TW202415568A - 電動腳踏車之先進騎士輔助系統 - Google Patents

Abstract

一種電動腳踏車之先進騎士輔助系統，包括：一微處理器、一主動車距控制巡航系統、一前方防碰撞警示系統、一盲點偵測系統、一警示器及一驅動模組。其中，以主動車距控制巡航系統偵測前車放慢速度時，將自動調整電動機的速度，在前方無車輛時恢復原先設定的車速度。以前方防碰撞警示系統計算即將與前車碰撞的時間後，輸出訊號給微處理器啟動警示器動作及控制電動機減速。以盲點偵測雷達偵測盲點區有物體時，該盲點偵測系統以演算法計算，並將計算結果傳給微處理器，微處理器輸出訊號啟動該警示器，以提高騎乘之安全性與騎乘舒適性的。

Description

電動腳踏車之先進騎士輔助系統

本發明係有關一種電動腳踏車，尤指一種透過多個雷達偵測，以提高騎乘電動腳踏車之安全性與騎乘舒適性的安全騎乘輔助系統。

有關於電動腳踏車(E-Bike)，很多人都會覺得，既然要運動 ，又何必需要助力。當然，騎自行車(腳踏車)肯定要比騎電動腳踏車對健康更有益。若是拿電動腳踏車和步行相比，騎車又更有訓練的效果。

根據一項的研究報告指出，電動腳踏車能提供至少中等強度的體能活動，比騎乘一般自行車的強度低，但比單純的走路高。尤其對於過去不常騎自行車的人來說，電動腳踏車是一個比較容易的開始，並且能改善缺乏運動者的身體健康(例如心肺功能)。

雖然，騎乘電動腳踏車可以改善缺乏運動者的身體健康，目前電動腳踏車在騎乘過程中，所有的騎乘安全及舒適性皆都是騎乘者自行目視及自行控制，例如車距，騎乘者就必需自己目測與前車距離，若是騎太快，太過於接近前車時，騎乘者就必需一直握住煞車系統，保持隨時可以按下煞車系統進行煞車減速，導致騎乘過程中易忽略其他事情，只要一個不留神很容易自撞、自摔，甚至騎乘中還會被突如其來的人、物或車輛追撞，造成行車的不安全。

因此，本發明要解決在騎乘電動腳踏車時，如何來提高騎乘電動腳踏車的安全性與舒適性，乃是本發明所要解決的課題。

因此，本發明之主要目的，在於提供一種先進騎士輔助系統安裝於電動腳踏車上，並利用多個雷達偵測電動腳踏車前方及盲點區，以主動控制電動腳踏車與前車的車距，防止前車追撞及防止盲點區的人、物或車輛突如其來的碰撞。

為了達上述之目的，本發明提供一種電動腳踏車之先進騎士輔助系統，以安裝於電動腳踏車上，該先進騎士輔助系統包括：一微處理器、一主動車距控制巡航系統、一前方防碰撞警示系統、一盲點偵測系統、一警示器、一驅動模組及一電動機。該微處理器內部載有訊號運算分析處理及監控的應用程式。該主動車距控制巡航系統與該微處理器電性連結，該主動車距控制巡航系統電性連結有一車距偵測雷達，該車距偵測雷達以安裝於該電動腳踏車的前方位置。該前方防碰撞警示系統與該微處理器電性連結，該前方防碰撞警示系統電性連結有一防碰撞偵測雷達，該防碰撞偵測雷達係以安裝於該電動腳踏車的前方位置。該盲點偵測系統與該微處理器電性連結，該盲點偵測系統電性連結有至少一盲點偵測雷達，該盲點偵測雷達係以安裝於該電動腳踏車的車架上，以偵測該電動腳踏車的盲點區。該警示器以安裝於該車架上，並與該微處理器電性連結，用以接收該微處理器輸出訊號產生一警示訊號。該驅動模組與該微處理器電性連結，以驅動該電動腳踏車的電動機。其中，以設定行駛速度以及與前車之間的煞車間距秒數，在該車距偵測雷達偵測前車放慢行駛速度時，就會自動調整該電動腳踏車的速度；在前方路面淨空時，該主動車距控制巡航系統就會恢復原先設定的速度；以該防碰撞偵測雷達偵測並將訊號傳給前方防碰撞警示系統計算即將與前車碰撞的時間，若與前車未保持適當安全距離，該前方防碰撞警示系統將訊號傳給該微處理器，該微處理器啟動該警示器動作，也驅動該驅動模組控制該電動機減速；當其中一個該盲點偵測雷達偵測盲點區有物體時，該盲點偵測系統利用演算法計算，並將計算結果傳給該微處理器，該微處理器輸出訊號啟動該警示器。

