[实用新型]电动自行车的扭力侦测器

说明书

【技术领域】

本实用新型为一种扭力侦测器，尤指一种侦测助力型电动车的踩踏扭力大小的装置，可用来控制电动马达以输出适当的辅助动力。

【背景技术】

电动自行车是近年来相当热门的产品，由于采取电动驱驶，符合环保，故成为很多人心目中最佳的代步工具。而目前的电动自行车大都采用摩托车的骑乘方式，由手动握把来控制车速，但因电动自行车的操控与骑乘方式与传统的自行车不同，而且控制不像传统的自行车那样灵活，使其行驶在一般道路时会对自己、旁人皆造成一定的危险性。故电动自行车的发展仍有限制，也难以大量普及。

为此，有人着手开发新一代的电动自行车模式，形成所谓的助力型电动自行车，骑乘者仍按传统自行车的方式踩踏骑车，但在该助力型电动自行车上设置有感测装置，配合骑乘者的踩踏施力状况，驱使电动马达(电动机)辅助该助力型电动自行车的行驶。由于骑乘方式与传统自行车一样，操作灵活安全，适应于目前城市交通现状。且该助力型电动自行车的骑乘极其轻便，骑乘者可花费较少体力而到达较远目标，尤其在逆风或荷重情况下，藉由马达产生的助力效果更为明显。

另外，相较于传统电动自行车，由于助力型电动自行车的马达仅提供助力，蓄电池负载电流小，避免过放电现象，即大幅延长了蓄电池的寿命，使用成本亦较为低廉。

因此，简单来说，助力型电动车是利用马达辅助脚踏踏力，提供较舒适轻便的骑乘，为了让骑乘者在行驶操作过程中，不会有辅助动力太小，踩踏辛苦，或是辅助动力太大，造成电力能源耗损及危害骑乘操作安全，要依不同的路面状况下，调整马达的输出动力，所以需在踏力传递的路径上设踏力感测机构，以感测骑乘者施加于踏板的力量是否增大，并根据感测结果控制马达的输出动力来减轻骑乘者的施力。

而现有具踩踏扭力感测功能的辅助型电动车主要可区分为两种型式：一种为单纯的开关控制，当踩踏扭力超过或低于某一大小时，即启动或关闭马达的动力输出；另一种是以踩踏扭力感应机构感测踩踏扭力大小，以扭力大小来控制马达的输出动力。第一种仅以开关控制马达输出的动力，往往无法满足骑乘者需要弹性助力的需求，故良好的设计必须使用踩踏扭力感测机构。

现有的踩踏扭力感测机构一部份是采用复杂的行星齿轮机构连接弹性体将扭力值转换为偏摆位移，不仅结构复杂、零件制作成本与组装成本高，且会有弹性体弹性疲乏以及偏摆位移可能产生的碰撞影响使用寿命或是对零件材料的性能要求较高而增加成本。

另一种现有的踩踏扭力感测机构如中国发明专利第03108225.4号的「电动辅助自行车的踏力检测装置」，如图7所示，在曲柄单元50中，曲柄轴23的一端由轴承51可以自由旋转地进行轴支承。有一筒状的扭力杆53贯通穿过该曲柄轴23的外周，其一端以花键结合到该轴承51附近的该曲柄轴23的外周面上，另一端利用轴承52相对于该曲柄单元50可自由旋转的轴支承。踏板链轮25啮合到该扭力杆53的另外一端侧的外周面上。

在该扭力杆53的一端附近及另一端附近的外侧面上，沿圆周方向安装有一对磁环55(55a，55b)，该磁环55通过沿圆周方向以微小的间距磁化构成。在与前述磁环55对向的位置上，配置一对MR传感器501(501a，501b)。在各MR传感器501a、501b的输出信号V1、V2上，如果该扭力杆53上不产生扭转时，只产生因制造组装时的偏差所引起的一些初始相位差θref。与此相对，当在扭力杆53上产生扭转时，各输出信号V1、V2上除前述初始相位差θref之外，还进一步产生与扭力杆53的扭转量、即踏力有关的相位差θF。

为了定量地检测代表踏力的相位差θF，各MR传感器501a(501b)的输出信号V1(V2)，需经由高通滤波器、限幅放大器以及波形整形用比较器，输入到CPU中，对输出信号V2相对于输出信号V1的延迟时间n，以及输出信号V1的周期N进行计数，求得相位差θF。

上述现有技术的踩踏扭力感测机构，虽然结构简单，但是需要高通滤波器、限幅放大器以及波形整形用比较器，对信号进行处理，再输入到CPU中进行计数、比较、运算，制作成本不低，而且要有足够多的信号才能运算得出踩踏扭力，会延迟而无法实时反应路况。

因此，提供一种成本低、结构简单、感测精确的用于电动自行车的扭力侦测器实为必要。

【发明内容】

本实用新型的目的在于提供一种电动自行车的扭力侦测器，其成本较低、结构简单、感测精确，且采用直接侦测的助力型电动车踩踏式扭力传感器。