TW202000528A - 自行車電控裝置 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種自行車電控裝置，其包括：處理單元；換擋按鍵控制單元與處理單元以連接；記憶單元電性連接處理單元；感測裝置與處理單元電性連接，感測裝置包括定位系統、高度感應器、角度感應器及轉速感應器；伺服控制裝置包括前變速器伺服馬達及後變速器伺服馬達，該前變速器伺服馬達連動前變速器，該後變速器伺服馬達連動後變速器；訊息傳接單元電性連接處理單元；行動通訊裝置與訊息傳接單元無線通訊，行動通訊裝置內建控制程式，使用者透過控制程式以設定控制模式予訊息傳接單元，再將控制模式傳送至處理單元。

Description

自行車電控裝置

本創作乃關於一種自行車電控裝置，尤其是指一種提供自動改變檔位並提供智慧型換檔效果以符合每人不同的需求之裝置。

為提升使用者在騎乘時的便利性以及穩定性，讓駕者在多種不同路況時時都能輕鬆的騎乘，因此大多車種都設置變速系統以達到前述功能；然而一般駕者未必能夠準確的調整變速系統至適合的檔位，而造成無法輕鬆騎乘自行車；市面上出現自動變速系統，其不需要透過使用者手動切換，便能依據路況而自動調整變速系統的段速，如中華民國專利第I627096號之「用於自行車之變速控制裝置、電動輔助系統以及用於自行車之變速控制方法」，提出一種用於自行車之變速控制裝置、電動輔助系統以及用於自行車之變速控制方法，可減低有關在自行車停止後，再次開始踩踏踏板時的變速比的變更的繁瑣度。變速控制裝置具備有控制部，前述控制部係當自行車的行駛速度大於第1速度時，按照變速操作部的操作來控制前述變速機的變速狀態，當自行車的行駛速度成為第1速度以下時，若該時的前述變速機的變速狀態中的變速比大於預先規定的第1變速狀態中的變速比，自動控制前述變速機使成為預先規定的第1變速狀態，且控制前述變速機使成為預先規定的第1變速狀態後，若自行車的行駛速度大於第2速 度，則自動控制變速機使得變速比大於預先規定的第1變速狀態中的變速比；中華民國專利第I620683號之「自行車電子系統(二)」，提出一種自行車電子系統，包括手動命令管理單元，所述手動命令管理單元具有殼體，所述殼體被構造成固定在自行車車把的把手處，所述手動命令管理單元包括至少一個第一可手動致動開關和第一處理器；撥鏈器管理單元，所述撥鏈器管理單元包括第二處理器，其中所述系統包括在第一處理器和第二處理器之間的第一直接通訊通道，並且其中第一處理器響應所述至少一個第一開關的手動致動，發出位址為撥鏈器管理單元的撥鏈器命令信號，並且第二處理器通過第一直接通訊通道從第一處理器接收撥鏈器命令信號；中華民國專利第I615316號之「自行車零件控制裝置」，揭示一種基本上提供一通訊介面以及一控制器的自行車零件操作裝置，該通訊介面設置成與至少一個電動自行車零件以及至少一個手動操作輸入構件通訊，該控制器電耦合至該通訊介面，並且程式編輯成根據該至少一個手動操作輸入構件的操作，控制該至少一個電動自行車零件，該控制器程式編輯成根據透過該通訊介面耦合至該控制器的手動操作輸入構件數量，以不同方式決定該至少一個電動自行車零件之操作模式。

習知技術能夠利用控制單元接收手持裝置所傳送之檔位訊號，並傳送控制訊號至變速裝置，當變速裝置接收控制訊號後，會依據此控制訊號調整自行車之變速器之檔位，令不熟悉路況或是初學者也可以調整到最適合此路況之檔位以進行騎乘之動作。

