[發明專利]電助力自行車的助力控制方法

在審

• 申請號: 201310135133.5
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN104108452A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 許源芳
• 申請（專利權）人: 久鼎金屬實業股份有限公司
• 主分類號: B62M6/45
• 分類號: B62M6/45;B62M6/50
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

技術領域

本發明關于一種電助力自行車，尤指一種電助力自行車的助力控制方法。

背景技術

一般來說，電助力自行車是根據騎乘者的踏力來決定馬達所欲輸出的動力大小，以減輕騎乘者的負擔。有關如何檢測踏力的先前技術有很多，例如德國公開第10201001755號專利案所揭露的電動自行車是利用壓力傳感器檢測踩踏軸承在受到鏈條張力時所產生的壓力變化，再由控制單元將此壓力變化經過計算而獲得騎乘者的踩踏力矩；此外，日本公開第2012021783號專利案是通過形變傳感器檢測支撐栓蓋在曲柄軸受到鏈條張力作用時所產生的形變，再換算出踏力值的大小。

然而，上述兩件專利案均是通過檢測鏈條的張力來換算出踏力的大小，并非直接對騎乘者的踏力進行檢測，因此在數據判讀上容易出現誤差，進而將影響馬達的助力輸出效果。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種電助力自行車的助力控制方法，其能直接感測踏力值的大小來控制中置馬達動作。

為了達成上述目的，本發明的助力控制方法先通過一踏力傳感器感測該電助力自行車的兩踏板所受到的踏力大小而發送一踏力感測信號，同時再通過一轉速傳感器感測該電助力自行車的一中置馬達的輸出轉速而發送一轉速感測信號，接著通過一控制器電性連接該踏力傳感器及該轉速傳感器，使該控制器根據該踏力傳感器的踏力感測信號及該轉速傳感器的轉速感測信號而分別取得一踏力值及一轉速值，最后再通過該控制器以該踏力值及該轉速值為參考依據而控制該中置馬達啟動或停止運轉，使該中置馬達提供助力輸出或中斷助力輸出。

由此，本發明的助力控制方法是直接針對該踏力值及該轉速值進行檢測，使該中置馬達能夠配合騎乘者本身的需求而達到實時啟動或斷電的效果。

附圖說明

根據上述的目的，以下結合較佳實施例并配合附圖加以說明本發明所采用的技術手段及其功效，其中：

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的方塊圖。

圖3為本發明的流程圖。

具體實施方式

請參閱圖1至圖3，本發明的助力控制方法包含有三個步驟S1-S3，流程如下：

步驟S1：通過一踏力傳感器20感測電助力自行車的兩踏板14所受到的踏力大小而發送一踏力感測信號，同時通過一轉速傳感器30感測電助力自行車的一中置馬達10的輸出轉速而發送一轉速感測信號。

在此需要補充說明的是，踏力傳感器20為一應變規且貼設于中置馬達10的一外殼12的表面，并位于曲柄軸18的正上方或其他適當位置，用以感測中置馬達10的外殼12在各踏板14受踏力時所連帶產生的變形；轉速傳感器30在此可為一轉速電壓信號產生器或一方波脈沖信號產生器，用以測量通過中置馬達10的一轉子(圖中未示)的轉速電壓大小或方波脈沖頻率大小而感測中置馬達10的輸出轉速。

步驟S2：通過一控制器40電性連接踏力傳感器20及轉速傳感器30，使控制器40根據踏力傳感器20的踏力感測信號及轉速傳感器30的轉速感測信號而分別取得一踏力值及一轉速值。

步驟S3：通過控制器40以踏力值及轉速值為參考依據而控制中置馬達10啟動或停止運轉，使中置馬達10提供助力輸出或中斷助力輸出。

當騎乘者未施力踩動各踏板14時，踏力傳感器20的輸出電壓值約為2.00V。接著請配合參閱圖1，當轉速值為零且踏力值大于控制器40所內建的一預設啟動值時，亦即表示騎乘者剛開始施力踩動各踏板14且中置馬達10處于未啟動的狀態，此時的踏力傳感器20從中置馬達10的外殼12所量測到的變形量是單純來自騎乘者的踏力F，并不會受到過多外在因素(例如鏈條16的張力或中置馬達10在運轉時所產生的扭力)的干擾，而且，在正常踩踏時，由于騎乘者的每只腳可以產生約5kg的力量，再加上踏力傳感器20的輸出電壓值在每1kg的力量作用下會產生大約0.005V的變化，所以踏力傳感器20的輸出電壓值在騎乘者對各踏板14踩動一圈時會在2+0.025V至2-0.025V之間變化，在此情況下，控制器40即可根據踏力信號值的變化而控制中置馬達10啟動，使中置馬達10提供適當的助力來減輕騎乘者的負擔。

另一方面，當轉速值大于零且踏力值小于控制器40所內建的一預設停止值時，亦即表示中置馬達10處于運轉狀態，使騎乘者的雙腳可以跟著各踏板14動作，此時的踏力傳感器20所量測到的變形量會相當小而能忽略不計，而且，踏力傳感器20的輸出電壓值約介于2+0.005V與2-0.005V之間，故控制器40能根據踏力信號值的變化來控制中置馬達10停止運轉，以中斷助力輸出。

綜上所述，本發明的助力控制方法是在中置馬達10的適當位置貼設踏力傳感器20，用以感測中置馬達10的外殼12在受到踏力作用時所產生的變形量，讓控制器40可以直接獲得踏力值的大小而實時控制中置馬達10啟動或斷電，以快速且簡易地達到助力輸出及助力中斷的效果。