(57)【要約】      （修正有）【課題】異なる騎乗者の使用上の差異化の要求を有効に満たす、制御装置を有する原動機付自転車を提供する。【解決手段】制御装置を有する原動機付自転車は、電気接続した助力モータ１１、電池１２、マイクロコンピュータ３、加速度検出器１４及び伝送器１５を有し、マイクロコンピュータは、体力監視モニタにより測定された騎乗者の心拍信号、マイクロコントローラ１３がモニタする電池出力の電力消費値、及び加速度検出器が検出した原動機付自転車の加速度検出値に基づいて演算を行い、騎乗者の実際の体力及び純粋な人力加速性能を具体的に反映できるモータ出力調整信号を発生し、マイクロコントローラに伝送し、電池の出力を制御させ、騎乗者の体力の変化に応じて電池の助力モータに対する出力を調整し、原動機付自転車の騎乗者に対する動力補助を変化させる。【選択図】図１
0003209291.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
助力モータ、電池、マイクロコントローラ、加速度検出器及び伝送器を有し且つ相互に電気接続した原動機付自転車を含み、該マイクロコントローラは、該電池が助力モータに供給する電力を制御し、原動機付自転車の進行を補助し、且つ該マイクロコントローラは、該電池が出力する電流をモニタリングし、電力消費量値を定義し、該加速度検出器は、該原動機付自転車の進行の加速度を検出し、加速度値を発生し、該伝送器は、該電力消費量値及び加速度検出値をマイクロコンピュータに伝送し、該マイクロコンピュータは、無線送受信ユニット及び助力調整ユニットを有し、該無線送受信ユニットは、該電力消費量値及び加速検出値を受信し、該助力調整ユニットは、該電力消費量値及び加速度検出値を計算し、モータ出力調整信号を発生し、該無線送受信ユニット、伝送器が該モータ出力調整信号を原動機付自転車のマイクロコントローラに伝送し、該マイクロコントローラは、電池の助力モータに対する出力を調整し、原動機付自転車の騎乗者の動力補助を変更する、制御装置を有する原動機付自転車。
【請求項２】
体力監視モニタを更に含み、該体力監視モニタは、該原動機付自転車の騎乗者に装着させ、該原動機付自転車の騎乗者の体力をモニタリングし、心拍信号を発生し、且つ該体力監視モニタは、心拍信号を該マイクロコンピュータに無線伝送し、該助力調整ユニットは、該電力消費量値、加速度検出値及び該心拍信号を計算し、該モータ出力調整信号を発生し、該無線受信ユニット、伝送器は、該モータ出力調整信号を原動機付自転車のマイクロコントローラに伝送し、該マイクロコントローラは、電池の助力モータに対する出力を調整し、原動機付自転車の騎乗者に対する動力補助を変更する請求項１に記載の制御装置を有する原動機付自転車。
【請求項３】
前記マイクロコンピュータは、携帯電話又はタブレットＰＣのうち１つであり、ＧＰＳナビゲーションチップ、タッチディスプレイ、記憶ユニット及び設定ユニットを含み、該ＧＰＳナビゲーションチップは、衛星信号を介して現在の地点の海抜高度のデータを取得し、該設定ユニットは、騎乗の行程経路を設定することに用いられ、該タッチディスプレイが設定した行程経路及び行程中の所在位置を表示し、該記憶ユニットの設定経路の起点から該無線送受信ユニットが送受信する電力消費量値、加速度検出値、心拍信号の記録を開始し、該助力調整ユニットは、ＧＰＳナビゲーションチップが取得する海抜高度数を計算し、且つ設定経路の傾斜度を計算し、該記憶ユニットが記録した電力消費量値、加速度検出値、心拍信号を計算し、該モータ出力調整信号を発生する請求項２に記載の制御装置を有する原動機付自転車。
【請求項４】
前記加速度検出器は、ジャイロスコープである請求項１に記載の制御装置を有する原動機付自転車。
【請求項５】
前記体力監視モニタは、無線伝送を支援可能な運動腕輪又は心拍ベルトである請求項２に記載の制御装置を有する原動機付自転車。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、原動機付自転車装置に関し、特に、制御装置を有する原動機付自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、自転車又はバイクへの騎乗は、一般人に不可欠な交通手段となっており、特に、自転車は、歩行の代わりになるだけではなく、更に運動、フィットネスの効果を有するが、自転車の機械装置は、現在の電子時代の要求に応じることができず、従って、電動自転車（電動補助自転車及び電動バイクを含む）の発明があり、フィットネス、輸送手段となる以外に環境保護を兼ね備えることができるようになっている。