本發明主要目的係提供一種自動變速系統，以依據路況而自 動調整變速系統的段速，令騎士能夠輕鬆的騎乘。

為了達到上述目的及功效，本創作『自行車電控裝置』，其包括一處理單元；一換擋按鍵控制單元，其與處理單元以有線或無線的方式連接，該換擋按鍵控制單元傳送手動控制訊號予處理單元；一記憶單元，該記憶單元電性連接處理單元，該處理單元傳送手動控制訊號至記憶單元儲存；一感測裝置，其安裝於自行車且與處理單元電性連接，該感測裝置包括一定位系統、一高度感應器、一角度感應器及一轉速感應器；一伺服控制裝置，其包括一前變速器伺服馬達及一後變速器伺服馬達，該前變速器伺服馬達連動前變速器，該後變速器伺服馬達連動後變速器；一訊息傳接單元，其電性連接處理單元；一行動通訊裝置，該行動通訊裝置可與訊息傳接單元無線通訊，該行動通訊裝置內建一控制程式，使用者透過控制程式以設定控制模式予訊息傳接單元，再將控制模式傳送至處理單元。

本發明進一步技術特徵在於，該定位系統為GPS定位系統，該定位系統在自行車行駛的過程中產生一路徑資訊，藉此處理單元依據定位系統之路徑資訊產生控制資訊予伺服控制裝置，使伺服控制裝置調整前、後變速器的段數。

1‧‧‧處理單元

2‧‧‧換擋按鍵控制單元

3‧‧‧記憶單元

4‧‧‧感測裝置

41‧‧‧定位系統

42‧‧‧高度感應器

43‧‧‧角度感應器

44‧‧‧轉速感應器

5‧‧‧伺服控制裝置

51‧‧‧前變速器伺服馬達

52‧‧‧後變速器伺服馬達

6‧‧‧訊息傳接單元

7‧‧‧行動通訊裝置

71‧‧‧控制程式

8‧‧‧避震調整裝置

81‧‧‧前避震伺服馬達

82‧‧‧後避震伺服馬達

9‧‧‧供電單元

91‧‧‧發電器

10‧‧‧伸縮調整伺服馬達

第一圖係本發明方塊示意圖。

本發明適用於全部的車種(例如登山車、跑車、公路車…等)，請參閱第一圖所示，本發明一種『自行車電控裝置』，其包括一處理單元1(本實施例的處理單元1為中央處理器(CPU))；一換擋按鍵控制單元2，其 與處理單元1以有線或無線的方式連接，該換擋按鍵控制單元2傳送手動控制訊號予處理單元1；一記憶單元3(本實施例的記憶單元3為SD CARD)，該記憶單元3電性連接處理單元1，該處理單元1傳送手動控制訊號至記憶單元3儲存；一感測裝置4，其安裝於自行車且與處理單元1電性連接，該感測裝置4包括一定位系統41、一高度感應器42、一角度感應器43及一轉速感應器44；一伺服控制裝置5，其包括一前變速器伺服馬達51及一後變速器伺服馬達52，該前變速器伺服馬達51連動前變速器，該後變速器伺服馬達52連動後變速器；一訊息傳接單元6，其電性連接處理單元1；一行動通訊裝置7，該行動通訊裝置7可與訊息傳接單元6無線通訊，該行動通訊裝置7內建一控制程式71，使用者透過控制程式71調控伺服控制裝置5，以進行段數的調整，此外，使用者亦能透過控制程式71設定訓練模式予訊息傳接單元6，再將訓練模式傳送至處理單元1。

本發明利用上述技術手段能夠達到下述功效：

一、自動調整段速至使用者習慣的模式：使用者在騎乘的過程中，利用感測裝置4中的定位系統41(本發明之定位系統41為全球衛星定位系統(GPS))能夠紀錄路徑資訊至記憶單元3儲存，而高度感應器42能夠量測自行車相對之前路段的高度並儲存至記憶單元3，再利用角度感應器43感測自行車傾斜的角度至記憶單元3，而轉速感應器44係傳送輪圈轉速資訊予處理單元1；如此一來，使用者在騎乘時，在任何路段上透過換擋按鍵控制單元2(或直接操控行動通訊裝置7之控制程式71)傳送段速的控制資訊，再經過伺服控制裝置5之前變速器伺服馬達51或後變速器伺服馬達52控制前變速器的段時或後變速器的段數，控制資訊會傳送至處理單元1，最後傳送至記 憶單元3，記憶單元3能夠將控制資訊配合路段、高度、角度資訊、轉速資訊儲存為一組訊號，當使用者往後在相同的路段、高度、角度、轉速資訊任一者或前述兩者以上的組合時，便會傳送訊息予處理單元1，而處理單元1再傳送控制訊息予伺服控制裝置5，如此達到根據使用者的習慣自動調控段數的功效，藉以有客製化的效果。

