JP2013147245A - 自転車の乗用者に対して情報を信号指示するための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自転車乗用者が交通状況から目を逸らすことなく確実に知覚できる信号指示を実現すること。
【解決手段】本発明の装置は、状態情報を検出するための手段と、該状態情報のための少なくとも１つのインタフェースを備えた制御ユニットとを有し、該制御ユニットはさらに、該状態情報を評価するための手段と、振動アラームを作動させるための手段とを備えている。本発明の装置はさらに、前記制御ユニットによって駆動制御されるように構成された振動手段を有し、該振動手段によって、少なくとも１つの自転車部品が所期のように振動するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は一般的には、自転車の乗用者に対して情報を信号指示するための装置に関する。前記自転車は、とりわけ電動自転車である。

現在、多くの自転車、とりわけ電動自転車が、自転車の機能パラメータを検出したり、個々の構成部品が機能可能であるか否かを監視するために、自転車コンピュータおよびセンサ系を装備している。前記自転車の機能パラメータは、たとえば速度、加速度、走行距離に関する情報等であり、前記個々の構成部品は、たとえば駆動装置、照明手段およびブレーキ等である。情報の出力は通常、ディスプレイを介して光学的に、および／または、音響的に信号音または音声出力によって行われる。

自転車乗用者は通常、走行中に身体を動かしたり、自転車の技術的な操作を行ったりするのに非常に忙しく、また、常に変化する走行区間状況や交通状況にも大きな注意を払わなければならないので、自転車コンピュータのディスプレイに表示される情報の光学的な表示も、音響的な再生や信号音も、確実に知覚することができないことが判明している。このことはとりわけ、セーフティ関連の自転車構成要素が損傷していることや危険な状況にあることを指示しなければならない場合に危険であることが判明している。自転車乗用者が交通状況から目を逸らすことなく確実に知覚できる信号指示が望ましい。

したがって本発明の課題は、自転車乗用者が交通状況から目を逸らすことなく確実に知覚できる信号指示を実現することである。

本発明の装置は、状態情報を検出するための手段と、該状態情報のための少なくとも１つのインタフェースを備えた制御ユニットとを有し、該制御ユニットはさらに、該状態情報を評価するための手段と、振動アラームを作動させるための手段とを備えている。本発明の装置はさらに、前記制御ユニットによって駆動制御されるように構成された振動手段を有し、該振動手段によって、少なくとも１つの自転車部品が所期のように振動するように構成されている。

自転車の乗用者に対して状態情報を指示するための、本発明の装置のブロック回路図である。 本発明の装置の振動手段を配置できる複数の位置を示す概略図である。 本発明の装置の動作を説明するためのフローチャートである。

本発明の基礎となる思想は、特定のイベントを触覚的に、特に振動アラームを用いて、自転車の利用者に通知することである。このような振動アラームを用いた触覚的な通知では、自転車乗用者は自転車と必ず物理的に接触しており、どのような自転車の動きも特に感知できることを利用している。電動自転車に本発明の装置を装備することは特に簡単に行うことができる。というのもその場合には、エネルギー供給部としてバッテリーがすでに設けられており、たとえば、電動モータを振動手段として用いることができるからである。その際には、従来の自転車コンピュータの機能を拡張することにより、本発明の装置を簡単に実現することができる。この従来の自転車コンピュータの機能の拡張は、検出される状態情報の評価に関するものであり、この拡張には、振動手段の駆動制御が含まれる。また、自転車コンピュータがすでに設けられているかまたは未設置であるかに関わらず、純粋に機械的に駆動される自転車に、状態情報を検出するためのセンサ系と、該状態情報を評価するための制御ユニットとを装備し、かつ、駆動制御可能な振動手段を設けることもできる。この場合にはさらに、本発明の装置の各部品に対する電流供給部も必要とされる。

本発明の装置の信号指示手段は基本的に、検出される状態情報の範囲および種類に大きく依存する。実際の動きパラメータに基づいて得られる情報、たとえば速度超過または個人の速度最高記録を乗用者に指示する場合、本発明の装置は、このような状態情報を検出するのに適したセンサを備えていなければならない。さらに本発明の装置は、外部の情報源に対するインタフェース、たとえば移動電話に対するインタフェースを備えることもでき、これにより、振動アラームを介して、たとえば通話呼び出しやメッセージが入ったことを乗用者に通知することができる。

