CN201777370U - 电动脚踏车速度感应助力控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型有关一种电动脚踏车速度感应助力控制装置，乃是在电动脚踏车脚踏曲柄上装设有一磁极相间排列的圆磁盘，且在车轴杆上相对磁盘位置处安设有一以霍尔元件构成并与控制器连接的转速感测器，控制器则与电动脚踏车带动车轮转动的马达连通；通过转速感测器经由圆磁盘量测到脚踏板转角速度讯号及转动方向的相位讯号，并传输给控制器，控制器即根据此讯号计算脚踏板角速度及角加速度，再将转速讯号转换成一马达出力需求的讯号给马达驱动器，使马达输出一与脚踏速度相对应的马达出力值，以辅助骑乘者达到省力的效果，另外，骑乘者亦可选择使用与否，及选择转动出力需求感知器使用全电动模式，以达多功能的经济实用创作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种感应助力控制装置，特别涉及一种电动脚踏车速度感应助力控制装置，乃是可针对电动脚踏车踏板速度来控制马达，以提供一相对应的出力来辅助骑乘者。
背景技术
电动脚踏车又名「电动自行车」或「电动辅助自行车」，其架构是以一般自行车的架构额外配置电动马达及提供马达电力的电池所构成；其配置电动马达于自行车上的目的，为提供额外的动力来辅助骑乘者能够以轻松的脚踏力来骑乘脚踏车；但是以往的电动脚踏车，其马达的出力是以装设在右把手上的出力需求感知器的讯号大小来作为马达出力大小的控制依据，且这个出力需求感知器是由骑乘者依据自己的需求以手来转动感知器以控制马达的出力大小；上述的架构其马达辅助骑乘者的出力是靠骑乘者自己去控制的，这往往造成骑乘者不知道如何控制把手上的出力需求感知器来达到一个最佳的辅助力输出，要不然就是出力太小使得骑乘者没感觉到辅助的作用，要不然就是出力太大使得脚踩踏板的速度跟不上马达而造成踩空现象；如此就会使得骑乘者索性就不用脚踩方式而是直接以全电动方式来使车辆行走，这样的话就失去电动辅助自行车的目的了，是以针对于此，乃有再加以研究改良的必要。
有鉴于此，本创作人乃积十数年从事电动脚踏车制作、设计的经验，悉心研究，竭尽心智，针对以上的缺失，寻求改良的方法，并经过多次的实验试做，而终于创作出此一电动脚踏车速度感应助力控制装置。
发明内容
本实用新型的主要目的在提供一种电动脚踏车速度感应助力控制装置，乃是设计一可感应骑乘者脚踩踏板的速度，并根据踏板速度来控制马达以提供一相对应的出力来辅助骑乘者的控制装置，为在电动脚踏车脚踏曲柄上装设有一 磁极相间排列的圆磁盘，且在车轴杆上相对磁盘位置处安设有一以霍尔元件(Hall Sensor)构成并与控制器连接的转速感测器，控制器则与电动脚踏车带动车轮转动的马达连通；通过转速感测器经由圆磁盘量测到脚踏板转角速度讯号及转动方向的相位讯号，并传输给控制器，控制器即根据此讯号计算脚踏板角速度及角加速度，再将转速讯号转换成一马达出力需求的讯号给马达驱动器，使马达输出一与脚踏速度相对应的马达出力值，以辅助骑乘者达到省力效果。
本实用新型的次要目的在提供一种电动脚踏车速度感应助力控制装置，乃是可选择使用控制装置与否，以达同于脚踏车的健身节能经济效用，或选择转动出力需求感知器使用全电动模式，以达快速的多功能实用创作。
为了达到上述目的，本实用新型提供一种电动脚踏车速度感应助力控制装置，是由磁盘、转速感测器及控制器所组合而成；其中所述磁盘装设于电动脚踏车脚踏曲柄上，可随所述脚踏曲柄旋转，且成磁极相间排列环覆的圆盘体，而在车轴杆上相对所述磁盘位置处固置有一以两霍尔耳元件构成感应电路板的转速感测器，且所述两霍尔元件依据所述磁盘磁极数形成有一特定θ角度的圆心夹，另所述转速感测器并与由电子电路及蓄电池组成的所述控制器形成电路连通，将所述脚踏曲柄旋转检知讯号传给所述控制器，所述控制器则与电动脚踏车带动车轮转动的马达连通，并依据所述脚踏曲柄旋转检知讯号驱动所述马达。
较佳的实施方式中，该电动脚踏车控制器还连接有出力需求感知器，以促使所述控制器产生全电动模式。
较佳的实施方式中，该电动脚踏车亦具有选择使用控制装置或人力踩踏模式的开关装置。