但し、電動時電車の電力装置は、騎乗者に加速器により交通目的を達成するが、現在の電気自転車の加速動力は、大部分は騎乗者が手動で制御し、メーターで電気量を表示し、騎乗者に現有の電気量で使用させることができ、但し、配分計画、制御に欠いて電力を使用した原動機付自転車は、一般人が騎乗使用上しばしば節制せずに電池の電力を使用することによって電力を使いつくした後、往々にして苦労してペダルを漕ぎ、後続の行程の困難に向き合う必要があり、且つこれにより、騎乗の心情及び使用上の感じ方が良好でなくなっている。
【０００３】
近頃では、業者は制御装置を有する原動機付自転車構造を開発しており、例えば、中華民国公告第Ｉ４６４０８９号の「自転車のペダル助力提供システム」特許があり、該特許の請求項１は、「ギアを有する自転車上に設置され、ペダリング時の助力を提供することに用いられる自転車のペダリング助力提供システムであって、該自転車のペダリング助力提供システムは、マイクロコンピュータと、該自転車上に設けられ且つ該マイクロコンピュータに電気接続し、自転車のペダリング速度を検出し、検出した情報をペダリング速度信号として該マイクロコンピュータに転送するペダリング速度センサと、該自転車上に設けられ且つ該マイクロコンピュータに電気接続し、自転車の車速を検出し、検出した情報を車速信号として該マイクロコンピュータに伝送する車速センサと、該マイクロコンピュータに電気接続し、該マイクロコンピュータに該自転車の現在のギア又はギア比を取得させるギア供給源と、該マイクロコンピュータに読み取りさせることができ、少なくともペダル速度、車速、現在のギア比及び助力という数種のデータを含み、車速と現在のギア比の比値を第１比較値とし、ペダリング速度を第２比較値として定義し、該第１比較値及び該第２比較値が対応する助力が助力対照表を形成する助力大きさ判断データベースと、該マイクロコンピュータに電気接続し且つ該自転車上に設けられ、該自転車に進行の助力を提供することに用いられる助力補助装置と、を含み、該マイクロコンピュータは、判断論理によって助力を提供する大きさを判断し、該助力補助装置をその判断結果に従って判断された大きさのじょりょくを出力するように制御し、そのうち、該判断論理は、（１）該第１比較値及び該第２比較値が何れも小である場合、低速ペダリングとして判断し、この時、大きな助力を出力する；（２）該第１比較値及び該第２比較値が何れも中である時、正常ペダリングとして判断し、この時中の助力を出力する；（３）該第１比較値及び該第２比較値が何れも大である時、高速ペダリングとして判断し、この時小さい助力を出力する；（４）上記三種の状況以外の状況では、何れも助力を出力しない；上記の判断論理において、該第１比較値の大きさは、自転車が有するギア比及び一般使用者が自転車に騎乗する正常騎乗速度区間を比較し、大きさの判断根拠とし、該第２比較値の大きさは、一般使用者が自転車に騎乗する正常ペダリング速度の可能区間を大きさの判断と根拠とする。」である。
【０００４】
しかしながら、第１比較値及び該第２比較値は、ただ車速と現在のギア比の比値及びペダリング速度の３種の条件パラメータを含むだけであり、騎乗者の実際の体力及び純粋な人力加速性能を具体的に反映することができず、該特許のマイクロコンピュータが助力を提供する制御において往々にして異なる騎乗者の体力上の差異に応じて細かい個別化の調整を行うことができず、異なる騎乗者の使用上の差異化の要求を満たすことができない。
【０００５】
従って、上記先出願の構造が実際に、具体的に騎乗者の実際の体力及び性能を反映することができず、該特許のマイクロコンピュータが助力を提供する制御において異なる騎乗者の体力の差異に基づいて細かい個別化の調整を行うことができない等の欠点を如何に改良するかは、本考案が解決する課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】中華民国公告第Ｉ４６４０８９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本考案の目的は、電気接続した助力モータ、電池、マイクロコンピュータ、加速度検出器及び伝送器を有し、マイクロコンピュータを合わせ、マイクロコントローラがモニタリングする電池出力の電力消費値及