特に有利な実施形態では、本発明の装置は、自転車の各部品の動作状態を監視するためのセンサを有する。前記各部品の動作状態は、たとえば照明、ブレーキ、チェーンの動作状態およびタイヤ圧の状態等である。前記ブレーキおよびチェーンの動作状態は、たとえば摩耗状態である。電動自転車の場合には、モータ動作を監視するためのセンサと、バッテリーの充電状態を監視するためのセンサとを設けることもできる。このような状態情報を評価することにより、自転車の各構成要素の損傷や機能の制限を、乗用者に早期に指示することができる。乗用者は振動信号を直接知覚するので、即座に反応し、セーフティ上重要な不具合である場合には、危険な状況を回避することができる。不具合を早期に信号指示することは、必要に応じて行われる自転車の保守においても有利であることが判明している。保守実施間隔を超えて運転すると、システムの状態が悪化してしまうが、これは早期の保守によって防止することができる。いずれにしても、必要に応じて行われる保守によって必ず、システム全体の寿命に好影響が及ぼされ、この保守は、車両の交通安全に大きく寄与する。

すでに述べたように、本発明の装置は、車両の少なくとも１つの部品を所期のように振動させるための振動手段を含む。この振動手段はたとえばハンドルに作用することにより、少なくとも自転車のハンドルのグリップ領域が振動するように構成することができる。片方または両方のペダルを振動させる構成も可能である。この実施形態はとりわけ、モータがボトムブラケットの領域に取り付けられる電動自転車に適している。というのもこの場合には、モータを振動手段として使用できるからである。前記振動手段が自転車フレームに作用する場合には、たとえばサドル、サスペンションおよび／またはフォークを振動させることができる。ハブモータを備えた電動自転車の場合には、乗用者が自転車全体の特徴的な振動として知覚する、駆動モータの特別な駆動制御の形態で振動アラームを実現することもできる。

また、本発明の一実施形態では、少なくとも１つの音響信号発生器および／または少なくとも１つのディスプレイを備えつけ、所定の事態が生じた場合、前記振動アラームの他に付加的に、音響信号も生成され、および／または、情報が前記ディスプレイ上に表示されるように、前記制御ユニットによって前記音響信号発生器および／またはディスプレイを制御できるようにする。

さらに、本発明の一実施形態では、アクションの確定、たとえばリモート装置のボタンを押したことの確定のために、前記振動手段および／または音響手段を制御する機能を設けることもできる。

すでに上記で述べたように、本発明を有利に実施および発展するための手段は種々存在する。これらの手段に関しては、独立項で少なくとも１つの音響信号発生器および／または少なくとも１つのディスプレイを備えある請求項１を引用する従属項と、図面を参照してなされた、下記の本発明の複数の実施例の説明とを参照されたい。

図１のブロック回路図に、自転車の乗用者に対して状態情報を指示するための装置１００の複数の個々の構成要素の協働の仕方を示す。

装置１００は、自転車の動きパラメータを検出する複数のセンサ１２１，１２２・・・を含み、この動きパラメータはたとえば、現在の速度、走行した距離等である。前記装置１００はさらに、自転車の個々の部品の動作状態に関する情報を検出するセンサ１３１，１３２・・・も含み、この個々の部品の動作状態に関する情報は、たとえば照明手段やブレーキの状態に関する情報である。前記照明手段の状態に関する情報は、たとえば照明手段が機能可能であるか否かに関する情報である。前記自転車が電動自転車である場合、前記装置１００はさらに、バッテリーの充電状態を監視するためのセンサと、モータ動作を監視して現在のアシストレベルを検出するためのセンサとを含む。センサ情報はすべて、制御ユニット１１０へ伝送される。この制御ユニット１１０にはたとえば、前記センサ情報を処理および評価するためのマイクロコンピュータ１１１が備えられている。このような構成により、予め定義された状態が生じたか否かを監視することができ、たとえば、個人の最高速度記録、速度の過上昇、セーフティ上重大な欠陥の有無、電動駆動装置のアシストレベルの変化、または、保守対応の必要性の有無を監視することができる。

