JP2012121338A - Navigation apparatus - Google Patents

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陽輔 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a navigation apparatus that controls an electric power-assisted bicycle using each information, such as terrain information obtained by positioning, a slope sensor, the number of revolutions of a pedal, and a speed sensor.SOLUTION: The apparatus includes: a current location detector that detects a current location; a map data saving device in which map data is recorded, the map data having fine shapes and angles of slope of roads; a slope detector 1b that calculates angles of slope; a speed detector 2a that calculates speed of the electric power-assisted bicycle; a Cadence detector 2b that detects Cadence of the electric power-assisted bicycle; a transmission detector 2c that detects a state of the transmission; a torque detector 2d that detects a load on travelling; a memory 1e that stores results to be detected by each of the detectors; a controller 1g that controlled each part of the apparatus; and an assisted-amount computing device 1f that reads out information of a road in front of the current location from the map data saving device, and controls drive force of the electric power-assisted bicycle on the basis of the detected results stored in the memory.

Description

本発明は電動アシスト自転車と連携して動作するナビゲーション装置に関するものである。   The present invention relates to a navigation device that operates in conjunction with a power-assisted bicycle.

従来の電動アシスト自転車の構成としては、トルクセンサを備えると共に電動アシスト自転車に設けられ人力トルクを検出することによってアシスト駆動力を制御するものが知られている（例えば特許文献１参照）。   As a configuration of a conventional electrically assisted bicycle, there is known a device that includes a torque sensor and is provided in the electrically assisted bicycle to control assist driving force by detecting human power torque (see, for example, Patent Document 1).

特開２０００−１１８４８１号公報JP 2000-118481 A

このような電動アシスト自転車においてアシスト駆動力を制御する制御方法は、人力トルクを検出した後アシスト駆動を開始するように構成されているため、人体に直接負荷が発生した後にアシスト駆動を行うため足やひざに負荷変動のたびに重さや苦しさを与えてしまうという問題があった。   The control method for controlling the assist driving force in such an electrically assisted bicycle is configured to start the assist driving after detecting the human power torque, so that the assist driving is performed after the load is directly generated on the human body. There was a problem that the knee was given weight and pain each time the load changed.

そこで本発明は、従来の問題を解決するためになされたものであって、測位による地形情報や傾斜センサ、ペダル回転数（以下ケイデンス）、スピードセンサ、トルクセンサ、変速器段検出部からの各情報を用いて電動アシスト自転車を制御することができるナビゲーション装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the conventional problems, and includes each of the terrain information obtained by positioning, the inclination sensor, the pedal rotation speed (hereinafter referred to as cadence), the speed sensor, the torque sensor, and the transmission stage detection unit. It is an object of the present invention to provide a navigation device that can control an electrically assisted bicycle using information.

上記目的を達成するために本発明は、目的地までの経路を案内することができると共に走行状況に合わせて電動アシスト自転車の駆動力を制御することができるナビゲーション装置であって、現在位置を検出する現在位置検出手段と、道路の形状や道路の傾斜角の詳細な地図データが記録された地図データ保存手段と、傾斜角度を算出する傾斜検出手段と、前記電動アシスト自転車の速度を算出する速度検出手段と、前記電動アシスト自転車のケイデンスを検出するケイデンス検出手段と、前記電動アシスト自転車の変速機の状態を検出する変速機検出手段と、前記電動アシスト自転車の走行時における負荷を検出するトルク検出手段と、前記傾斜検出手段、前記速度検出手段、前記ケイデンス検出手段、前記変速機検出手段、前記トルク検出手段から検出される少なくとも１つ以上の検出結果を記憶する記憶手段と、前記ナビゲーション装置の各部を制御する制御手段と、前記現在位置検出手段で検出された現在位置の前方における道路の情報を前記地図データ保存手段から読み出すと共に前記記憶手段に記憶された検出結果に基づいて前記電動アシスト自転車の前記駆動力を制御するアシスト量演算手段を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a navigation device capable of guiding a route to a destination and controlling a driving force of an electrically assisted bicycle according to a traveling situation, and detecting a current position. Current position detection means, map data storage means in which detailed map data of road shape and road inclination angle are recorded, inclination detection means for calculating inclination angle, and speed for calculating the speed of the electrically assisted bicycle Detection means; cadence detection means for detecting the cadence of the electrically assisted bicycle; transmission detection means for detecting a state of a transmission of the electrically assisted bicycle; and torque detection for detecting a load during travel of the electrically assisted bicycle. Means, the inclination detecting means, the speed detecting means, the cadence detecting means, the transmission detecting means, and the torque detecting means. Storage means for storing at least one detection result detected from the means, control means for controlling each part of the navigation device, and road information in front of the current position detected by the current position detection means Assist amount calculation means for controlling the driving force of the electric assist bicycle based on the detection result read from the map data storage means and stored in the storage means is provided.