在本發明之一實施例中，該電動腳踏車的前方位置為龍頭或前叉結構。

在本發明之一實施例中，該警示器為揚聲器、蜂鳴器或光源產生器。

在本發明之一實施例中，該電動機為中置馬達、前輪花鼓馬達、前置馬達、後輪花鼓馬達或後置馬達。

在本發明之一實施例中，該電動機為該中置馬達，係以安裝於該電動腳踏車的車架中間底部，該中置馬達內具有一線圈結構及一受該線圈結構驅動的傳動組，該傳動組與該電動腳踏車的踩踏曲柄結合在一起。

在本發明之一實施例中，該先進騎士輔助系統更包含有一顯示器，該顯示器與該微處理器電性連結，該顯示器以顯示主動車距控制巡航系統設定行駛速度以及與前車之間的煞車間距秒數的畫面。

在本發明之一實施例中，該顯示單元為液晶顯示器或觸摸液晶顯示器。

在本發明之一實施例中，該先進騎士輔助系統更包含有一操作介面，該操作介面與該微處理器電性連結，以輸入操作訊號。

在本發明之一實施例中，該操作介面為按壓式按鍵或觸摸式按鍵。

在本發明之一實施例中，該先進騎士輔助系統更包含有一電源供應器，該電源供應器與該微處理器電性連結，以提供該先進騎士輔助系統所需之電力。

在本發明之一實施例中，該電源供應器為充電電池。

在本發明之一實施例中，該先進騎士輔助系統更包含有一通訊模組，該通訊模組與該微處理器電性連結，該通訊模組係與外部的電子裝置訊號連結，可進行資料更新或轉由該電子裝置操作控制。

在本發明之一實施例中，該通訊模組為無線模組或有線模組。

在本發明之一實施例中，該無線模組為WIFI模組或藍芽模組。

在本發明之一實施例中，該有線模組為連接器插接傳輸線連結。

在本發明之一實施例中，該電子裝置為手機、行車記錄器、掌上型電腦或平板電腦。

在本發明之一實施例中，該車距偵測雷達、該防碰撞偵測雷達及該盲點偵測雷達的內部電路方塊包含有一陣列天線、一發射單元、一接收單元及一訊號處理單元，以該陣列天線分別與該發射單元及該接收單元電性連結，該訊號處理單元與該接收單元電性連結。

在本發明之一實施例中，該電動腳踏車更具有一電池模組，該電池模組與該先進騎士輔助系統電性連結，以提供該先進騎士輔助系統所需之電力。

在本發明之一實施例中，該驅動模組係以內建於該微處理器內部。

茲有關本發明之技術內容及詳細說明，現在配合圖式說明如下：

請參閱圖1、2，係本發明之電動腳踏車的外觀及先進騎士輔助系統的電路方塊示意圖。如圖所示：本發明之電動腳踏車(e-bike)之先進騎士輔助系統，係以安裝於電動腳踏車60上，該先進騎士輔助系統100包括：一微處理器10、一主動車距控制巡航系統(Adaptive Cruise Control，ACC)20、一前方防碰撞警示系統(Forward Collision Warning System，FCWS)30、一盲點偵測系統(Blind Spot Monitoring，BSM)40、一警示器50、一顯示器60、一操作介面70、一電源供應器80、一通訊模組90及一驅動模組101。其中，以該先進騎士輔助系統100與一電動機300電性連結，以透過多個雷達偵測，提高電動腳踏車400安全與騎乘舒適性的安全騎乘輔助系統。

該微處理器10，內部載有訊號運算分析處理及監控的應用程式。

該主動車距控制巡航系統(ACC)20，係與該微處理器10電性連結，該主動車距控制巡航系統(ACC)20更電性連結有一車距偵測雷達21，該車距偵測雷達21安裝於該電動腳踏車400的龍頭401或前叉結構402上。只要預先設定電動腳踏車400行駛速度以及與前車之間的煞車間距秒數，當車距偵測雷達21偵測到前方車輛(電動腳踏車)放慢行駛速度時，就會自動調整電動腳踏車400的速度；當前方路面淨空時，該主動車距控制巡航系統(ACC)20就會恢復原先設定的速度。

