TWI586581B - 一種具有將資訊發信號到一腳踏車騎車者的裝置的電動腳踏車 - Google Patents

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Description

一種具有將資訊發信號到一腳踏車騎車者的裝置的電動腳踏車
本發明一般關於具有將資訊發信號給一脚踏車(特別是電動脚踏車)騎車者的裝置的電動腳踏車。
今日許多脚踏車特別是電動脚踏車設有脚踏車電腦及一感測器系統(Sensorik)，以檢出脚踏車的功能參數，例如速度、加速度、和關於走過的路徑距離的資訊，以及監視個別元件(如驅動器、照明手段、及剎車)資訊的輸出一般利用一顯示器作光學顯示、及/或利用信號聲音或信號及/或用聲音聲調或語音。
事實顯示，脚踏車騎車者一般在身體動作時深受身體動作、脚踏車的技術操作、以及一直變化的路線及交通情況分心，因此，在脚踏車電腦的顯示器上的資訊視覺顯示或其聲音輸出或信號音調都不能可靠地被察覺，這點特別是當危險情況或和安全有關的脚踏車元件損壞的情形要發信號時，就特別嚴重，人們希望能發信號而不會使騎車者的注意力不會從交通情況分心但又能確實察覺。
本發明提供一種裝置，它可以將資訊極可靠地發信號給脚踏車騎車者。
依本發明提供一種將資訊發信號到一脚踏車騎者的裝置，特別是發信號到一電動脚踏車的騎者的裝置，包含至少：˙將狀態資訊檢出的手段；˙一控制單元，具有：該狀態資訊的至少一介面；該狀態資訊的分析手段；及一種振動警告的釋放手段以釋出一振動警告；˙可被該控制單元，藉之將至少一脚踏車元件依標的振動。
本發明基於一構想：用觸覺方式(而係利用振動警告)使脚踏車使用者被通知特定情況，在此利用的情形為：騎車者必然和其脚踏車作身體接器，且對各種脚踏車運動特別敏感，一台電動脚踏車可以特別簡單地設以一本發明的裝置，因為在此情形，電池可供應能量，而例如電馬達可當作振動手段用。如此，本發明的裝置可簡單地藉擴充傳統脚踏車電腦的功能性而實施，這種功能性的擴充涉及將檢出的狀態資訊分析，並包含控制該振動手段。但也可將一純機械式踩動的脚踏車不受既有的或不存在的脚踏車電腦影響地，獨立地設有一感測器系統及一控制單元，以檢出及分析狀態資訊，以及設以可控制的振動手段。在此情形，需要電流供應源以供應本發明裝置的個別元件。
本發明裝置的發信號之可能方式主要依環境及所檢出之狀態資訊的種類而定，如果要將一些資訊發信給騎車者，它們係根據實際運動參數得到者，例如過高的速度或個人速度記錄，則本發明的裝置須有相關之感測器以檢出這些狀態資訊。此外，本發明的裝置可設有一介面，以供外資訊源用，例如供行動電話用。如此騎車者可經由振動警告被告知有來電或簡訊。
在特別有利的實施例，本發明的裝置具有至少一感測器(121)(122)…以檢出狀態資訊，該狀態資訊呈該脚踏車的運動參數形式，特別是用於檢出實際的速度和加速度。在一電動脚踏車的情形也可設感測器以監視馬達操作和電池的充電狀態。藉著分析狀態資訊，可提早將個別脚踏車元件的損壞或功能受限情況告知騎車者，由於騎車者可直接察覺此振動信號，故他可毫不延遲地反應，並在與安全有關的故障的場合避免危險情況，這種將故障提前通知的做法，就需要的脚踏車維護觀點也是有利的。在超過維修期限後的操作，會使系統狀態變差，這點可藉早時維修避免，各種情形下，需要的維修措施往往對整個系統的使用壽命有正面影響，且大大有助脚踏車交通安全。