また、本発明の前記ナビゲーション装置は、前記制御手段の制御に応じて通知する通知手段を備えることを特徴とする。   Further, the navigation device of the present invention is characterized by comprising a notification means for notifying in accordance with the control of the control means.

本発明によれば、ＧＰＳ受信部と表示部に接続された制御部からなるナビゲーション装置を構成し、その制御部に接続された傾斜センサ、スピードセンサ、ケイデンスセンサ、変速器段検出部、トルクセンサ及び運動パターン記憶部を備え、前記制御部に接続された
アシスト量演算部からのアシスト量出力に応じて、バッテリに蓄えられた電力でアシストモータを駆動する、駆動部とからなる構成とすることにより、進路の地形データ及び各センサからの現在の状態を示すデータを比較することによって、負荷変化を予測し、乗車者の運動能力に最適な、より足やひざに対して負担をかけにくいアシスト機能を得ることができる。 According to the present invention, a navigation device including a GPS receiving unit and a control unit connected to a display unit is configured, and a tilt sensor, a speed sensor, a cadence sensor, a transmission stage detection unit, a torque sensor connected to the control unit. And an exercise pattern storage unit, and a drive unit that drives the assist motor with the electric power stored in the battery according to the assist amount output from the assist amount calculation unit connected to the control unit. By comparing the terrain data of the course and the data indicating the current state from each sensor, the load change is predicted, and the assist that is optimal for the rider's exercise ability and less burden on the legs and knees Function can be obtained.

本発明の実施の形態におけるナビゲーション装置の構成示すブロック図The block diagram which shows the structure of the navigation apparatus in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるナビゲーション装置を装着した電動アシスト自転車を示す模式図The schematic diagram which shows the electrically assisted bicycle which equipped with the navigation apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における自転車のペダル回転数と速度及び理論アシスト量の関係を示す模式図The schematic diagram which shows the relationship of the pedal rotation speed of bicycle in embodiment of this invention, speed, and theoretical assist amount. 本発明の実施の形態におけるナビゲーション装置の動作を示すフロー図The flowchart which shows operation | movement of the navigation apparatus in embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態におけるナビゲーション装置について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施の形態におけるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 Hereinafter, a navigation device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a navigation device according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態におけるナビゲーション装置を装着した電動アシスト自転車について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施の形態におけるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本願発明のナビゲーション装置１は、ＧＰＳ受信部１ａと、傾斜センサ１ｂと、表示部１ｃと、記憶部１ｅと、アシスト量演算部１ｆとを備えて構成されている。 Hereinafter, an electrically assisted bicycle equipped with a navigation device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a navigation device according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the navigation device 1 of the present invention includes a GPS receiver 1a, a tilt sensor 1b, a display 1c, a storage 1e, and an assist amount calculator 1f.

ここでＧＰＳ受信部１ａは、衛星から電波を受信し緯度経度を求めることができるように構成されている。
傾斜センサ１ｂは、ナビゲーション装置１が水平面に対してどれくら傾いているか測定することができるように構成されている。 Here, the GPS receiving unit 1a is configured to receive radio waves from a satellite and obtain latitude and longitude.
The tilt sensor 1b is configured to measure how much the navigation device 1 is tilted with respect to the horizontal plane.