該前方防碰撞警示系統(FCWS)30，係與該微處理器10電性連結，該前方防碰撞警示系統(FCWS)30更電性連結有一防碰撞偵測雷達31，該防碰撞偵測雷達31係以安裝於該電動腳踏車400的龍頭401或前叉結構402上。以該防碰撞偵測雷達31偵測並將訊號傳給前方防碰撞警示系統(FCWS)30，該前方防碰撞警示系統(FCWS)30利用演算法計算即將與前車碰撞的時間，若系統判斷車距過近，且電動腳踏車400與前方車輛未保持適當安全距離，與即將有碰撞風險時，前方防碰撞警示系統(FCWS)30將訊號傳給該微處理器10，由該微處理器10以啟動該警示器50提醒騎乘者，同時該微處理器10也驅動該驅動模組101，使該驅動模組101控制該電動機300減速，以減少追撞意外傷害發生。

該盲點偵測系統(BSM)40，係與該微處理器10電性連結。該盲點偵測系統(BSM)40更電性連結有至少一盲點偵測雷達41，該盲點偵測雷達41係以安裝於電動腳踏車400的車架403或椅墊404上，以偵測騎乘者視線所看不見的角度及位置。當其中一個盲點偵測雷達41偵測到盲點區內有物體時，該盲點偵測系統40利用演算法計算，並將計算結果傳給該微處理器10，該微處理器10輸出訊號給該警示器50透過警示提醒騎乘者。

該警示器50，係與該微處理器10電性連結，用以接收該微處理器10輸出訊號產生一警示訊號提醒騎乘者注意。在本圖式中，該警示器50為揚聲器、蜂鳴器或光源產生器。

該顯示器60，係與該微處理器10電性連結。該顯示器60用以顯示主動車距控制巡航系統20設定行駛速度以及與前車之間的煞車間距秒數的畫面，以便騎乘者可以透過操作介面70進行操作。在本圖式中，顯示單元60為液晶顯示器或觸摸液晶顯示器。

該操作介面70，係與該微處理器10電性連結，以操作輸入該主動車距控制巡航系統20行駛速度以及與前車之間的煞車間距秒數。在本圖式中，該操作介面70為按壓式按鍵或觸摸式按鍵。

該電源供應器80，係與該微處理器10電性連結，以提供該先進騎士輔助系統所需之電力。在本圖式中，該電源供應器為充電電池。值得一提的事，該先進騎士輔助系統100除了內建有該電源供應器80提供電力外，也可以連結該電動腳踏車400的電池模組408提供電力。

該通訊模組90，係與該微處理器10電性連結。該通訊模組90係與外部的電子裝置200訊號連結，可進行資料更新或轉由外部的電子裝置200操作控制。在本圖式中，該通訊模組90為無線模組或有線模組。該無線模組為WIFI模組或藍芽模組；該有線模組為連接器插接傳輸線連結。

該驅動模組101，係與該微處理器10電性連結。以接收該微處理器10輸出訊號來控制該電動機300動作。在本圖式中，該驅動模組101可以內建於該微處理器10內部。

而上述所提該電動機300，係以安裝於電動腳踏車400的車架403中間底部、前輪406或後輪407上。在本圖式中，該電動機300為中置馬達、前輪花鼓馬達(前置馬達)或後輪花鼓馬達(後置馬達)。該中置馬達內具有一線圈結構(圖中未示)及一受線圈結構驅動的傳動組(圖中未示)，該傳動組與該電動腳踏車400的踩踏曲柄405結合在一起。由於該電動機300為習知技術，在此不多言述之。

在本發明之電動腳踏車之先進騎士輔助系統在使用時，以觸摸或按壓該操作介面70時，該顯示器60將顯示主動車距控制巡航系統(ACC)20的畫面，騎乘者只要透過該操作介面70設定該電動腳踏車400行駛速度以及與前車之間的煞車間距秒數。在電動腳踏車400行駛過程中，該車距偵測雷達21會不斷的偵測前方車輛。當車距偵測雷達21偵測到前方車輛(電動腳踏車)放慢行駛速度時，該主動車距控制巡航系統(ACC)20輸出訊號給該微處理器10，該微處理器10輸出訊號驅動該驅動模組101，該驅動模組將控制該電動機300，就會自動調整該電動腳踏車400的速度。當車距偵測雷達21偵測前方無車輛或路面淨空時，該主動車距控制巡航系統(ACC)20輸出訊號給該微處理器10，該微處理器10將驅動該驅動模組101控制該電動機300恢復原先設定的速度。

