电助力自行车的助力控制方法
【专利摘要】一种电助力自行车的助力控制方法，首先通过一踏力传感器感测骑乘者的踏力大小而发送一踏力感测信号，同时再通过一转速传感器感测中置马达的输出转速而发送一转速感测信号，接着通过一控制器电性连接踏力传感器及转速传感器，使控制器能够根据踏力传感器的踏力感测信号及转速传感器的转速感测信号而分别取得一踏力值及一转速值，由此，控制器即可直接参考踏力值的变化而控制中置马达启动或停止运转，用以达到提供助力或中断助力的效果。
【专利说明】电助力自行车的助力控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明关于一种电助力自行车，尤指一种电助力自行车的助力控制方法。
【背景技术】
[0002] 一般来说，电助力自行车是根据骑乘者的踏力来决定马达所欲输出的动力大小， 以减轻骑乘者的负担。有关如何检测踏力的先前技术有很多，例如德国公开第10201001755 号专利案所揭露的电动自行车是利用压力传感器检测踩踏轴承在受到链条张力时所产生 的压力变化，再由控制单元将此压力变化经过计算而获得骑乘者的踩踏力矩；此外，日本公 开第2012021783号专利案是通过形变传感器检测支撑栓盖在曲柄轴受到链条张力作用时 所产生的形变，再换算出踏力值的大小。
[0003] 然而，上述两件专利案均是通过检测链条的张力来换算出踏力的大小，并非直接 对骑乘者的踏力进行检测，因此在数据判读上容易出现误差，进而将影响马达的助力输出 效果。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的在于提供一种电助力自行车的助力控制方法，其能直接感测踏 力值的大小来控制中置马达动作。
[0005] 为了达成上述目的，本发明的助力控制方法先通过一踏力传感器感测该电助力自 行车的两踏板所受到的踏力大小而发送一踏力感测信号，同时再通过一转速传感器感测该 电助力自行车的一中置马达的输出转速而发送一转速感测信号，接着通过一控制器电性连 接该踏力传感器及该转速传感器，使该控制器根据该踏力传感器的踏力感测信号及该转速 传感器的转速感测信号而分别取得一踏力值及一转速值，最后再通过该控制器以该踏力值 及该转速值为参考依据而控制该中置马达启动或停止运转，使该中置马达提供助力输出或 中断助力输出。
[0006] 由此，本发明的助力控制方法是直接针对该踏力值及该转速值进行检测，使该中 置马达能够配合骑乘者本身的需求而达到实时启动或断电的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 根据上述的目的，以下结合较佳实施例并配合附图加以说明本发明所采用的技术 手段及其功效，其中 ：
[0008] 图1为本发明的结构示意图。
[0009] 图2为本发明的方块图。
[0010] 图3为本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0011] 请参阅图1至图3,本发明的助力控制方法包含有三个步骤S1-S3,流程如下：
[0012] 步骤SI :通过一踏力传感器20感测电助力自行车的两踏板14所受到的踏力大小 而发送一踏力感测信号，同时通过一转速传感器30感测电助力自行车的一中置马达10的 输出转速而发送一转速感测信号。
[0013] 在此需要补充说明的是，踏力传感器20为一应变规且贴设于中置马达10的一外 壳12的表面，并位于曲柄轴18的正上方或其他适当位置，用以感测中置马达10的外壳12 在各踏板14受踏力时所连带产生的变形；转速传感器30在此可为一转速电压信号产生器 或一方波脉冲信号产生器，用以测量通过中置马达10的一转子（图中未示）的转速电压大 小或方波脉冲频率大小而感测中置马达10的输出转速。