表示部１ｃは、ナビゲーション装置１における地図データの表示、目的地までの経路の表示、注意地点の表示、案内表示などを行うことができるように構成されている。
入力部１ｄは、ナビゲーション装置１に対して操作入力を行うことができるように構成されている。例えば、条件設定や目的地設定などの項目を入力又は選択することができるように構成されている。なお、入力部１ｄの変わりに、表示部１ｃの表面にタッチパネルを設け、このタッチパネルをタッチ操作することで入力を行うように構成しても同様の効果を得ることができる。 The display unit 1c is configured to perform display of map data, display of a route to a destination, display of a caution point, guidance display, and the like in the navigation device 1.
The input unit 1d is configured so that an operation input can be performed on the navigation device 1. For example, items such as condition setting and destination setting can be input or selected. Note that a similar effect can be obtained even if a touch panel is provided on the surface of the display unit 1c instead of the input unit 1d and the input is performed by touching the touch panel.

記憶部１ｅは、地図データが記憶されており、この地図データには、道路のリンク情報や、道路毎の勾配、傾斜情報、曲折情報等が記憶されている。また、電動アシスト自転車に設けられているスピードセンサ、ケイデンスセンサ、変速機検出部、トルクセンサからの出力を道路リンク毎に制御部１ｇの指示に基づいて記憶するように構成されている。   The storage unit 1e stores map data, and the map data stores road link information, gradients for each road, inclination information, bending information, and the like. Moreover, it is comprised so that the output from the speed sensor, cadence sensor, transmission detection part, and torque sensor which are provided in the electric assist bicycle may be stored for each road link based on the instruction of the control part 1g.

アシスト量演算部１ｆは、電動アシスト自転車の駆動部２ｆに対してどの程度アシストするほうが最適であるか演算することができるように構成されており、記憶部１ｅに記憶された道路リンク毎の勾配や傾斜情報、曲折情報に基づいて最適なアシストを行うことができるように駆動部２ｆを制御することができるように構成されている。また、アシスト
量演算部１ｆは、電動アシスト自転車に搭載された駆動系の方式や能力にあった信号に変換され出力することができるように構成されている。 The assist amount calculation unit 1f is configured to be able to calculate the optimum degree of assisting the driving unit 2f of the electrically assisted bicycle, and the gradient for each road link stored in the storage unit 1e. Further, the drive unit 2f can be controlled so that optimum assistance can be performed based on the inclination information and the bending information. Further, the assist amount calculation unit 1f is configured to be converted into a signal suitable for the system and ability of the drive system mounted on the electrically assisted bicycle and output.

制御部１ｇは、ナビゲーション装置１を構成する各部を制御することができるように構成されており、図示しないが、経路探索部や経路案内部の機能を備え、入力部１ｄから入力される目的地までの経路を探索したりすることができるように構成されている。また、制御部１ｇはＧＰＳ受信部１ａから得られる緯度経度情報から記憶部１ｅに保存されている地図データを用いて現在地周辺の地形及び、現在進んでいる方位の地形データ、すなわち進路の起伏やカーブなどの情報を得ることができ、また傾斜センサ１ｂから現在地の進行方向の傾斜角を得ることができるように構成されている。また、制御部１ｇは電動アシスト自転車の現在の情報とこの自転車の乗り手の運動能力や走行パターンを過去の走行から解析、蓄積した運動パターンの記録を記憶部１ｅから読み出してデータを比較することにより最適なアシスト量情報を出力することができるように構成されている。なお、制御部１ｇは自転車の乗り手の運動能力や走行パターンを学習して記憶部１ｅに記憶するように構成することで、アシスト量演算部１ｆで最適なアシスト量を演算させるための情報を提供することができるように構成されている。   The control unit 1g is configured so as to be able to control each unit constituting the navigation device 1. Although not shown, the control unit 1g has functions of a route search unit and a route guide unit, and is a destination input from the input unit 1d. It is configured to be able to search for a route up to. Further, the control unit 1g uses the map data stored in the storage unit 1e from the latitude / longitude information obtained from the GPS receiving unit 1a, and the terrain data around the current location and the terrain data of the current traveling direction, i.e. Information such as a curve can be obtained, and the inclination angle in the traveling direction of the current location can be obtained from the inclination sensor 1b. In addition, the control unit 1g analyzes the current information of the electrically assisted bicycle, the exercise ability and the running pattern of the rider of the bicycle from the past running, reads the accumulated exercise pattern record from the storage unit 1e, and compares the data. The optimum assist amount information can be output. The control unit 1g is configured to learn and store the exercise ability and running pattern of the bicycle rider and store them in the storage unit 1e, thereby providing information for calculating the optimum assist amount by the assist amount calculation unit 1f. It is configured to be able to.

