[发明专利]可侦测曲柄轴二端踩踏扭力的电助自行车扭矩检测装置

说明书

本发明提供一种可侦测曲柄轴二端踩踏扭力的电助自行车扭矩检测装置，本发明的踩踏扭力与马达动力均经由对应的单向传动装置连结于套设在该曲柄轴外的中空轴而传递到传动链轮；扭力检知单元，设于该中空轴上，且位于该第一单向传动装置及第二单向传动装置之间；由上述，可令中置马达与脚踏的动力传输互不影响，且当扭力检知单元感测到高于设定的踩踏扭力值时，可令中置马达提供适当的电助力，将检知的扭力值降低至设定的踩踏扭力值。本发明能使整个中置的电助系统体积精小，踩踏扭力控制简单且不受到外界环境的影响。

技术领域

本发明涉及一种可侦测曲柄轴二端踩踏扭力的电助自行车扭矩检测装置，本发明的踩踏扭力与马达动力均经由对应的单向传动装置连结于套设在该曲柄轴外的中空轴而传递到传动链轮；扭力检知单元，设于该中空轴上，且位于该第一单向传动装置及第二单向传动装置之间；凭借之，可令中置马达与脚踏的动力传输互不影响，而扭力检知单元可精确测量纯分别由曲柄轴左右二端所传递的扭力；据此，当扭力检知单元感测到高于设定的踩踏扭力值时，可令中置马达提供适当的电助力，将检知的扭力值降低至设定的踩踏扭力值。

背景技术

基于环保与乘骑轻松、舒适的需求，市场上已有多种不同的电助脚踏车，而电助脚踏车的系统可依电助马达的装置位置分为前轮、后轮与中置系统，其中马达中置的电助脚踏车是未来的重要主流，而脚踏轴上的采踏扭力控制则为其主要的电助控制方式之一。

理想的马达中置的电助脚踏车的扭力检知装置，要能使整个中置的电助系统体积精小，且踩踏扭力与马达动力均要能连结于同一轴上而传递到传动链轮；当仅脚踏动力传输时，扭力检知单元要能精确的测量到纯分别由曲柄轴左右二端所传递的采踏扭力，且必须不受马达磁力的影响；而当仅中置马达输出动力时，扭力检知单元不应检知道中置马达所输出的扭力；再者，当扭力检知单元感测到高于设定的踩踏扭力值时，可令中置马达提供适当的电助力，并将检知的扭力值降低至设定的踩踏扭力值；此外，踩踏扭力控制需简单、精确，且于使用时不受到外界环境的影响。

然而，现有的脚踏轴外并未具有中空轴，而是将一扭力检知单元直接设于脚踏轴上者，该扭力检知单元将仅能感测到脚踏轴上一端的采踏扭力；如欲感测到脚踏轴上二端的采踏扭力，则须在链盘两侧均装设扭力检知单元，其将导致整体体积及设置成本过高。

而另一现有的脚踏轴外设有中空轴者，其是将一扭力检知单元设于中空轴上者，当其与中置马达动力传输结合时，如并未设有前述的双单向传动装置，则中置马达与脚踏的动力传输会互相影响；如仅脚踏轴与中空轴间有单向传动装置，采踏扭力将受马达磁滞力的影响；如仅马达动力传输与中空轴间有单向传动装置，马达转动时，将强迫脚踏轴与其同步转动，此将造成骑乘时不舒适。

而在另一现有的脚踏轴，其虽于脚踏轴外设有中空轴，但扭力检知单元未设于中空轴上，如电动车的链轮盘、链条、后车架上者；依此设计，当扭力检知单元感测到高于设定的踩踏扭力值，而中置马达提供电助力时，检知的扭力值非下降反而是提高，此将造成电助脚踏车扭力控制的误差与困难。此外，其感测器外露，将造成极易受到外界或天候影响而损坏或影响其感测结果。

现有如美国专利公开第20120048634号的“BICYCLE WITH AUXILIARY POWERUNIT”一案，其脚踏曲柄轴38设置一中空套件72，并直接与链轮盘36相接；马达经马达轴56、齿轮58、另一转轴108、链轮60；链轮盘36与链轮盘60、62则以链条44相连结；此设计的马达动力传输并未如上述的理想设计般的与中空轴直接结合，整个中置的电助系统体积显得复杂而不精小；在动力传输方面多经过了两个链轮盘60、62，也将增加传输系统的能量损失。

现有如中国台湾专利证书第M451316号的“电动自行车扭力传感装置”专利，其虽设有套设于曲柄轴的从动套(中空轴)、检知单元、单向离合器及大盘，但其并未与中置马达结合；明显的，该设计将仅被应用于前置驱动与后置驱动的电助自行车。

发明内容