前記センサ情報によって、前記予め定義された状態のうちいずれかを推定できる場合、前記制御ユニット１１０は振動アラームを作動させる。すなわち、前記制御ユニット１１０は振動手段１４０を駆動する。図２を参照して、この振動手段１４０を詳細に説明する。この実施例では、処理された後のセンサ情報はさらに、詳細な付加情報として乗用者に対してディスプレイ１５０上に表示される。危険な状況は、振動アラームによって指示される他にさらに、音響信号によっても指示される。そのために必要な音響信号手段１６０もまた、制御ユニット１１０によって駆動される。図２に示された実施例では、前記制御ユニット１１０はセンサ１２１，１２２・・・およびセンサ１３１，１３２・・・に対するインタフェースを有する他に、外部情報源に対するインタフェース１７０も有し、たとえばスマートフォンに対するインタフェースを有することにより、通話呼び出しやテキストメッセージの到着も振動アラームおよび／または音響信号によって指示することができる。このスマートフォンは、機能が自転車や電動自転車の機能と直接関連しない部品の一例である。アラーム機能は、別の外部の信号発生器によって作動させることもでき、たとえば無線によって警報信号を伝達するか、または、ナビゲーション機器を併用してナビゲーション指示を伝達することができる。特に有利な形態では、たとえば右ハンドルおよび左ハンドルを駆動させることができる。左右ハンドルの振動により、乗用者に対して右折ないしは左折を要求することができる。振動振幅または周波数を適合することによってさらに、車両と曲がる場所との間の距離が未だどれくらいであるかを指示することもできる。右ペダル／左ペダルについても、上記で説明したのと同様の動作を適用することができる。また、ナビゲーションに装置に対するインタフェースを制御ユニット１１０に備えつけることにより、乗用者に対して振動アラームにより走行方向が示されるように構成することもできる。

図２に、中央モータ駆動装置を備えた電動自転車２００を示す。ここでは、駆動モータ２１０はボトムブラケットの領域に配置されている。バッテリー２１１はフレーム２２０のサドルパイプ２２１の、駆動モータ２１０より上方の位置に取り付けられており、該駆動モータ２１０に電流を供給するための電流供給部として機能するだけでなく、乗用者に対して状態情報を指示するための本発明の装置の振動手段に電流を供給するための電流供給部としても機能する。この振動手段は‐配置位置に応じて‐自転車の種々の部品に作用することができる。振動手段はたとえば、アンバランスに構成された小型モータの形態で実現することができるが、図２には詳細に示されていない。しかし同図では、振動手段の取付位置や作用位置を矢印１〜６によって示している。

第１の実施形態（矢印１）では、振動手段を自転車ハンドルバー２２２の領域に取り付けることにより、片手または両手において選択的に振動アラームが知覚されるようにする。こうするためには、振動発生器をたとえば、ハンドルバー２２２に取り付けられた自転車コンピュータ２２４に組み込むことができる。この振動発生器は、ハンドルバー２２２に取り付けることも、ハンドルグリップ２２３に組み込むこともできる。

第２の実施形態（矢印２）では、駆動モータ２１０が振動手段として機能する。こうするためには、振動アラームの場合、駆動モータ２１０が振動を発生させて該振動がボトムブラケット軸およびクランクを介してペダル２２５へ伝達されるように、該駆動モータ２１０を駆動制御する。または、振動手段をボトムブラケットおよび／またはペダル２２５の領域に取り付けてもよい。このようにして、乗用者は足で振動アラームを知覚することができる。