また、本願発明のナビゲーション装置１は、図２に示すように電動アシスト自転車２に接続して、各部から必要な情報を取得することで電動アシスト自転車２の駆動力を制御することができるように構成されている。次に本発明のナビゲーション装置１を備えた電動アシスト自転車２の構成について図面を用いて説明する。図２は、電動アシスト自転車の構成を示す模式図である。図２に示すように、スピードセンサ２ａと、ケイデンスセンサ２ｂと、変速器段検出部２ｃと、トルクセンサ２ｄと、駆動部２ｆと、アシストモータ２ｇと、バッテリ２ｅとナビゲーション装置１とを備えて構成されている。   Further, the navigation device 1 of the present invention is connected to the electrically assisted bicycle 2 as shown in FIG. 2 so that the driving force of the electrically assisted bicycle 2 can be controlled by acquiring necessary information from each part. It is configured. Next, the structure of the electrically assisted bicycle 2 provided with the navigation device 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the electrically assisted bicycle. As shown in FIG. 2, a speed sensor 2a, a cadence sensor 2b, a transmission stage detection unit 2c, a torque sensor 2d, a drive unit 2f, an assist motor 2g, a battery 2e, and a navigation device 1 are provided. It is configured.

ここでスピードセンサ２ａは、自転車の走行速度を検出することが出来るように構成されており、例えば、車輪の回転からスピードを検出することができるように構成されている。
ケイデンスセンサ２ｂは、ペダルの回転数を測定できるように構成されている。
変速器段検出部２ｃは、電動アシスト自転車２に搭載されている変速機段の位置の状態を検出することができるように構成されており、変速機のギア等の段を検出することで、電動アシスト自転車がどのような速度で走行しているか把握することができるように構成されている。なお変速機段が無い電動アシスト自転車の場合でも本願発明の構成に特に影響することはなく、適切な状況でアシストすることができるように構成されている。 Here, the speed sensor 2a is configured to detect the traveling speed of the bicycle. For example, the speed sensor 2a is configured to detect the speed from the rotation of the wheel.
The cadence sensor 2b is configured to be able to measure the number of rotations of the pedal.
The transmission stage detection unit 2c is configured to be able to detect the state of the position of the transmission stage mounted on the electrically assisted bicycle 2, and by detecting the stage of the gear of the transmission, It is comprised so that it can grasp | ascertain what speed the electric assist bicycle is drive | working. Even in the case of an electrically assisted bicycle without a transmission stage, the configuration of the present invention is not particularly affected, and the bicycle can be assisted in an appropriate situation.

トルクセンサ２ｄは、電動アシスト自転車２が走行しているときにかかる荷重を検出することができるように構成されたものであって、このトルクセンサ２ｄを設けてあることで、例えば、坂道などによってどの程度の負荷がかかっているか検出することができるように構成されている。   The torque sensor 2d is configured to be able to detect a load applied when the electrically assisted bicycle 2 is traveling. By providing the torque sensor 2d, for example, on a slope It is configured to be able to detect how much load is applied.

駆動部２ｆは、バッテリ２ｅからアシストモータ２ｇに供給する電力量を制御することができるように構成されると共に、ナビゲーション装置１のアシスト量演算部１ｆからの指示に基づいてアシストモータ２ｇに流すバッテリの電力量を制御することができるように構成されている。なお、電動アシスト自転車にナビゲーション装置１が接続されていないときは、スピードセンサ２ａ、トルクセンサ２ｄ、変速器段検出部２ｃ、トルクセンサ２ｄから出力される数値に基づいてアシストモータ２ｇを制御するようにバッテリ２ｅの供給量を調整することが出来るように構成されている。   The drive unit 2f is configured to be able to control the amount of power supplied from the battery 2e to the assist motor 2g, and is a battery that flows to the assist motor 2g based on an instruction from the assist amount calculation unit 1f of the navigation device 1 It is comprised so that the electric energy of can be controlled. When the navigation device 1 is not connected to the electrically assisted bicycle, the assist motor 2g is controlled based on numerical values output from the speed sensor 2a, the torque sensor 2d, the transmission stage detection unit 2c, and the torque sensor 2d. In addition, the supply amount of the battery 2e can be adjusted.