另，當電動腳踏車400在行駛過程中，該防碰撞偵測雷達31偵測並將訊號傳給該前方防碰撞警示系統30，該前方防碰撞警示系統30利用演算法計算即將與前車碰撞的時間，若系統判斷車距過近，本電動腳踏車400與前方車輛未保持適當安全距離，與即將有碰撞風險時，前方防碰撞警示系統30透過將訊號傳給該微處理器10後，該微處理器10以啟動該警示器50提醒騎乘者，同時該微處理器10也驅動該驅動模組101，使該驅動模組101控制該電動機300減速，以減少追撞意外傷害發生。

又，在電動腳踏車400行駛過程中，該多個盲點偵測雷達41偵測到盲點區(電動腳踏車400左側、右側及後方)內有物體時，並將偵測到的訊號傳給該盲點偵測系統40，該盲點偵測系統40利用演算法計算，並將計算結果傳給該微處理器10，該微處理器10輸出訊號給該警示器50透過警示提醒騎乘者。

藉由，該主動車距控制巡航系統20、該前方防碰撞警示系統30、該盲點偵測系統40以提高騎乘者騎乘電動腳踏車400的安全性。

值得一提的事，該通訊模組90可以與外部的電子裝置200為手機、行車記錄器、掌上型電腦或平板電腦時，騎乘者透過該電子裝置200下載與先進騎士輔助系統相同的應用程式，並與該先進騎士輔助系統訊號連結後，以設定與前車車距及煞車間距秒數，即可利用手機控制電動腳踏車400行駛的安全性。

請參閱圖3，係圖2之車距偵測雷達內部電路方塊示意圖。如圖所示。本發明之車距偵測雷達21內部電路方塊與防碰撞偵測雷達31及盲點偵測雷達41的電路方塊結構皆相同，因此本發明特舉該車距偵測雷達21內部電路塊圖進行說明。

該車距偵測雷達21內部包含有一陣列天線211、一發射單元212、一接收單元213及一訊號處理單元214。以該陣列天線211分別與該發射單元212及該接收單元213電性連結，該訊號處理單元214與該接收單元213電性連結。

當車距偵測雷達21在偵測時，該發射單元212的發射訊號透過該陣列天線211發射後，該發射訊號撞擊物體所反射回來的訊號將被該陣列天線211接收並輸出給該接收單元213，該接收單元213將訊號傳給該訊號處理單元214進行處理後，再將訊號輸出至該主動車距控制巡航系統20運算分析與前車輛之間的車距，以自動調整車速。

惟以上所述僅為本發明之較佳實施例，非意欲侷限本發明的專利保護範圍，故舉凡運用本發明說明書或圖式內容所為的等效變化，均同理皆包含於本發明的權利保護範圍內，合予陳明。

100:先進騎士輔助系統 10:微處理器 20:主動車距控制巡航系統 21:車距偵測雷達 211:陣列天線 212:發射單元 213:接收單元 214:訊號處理單元 30:前方防碰撞警示系統 31:防碰撞偵測雷達 40:盲點偵測系統 41:盲點偵測雷達 50:警示器 101:驅動模組 60:顯示器 70:操作介面 80:電源供應器 90:通訊模組 200:電子裝置 300:電動機 400:電動腳踏車 401:龍頭 402:前叉結構 403:車架 404:椅墊 405:踩踏曲柄 406:前輪 407:後輪 408:電池模組

圖1，係本發明之電動腳踏車的外觀示意圖；

圖2，係本發明之電動腳踏車之先進騎士輔助系統的電路方塊示意圖﹔

圖3，係圖2之車距偵測雷達細部電路方塊示意圖。

100:先進騎士輔助系統

10:微處理器

20:主動車距控制巡航系統

21:車距偵測雷達

30:前方防碰撞警示系統

31:防碰撞偵測雷達

40:盲點偵測系統

41:盲點偵測雷達

50:警示器

101:驅動模組

60:顯示器

70:操作介面

80:電源供應器

90:通訊模組

200:電子裝置

300:電動機

Claims (19)

