JP5834288B2 - Bicycle electronic system and program - Google Patents
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Description
本発明は、自転車の走行に関する様々な情報を計測するための自転車用電子システム及びそのプログラムに関するものである。 The present invention relates to a bicycle electronic system and a program for measuring various information related to bicycle travel.
自転車の走行に関する様々な情報として、例えば走行速度、現在位置表示、平均速度、目的地までのラップ計測、クランクの回転速度(ケイデンス)、走行中の心拍状態(ハートレート)等が挙げられる。また、多段変速機構を有する自転車に特化した情報として、現在どのようなギア比で走行しているかのギアポジション情報が挙げられる。これらの様々な情報を自転車ユーザーに走行しながら目視させることができる自転車用電子システムとしてのサイクルコンピュータが従来から提供されている。そのようなサイクルコンピュータの一例を特許文献1に示す。また、ギアポジション情報を表示することが可能な装置として、例えば特許文献2に示すような自転車用スピードメータが挙げられる。特許文献2に示す自転車用スピードメータはギアポジション情報を前もってユーザーが入力することで、表示部にギアポジションが表示されるため、自転車ユーザーが現在どのようなギアポジションで走行しているかを認識することができるというものである。
Examples of various information related to bicycle travel include travel speed, current position display, average speed, lap measurement to the destination, crank rotation speed (cadence), and heart rate (heart rate) during travel. Further, information specific to a bicycle having a multi-stage transmission mechanism includes gear position information indicating what gear ratio is currently used. 2. Description of the Related Art Conventionally, a cycle computer is provided as a bicycle electronic system that allows a bicycle user to view these various information while traveling. An example of such a cycle computer is shown in
しかし、特許文献2に示す自転車用スピードメータではフロントギアとリアギアの歯数データを入力しなければならない。つまり、このような自転車用スピードメータを取り付ける前提として、ユーザーは自車の各段のフロントギアとリアギアの歯数を知っていなければならず、対応するフロントギアとリアギア毎に歯数データを入力する面倒さがあった。そのため、歯数データを入力しなくとも容易にギアポジションに関する情報を出力することのできる自転車用電子システムが求められていた
本発明は上記問題を解消するためになされたものであり、その目的は、歯数データを入力しなくとも容易にギアポジションに関する情報を出力することのできる自転車用電子システム及びプログラムを提供することにある。
However, in the bicycle speedometer shown in
上記目的を達成するために、手段1では、多段変速機構を有する自転車に使用される自転車用電子システムであって、自転車の走行速度に関する情報を算出する走行速度算出手段と、クランクの回転速度に関する情報を算出するクランク回転速度算出手段と、第1のタイミングにおいて実際に走行することで、その走行速度に対応するクランク回転速度の相関関係を示すデータ(以下、相関データとする)を経時的に取得し、得られた相関データに基づいて前記多段変速機構におけるフロントギアとリアギアの組み合わせ(以下、ギアポジションとする)ごとの走行速度とクランク回転速度との関係を示す関数(以下走行関数とする)を算出する走行関数算出手段と、第1のタイミングよりも後のタイミングにおいて走行することで、現在の走行速度と現在のクランク回転速度がどのギアポジションの走行関数に対応するかを判断するギアポジション判断手段と、前記ギアポジション判断手段において現在の走行速度と現在のクランク回転速度がどのギアポジションの走行関数に対応するかに関する情報(以下出力情報とする)を出力する出力手段とを備えるようにした。
このような構成であれば、第1のタイミングにおいて多段変速機構を有する自転車を実際に走行させることで走行速度とクランク回転速度との関係を示す相関データを取得でき、この相関データに基づいてギアポジション毎の走行関数を取得することができる。そして、その後のタイミングでは現在の走行速度と現在のクランク回転速度がどのギアポジションの走行関数に対応するかに関する情報が出力される。
走行速度とクランク回転速度の相関データはギアポジション(つまり前後ギアのチェーンリングとスプロケットの組み合わせ)ごとに固有となるため、相関データに基づいてギアポジション毎の走行関数を求め、実際の走行状態がどの走行関数と対応するのかを判断して、それを現在のギアポジションであると判定するという発想である。これによって、ユーザーは単にあるギアポジションの状態で走行するだけで、例えば自動的に設定済の走行関数との関係で現在の走行速度と現在のクランク回転速度がどのギアポジションの走行関数に対応するかに関する情報が出力されることとなる。そのため、従来のようにギアの歯数を入力設定する手間が省け、操作上非常に有利となる。
ここに走行速度は直接取得しても、間接的に取得してもよい。従って、走行速度算出手段は走行速度そのものではなく走行速度を算出可能な情報に基づいて走行速度を算出するようにしてもよい。従って、「自転車の走行速度に関する情報」としては、自転車の走行速度そのものでもよく、自転車の走行速度を算出可能な例えば、タイヤ(前輪または後輪)の回転速度としてもよい。
また、クランクの回転速度も直接取得しても、間接的に取得してもよい。つまり、クランク回転速度算出手段はクランク回転速度そのものではなくクランク回転速度を算出可能な情報(クランクの回転速度に関する情報)に基づいて走行速度を算出するようにしてもよい。
In order to achieve the above object, means 1 is a bicycle electronic system used for a bicycle having a multi-stage transmission mechanism, and relates to a traveling speed calculating means for calculating information related to the traveling speed of the bicycle, and a rotational speed of the crank. Crank rotation speed calculation means for calculating information and data indicating the correlation of the crank rotation speed corresponding to the travel speed (hereinafter referred to as correlation data) over time by actually traveling at the first timing. A function (hereinafter referred to as a travel function) indicating the relationship between the travel speed and the crank rotational speed for each combination of the front gear and the rear gear (hereinafter referred to as gear position) in the multi-stage transmission mechanism based on the acquired correlation data. ) And a travel function calculation means for calculating the current travel time by traveling at a timing later than the first timing. Gear position determination means for determining which gear position the running function and the current crank rotation speed correspond to, and in which gear position the current travel speed and the current crank rotation speed in the gear position determination means and to an output means for outputting information regarding corresponding to a function (hereinafter referred to output information).