バッテリ２ｅは、駆動部２ｆからの指示に基づいてアシストモータ２ｇに電力供給を行うことはできるように構成されている。また、電動アシスト自転車２が停止する際にアシ
ストモータ２ｇが発生する回生電力を駆動部２ｆの制御に基づいて充電することもできるように構成されている。
アシストモータ２ｇは、駆動部２ｆからの制御によってバッテリ２ｅの電力を用いて駆動させることができるように構成されている。また、電動アシスト自転車の停止時に発生する回生電力は、駆動部２ｆを介してバッテリ２ｅに充電を行うことができるように構成されている。なお、充電管理は、駆動部２ｆで処理を行うことができるように構成されている。 The battery 2e is configured to be able to supply power to the assist motor 2g based on an instruction from the drive unit 2f. Further, the regenerative power generated by the assist motor 2g when the electrically assisted bicycle 2 stops can be charged based on the control of the drive unit 2f.
The assist motor 2g is configured to be driven using the power of the battery 2e under the control of the drive unit 2f. Further, the regenerative electric power generated when the electrically assisted bicycle is stopped is configured to be able to charge the battery 2e via the drive unit 2f. Note that the charge management is configured such that processing can be performed by the drive unit 2f.

このように構成された電動アシスト自転車２に取り付けられたナビゲーション装置１は、図２に示すように、ナビゲーション装置１は自転車のハンドル部に装着され、自転車に取り付けられたスピードセンサ２ａ、ケイデンスセンサ２ｂ、変速器段検出部２ｃとトルクセンサ２ｄからの情報信号をナビゲーション装置１に、またナビゲーション装置１のアシスト量演算部１ｆが出力するアシスト量信号を駆動部２ｆに伝送するために、バスライン３とコネクタ２ｈによって、ナビゲーション装置１と自転車本体とが接続されて構成されている。   As shown in FIG. 2, the navigation device 1 attached to the electrically assisted bicycle 2 configured as described above is mounted on the handle portion of the bicycle, and the speed sensor 2a and the cadence sensor 2b attached to the bicycle. In order to transmit the information signal from the transmission stage detection unit 2c and the torque sensor 2d to the navigation device 1, and to transmit the assist amount signal output from the assist amount calculation unit 1f of the navigation device 1 to the drive unit 2f, the bus line 3 The navigation device 1 and the bicycle body are connected by the connector 2h.

次に、本発明において、自転車のペダル回転数と理論速度及び実測速度の関係に関して図を用いて説明する。図３は、ペダル回転数と理論速度及び実測速度の関係を示す模式図である。
図３に示すのは、本発明のナビゲーション装置１は、スピードセンサ２ａとケイデンスセンサ２ｂ及び、変速器段検出部２ｃから各検出された出力を用いて、現在の走行状況を推測するための考え方の１例を示すものである。 Next, in the present invention, the relationship between the pedal rotation speed of the bicycle, the theoretical speed, and the actually measured speed will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the pedal rotation speed, the theoretical speed, and the actually measured speed.
FIG. 3 shows that the navigation device 1 according to the present invention uses the outputs detected from the speed sensor 2a, the cadence sensor 2b, and the transmission stage detection unit 2c to estimate the current driving situation. This is an example.

電動アシスト自転車２の変速器段検出部２ｃで検出された変速器段に対してケイデンスセンサ２ｂで測定したケイデンスが測定されると、例えば、平地で等速運動をしている場合、理論速度と実測速度は一致すると考えられる。一方、坂道や風による負荷変動が発生した場合や下り坂や追い風の場合には、実測速度が理論速度より大きくなり、上り坂や向かい風の場合実測速度が理論速度より小さくなる。
また、乗車者の運動能力は、この図上運動能力のカーブのように表現することができ、過去の走行時のデータより蓄積する。 When the cadence measured by the cadence sensor 2b is measured with respect to the transmission stage detected by the transmission stage detection unit 2c of the electrically assisted bicycle 2, for example, when a uniform motion is performed on a flat ground, The measured speed is considered to be the same. On the other hand, when a load fluctuation occurs due to a hill or wind, or when a downhill or a tailwind, the actually measured speed becomes higher than the theoretical speed, and when it is an uphill or headwind, the actually measured speed becomes smaller than the theoretical speed.
In addition, the rider's athletic ability can be expressed as a curve of athletic ability on the figure, and is accumulated from data during past driving.