如上述，本發明的裝置包含振動手段，藉之可將至少一脚踏車元件依標的振動。這些振動手段，舉例而言，可嵌在龍頭上，因此至少在脚踏車龍頭的把手區域振動。另一可能方式為將一個或二個踏板振動如果振動手段嵌在脚踏車框架，則舉例而言，可將座位、彈簧手段及/或車把叉振動，在具有副馬達的電動脚踏車的場合，同樣可將驅動馬達作特別控制，使騎車者感覺到整個脚踏車作特別的顛動。
如上述，有各種不同可能方式可將本發明有利地設計及進一步改良，為此一方面可參考申請專利範圍第1項後的附屬項，另一方面可參考以下配合圖式的本發明的數個實施例的說明。
(100)‧‧‧(將資訊發信號給騎車者的)裝置
(110)‧‧‧控制單元
(111)‧‧‧微電腦
(121)(122)(123)‧‧‧感測器
(131)(132)(133)‧‧‧感測器
(140)‧‧‧振動手段
(150)‧‧‧顯示器
(160)‧‧‧聲音信號手段
(170)‧‧‧外界資訊源
(200)‧‧‧電動脚踏車
(210)‧‧‧驅動馬達
(211)‧‧‧電池
(220)‧‧‧框架
(221)‧‧‧座位管
(222)‧‧‧龍頭(車把)
(223)‧‧‧把手
(224)‧‧‧脚踏車電腦
(225)‧‧‧踏板
(226)‧‧‧座位
(227)‧‧‧座位支件
(228)‧‧‧前輪叉
(310)‧‧‧第一方法步驟
(321)‧‧‧第二方法步驟
(322)‧‧‧決定步驟
(323)‧‧‧分析步驟
(331)(332)(333)‧‧‧方法步驟
圖1係一本發明裝置的方塊圖，它用於將狀態資訊發信號給一脚踏車 騎車者；圖2係一本發明裝置的振動手段的數個設置可能方式的示意圖；圖3係用於說明一本發明裝置功能方式的流程圖。
圖1的方塊圖說明本發明用於將狀態資訊發信號給一脚踏車騎車者的裝置(100)的個別元件的配合。
該裝置(100)包含一列感測器(121)(122)…，它們檢出脚踏車的運動參數，例如實際速度，走過的路徑距離等。此外，裝置(100)包含感測器(131)(132)…，它們檢出有關個別之脚踏車元件的操作狀態的資訊，例如關於照明手段和剎車的狀態的資訊，如果脚踏車係一電動脚踏車，則裝置(100)也可包含一感測器以監視電池的充電狀態，並包含一些可監視馬達操作及檢出輔助位準(Assistenzlevel，英：assistant level)的感測器。
所有感測器資訊送到一控制單元(110)，舉例而言，它設有一微電腦(μc)(111)以將感測器資訊處理及分析。如此，可監視預先定義之狀態的發生，例如個人速度記錯、過高之速度、與安全有關的故障存在、電驅動器的輔助位準的變化、或維修措施的必要性。
如果感測器資訊被推斷成一種預定義的狀態，則感測器單元(110)釋放一振動警告，換言之，控制單元(110)控制振動手段(140)，振動手段(140)將配合圖2詳述。在此實施例，提供之感測器資訊另外呈詳細之附加資訊形式顯示在一顯示器(150)上給騎車者看，危險的情況除了振動警告外另外還用聲音方式發信號。為此所需的聲音信號手段(160)同樣被該控制單元(110)控制。除了供感測器(121)(122)…及(131)(132)用的介面外，在此處 所示的實施例中，該控制單元(110)也有一介面供一外界資訊源(170)(例如智慧型手機)之用，因此來電和文字簡訊也可利用一振動警告及/或聲音方式通知，智慧型手機係一些元件(它們與脚踏車或電動脚踏車有直接功能關係)的代表例子，警告功能也可利用其他外界信號產生器產生。因此，舉例而言，可利用無線電傳送警告信號，或配合一導航器具傳送導航指示，在一特佳形式，舉例而言，可控制龍頭的右邊及左邊把手，藉著將右/左把手振動，騎車者可被告知要向右或向左轉。另外，藉著振動振幅或頻率的配合，可另外顯示：車子還離轉彎位置多遠，也可考慮用右/左邊踏板作類似的功能方式。
