專利名稱：電動腳踏車速度感應助力控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種感應助力控制裝置，特別涉及一種電動腳踏車速度感應助力 控制裝置，乃是可針對電動腳踏車踏板速度來控制馬達，以提供一相對應的出力來輔助騎 乘者。
背景技術：
電動腳踏車又名「電動自行車」或「電動輔助自行車」，其架構是以一般自行車的 架構額外配置電動馬達及提供馬達電力的電池所構成；其配置電動馬達于自行車上的目 的，為提供額外的動力來輔助騎乘者能夠以輕松的腳踏力來騎乘腳踏車；但是以往的電動 腳踏車，其馬達的出力是以裝設在右把手上的出力需求感知器的訊號大小來作為馬達出力 大小的控制依據，且這個出力需求感知器是由騎乘者依據自己的需求以手來轉動感知器以 控制馬達的出力大小；上述的架構其馬達輔助騎乘者的出力是靠騎乘者自己去控制的，這 往往造成騎乘者不知道如何控制把手上的出力需求感知器來達到一個最佳的輔助力輸出， 要不然就是出力太小使得騎乘者沒感覺到輔助的作用，要不然就是出力太大使得腳踩踏板 的速度跟不上馬達而造成踩空現象；如此就會使得騎乘者索性就不用腳踩方式而是直接以 全電動方式來使車輛行走，這樣的話就失去電動輔助自行車的目的了，是以針對于此，乃有 再加以研究改良的必要。有鑒于此，本創作人乃積十數年從事電動腳踏車制作、設計的經驗，悉心研究，竭 盡心智，針對以上的缺失，尋求改良的方法，并經過多次的實驗試做，而終于創作出此一電 動腳踏車速度感應助力控制裝置。
發明內容本實用新型的主要目的在提供一種電動腳踏車速度感應助力控制裝置，乃是設計 一可感應騎乘者腳踩踏板的速度，并根據踏板速度來控制馬達以提供一相對應的出力來輔 助騎乘者的控制裝置，為在電動腳踏車腳踏曲柄上裝設有一磁極相間排列的圓磁盤，且在 車軸桿上相對磁盤位置處安設有一以霍爾元件(Hall Sensor)構成并與控制器連接的轉 速感測器，控制器則與電動腳踏車帶動車輪轉動的馬達連通；通過轉速感測器經由圓磁盤 量測到腳踏板轉角速度訊號及轉動方向的相位訊號，并傳輸給控制器，控制器即根據此訊 號計算腳踏板角速度及角加速度，再將轉速訊號轉換成一馬達出力需求的訊號給馬達驅動 器，使馬達輸出一與腳踏速度相對應的馬達出力值，以輔助騎乘者達到省力效果。本實用新型的次要目的在提供一種電動腳踏車速度感應助力控制裝置，乃是可選 擇使用控制裝置與否，以達同于腳踏車的健身節能經濟效用，或選擇轉動出力需求感知器 使用全電動模式，以達快速的多功能實用創作。為了達到上述目的，本實用新型提供一種電動腳踏車速度感應助力控制裝置，是 由磁盤、轉速感測器及控制器所組合而成；其中所述磁盤裝設于電動腳踏車腳踏曲柄上，可 隨所述腳踏曲柄旋轉，且成磁極相間排列環覆的圓盤體，而在車軸桿上相對所述磁盤位置處固置有一以兩霍爾耳元件構成感應電路板的轉速感測器，且所述兩霍爾元件依據所述磁 盤磁極數形成有一特定θ角度的圓心夾，另所述轉速感測器并與由電子電路及蓄電池組 成的所述控制器形成電路連通，將所述腳踏曲柄旋轉檢知訊號傳給所述控制器，所述控制 器則與電動腳踏車帶動車輪轉動的馬達連通，并依據所述腳踏曲柄旋轉檢知訊號驅動所述 馬達。較佳的實施方式中，該電動腳踏車控制器還連接有出力需求感知器，以促使所述 控制器產生全電動模式。較佳的實施方式中，該電動腳踏車亦具有選擇使用控制裝置或人力踩踏模式的開
關裝置。本實用新型的有益效果在于除可依踩踏速度輔助騎乘者達到省力的效果外，且 可選擇全電動或全人力的多功能使用方式，以達多功能的經濟實用創作。
圖1是本實用新型部分實施例的側視圖；圖2是本實用新型磁盤實施例的正視圖；圖3是本實用新型轉速感測器實施例的正視圖；圖4是本實用新型使用實施例的方塊流程圖。附圖標記說明1_磁盤；2-轉速感測器；3-控制器；4-腳踏曲柄；5-車軸桿；6_霍 爾感應元件；7-車輪；8-馬達；9-腳踏板；10-出力需求感知器。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術特征和優點作更詳細的說明。