一般而言可僅透過定位系統41傳送路徑資訊予處理單元1後，再由處理單元1將路徑資訊與記憶單元3中已儲存的路徑資訊配對後，傳送使用者習慣段數之控制資訊予伺服控制裝置5，使伺服控制裝置5之前變速器伺服馬達51或後變速器伺服馬達52自動調整前、後變速器至使用者習慣的段數；然而，有些地方會干涉定位系統41接受衛星訊號，使定位系統41接收衛星訊號的強度變弱(例如深山裡或偏遠地方)，其易影響定位系統41判斷路段的精準度，因此在此種情況下，本發明便能藉由高度感應器42、角度感應器43及轉速感應器44以輔助定位系統41的不足，以提升變數器之段數調整精準度。

二、設定訓練模式：行動通訊裝置7(本實施例的行動通訊裝置7為智慧型手機或平板電腦…等)，而其中行動通訊裝置7中的控制程式71(本實施例的控制程式71為APP)，藉此使用者透過控制程式71自動編輯設定在指定路段、高度或角度時，所欲調整的段數，以達到訓練的效果。

三、安裝容易：本發明主要利用伺服控制裝置5取代現行的撥檔位置，以達到安裝容易的效果。

四、減少自行車握把上的控制按鈕及整合自行車的變速線：本發明利用行動通訊裝置7之控制程式71以控制前、後變速器伺服馬達51、 52調整前、後變速器至適合的段數，以取代習知變速系統需要藉由多顆設置於握把上的按鈕達到調整段數的效果，如此一來，可減少握把上的控制按鈕，也提升使用者操作的便利性；再者藉由伺服控制裝置5以減少變速線的數量。

前述為本發明主實施例之主要技術特徵，其對應本案申請專利範圍第一項的內容，得以詳知本發明之目的與實施型態，而其餘附屬申請專利範圍所述的技術特徵是為對申請專利範圍第一項內容的詳述或附加技術特徵，而非用以限制申請專利範圍第一項的界定範圍，應知本案申請專利範圍第一項不必要一定包含其餘附屬申請專利範圍所述的技術特徵。

其中，該定位系統41為GPS定位系統，該定位系統41在自行車行駛的過程中產生一路徑資訊，藉此利用定位系統41紀錄騎乘的路徑及距離，且處理單元1依據定位系統41之路徑資訊傳送控制資訊予伺服控制裝置5，使伺服控制裝置5調整前、後變速器的段數；該高度感應器42為高度儀；該角度感應器43為角度儀，其中，本發明主要利用定位系統41以提供使用者當下所位於的路段，再藉由高度感應器42及角度感應器43作為輔助以精準的提供路況，藉此處理單元1根據定位系統41、高度感應器42及角度感應器43的路徑資訊傳送控制資訊予伺服控制裝置5，令伺服控制裝置5之前變速器伺服馬達51或後變速器伺服馬達52自動調控前、後變速器至使用者習慣的段速。

為了避免腳踏的能量被避震器吸收，導致自行車變得難以控制，因此本創作進一步包括一避震調整裝置8，其電性連接處理單元1，且避震調整裝置8包括一前避震伺服馬達81及一後避震伺服馬達82，該前避震 伺服馬達81連接前叉避震器，而後避震伺服馬達82連接後避震器，藉此，當處理單元1接收路徑資訊、自行車傾斜角度及高度的資訊後，處理單元1會依照前述資訊自行傳送避震調整資訊予避震調整裝置8之前避震伺服馬達81及後避震伺服馬達82，令避震調整裝置8前避震伺服馬達81及後避震伺服馬達82根據路況以拉線、釋放或鎖定的方式調整前叉避震器及後避震器至適當的狀態(如鎖定避震效果、釋放避震效果)，舉例而言，當路況較為平坦時，可加強避震效果以避免自行車於行駛過程中不斷地接收地面的反作用力造成自行車的震動，而在上坡路段時能夠鎖定避震器，以踩踏能量耗損在避震器上。

