[實用新型]電動自行車的扭力偵測器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820105505.4
• 申請日: 2008-04-01
• 公開（公告）號: CN201201674Y
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 舒英豪;馬蓬銘
• 申請（專利權）人: 銓陽能源科技股份有限公司
• 主分類號: B62J99/00
• 分類號: B62J99/00;G01L5/22;G01L1/16;G01L1/22
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司
• 代理人: 曾旻輝;胡杰

【技術領域】

本實用新型為一種扭力偵測器，尤指一種偵測助力型電動車的踩踏扭力大小的裝置，可用來控制電動馬達以輸出適當?shù)妮o助動力。

【背景技術】

電動自行車是近年來相當熱門的產品，由于采取電動驅駛，符合環(huán)保，故成為很多人心目中最佳的代步工具。而目前的電動自行車大都采用摩托車的騎乘方式，由手動握把來控制車速，但因電動自行車的操控與騎乘方式與傳統(tǒng)的自行車不同，而且控制不像傳統(tǒng)的自行車那樣靈活，使其行駛在一般道路時會對自己、旁人皆造成一定的危險性。故電動自行車的發(fā)展仍有限制，也難以大量普及。

為此，有人著手開發(fā)新一代的電動自行車模式，形成所謂的助力型電動自行車，騎乘者仍按傳統(tǒng)自行車的方式踩踏騎車，但在該助力型電動自行車上設置有感測裝置，配合騎乘者的踩踏施力狀況，驅使電動馬達(電動機)輔助該助力型電動自行車的行駛。由于騎乘方式與傳統(tǒng)自行車一樣，操作靈活安全，適應于目前城市交通現(xiàn)狀。且該助力型電動自行車的騎乘極其輕便，騎乘者可花費較少體力而到達較遠目標，尤其在逆風或荷重情況下，藉由馬達產生的助力效果更為明顯。

另外，相較于傳統(tǒng)電動自行車，由于助力型電動自行車的馬達僅提供助力，蓄電池負載電流小，避免過放電現(xiàn)象，即大幅延長了蓄電池的壽命，使用成本亦較為低廉。

因此，簡單來說，助力型電動車是利用馬達輔助腳踏踏力，提供較舒適輕便的騎乘，為了讓騎乘者在行駛操作過程中，不會有輔助動力太小，踩踏辛苦，或是輔助動力太大，造成電力能源耗損及危害騎乘操作安全，要依不同的路面狀況下，調整馬達的輸出動力，所以需在踏力傳遞的路徑上設踏力感測機構，以感測騎乘者施加于踏板的力量是否增大，并根據(jù)感測結果控制馬達的輸出動力來減輕騎乘者的施力。

而現(xiàn)有具踩踏扭力感測功能的輔助型電動車主要可區(qū)分為兩種型式：一種為單純的開關控制，當踩踏扭力超過或低于某一大小時，即啟動或關閉馬達的動力輸出；另一種是以踩踏扭力感應機構感測踩踏扭力大小，以扭力大小來控制馬達的輸出動力。第一種僅以開關控制馬達輸出的動力，往往無法滿足騎乘者需要彈性助力的需求，故良好的設計必須使用踩踏扭力感測機構。

現(xiàn)有的踩踏扭力感測機構一部份是采用復雜的行星齒輪機構連接彈性體將扭力值轉換為偏擺位移，不僅結構復雜、零件制作成本與組裝成本高，且會有彈性體彈性疲乏以及偏擺位移可能產生的碰撞影響使用壽命或是對零件材料的性能要求較高而增加成本。

另一種現(xiàn)有的踩踏扭力感測機構如中國發(fā)明專利第03108225.4號的「電動輔助自行車的踏力檢測裝置」，如圖7所示，在曲柄單元50中，曲柄軸23的一端由軸承51可以自由旋轉地進行軸支承。有一筒狀的扭力桿53貫通穿過該曲柄軸23的外周，其一端以花鍵結合到該軸承51附近的該曲柄軸23的外周面上，另一端利用軸承52相對于該曲柄單元50可自由旋轉的軸支承。踏板鏈輪25嚙合到該扭力桿53的另外一端側的外周面上。

在該扭力桿53的一端附近及另一端附近的外側面上，沿圓周方向安裝有一對磁環(huán)55(55a，55b)，該磁環(huán)55通過沿圓周方向以微小的間距磁化構成。在與前述磁環(huán)55對向的位置上，配置一對MR傳感器501(501a，501b)。在各MR傳感器501a、501b的輸出信號V1、V2上，如果該扭力桿53上不產生扭轉時，只產生因制造組裝時的偏差所引起的一些初始相位差θref。與此相對，當在扭力桿53上產生扭轉時，各輸出信號V1、V2上除前述初始相位差θref之外，還進一步產生與扭力桿53的扭轉量、即踏力有關的相位差θF。

為了定量地檢測代表踏力的相位差θF，各MR傳感器501a(501b)的輸出信號V1(V2)，需經由高通濾波器、限幅放大器以及波形整形用比較器，輸入到CPU中，對輸出信號V2相對于輸出信號V1的延遲時間n，以及輸出信號V1的周期N進行計數(shù)，求得相位差θF。

上述現(xiàn)有技術的踩踏扭力感測機構，雖然結構簡單，但是需要高通濾波器、限幅放大器以及波形整形用比較器，對信號進行處理，再輸入到CPU中進行計數(shù)、比較、運算，制作成本不低，而且要有足夠多的信號才能運算得出踩踏扭力，會延遲而無法實時反應路況。

因此，提供一種成本低、結構簡單、感測精確的用于電動自行車的扭力偵測器實為必要。

【發(fā)明內容】

本實用新型的目的在于提供一種電動自行車的扭力偵測器，其成本較低、結構簡單、感測精確，且采用直接偵測的助力型電動車踩踏式扭力傳感器。