請配合參閱圖1至圖4所示，本實用新型主要是由磁盤1、轉速感測器2及控制器 3所組合而成；其中磁盤1裝設于電動腳踏車腳踏曲柄4上，可隨腳踏曲柄旋轉4，且成磁極 相間排列環覆的圓盤體，圖示磁盤1為N極及S極相間24磁極的磁性圓環，而在車軸桿5上 相對磁盤1位置處固置有一以霍爾元件(Hall Sensor)構成的轉速感測器2，圖示轉速感測 器2由兩個霍爾感應元件6 (Hall Sensor)組成的感應電路板，兩霍爾元件6 (Hall Sensor) 依據磁盤1磁極數形成有一特定θ角度的圓心夾，另轉速感測器2并與電子電路及蓄電池 組成的控制器3形成電路連通，可將腳踏曲柄旋轉檢知訊號傳給控制器，控制器3尚與電動 腳踏車帶動車輪7轉動的馬達8連通，并依據腳踏曲柄4旋轉檢知訊號驅動馬達8。實際操作使用時，使用者在開起電動腳踏車電門后，當踩踏腳踏板9時，會帶動腳 踏曲柄4及其上的磁盤1旋轉，而轉速感測器2的霍爾感應元件6 (Hall Sensor)會感應磁 盤1轉動時極性變換的頻率及順序，經由變換的頻率及順序可以得知腳踏板轉動的速度及 方向，而轉速感測器2將經由圓磁盤1量測到腳踏板9轉角速度訊號及轉動方向的相位訊 號，傳輸給控制器3，此感應得到的速度可以用來控制馬達8出力大小，感應得到的方向可 以用來判斷腳踏曲柄4轉動的單一方向性，以避免腳踏曲柄4反轉也感應到速度而驅動馬 達8，控制器3即根據此訊號計算腳踏板角速度及角加速度，再將轉速訊號轉換成一馬達出 力需求的訊號給馬達8驅動器，使馬達8輸出一與腳踏速度相對應的馬達出力值，以帶動車 輪7輔助騎乘者，當腳踏板9踩踏速度越快代表車速越高且動力需求越大，因此控制器3輸出驅動訊號控制馬達8輸出動力越大，以輔助騎乘者達到省力的效果，馬達8動力輸出的大 小，控制器3會先根據腳踏板9踩踏的速度換算成當時的車速，再由車速再換算成車輛所需 的動力值，控制器3會再根據所計算得到的動力需求輸出控制訊號給馬達8，使其輸出相對 比例值的輔助動力。又使用者也可選擇轉動出力需求感知器10 (如摩托車的油門旋轉握把)使用全電 動模式，即可如操作摩托車方式達到快速省力的需求；另亦可選擇是否使用控制裝置，是 否開啟控制器3的電門，以達選擇是否同于腳踏車，完全以人力踩踏的健身節能經濟效用。本實用新型的構造及裝置從未見于市場及刊物上，除可依踩踏速度輔助騎乘者達 到省力的效果外，且可選擇全電動或全人力的多功能使用方式，是以功效上有明顯提升，充 分符合新型專利的創作或改良要件。以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員 理解，在不脫離以下所附權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化， 或等效，但都將落入本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種電動腳踏車速度感應助力控制裝置，其特征在于，是由磁盤、轉速感測器及控 制器所組合而成；其中所述磁盤裝設于電動腳踏車腳踏曲柄上，可隨所述腳踏曲柄旋轉，且 成磁極相間排列環覆的圓盤體，而在車軸桿上相對所述磁盤位置處固置有一以兩霍爾耳元 件構成感應電路板的轉速感測器，且所述兩霍爾元件依據所述磁盤磁極數形成有一特定θ 角度的圓心夾，另所述轉速感測器并與由電子電路及蓄電池組成的所述控制器形成電路連 通，將所述腳踏曲柄旋轉檢知訊號傳給所述控制器，所述控制器則與電動腳踏車帶動車輪 轉動的馬達連通，并依據所述腳踏曲柄旋轉檢知訊號驅動所述馬達。
2.根據權利要求1所述的電動腳踏車速度感應助力控制裝置，其特征在于，該電動腳 踏車控制器還連接有出力需求感知器，以促使所述控制器產生全電動模式。
3.根據權利要求1所述的電動腳踏車速度感應助力控制裝置，其特征在于，該電動腳 踏車亦具有選擇使用控制裝置或人力踩踏模式的開關裝置。
專利摘要本實用新型有關一種電動腳踏車速度感應助力控制裝置，乃是在電動腳踏車腳踏曲柄上裝設有一磁極相間排列的圓磁盤，且在車軸桿上相對磁盤位置處安設有一以霍爾元件構成并與控制器連接的轉速感測器，控制器則與電動腳踏車帶動車輪轉動的馬達連通；通過轉速感測器經由圓磁盤量測到腳踏板轉角速度訊號及轉動方向的相位訊號，并傳輸給控制器，控制器即根據此訊號計算腳踏板角速度及角加速度，再將轉速訊號轉換成一馬達出力需求的訊號給馬達驅動器，使馬達輸出一與腳踏速度相對應的馬達出力值，以輔助騎乘者達到省力的效果，另外，騎乘者亦可選擇使用與否，及選擇轉動出力需求感知器使用全電動模式，以達多功能的經濟實用創作。
文檔編號G01P3/48GK201777370SQ20092027896
公開日2011年3月30日 申請日期2009年11月13日 優先權日2009年11月13日
發明者游建長, 郭文瑞 申請人:郭文瑞