另外，進一步包括一伸縮調整伺服馬達10，其係與處理單元1電性連接，其連接自行車的伸縮座椅之伸縮調整裝置，藉此透過伸縮調整伺服馬達10自動調整自行車的伸縮座椅高度，當使用者於上坡路段時自動調高自行車的伸縮座椅，令騎士之重心前移減少臀部的壓力，且手部更易彎曲以平均分攤壓力，並提升腳的踩踏力；而於下坡路段自動降低使用者的伸縮座椅高度，以令臀部的重心後移，以提升自行車下坡時的穩定性。

進一步包括一供電單元9，其電性連接處理單元1，藉此提供處理單元1所須得電力來源。另外，進一步包括一發電器91，該發電器91安裝於自行車，且發電器91電性連接供電單元9，該發電器91為車輪發電花轂，且安裝於自行車的車輪上，當供電單元9的電力耗盡時，能夠透過發電器91提供供電單元9電力(本發明的發電器91不限制於車輪發電花轂，而是任何發電器都包含的於本發明的範疇內)。

1‧‧‧處理單元

2‧‧‧換擋按鍵控制單元

3‧‧‧記憶單元

4‧‧‧感測裝置

41‧‧‧定位系統

42‧‧‧高度感應器

43‧‧‧角度感應器

44‧‧‧轉速感應器

5‧‧‧伺服控制裝置

51‧‧‧前變速器伺服馬達

52‧‧‧後變速器伺服馬達

6‧‧‧訊息傳接單元

7‧‧‧行動通訊裝置

71‧‧‧控制程式

8‧‧‧避震調整裝置

81‧‧‧前避震伺服馬達

82‧‧‧後避震伺服馬達

9‧‧‧供電單元

91‧‧‧發電器

10‧‧‧伸縮調整伺服馬達

Claims (8)

1. 一種自行車電控裝置，其包括：一處理單元；一換擋按鍵控制單元，其與處理單元以有線或無線的方式連接，該換擋按鍵控制單元傳送手動控制訊號予處理單元；一記憶單元，該記憶單元電性連接處理單元，該處理單元傳送手動控制訊號至記憶單元儲存；一感測裝置，其安裝於自行車且與處理單元電性連接，該感測裝置包括一定位系統、一高度感應器、一角度感應器及一轉速感應器；一伺服控制裝置，其包括一前變速器伺服馬達及一後變速器伺服馬達，該前變速器伺服馬達連動前變速器，該後變速器伺服馬達連動後變速器；一訊息傳接單元，其電性連接處理單元；一行動通訊裝置，該行動通訊裝置可與訊息傳接單元無線通訊，該行動通訊裝置內建一控制程式，使用者透過控制程式以設定控制模式予訊息傳接單元，再將控制模式傳送至處理單元；該定位系統為GPS定位系統，該定位系統在自行車行駛的過程中產生一路徑資訊，藉此處理單元依據定位系統之路徑資訊產生控制資訊予伺服控制裝置，使伺服控制裝置調整前、後變速器的段數。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之自行車電控裝置，進一步包括一避震調整裝置，其電性連接處理單元，且避震調整裝置包括一前避震伺服馬達及一後避震伺服馬達，該前避震伺服馬達連接前叉避震器，而後避震伺服馬達連接後避震器。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之自行車電控裝置，進一步包括一伸縮調整伺服馬達，其係與處理單元電性連接，其連接自行車的伸縮座椅之伸縮調整裝置，藉此透過伸縮調整伺服馬達自動調整自行車的伸縮座椅高度。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之自行車電控裝置，進一步包括一供電單 元，其電性連接處理單元。
5. 根據申請專利範圍第4項所述之自行車電控裝置，進一步包括一發電器，該發電器安裝於自行車，且發電器電性連接供電單元。
6. 根據申請專利範圍第5項所述之自行車電控裝置，其中，該發電器為車輪發電花轂。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之自行車電控裝置，其中，該高度感應器為高度儀。
8. 根據申請專利範圍第1項所述之自行車電控裝置，其中，該角度感應器為角度儀。

Images