次に、本発明のナビゲーション装置１を備えた電動アシスト自転車２の動作についてフローチャートを用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態におけるナビゲーション装置を装着した電動アシスト自転車の制御を示すフロー図である。   Next, operation | movement of the electrically assisted bicycle 2 provided with the navigation apparatus 1 of this invention is demonstrated using a flowchart. FIG. 4 is a flowchart showing control of the electrically assisted bicycle equipped with the navigation device according to the embodiment of the present invention.

図４に示すように、本発明のナビゲーション装置１を搭載した電動アシスト自転車２は、スピードセンサ２ａで実速度を測定し（Ｓ１）、ケイデンスセンサ２ｂでケイデンスを計測し（Ｓ２）、変速器段検出部２ｃで変速器の段を計測し（Ｓ３）、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３で測定した値の実速度と理論値とではどちらが大きいかを判断し（Ｓ４）、Ｓ４において理論値よりも実速度が大きいと判断した場合には（Ｓ４、Ｎｏ）、アシスト不要と判断しアシスト量を「０」として出力する（Ｓ１５）。また、Ｓ４において理論値よりも実速度が小さいと判断した場合には（Ｓ４、ＹＥＳ）、次に傾斜センサ１ｂを用いて走行している道路の傾斜角度を測定する（Ｓ５）。Ｓ５において傾斜センサ１ｂから得られた数値から現在地が下り坂であると判断すると（Ｓ６、Ｙｅｓ）、安全のためアシスト量を「０」として出力する（Ｓ１５）。また、Ｓ６において下り坂ではないと判断した場合には（Ｓ６、Ｎｏ）、ＧＰＳ受信部１ａで取得したＧＰＳ測位で得られた進路先情報よりこの先勾配がどのように変化するかを推定し（Ｓ７）、負荷換算テーブルＳ８ａを用いて負荷予測を算出する（Ｓ８）。   As shown in FIG. 4, the electrically assisted bicycle 2 equipped with the navigation device 1 of the present invention measures the actual speed with the speed sensor 2a (S1), measures the cadence with the cadence sensor 2b (S2), and the transmission stage. The speed of the transmission is measured by the detection unit 2c (S3), and it is determined which of the actual speed and the theoretical value measured in S1, S2, and S3 is larger (S4). In S4, the actual speed is higher than the theoretical value. Is determined to be large (S4, No), it is determined that the assist is unnecessary, and the assist amount is output as "0" (S15). If it is determined in S4 that the actual speed is smaller than the theoretical value (S4, YES), then the inclination angle of the road that is running is measured using the inclination sensor 1b (S5). If it is determined in S5 that the current location is a downhill from the numerical value obtained from the tilt sensor 1b (S6, Yes), the assist amount is output as “0” for safety (S15). If it is determined in S6 that it is not a downhill (No in S6), it is estimated how this forward slope changes from the course destination information obtained by GPS positioning acquired by the GPS receiver 1a ( S7), a load prediction is calculated using the load conversion table S8a (S8).

次に、Ｓ８で負荷予測を算出後、トルクセンサ２ｄで実負荷を計測する（Ｓ９）。Ｓ９
でトルクセンサ２ｄで計測された実負荷が「０」であった場合は（Ｓ１０、Ｙｅｓ）、走行状態ではないと判断することができペダルを漕いでいない状態のため、アシスト量を「０」として出力する（Ｓ１５）。また、Ｓ１０においてトルクセンサ２ｄの値においてトルク値が「０」でない場合には（Ｓ１０、Ｎｏ）、運動パターンＳ１１ａを用いてアシスト量を算出する（Ｓ１１）。このとき、Ｓ１１ａにおいて負荷変化予測値及び乗車者の運動パターン（運動能力）データにより次回のアシスト量に対して変化が滑らかになるように、かつ、乗車者の運動能力に応じたアシスト量を加減算するようなアシスト量を算出するように構成されている（Ｓ１１）。 Next, after calculating the load prediction in S8, the actual load is measured by the torque sensor 2d (S9). S9
When the actual load measured by the torque sensor 2d is “0” (S10, Yes), it can be determined that the vehicle is not in the running state, and the pedal is not pedaled. (S15). When the torque value is not “0” in the value of the torque sensor 2d in S10 (S10, No), the assist amount is calculated using the motion pattern S11a (S11). At this time, in S11a, the change amount is smoothed with respect to the next assist amount based on the predicted load change value and the rider's exercise pattern (exercise ability) data, and the assist amount corresponding to the rider's exercise ability is added or subtracted. The amount of assist is calculated (S11).