び加速度検出器が検出した原動機付自転車の加速度検出値に基づいて演算を行い、騎乗者の実際の体力及び純粋な人力加速性能を具体的に反映できるモータ出力調整信号を発生し、マイクロコントローラに電池の助力モータに対する出力を制御させ、騎乗者の体力の変化に応じて助力モータの出力を調整し、原動機付自転車の騎乗者に対する動力補助を変化させ、異なる騎乗者の使用上の差異化の要求を有効に満たす、制御装置を有する原動機付自転車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的及び効果を達成する為、本考案の制御装置を有する原動機付自転車は、助力モータ、電池、マイクロコントローラ、加速度検出器及び伝送器を有し且つ相互に電気接続した原動機付自転車を含み、該マイクロコントローラは、該電池が助力モータに供給する電力を制御し、原動機付自転車の進行を補助し、且つ該マイクロコントローラは、該電池が出力する電流をモニタリングし、電力消費量値を定義し、該加速度検出器は、該原動機付自転車の進行の加速度を検出し、加速度値を発生し、該伝送器は、該電力消費量値及び加速度検出値をマイクロコンピュータに伝送する。
【０００９】
該マイクロコンピュータは、無線送受信ユニット及び助力調整ユニットを有し、該無線送受信ユニットは、該電力消費量値及び加速検出値を受信し、該助力調整ユニットは、該電力消費量値及び加速度検出値を計算し、モータ出力調整信号を発生し、該無線送受信ユニット、伝送器が該モータ出力調整信号を原動機付自転車のマイクロコントローラに伝送し、該マイクロコントローラは、電池の助力モータに対する出力を調整し、原動機付自転車の騎乗者の動力補助を変更する。
【考案の効果】
【００１０】
本考案は、確かに現在の原動機付自転車の助力モータの出力制御の技術発展上向き合う困難及び欠点を突破し、以下の利点を達成する。
１、本考案のマイクロコンピュータ３は、該電力消費量値１２１、加速度検出値１４１、及び心拍信号２１に基づき、該助力調整ユニット３２が演算して騎乗者の実際の体力及び純粋な人力加速性能を具体的に反映できるモータ出力調整信号３２１を発生し、マイクロコントローラ１３に伝送し、且つ電池出力を制御し、騎乗者４の体力の変化に基づき、電池１２の助力モータ１１の出力を調整し、原動機付自転車１の騎乗者４に対する動力補助を変更し、異なる騎乗者４の使用上の差異化の要求を有効に満足することができる。２、マイクロコンピュータ３は、更に、騎乗の行程経路を設定させ、設定された経路及び取得した海抜高度数に基づき、設定経路の傾斜度を計算し、該記憶ユニット３５が記録する電力消費量値１２１、加速度検出値１４１、心拍信号２１及び現在の騎乗時間及び騎乗距離のデータを計算し、該モータ出力調整信号３２１を発生する時、設定経路の傾斜度に基づいて行程全体の電力出力を分配し、原動機付自転車１の電池１２の電力を確保し、騎乗者４が行程の終点まで騎乗するようサポートすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案の構造の平面説明図である。
【図２】本考案の構造接続のブロック図である。
【図３】本考案の騎乗使用の実施例の説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
図１〜図３を参照し、本考案の制御装置を有する原動機付自転車は、助力モータ１１、電池１２、マイクロコントローラ１３、加速度検出器１４及び伝送器１５を有し且つ相互に電気接続した原動機付自転車１を含み、該マイクロコントローラ１３は、該電池１２が助力モータ１１に供給する電力を制御し、原動機付自転車１の進行を補助し、且つ該マイクロコントローラ１３は、該電池１２が出力する電流をモニタリングし、電力消費量値１２１を定義し、該加速度検出器１４は、該原動機付自転車１の進行の加速度を検出し、加速度値１４１を発生し、該伝送器１５は、該電力消費量値１２１及び加速度検出値１４１をマイクロコンピュータ３に伝送する。
【００１３】
該マイクロコンピュータ３は、無線送受信ユニット３１及び助力調整ユニット３２を有し、該無線送受信ユニット３１は、該電力消費量値１２１及び加速検出値１４１を受信し、該助力調整ユニット３２は、該電力消費量値１２１及び加速度検出値１４１を計算し、モータ出力調整信号３２１を発生し、該無線送受信ユニット３１、伝送器１５が該モータ出力調整信号３２１を原動機付自転車１のマイクロコントローラ１３に伝送し、該マイクロコントローラ１３は、電池１２の助力モータ１１に対する出力を調整し、原動機付自転車１の騎乗者４の動力補助を変更する。
