踏板辅助传感器制造技术

一种马达控制系统，用于一电动自行车，其特征在于，所述马达控制系统包括：一电动马达，用以协助一骑乘者踩踏所述电动自行车；一车链；一偏移传感器，用以量测所述车链的张力而产生车链张力数据；以及一处理器，用以计算：利用所述车链张力数据所得的一曲柄的每分钟转速值；由所述车链张力资料所得的踏板扭矩资料；由所述每分钟转速值及所述踏板扭矩数据所得的功率；以及用于所述电动马达的一控制信号，与所述功率成比例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种装置与方法，其用以根据量测一骑乘者所产生的机械功率控制一电动马达提供该骑乘者协助。该骑乘者所产生的功率系由电动自行车的车链(或皮带)张力以及每分钟的转速所测得。一车链滚轮(或皮带滚轮)系设置于一悬臂梁的自由端，且该车链(或皮带)系设于该车链滚轮(或皮带滚轮)上。悬臂梁的偏移量值提供了车链张力的量测值。用于该电动马达的一控制信号系根据骑乘者所产生的一平滑功率值而生成。【专利说明】踏板辅助传感器
本专利技术系有关于电动自行车相关领域，尤其地，系有关于根据一使用者的踩踏以控制电动马达辅助装置驱动电动自行车的相关技术。
技术介绍
消费者与条例规定皆希望电动马达提供给电动自行车的传动系统的功率与骑乘者透过人工方式输入踏板(即，踩踏踏板)的功率相关。也就是说，只有在骑乘者以人工方式转动踏板时，电动能才会被传递至传动系统，并且该电动能必须匹配或者为骑乘者踩踏踏板所输入的功率的某比例。此些电动自行车系统又可被称为踏板辅助系统(PedalAssist, PAS 或 Pedelec.)。为了要使此些踏板辅助系统运作，需要对于由骑乘者踩踏踏板所得到的功率进行精准的量测。习知骑乘者所提供的功率的量测系统在制作上过于昂贵，因此需要提供低成本并且符合电动自行车整体成本的功率量测系统。此外，复杂的系统常有失效的情况，因此需要提供长效性并且具有低维护成本或零维护成本的功率量测系统。又因为复杂的系统需要校准与调整才能取得精确度高的量测值，因此需要提供透过简易校准与调整即可以得到预定准确度的量测系统。另外，需要提供一种量测装置其可以不需调整或微幅调整而直接装设于市面上现有的电动自行车，而可被消费者或电动自行车制造厂商以套组方式装设于电动自行车上。
技术实现思路
鉴于以上的问题，本专利技术提供一种装置与方法，其用以根据量测一骑乘者所产生的机械功率控制一电动马达提供该骑乘者协助。该骑乘者所产生的功率系由电动自行车的车链(或皮带)张力以及每分钟的转速所测得。一车链滚轮(或皮带滚轮)系设置于一悬臂梁的自由端，且该车链(或皮带)系设于该车链滚轮(或皮带滚轮)上。悬臂梁的偏移量值提供了车链张力的量测值。用于该电动马达的一控制信号系根据骑乘者所产生的一平滑功率值而生成。于本专利技术的一实施态样中，系提供一种电动自行车的控制系统。该控制系统包含一电动马达、一车链、一传感器以及一处理器。该电动马达用以协助一骑乘者踩踏该电动自行车。该传感器量测该车链的车链张力而产生初步车链张力数据。该处理器计算该电动马达的一控制信号。该控制系统计算:利用该初步车链张力数据所得的一曲柄的每分钟转速值、该车链张力数据的一平滑化数值、由踩踏所得的平均功率，以及用于该电动马达的一控制信号，其与该平均功率成比例。【专利附图】【附图说明】在本文中提到并且构成本文的一部分的【专利附图】【附图说明】了本专利技术的实施例，并且与实施方式一起用以解释本专利技术的原理，其中:图1A系为本专利技术的一传感器组的左侧视图，所述传感器组用以量测骑乘者于一车链所产生的扭矩；图1B系为本专利技术的传感器组的右侧视图；图1C系为本专利技术的传感器组的俯视图；图2系为本专利技术的传感器组的立体示意图；图3系为本专利技术的传感器组的第二实施例的立体示意图，所述传感器组用以量测骑乘者于一车链所产生的扭矩；图4系为本专利技术的传感器组的第二实施例的外壳的立体示意图；图5A系为本专利技术的传感器组的第二实施例的外壳的左侧视图；图5B系为本专利技术的传感器组的第二实施例的外壳的俯视图；图5C系为本专利技术的传感器组的第二实施例的外壳的前侧视图；图系为本专利技术的传感器组的第二实施例的外壳的后侧视图； 图6系为本专利技术的一自行车的右侧视图，所述自行车接设有传感器；图7系为本专利技术的车链、自行车踏板、链盘以及传感器的右侧视图，传感器设置以量测车链扭矩；图8系为本专利技术接设有传感器的一自行车以及辅助踩踏的一电动马达的右侧视图(一);图9系为本专利技术接设有传感器的一自行车以及辅助踩踏的一电动马达的右侧视图(二)。