关系为：其中ws为该太阳齿轮转速，Rs该太阳齿轮的半径，Rc为该行星臂的长度，Rr该环齿轮的半径。4.根据权利要求3所述的无段变速控制系统，其特征在于，Rs、Rc、Rr的比值为1：2：3。5.根据权利要求4所述的无段变速控制系统，其特征在于：其中，wrefd为一预设中踩踏转速区下限值，wrefu为一预设中踩踏转速区上限值。6.根据权利要求5所述的无段变速控制系统，其特征在于，该预设中踩踏转速区下限值为40rpm，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡明祺，李健宏，陈俊霖，薛博文，
申请(专利权)人：蔡明祺，
类型：新型
国别省市：中国台湾;71