圖2中顯示一電動脚踏車(200)，它具有中馬達驅動器，因此在此處驅動馬達(210)設在踏板軸承的區域。電池(211)設在驅動馬達(210)上方在框架(220)的座位管(221)上，且不但供應電流給驅動馬達(210)，而且也供電給一本發明裝置的振動手段，以將狀態資訊發信號給騎車者，此振動裝置可-各依設置方式-作用到脚踏車的不同構件。舉例而言，振動手段可做成具有支座(Unwucht)的一迷你馬達的形式，但圖中不詳細圖示。但在此處，振動手段可能之安裝及嵌合位置用箭頭1~6標示。
在一第一實施變更例--箭頭1--振動手段設在脚踏車龍頭(222)的區域，因此一振動警告選擇性地送到一隻手或兩手。為此，舉例而言，一振動產生器整合到該裝在龍頭(222)上的脚踏車電腦中。但振動產生器也可整合到龍頭(222)中或到龍頭的把手(223)中。
在一第二實施變更例-箭頭2-驅動馬達(210)當作振動手段，為此，在一振動警告的情形，驅動馬達(210)被控制成使它造成一 振動，經由曲柄軸和曲柄軸傳到踏板(225)。因此，騎車者在此經由脚感到振動警告。
在一第三實施變更例-箭頭3-使座位(226)振動，為此，振動產生器可直接整合到座位(226)或在座位支件(227)或在座位管(221)上。
在一第四實施變更例-箭頭4-一框部(宜為一受彈力支承的框部)，如前輪叉(228)或框彈簧件作振動。為此，振動產生器可設在框架(220)的任意位置，且宜設在一受彈簧力的框架部上，在此變更例，騎車者經由身體所有與脚踏車接觸的區域感到振動警告。
箭頭5、6係具有轂馬達的電動脚踏車的實施變更例，其中-一如前述第二實施變更例-驅動馬達當作振動手段，各依轂馬達裝在前輪或後輪而定，如此，藉馬達的相關控制，使前輪或後輪及整個框架(220)振動。
圖3顯示一本發明裝置的功能方式，它設計成用於將一電動脚踏車的個別元件的損壞及功能故障通知。為此，該裝置包含一感測器系統，藉之在一第一方法步驟(310)檢出相關之狀態資料，並送到該裝置的控制單元，在一第二方法步驟(321)將此狀態資料分析，俾在決定步驟(322)決定是否個別元件的功能受限，在另一分析步驟(323)中，在方法步驟(331)中發出振動警告前，如此所檢出的損壞先作評估，在此，本發明裝置的振動手段各依損壞的種類和輕重控制，以將功能損壞對應地發信，與此平行者，在方法步驟(332)將有關功能損害的附加資訊對應地發信，與此平行者，在方法步驟(332)將關於功能損壞的附加資訊在本發明裝置一顯示器上輸出。 此外，當功能嚴重損壞時，在方法步驟(333)中輸出一聲音警告信號。
藉著將座位、踏板或龍頭把手振動，依本發明發信號給騎車者一關於脚踏車狀態直接的回授。此外藉振動信號的變化可表示損壞的程度。
在本發明一較佳實施例，中馬達驅動器的馬達當作振動產生器，因為它直接耦合到踏板且可簡單地依標的控制。如此，可產生一個多少有點不圓順的踏板運動，它可被騎車者感覺到而無時間延遲。為了避免「居住效應」，該振動係明顯而離散的信號，它只使騎車者知道故障狀態，關於故障的種類和嚴重程度，舉例而言，可經脚踏車電腦的顯示器告知騎車者。用此方式，舉例而言，可將有關於以下情形的資訊通知騎車者：感測器故障、輪胎萎扁(platt)，輪胎壓力太低或太高，馬達驅動器故障、或超過維修期間。