第３の実施形態（矢印３）では、サドル２２６を振動させる。こうするためには、振動発生器をサドル２２６に直接組み込むか、または、サドル支柱２２７またはサドルパイプ２２１に取り付けることができる。第４の実施形態（矢印４）では、フレーム部品またはフレームサスペンションを振動させる。このフレーム部品は、有利にはサスペンション支持されるフレーム部品であり、たとえば前輪フォーク２２８である。こうするためには、振動発生器をフレーム２２０の任意の場所に取り付けることができ、有利には、サスペンション支持されるフレーム部品に取り付けることができる。この実施形態では、乗用者は、自転車と接触している部位であればどの部位でも、振動アラームを知覚することができる。矢印５および６は、ハブモータを備えた電動自転車の場合の実施形態に関するものであり、これらの実施形態では‐上記にて説明した第２の実施形態と同様に‐駆動モータが振動手段として機能する。これらの実施形態では、ハブモータが前輪に配置されているかまたは後輪に配置されているかに応じて、当該ハブモータを適切に駆動制御することにより前輪または後輪が振動し、ひいてはフレーム２２０全体が振動する。

図３に、電動自転車の個々の部品の損傷や機能不全を指示するように構成された、本発明の装置の動作を示す。こうするためには、前記装置はセンサ系を含み、該センサ系によって、第１のステップ３１０において相応の状態データが検出され、前記装置の制御ユニットへ伝送される。第２のステップ３２１において前記状態データを評価し、これにより、ステップ３２２において、個々の部品の動作に制限が生じているか否かを判定する。次に、このようにして検出された損傷は別の評価ステップ３２３において評価され、その後に、ステップ３３１において振動アラームを作動させる。その際には、損傷の種類および重度に応じて機能不具合を指示するために、損傷の種類および重度に応じて本発明の装置の振動手段を駆動制御する。このことと並行して、ステップ３３２において前記機能不具合に関する付加情報を、本発明の装置のディスプレイ上に出力する。機能不具合が深刻である場合には、ステップ３３３においてさらに、音響警告信号を出力する。

サドル、ペダルまたはハンドルの振動によって上述のように本発明の指示を行うことにより、乗用者の自転車の状態に関する直接的なフィードバックを直ちに行うことができる。さらに、振動信号を変化させることによって損傷の重度を示すこともできる。

本発明の有利な実施形態では、前記中央モータ駆動装置のモータは振動発生器として機能する。というのも、これはペダルに直接結合されており、簡単に所期のように駆動制御できるからである。このような構成により、多かれ少なかれガタガタするペダル運動を引き起こすことができ、このペダル運動を乗用者がいかなる時間遅延もなく知覚することができる。慣れてしまうのを避けるためには、振動信号は、不具合状態のみを乗用者に気づかせる明りょうかつ離散的な信号とすべきである。その際にはたとえば、自転車コンピュータのディスプレイによっても、不具合の種類および重度に関する詳細情報を乗用者に提供することができる。このようにしてたとえば、センサの機能不全、タイヤのパンクないしはタイヤ圧の過不足、モータ駆動装置の損傷に関する情報、または保守実施間隔を過ぎたことを、乗用者に対して指示することができる。

１００ 本発明の装置
１１０ 制御ユニット
１１１ マイクロコンピュータ
１２１〜１２３ 自転車の動きパラメータを検出するセンサ
１３１〜１３３ 自転車の個々の部品の動作状態に関する情報を検出するセンサ
１５０ ディスプレイ
１６０ 音響信号手段
１７０ 外部情報源に対するインタフェース
２１０ 駆動モータ
２１１ バッテリー
２２０ フレーム
２２１ サドルパイプ
２２２ ハンドル
２２３ ハンドルグリップ
２２４ 自転車コンピュータ
２２５ ペダル
２２６ サドル
２２７ サドル支柱
２２８ 前輪フォーク

Claims (17)