【００１４】
本考案の各部材の特徴を更に説明し、上記図１〜図３を参照し、体力監視モニタ２を更に含み、該体力監視モニタ２は、該原動機付自転車１の騎乗者４に装着させ、該原動機付自転車１の騎乗者４の体力をモニタリングし、心拍信号２１を発生し、且つ体力監視モニタ２は、心拍信号２１を該マイクロコンピュータ３に無線伝送し、該助力調整ユニット３２は、該電力消費量値１２１、加速度検出値１４１及び心拍信号２１を計算し、モータ出力調整信号３２１を発生し、該無線送受信ユニット３１、伝送器１５が該モータ出力調整信号３２１を原動機付自転車１のマイクロコントローラ１３に伝送し、該マイクロコントローラ１３は、電池１２の助力モータ１１に対する出力を調整し、原動機付自転車１の騎乗者４に対する動力補助を変更する。次に、該加速度検出器１４は、ジャイロスコープであり、該体力監視モニタ２は、無線伝送を支援可能な腕輪又は心拍ベルトであり、該電池１２は、助力モータ１１の電源ケーブル１２２に接続する。また、該マイクロコンピュータ３は、携帯電話又はタブレットＰＣのうちの一種であり、それは、ＧＰＳナビゲーションチップ３３、タッチディスプレイ３４、記憶ユニット３５及び設定ユニット３６を含み、該ＧＰＳナビゲーションチップ３３は、衛星信号を介して現時点の海抜高度データを取得し、該設定ユニット３６は、騎乗の行程経路を設定することに用いられ、該タッチディスプレイ３４は、設定された行程経路及び行程中の所在位置を表示し、該記憶ユニット３５は、設定経路の起点から該無線送受信ユニット３１が受信する電力消費量値１２１、加速検出値１４１、心拍信号２１の記録を開始し、該助力調整ユニット３２は、ＧＰＳナビゲーションチップ３３が取得した海抜高度数を計算し、且つ設定経路の傾斜を計算し、該記憶ユニット３５が記録した電力消費量値１２１、加速検出値１４１、心拍信号２１を計算し、該モータ出力調整信号３２１を発生する。
【００１５】
図１〜図３に示すように、上記本考案の原動機付自転車１の騎乗者４が本考案を使用する前には、先ず伝送器１５、体力監視モニタ２及び無線送受信ユニット３１に対して無線伝送マッチングを行い、続いてＧＰＳナビゲーション３３、設定ユニット３６を介して騎乗の行程経路を設定し、該タッチディスプレイ３４は、設定された行程経路及び行路柱の所在位置を表示し、該無線送受信ユニット３１は、行程経路を設定する起点から該電力消費量値１２１、加速度検出値１４１及び心拍信号２１の受信を開始し、該記憶ユニット３５は、設定経路の起点から前記受信する信号及び現在の騎乗時間及び騎乗距離の記録を開始する。前記のように、該ＧＰＳナビゲーションチップ３３が衛星信号によって現在の地点の海抜高度データを取得し、該助力調整ユニット３２は、ＧＰＳナビゲーションチップ３３から取得した海抜高度数を計算し、且つ設定経路の傾斜度を計算し、該記憶ユニット３５が記録する電力消費量値１２１、加速度検出値１４１、心拍信号２１及び現在の騎乗時間及び騎乗距離のデータを計算し、該モータ出力調整信号３２１を発生し、該無線送受信ユニット３１、伝送器１５は、該モータ出力調整信号３２１を原動機付自転車１のマイクロコンピュータ１３へ出力し、原動機付自転車１の騎乗者４に対する動力補助を変化させ、騎乗者４の体力の変化に基づき、電池１２の助力モータ１１に対する出力を調整し、原動機付自転車１の騎乗者４に対する動力補助を変化させる。
【００１６】
上記のように、該助力調整ユニット３２がモータ出力調整信号３２１を計算することは、騎乗過程中の人力出力エネルギー及びモータ出力エネルギーの変動の演算から得られ、その演算の導出は、以下のとおりである。
【００１７】
運動エネルギーの定理に基づき、１つの外力が１つの物体に作用し、その運動エネルギーがＥＫ０からＥＫまで増加する場合、この力が行う仕事は、Ｗ＝ΔＥＫ＝ＥＫ−ＥＫ０＝Ｆｄであり、等速直線運動の場合については、以下の式が導出される：
0003209291.tif 000003
であり、そのうち、
0003209291.tif 000004
であり、ｍは質量であり、ｖ１及びｖ２は、それぞれ質点の初速度及び最終速度であり、ａが加速度である。一般の状況における導出は、下式のとおりである。
【００１８】
0003209291.tif 000005
【００１９】