1. 一種電動腳踏車之先進騎士輔助系統，以安裝於電動腳踏車上，該先進騎士輔助系統包括： 一微處理器，內部載有訊號運算分析處理及監控的應用程式； 一主動車距控制巡航系統，係與該微處理器電性連結，該主動車距控制巡航系統電性連結有一車距偵測雷達，該車距偵測雷達以安裝於該電動腳踏車的前方位置； 一前方防碰撞警示系統，係與該微處理器電性連結，該前方防碰撞警示系統電性連結有一防碰撞偵測雷達，該防碰撞偵測雷達係以安裝於該電動腳踏車的前方位置； 一盲點偵測系統，係與該微處理器電性連結，該盲點偵測系統電性連結有至少一盲點偵測雷達，該盲點偵測雷達係以安裝於該電動腳踏車的車架上，以偵測該電動腳踏車的盲點區； 一警示器，係以安裝於該車架上，並與該微處理器電性連結，用以接收該微處理器輸出訊號產生一警示訊號； 一驅動模組，係與該微處理器電性連結，以驅動該電動腳踏車的電動機； 其中，以設定行駛速度以及與前車之間的煞車間距秒數，在該車距偵測雷達偵測前車放慢行駛速度，就會自動調整該電動腳踏車的速度；在前方路面淨空時，該主動車距控制巡航系統就會恢復原先設定的速度；以該防碰撞偵測雷達偵測並將訊號傳給前方防碰撞警示系統計算即將與前車碰撞的時間，若與前車未保持適當安全距離，該前方防碰撞警示系統將訊號傳給該微處理器，該微處理器啟動該警示器動作，也驅動該驅動模組控制該電動機減速；當其中一個該盲點偵測雷達偵測盲點區有物體時，該盲點偵測系統利用演算法計算，並將計算結果傳給該微處理器，該微處理器輸出訊號啟動該警示器。
2. 如請求項1所述之先進騎士輔助系統，其中，該電動腳踏車的前方位置為龍頭或前叉結構。
3. 如請求項1所述之先進騎士輔助系統，其中，該警示器為揚聲器、蜂鳴器或光源產生器。
4. 如請求項1所述之先進騎士輔助系統，其中，該電動機為中置馬達、前輪花鼓馬達、前置馬達、後輪花鼓馬達或後置馬達。
5. 如請求項4所述之先進騎士輔助系統，其中，該電動機為該中置馬達，係以安裝於該電動腳踏車的車架中間底部，該中置馬達內具有一線圈結構及一受該線圈結構驅動的傳動組，該傳動組與該電動腳踏車的踩踏曲柄結合在一起。
6. 如請求項1所述之先進騎士輔助系統，其中，該先進騎士輔助系統更包含有一顯示器，該顯示器與該微處理器電性連結，該顯示器以顯示該主動車距控制巡航系統設定行駛速度以及與前車之間的煞車間距秒數的畫面。
7. 如請求項6所述之先進騎士輔助系統，其中，該顯示單元為液晶顯示器或觸摸液晶顯示器。
8. 如請求項1所述之先進騎士輔助系統，其中，該先進騎士輔助系統更包含有一操作介面，該操作介面與該微處理器電性連結，以輸入操作訊號。
9. 如請求項8所述之先進騎士輔助系統，其中，該操作介面為按壓式按鍵或觸摸式按鍵。
10. 如請求項1所述之先進騎士輔助系統，其中，該先進騎士輔助系統更包含有一電源供應器，該電源供應器與該微處理器電性連結，以提供該先進騎士輔助系統所需之電力。
11. 如請求項10所述之先進騎士輔助系統，其中，該電源供應器為充電電池。
12. 如請求項1所述之先進騎士輔助系統，其中，該先進騎士輔助系統更包含有一通訊模組，該通訊模組與該微處理器電性連結，該通訊模組係與外部的電子裝置訊號連結，可進行資料更新或轉由該電子裝置操作控制。
13. 如請求項12所述之先進騎士輔助系統，其中，該通訊模組為無線模組或有線模組。
14. 如請求項13所述之先進騎士輔助系統，其中，該無線模組為WIFI模組或藍芽模組。
15. 如請求項13所述之先進騎士輔助系統，其中，該有線模組為連接器插接傳輸線連結。
16. 如請求項12所述之先進騎士輔助系統，其中，該電子裝置為手機、行車記錄器、掌上型電腦或平板電腦。
17. 如請求項1所述之先進騎士輔助系統，其中，該車距偵測雷達、該防碰撞偵測雷達及該盲點偵測雷達的內部電路方塊包含有一陣列天線、一發射單元、一接收單元及一訊號處理單元，以該陣列天線分別與該發射單元及該接收單元電性連結，該訊號處理單元與該接收單元電性連結。
18. 如請求項1所述之先進騎士輔助系統，其中，該電動腳踏車更具有一電池模組，該電池模組與該先進騎士輔助系統電性連結，以提供該先進騎士輔助系統所需之電力。
19. 如請求項1所述之先進騎士輔助系統，其中，該驅動模組係以內建於該微處理器內部。

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