Ｓ１１で算出されたアシスト量の値が、乗車者の運動能力と自転車のアシスト能力を加算したものに対して大きいか判定を行う（Ｓ１２）。Ｓ１２において、Ｓ１１で算出されたアシスト量の値が大きいと判定されると（Ｓ１２、Ｙｅｓ）、現在いる場所の進路に急坂などがあることにより電動アシスト自転車２に乗車して走行することは不可能と予測されるため降車を指示して、坂にかかる前に停車を促しアシストを弱める動作を行う（Ｓ１３）。また、Ｓ１２においてＳ１１で算出されたアシスト量の値が小さいと判定されると（Ｓ１２、Ｎｏ）、十分アシスト可能と判断し、Ｓ１１で算出したアシスト量を駆動部２ｆに伝送しアシストモータ２ｇを制御することができるよう構成されている。また、Ｓ１３、１４、Ｓ１５の処理の後、ナビゲーション装置１が電動アシスト自転車２から取り外されたか否かを判断し（Ｓ１６）、Ｓ１６においてナビゲーション装置１が電動アシスト自転車２から取り外されていないと判断したときは（Ｓ１６、Ｎｏ）、Ｓ１に戻り処理を繰り返し、Ｓ１６においてナビゲーション装置１が電動アシスト自転車２から取り外されたと判断したときは（Ｓ１６、Ｙｅｓ）、処理を終了する。   It is determined whether or not the assist amount value calculated in S11 is larger than the sum of the rider's exercise ability and the bicycle assistance ability (S12). If it is determined in S12 that the value of the assist amount calculated in S11 is large (S12, Yes), it is not possible to get on the electric assist bicycle 2 and travel because there is a steep slope in the course of the current location. Since it is predicted that it is possible to get off the vehicle, an instruction is given to get off the vehicle, and before stopping on the hill, the vehicle is stopped and the assist is weakened (S13). If it is determined in S12 that the value of the assist amount calculated in S11 is small (No in S12), it is determined that sufficient assist is possible, and the assist amount calculated in S11 is transmitted to the drive unit 2f to transmit the assist motor 2g. It is configured so that it can be controlled. Further, after the processes of S13, 14, and S15, it is determined whether or not the navigation device 1 has been removed from the electrically assisted bicycle 2 (S16), and it is determined in S16 that the navigation device 1 has not been removed from the electrically assisted bicycle 2. If it is (S16, No), the process returns to S1, and the process is repeated. If it is determined in S16 that the navigation device 1 has been removed from the power-assisted bicycle 2 (S16, Yes), the process ends.

以上のように本発明のナビゲーション装置は、電動アシスト自転車２に設けられた傾斜センサ１ｂ、スピードセンサ２ａ、ケイデンスセンサ２ｂ、変速器段検出部２ｃ、トルクセンサ２ｄから情報を取得し、取得した情報から制御部に接続されたアシスト量演算部を用いてアシスト量出力を算出し、算出したアシスト量を、電動アシスト自転車２に搭載された駆動部２ｆに伝送し、伝送された情報に基づいて駆動部２ｆからアシストモータ２ｇを動作させることができる。このため、進路の地形データ及び各センサからの現在の状態を示すデータを比較することによって、負荷変化を予測し、乗車者の運動能力に最適な、より足やひざに対して負担をかけにくいアシスト機能を得ることができる。また、本実施の形態において、ナビゲーション装置１による目的地へのルート案内において高低さの少ないルートを選択させることもできるので足やひざへの負担をかけにくいという効果を得ることができる。   As described above, the navigation device of the present invention acquires information from the inclination sensor 1b, the speed sensor 2a, the cadence sensor 2b, the transmission stage detection unit 2c, and the torque sensor 2d provided in the electric assist bicycle 2, and acquires the acquired information. The assist amount output unit calculates the assist amount output using the assist amount calculation unit connected to the control unit, transmits the calculated assist amount to the drive unit 2f mounted on the electric assist bicycle 2, and drives based on the transmitted information. The assist motor 2g can be operated from the portion 2f. For this reason, by comparing the terrain data of the course and the data indicating the current state from each sensor, it is possible to predict the load change and to be optimal for the exercising ability of the rider, and to lessen the burden on the legs and knees. An assist function can be obtained. Moreover, in this Embodiment, since the route with few heights can also be selected in the route guidance to the destination by the navigation apparatus 1, the effect that it is hard to put a burden on a leg | foot and a knee can be acquired.