本考案中のａは車体上の加速度検出器（１３、ジャイロスコープ）が検出するＹ軸の加速度であり、その応用は、下式の通りである。
ａ＝ｈｐａ＋ｍｐａ
そのうち、ｍｐａは、助力モータ１１が提供するモータ出力エネルギー（Motor Power)であり、ｈｐａ（human power）は、人力出力エネルギーであり、即ち、ｈｐａ=ａ−ｍｐａである。騎乗者の実際の体力が最終的に反映されることによって、車体の加速度となるので、本発明は、車体上の加速度検出器（１３、ジャイロスコープ）が検出したＹ軸の加速度を計算パラメータとして採用し、騎乗者の実際の体力及び純粋な人力化加速性能を具体的に反映することができる。
【００２０】
上記のように、本考案のマイクロコンピュータ３の助力調整ユニット３２は、ｈｐａｍｐａデータを特定パターン又は曲線形態で表現し、過程において、ｈｐａの増減（人の体力の疲労状態）に基づき、適時に適当なモータ動力補助を施し、即ち、ｍｐａデータが形成するモータ出力曲線で調製を行い、これに基づき、騎乗者から実際の体力及び人力加速性能を具体的に反映できる該モータ出力調整信号３２１を発生する。原動機付自転車１のマイクロコントローラ１３を電池１２の助力モータ１１に対する出力を調整し、原動機付自転車１の騎乗者４の動力補助を変更する。
【００２１】
従って、本考案は、更に、マイクロコンピュータ３に騎乗の行程経路を設定し、該助力調整ユニット３２は、設定経路及び取得した海抜高度に基づき、設定経路の傾斜度を計算し、該記憶ユニット３５が記憶する電力消費量値１２１、加速度検出値１４１、心拍信号２１及び現在の騎乗時間及び騎乗距離のデータを計算し、該モータ出力調整信号３２１を発生する時、更に設定経路の傾斜度に基づいて行程全体の電力出力を分配し、原動機付自転車１の電池１２の電力を確保し、騎乗者４を行程の終点まで騎乗できるようにサポートすることができる。
【００２２】
また、該マイクロコンピュータ３は、更に、記憶ユニット３５が記録した現在の異常時間及び騎乗距離のデータに基づき、現在の実際の路況の騎乗速度と現在の騎乗者の体力状態を対比する。
【００２３】
上記のように、本考案は、確かに現在の原動機付自転車の助力モータの出力制御の技術発展上向き合う困難及び欠点を突破し、以下の利点を達成する。
１、本考案のマイクロコンピュータ３は、該電力消費量値１２１、加速度検出値１４１、及び心拍信号２１に基づき、該助力調整ユニット３２が演算して騎乗者の実際の体力及び純粋な人力加速性能を具体的に反映できるモータ出力調整信号３２１を発生し、マイクロコントローラ１３に伝送し、且つ電池出力を制御し、騎乗者４の体力の変化に基づき、電池１２の助力モータ１１の出力を調整し、原動機付自転車１の騎乗者４に対する動力補助を変更し、異なる騎乗者４の使用上の差異化の要求を有効に満足することができる。
２、マイクロコンピュータ３は、更に、騎乗の行程経路を設定させ、設定された経路及び取得した海抜高度数に基づき、設定経路の傾斜度を計算し、該記憶ユニット３５が記録する電力消費量値１２１、加速度検出値１４１、心拍信号２１及び現在の騎乗時間及び騎乗距離のデータを計算し、該モータ出力調整信号３２１を発生する時、設定経路の傾斜度に基づいて行程全体の電力出力を分配し、原動機付自転車１の電池１２の電力を確保し、騎乗者４が行程の終点まで騎乗するようサポートすることができる。
【００２４】
以上の実施例による本考案の詳細な説明は本考案の範囲を制限するものではない。本技術に熟知する者が、本考案の範囲内にて行う変更や調整を行っても、本考案の重要な意義は失われず、本考案の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２５】
１      原動機付自転車
１１    助力モータ
１２    電池
１２１  電力消費値
１２２  電源ケーブル
１３    マイクロコントローラ
１４    加速度検出器
１４１  加速度検出値
１５    伝送器
２      体力監視モニタ
２１    心拍信号
３      マイクロコンピュータ
３１    無線送受信ユニット
３２    補助調整ユニット
３２１  モータ出力調整信号
３３    ＧＰＳナビゲーションチップ
３４    タッチディスプレイ
３５    記憶ユニット
３６    設定ユニット
４      騎乗者
【図１】
0003209291.tif 000006
【図２】
0003209291.tif 000007
【図３】
0003209291.tif 000008