(100)‧‧‧(將資訊發信號給騎車者的)裝置
(110)‧‧‧控制單元
(111)‧‧‧微電腦
(121)(122)(123)‧‧‧感測器
(131)(132)(133)‧‧‧感測器
(140)‧‧‧振動手段
(150)‧‧‧顯示器
(160)‧‧‧聲音信號手段
(170)‧‧‧外界資訊源

Claims (13)

  1. 一種具有一種將資訊發信號一電動脚踏車的騎者的裝置(100)的電動腳踏車，該發信號的裝置(100)包含至少：˙將狀態資訊檢出的手段(121)(122)…(131)(132)；˙一控制單元(110)，具有：該狀態資訊的至少一介面；該狀態資訊的分析手段(111)；及一種振動警告的釋放手段(111)以釋出一振動警告；˙可被該控制單元(110)控制的振動手段(140)，藉之將至少一脚踏車元件依標的振動，該電動腳踏車有一驅動馬達其特徵在：該電動腳踏車的驅動馬達當作該振動手段(140)。
  2. 如申請專利範圍第1項之電動腳踏車，其中：具有至少一感測器(121)(122)…以檢出狀態資訊，該狀態資訊呈該腳踏車的運動參數形式，特別是用於檢出實際的速度和加速度。
  3. 如申請專利範圍第1或第2項之電動腳踏車，其中：具有至少一感測器(131)(132)…以監視至少一脚踏車元件的操作狀態，特別是用於監視該當作該驅動馬達用的電馬達的馬達功能；監視一電池的充電狀態；監視照明手段的功能性；監視剎車和鏈條的磨損，及監視輪胎壓力。
  4. 如申請專利範圍第1或第2項之電動腳踏車，其中：該控制單元(110)設有一介面以供一外部資訊源(170)一如行動電話及/ 或導航器具之用，且在資訊來到的情形，例如來電及/或簡訊時，釋放一振動警告。
  5. 如申請專利範圍第1或第2項之電動腳踏車，其中：該控制單元(110)設有一供導航器具用的介面，因此可將行駛方向利用振動警告發信號給騎車者。
  6. 如申請專利範圍第1或第2項之電動腳踏車，其中：該振動手段(140)設在脚踏車龍頭的範圍中，因此該振動手段可將脚踏車的把手區域振動。
  7. 如申請專利範圍第1或第2項之電動腳踏車，其中：該振動手段設在踩踏軸及/或一踏板的區域，因此可將至少一踏板振動。
  8. 如申請專利範圍第1或第2項之電動腳踏車，其中：該振動手段設在座位及/或座位支件及/或座位支管的範圍，因此可將座位振動。
  9. 如申請專利範圍第1或第2項之電動腳踏車，其中：該振動手段設在車框架，因此可將一受彈簧力支承的框架部分振動。
  10. 如申請專利範圍第1或第2項之電動腳踏車，其中：該振動手段可調節，因此振動強度可依標的改變。
  11. 如申請專利範圍第1或第2項之電動腳踏車，其中：至少有一聲音信號產生器及/或至少一顯示器，其可經由該控制單元控制，因此在一定情形中除了產生振動警告外還產生聲音信號及/或在顯示器上顯示資訊。
  12. 如申請專利範圍第1或第2項之電動腳踏車，其中：有一種功能：將該振動手段及/或聲音信號控制，使它們用於將一種動作啟動，例如遙控壓下一按鈕。
  13. 如申請專利範圍第1或第2項之電動腳踏車，其中：有一種功能，在一種緊急之功能損壞時，將該振動手段及/或聲音信號控制，且將另外的資訊顯示在顯示器上。
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