[0014] 步骤S2 :通过一控制器40电性连接踏力传感器20及转速传感器30,使控制器40 根据踏力传感器20的踏力感测信号及转速传感器30的转速感测信号而分别取得一踏力值 及一转速值。
[0015] 步骤S3 :通过控制器40以踏力值及转速值为参考依据而控制中置马达10启动或 停止运转，使中置马达10提供助力输出或中断助力输出。
[0016] 当骑乘者未施力踩动各踏板14时，踏力传感器20的输出电压值约为2. 00V。接着 请配合参阅图1，当转速值为零且踏力值大于控制器40所内建的一预设启动值时，亦即表 示骑乘者刚开始施力踩动各踏板14且中置马达10处于未启动的状态，此时的踏力传感器 20从中置马达10的外壳12所量测到的变形量是单纯来自骑乘者的踏力F，并不会受到过 多外在因素（例如链条16的张力或中置马达10在运转时所产生的扭力）的干扰，而且，在 正常踩踏时，由于骑乘者的每只脚可以产生约5kg的力量，再加上踏力传感器20的输出电 压值在每lkg的力量作用下会产生大约0. 005V的变化，所以踏力传感器20的输出电压值 在骑乘者对各踏板14踩动一圈时会在2+0. 025V至2-0. 025V之间变化，在此情况下，控制 器40即可根据踏力信号值的变化而控制中置马达10启动，使中置马达10提供适当的助力 来减轻骑乘者的负担。
[0017] 另一方面，当转速值大于零且踏力值小于控制器40所内建的一预设停止值时，亦 即表示中置马达10处于运转状态，使骑乘者的双脚可以跟着各踏板14动作，此时的踏力传 感器20所量测到的变形量会相当小而能忽略不计，而且，踏力传感器20的输出电压值约介 于2+0. 005V与2-0. 005V之间，故控制器40能根据踏力信号值的变化来控制中置马达10 停止运转，以中断助力输出。
[0018] 综上所述，本发明的助力控制方法是在中置马达10的适当位置贴设踏力传感器 20,用以感测中置马达10的外壳12在受到踏力作用时所产生的变形量，让控制器40可以 直接获得踏力值的大小而实时控制中置马达10启动或断电，以快速且简易地达到助力输 出及助力中断的效果。
【权利要求】
1. 一种电助力自行车的助力控制方法，包含有下列步骤： a) 通过一踏力传感器感测该电助力自行车的两踏板所受到的踏力大小而发送一踏力 感测信号，同时通过一转速传感器感测该电助力自行车的一中置马达的输出转速而发送一 转速感测信号； b) 通过一控制器电性连接该踏力传感器及该转速传感器，使该控制器根据该踏力传感 器的踏力感测信号及该转速传感器的转速感测信号而分别取得一踏力值及一转速值；以及 c) 通过该控制器以该踏力值及该转速值为参考依据而控制该中置马达启动或停止运 转，使该中置马达提供助力输出或中断助力输出。
2. 如权利要求1所述的电助力自行车的助力控制方法，在步骤c)中，当该转速值为零 且该踏力值大于该控制器所内建的一预设启动值时，该控制器会控制该中置马达启动。
3. 如权利要求1或2所述的电助力自行车的助力控制方法，在步骤c)中，当该转速值 大于零且该踏力值小于该控制器所内建的一预设停止值时，该控制器会控制该中置马达停 止运转。
4. 如权利要求1所述的电助力自行车的助力控制方法，其中该踏力传感器设于该曲柄 轴的正上方。
5. 如权利要求4所述的电助力自行车的助力控制方法，其中该踏力传感器设于该中置 马达的一外壳的表面。
6. 如权利要求5所述的电助力自行车的助力控制方法，其中该踏力传感器为一应变 规。
7. 如权利要求1所述的电助力自行车的助力控制方法，其中该转速传感器为一转速电 压信号产生器。
8. 如权利要求1所述的电助力自行车的助力控制方法，其中该转速传感器为一方波脉 冲信号产生器。
【文档编号】B62M6/45GK104108452SQ201310135133
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月18日 优先权日:2013年4月18日
【发明者】许源芳 申请人:久鼎金属实业股份有限公司