本实用新型的有益效果在于：除可依踩踏速度辅助骑乘者达到省力的效果外，且可选择全电动或全人力的多功能使用方式，以达多功能的经济实用创作。
附图说明
图1是本实用新型部分实施例的侧视图；
图2是本实用新型磁盘实施例的正视图；
图3是本实用新型转速感测器实施例的正视图；
图4是本实用新型使用实施例的方块流程图。
附图标记说明：1-磁盘；2-转速感测器；3-控制器；4-脚踏曲柄；5-车轴杆；6-霍尔感应元件；7-车轮；8-马达；9-脚踏板；10-出力需求感知器。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
请配合参阅图1至图4所示，本实用新型主要是由磁盘1、转速感测器2及控制器3所组合而成；其中磁盘1装设于电动脚踏车脚踏曲柄4上，可随脚踏曲柄旋转4，且成磁极相间排列环覆的圆盘体，图示磁盘1为N极及S极相间24磁极的磁性圆环，而在车轴杆5上相对磁盘1位置处固置有一以霍尔元件(Hall Sensor)构成的转速感测器2，图示转速感测器2由两个霍尔感应元件6(Hall Sensor)组成的感应电路板，两霍尔元件6(Hall Sensor)依据磁盘1磁极数形成有一特定θ角度的圆心夹，另转速感测器2并与电子电路及蓄电池组成的控制器3形成电路连通，可将脚踏曲柄旋转检知讯号传给控制器，控制器3尚与电动脚踏车带动车轮7转动的马达8连通，并依据脚踏曲柄4旋转检知讯号驱动马达8。
实际操作使用时，使用者在开起电动脚踏车电门后，当踩踏脚踏板9时，会带动脚踏曲柄4及其上的磁盘1旋转，而转速感测器2的霍尔感应元件6(Hall Sensor)会感应磁盘1转动时极性变换的频率及顺序，经由变换的频率及顺序可以得知脚踏板转动的速度及方向，而转速感测器2将经由圆磁盘1量测到脚踏板9转角速度讯号及转动方向的相位讯号，传输给控制器3，此感应得到的速度可以用来控制马达8出力大小，感应得到的方向可以用来判断脚踏曲柄4转动的单一方向性，以避免脚踏曲柄4反转也感应到速度而驱动马达8，控制器3即根据此讯号计算脚踏板角速度及角加速度，再将转速讯号转换成一马达出力需求的讯号给马达8驱动器，使马达8输出一与脚踏速度相对应的马达出力值，以带动车轮7辅助骑乘者，当脚踏板9踩踏速度越快代表车速越高且动力需求越大，因此控制器3输出驱动讯号控制马达8输出动力越大，以辅助骑乘者达到省力的效果，马达8动力输出的大小，控制器3会先根据脚踏板9踩踏的速度换算成当时的车速，再由车速再换算成车辆所需的动力值，控制器3会再根据所计算得到的动力需求输出控制讯号给马达8，使其输出相对比例值的辅助动力。
又使用者也可选择转动出力需求感知器10(如摩托车的油门旋转握把)使用全电动模式，即可如操作摩托车方式达到快速省力的需求；另亦可选择是否 使用控制装置，是否开启控制器3的电门，以达选择是否同于脚踏车，完全以人力踩踏的健身节能经济效用。
本实用新型的构造及装置从未见于市场及刊物上，除可依踩踏速度辅助骑乘者达到省力的效果外，且可选择全电动或全人力的多功能使用方式，是以功效上有明显提升，充分符合新型专利的创作或改良要件。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种电动脚踏车速度感应助力控制装置，其特征在于，是由磁盘、转速感测器及控制器所组合而成；其中所述磁盘装设于电动脚踏车脚踏曲柄上，可随所述脚踏曲柄旋转，且成磁极相间排列环覆的圆盘体，而在车轴杆上相对所述磁盘位置处固置有一以两霍尔耳元件构成感应电路板的转速感测器，且所述两霍尔元件依据所述磁盘磁极数形成有一特定θ角度的圆心夹，另所述转速感测器并与由电子电路及蓄电池组成的所述控制器形成电路连通，将所述脚踏曲柄旋转检知讯号传给所述控制器，所述控制器则与电动脚踏车带动车轮转动的马达连通，并依据所述脚踏曲柄旋转检知讯号驱动所述马达。
2.根据权利要求1所述的电动脚踏车速度感应助力控制装置，其特征在于，该电动脚踏车控制器还连接有出力需求感知器，以促使所述控制器产生全电动模式。
3.根据权利要求1所述的电动脚踏车速度感应助力控制装置，其特征在于，该电动脚踏车亦具有选择使用控制装置或人力踩踏模式的开关装置。
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