1. 電動自転車である自転車の乗用者に対して情報を指示するための装置（１００）であって、
   前記装置（１００）は少なくとも、
   ・前記自転車の状態情報を検出するための手段（１２１，１２２，・・・，１３１，１３２）と、
   ・前記状態情報のための少なくとも１つのインタフェースを備えた制御ユニット（１１０）と、
   ・前記制御ユニット（１１０）によって駆動制御可能である振動手段（１４０）と
   を有し、
   前記制御ユニット（１１０）は、前記状態情報を評価するための手段（１１１）と、振動アラームを作動させるための手段（１１１）とを備えており、
   前記振動手段（１４０）によって、前記自転車の少なくとも１つの部品が所期のように振動されるように構成されている
   ことを特徴とする、装置（１００）。
2. 前記装置（１００）は、前記自転車の動きパラメータの形態である状態情報を検出するための少なくとも１つのセンサ（１２１，１２２，・・・）を有する、
   請求項１記載の装置（１００）。
3. 前記少なくとも１つのセンサ（１２１，１２２，・・・）は、前記自転車の現在の速度および加速度を検出する、
   請求項２記載の装置（１００）。
4. 前記装置（１００）は、前記自転車の少なくとも１つの部品の動作状態を監視するための少なくとも１つのセンサ（１３１，１３２，・・・）を備えている、
   請求項１から３までのいずれか１項記載の装置（１００）。
5. 前記自転車の少なくとも１つの部品の動作状態を監視するための少なくとも１つのセンサ（１３１，１３２，・・・）は、モータが設けられている場合には該モータのモータ動作を監視するか、または、前記自転車のバッテリーの充電状態を監視するか、または、前記自転車の照明手段が機能可能であるか否かを監視するか、または、前記自転車のブレーキおよびチェーンの摩耗を監視するか、または、前記自転車のタイヤ圧を監視する、
   請求項４記載の装置（１００）。
6. 前記制御ユニット（１１０）は、移動電話機および／またはナビゲーション装置である外部情報源（１７０）に対するインタフェースを備えており、
   通話呼び出しおよび／またはメッセージである情報が到着した場合、前記制御ユニット（１１０）は振動アラームを作動させる、
   請求項１から５までのいずれか１項記載の装置（１００）。
7. 前記制御ユニット（１１０）は、ナビゲーション装置に対するインタフェースを備えていることにより、前記乗用者に対して前記振動アラームによって走行方向が示される、
   請求項１から６までのいずれか１項記載の装置（１００）。
8. 前記振動手段（１４０）は前記自転車のハンドルの領域に取り付けられることにより、該振動手段（１４０）は該ハンドルの少なくとも１つのグリップ領域を振動させるように構成されている、
   請求項１から７までのいずれか１項記載の装置（１００）。
9. 前記振動手段（１４０）は前記自転車のボトムブラケットおよび／または前記自転車のペダルの領域に取り付けられることにより、該振動手段（１４０）は少なくとも１つのペダルを振動させるように構成されている、
   請求項１から８までのいずれか１項記載の装置（１００）。
10. 前記振動手段（１４０）は前記自転車のサドルおよび／またはサドル支柱および／またはサドルパイプの領域に取り付けられることにより、該振動手段（１４０）は該サドルを振動させるように構成されている、
    請求項１から９までのいずれか１項記載の装置（１００）。
11. 前記振動手段（１４０）は前記自転車のフレームに取り付けられることにより、該振動手段（１４０）は、サスペンション支承される、該フレームの少なくとも１つの部品を振動させるように構成されている、
    請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置（１００）。
12. 前記装置（１００）は電動自転車用であり、
    駆動モータが前記振動手段（１４０）として機能する、
    請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置（１００）。
13. 振動の強度を所期のように変化するように、前記振動手段（１４０）を制御できるように構成されている、
    請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置（１００）。
14. 前記装置（１００）は、少なくとも１つの音響信号発生器および／または少なくとも１つのディスプレイを備えており、
    所定の事態が生じた場合、前記振動アラームの他に付加的に、音響信号も生成され、および／または、情報が前記ディスプレイ上に表示されるように、前記制御ユニット（１１０）によって前記音響信号発生器および／またはディスプレイを制御できるように構成されている、
    請求項１から１３までのいずれか１項記載の装置（１００）。
15. 前記装置（１００）は、アクションの確定のために、前記振動手段（１４０）および／または音響信号を制御する機能を有する、
    請求項１から１４までのいずれか１項記載の装置（１００）。
16. 前記アクションの確定は、リモート装置のボタンを押したことの確定である、
    請求項１５記載の装置。
17. 前記装置（１００）は、重大な機能不具合が生じた場合、前記振動手段（１４０）および／または音響信号を駆動制御し、かつ、付加的な情報をディスプレイ上に表示する機能を有する、
    請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置（１００）。

Images