【符号说明】10电路12，12a 传感器组13固定围体14车链滚轮16悬臂梁16a非固定端17磁铁18霍尔效应传感器20车链导引件24外壳26空孔30, 30a, 30b 电动自行车31车架34，34a, 52 车链34b第二车链36，38链盘40曲柄48自由轮50电动马达50a高速马达54中间轴60传动系统/变速器【具体实施方式】以下说明书内容系为本专利技术之最佳实施例，其非用于限制本专利技术的范畴而仅适用于说明本专利技术的一个或多个较佳实施例，本专利技术的专利技术范畴系取决于本专利技术所主张的权利要求项。图1A、图1B、图1C以及图2系分别为用以于一车链34量测骑乘者所产生扭矩的一传感器组12的左侧视图、右侧视图、俯视图以及立体示意图。设置于一悬臂梁16的一非固定端16a的一位移传感器系量测非固定端16a的偏移量值而决定车链34的张力。举例而言，一磁铁17系设置于该悬臂梁16的非固定端16a,而一霍尔效应传感器18系定位于一固定围体13内而使该磁铁17的一磁极直接地位于该霍尔效应传感器18上方。该磁铁17表面与该霍尔效应传感器18之间的距离通常为八分之一英吋。该传感器组12系与一车链滚轮14以及与该车链滚轮14协同运作的一车链导引件20匹配(如图7所示)。需要说明的是，在此悬臂梁16系为一较佳实施例，应知任何可以藉由量测与车链路径相互垂直的力量而量 测车链34的车链张力的装置(举例而言，活塞以及螺旋弹簧)皆应落入本专利技术的专利技术范畴。当该力量系藉由该车链34施加于该车链滚轮14时，该悬臂梁16的该非固定端16a系产生位移，导致该磁铁17更为靠近被固定的该霍尔效应传感器18。因此，该霍尔效应传感器18侦测到一磁场变化并导致其电子输出值随着该磁铁17的位置改变而变化。由于悬臂梁16的设计理念系为如此，因此悬臂梁16不会压迫该霍尔效应传感器18，而使得霍尔效应传感器18不会因为长时间持续受压而失效。一般来说，该磁铁17相对该霍尔效应传感器18的总位移量系小于八分之一英吋。该系统的零件大小与尺寸系可以对应其应用以及所欲量测的力量量值大小而改变。设有该霍尔效应传感器18的该固定围体13系为密封且防水而仍可以于极度潮湿与肮脏环境中使用。该传感器组12系典型地以大约五伏特以及一共线加以驱动。一第三导线运送传感器的信号，该信号表示施加于该悬臂梁16的力量。模拟霍尔效应传感器18产生一高阶电子信号，其系与供电源成比例。此高阶电子信号使得本量测系统不再需要如同以应变片为基础的一量测系统中所需的高增益信号条件。图3系为用以于一车链34量测骑乘者所产生扭矩的一传感器组12a的第二实施例的立体示意图。图4、图5A、图5B、图5C以及图系分别为该传感器组12a的外壳24的立体示意图、左侧视图、俯视图、前侧视图以及后侧视图。该外壳24包含与该外壳24 —体成型的一悬臂梁16，如此一体成型设计的外壳24与悬臂梁16提供了持续性的量测。位于该外壳24内的一空孔26系供一电路10配置。图6系为接设该传感器组12/12a的一电动自行车30的车架31的右侧视图。图7系为一车链34、曲柄40以及链盘36、38的右侧视图。为了量测人力踩踏自行车30的功率，系将该传感器组12/12a与该车链滚轮14以及该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马达控制系统，用于一电动自行车，其特征在于，所述马达控制系统包括：一电动马达，用以协助一骑乘者踩踏所述电动自行车；一车链；一偏移传感器，用以量测所述车链的张力而产生车链张力数据；以及一处理器，用以计算：利用所述车链张力数据所得的一曲柄的每分钟转速值；由所述车链张力资料所得的踏板扭矩资料；由所述每分钟转速值及所述踏板扭矩数据所得的功率；以及用于所述电动马达的一控制信号，与所述功率成比例。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·博伊勒，
申请(专利权)人：托马斯·博伊勒，
类型：
国别省市：