本発明の自転車アシスト及びナビゲーション装置は、人力による移動手段、装置として有用である。   The bicycle assist and navigation device of the present invention is useful as a moving means and device using human power.

１ ナビゲーション装置
１ａ ＧＰＳ受信部
１ｂ 傾斜センサ
１ｃ 表示部
１ｄ 入力部
１ｅ 記憶部
１ｆ アシスト量演算部
１ｇ 制御部
２ 電動アシスト自転車
２ａ スピードセンサ
２ｂ ケイデンスセンサ（ペダル回転数センサ）
２ｃ 変速器段検出部
２ｄ トルクセンサ
２ｅ バッテリ
２ｆ 駆動部
２ｇ アシストモータ
２ｈ コネクタ
３ バスライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Navigation apparatus 1a GPS receiving part 1b Inclination sensor 1c Display part 1d Input part 1e Storage part 1f Assist amount calculating part 1g Control part 2 Electric assist bicycle 2a Speed sensor 2b Cadence sensor (pedal speed sensor)
2c Transmission stage detection unit 2d Torque sensor 2e Battery 2f Drive unit 2g Assist motor 2h Connector 3 Bus line

Claims (2)

目的地までの経路を案内することができると共に走行状況に合わせて電動アシスト自転車の駆動力を制御することができるナビゲーション装置であって、
現在位置を検出する現在位置検出手段と、
道路の形状や道路の傾斜角の詳細な地図データが記録された地図データ保存手段と、
傾斜角度を算出する傾斜検出手段と、
前記電動アシスト自転車の速度を算出する速度検出手段と、
前記電動アシスト自転車のケイデンスを検出するケイデンス検出手段と、
前記電動アシスト自転車の変速機の状態を検出する変速機検出手段と、
前記電動アシスト自転車の走行時における負荷を検出するトルク検出手段と、
前記傾斜検出手段、前記速度検出手段、前記ケイデンス検出手段、前記変速機検出手段、前記トルク検出手段から検出される少なくとも１つ以上の検出結果を記憶する記憶手段と、
前記ナビゲーション装置の各部を制御する制御手段と、
前記現在位置検出手段で検出された現在位置の前方における道路の情報を前記地図データ保存手段から読み出すと共に前記記憶手段に記憶された検出結果に基づいて前記電動アシスト自転車の前記駆動力を制御するアシスト量演算手段を備えることを特徴とするナビゲーション装置。 A navigation device capable of guiding a route to a destination and controlling a driving force of an electrically assisted bicycle according to a traveling state,
Current position detecting means for detecting the current position;
Map data storage means in which detailed map data of road shape and road inclination angle is recorded,
An inclination detecting means for calculating an inclination angle;
Speed detecting means for calculating the speed of the electrically assisted bicycle;
Cadence detection means for detecting cadence of the electrically assisted bicycle;
Transmission detection means for detecting the state of the transmission of the electrically assisted bicycle;
Torque detecting means for detecting a load during travel of the electric assist bicycle;
Storage means for storing at least one detection result detected from the inclination detection means, the speed detection means, the cadence detection means, the transmission detection means, and the torque detection means;
Control means for controlling each part of the navigation device;
Assist that reads the road information ahead of the current position detected by the current position detection means from the map data storage means and controls the driving force of the electric assist bicycle based on the detection result stored in the storage means A navigation apparatus comprising a quantity calculation means. 前記ナビゲーション装置は、前記制御手段の制御に応じて通知する通知手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。   The navigation device according to claim 1, further comprising a notification unit that notifies the navigation device according to the control of the control unit.
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