With such a configuration, the correlation data indicating the relationship between the traveling speed and the crank rotation speed can be acquired by actually running the bicycle having the multi-stage transmission mechanism at the first timing, and the gear is based on the correlation data. The running function for each position can be acquired. Then, at the subsequent timing, information regarding which gear position the running function corresponds to the current running speed and the current crank rotation speed is output.
Since the correlation data of travel speed and crank rotation speed is specific to each gear position (that is, the combination of front and rear gear chainrings and sprockets), the travel function for each gear position is obtained based on the correlation data, and the actual travel state is The idea is to determine which running function corresponds to the current gear position. As a result, the user simply travels in a certain gear position, for example, the current travel speed and the current crank rotation speed correspond to the travel function of which gear position in relation to the automatically set travel function. The information regarding this will be output. Therefore, it is possible to save the trouble of inputting and setting the number of gear teeth as in the prior art, which is very advantageous in operation.
Here, the traveling speed may be acquired directly or indirectly. Therefore, the travel speed calculation means may calculate the travel speed based on information that allows the travel speed to be calculated instead of the travel speed itself. Therefore, the “information regarding the traveling speed of the bicycle” may be the traveling speed of the bicycle itself, or may be, for example, the rotational speed of a tire (front wheel or rear wheel) that can calculate the traveling speed of the bicycle.
Further, the rotation speed of the crank may be acquired directly or indirectly. That is, the crank rotational speed calculation means may calculate the travel speed based on information (information on the rotational speed of the crank) that can be calculated instead of the crank rotational speed itself.
ここに「多段変速機構を有する自転車」は、例えばフロントギア(チェーンリング)とリアギア(スプロケット)の少なくとも一方のギアが複数段あって、自転車の操作手段を操作することで駆動伝達部材(一般にはチェーン)の噛み合うギアを変更できる自転車をいう。
ここに「走行関数」は実際に走行して走行速度とその走行速度に対応するクランク回転速度の相関データを経時的に取得することで得る。これは、例えばあるギア比での走行速度はクランク回転速度に依存するので、走行速度とクランク回転速度の対応関係からギア比毎に両者に相関関係があるとして得ることができる。例えば、そのギア比で走行する場合の走行速度とクランク回転速度が一対一に対応するような関数を走行関数として求めればよい。例えば、相関データの分布の偏りに基づいて走行関数を求める際、構成のように、相関データから複数のギヤ比に対応する走行関数を弁別できるのであれば、ギア比と対応するフロントギアとリアギアの段数の組み合わせは特に定めは無く(一般には軽いギア比となる方から)どの組み合わせ順で走行しても構わない。
尚、「関数」という場合には一般には数式化されるものであるが、ある走行速度とあるクランク回転速度の対応そのものが関数であるため、必ずしも数式で表わされる相関関係のみをいうものではない。
ここに、「自転車用電子システム」としては例えば自転車用スピードメータが一般的であり、ナビゲーション装置、走行中の心拍状態(ハートレート)、ラップ機能、カロリー計算機構等を備えることが可能である。出力手段としては、例えば、表示手段に対して出力するものや、音声等で出力するもの、他の機器に無線または有線でデータを出力するものなどが挙げられる。出力手段のみを本体から切り離して別体化することも可能である。
上記において「表示手段」とは動画、静止画が表示されるディスプレイ部から構成され、例えば有機ELディスプレイ、液晶ディスプレイ、CRTディスプレイの画面が想定できる。
現在の走行速度と現在のクランク回転速度がどのギアポジションの走行関数に対応するかに関する情報(出力情報)としては、以下の発明にて出力するものを含むとよい。
Here, a “bicycle having a multi-stage transmission mechanism” has, for example, at least one gear of a front gear (chain ring) and a rear gear (sprocket), and a drive transmission member (generally, by operating a bicycle operating means. A bicycle that can change the gears of the chain.
Here, the “travel function” is obtained by actually traveling and acquiring correlation data of the travel speed and the crank rotation speed corresponding to the travel speed over time. This can be obtained, for example, because the traveling speed at a certain gear ratio depends on the crank rotational speed, and the correlation between the traveling speed and the crank rotational speed indicates that there is a correlation between the two for each gear ratio. For example, what is necessary is just to obtain | require as a running function the function that the running speed and crank rotation speed at the time of drive | working with the gear ratio respond | correspond one-to-one. For example, when the travel function is obtained based on the distribution distribution of the correlation data, if the travel function corresponding to a plurality of gear ratios can be discriminated from the correlation data as in the configuration, the front gear and the rear gear corresponding to the gear ratio The combination of the number of steps is not particularly defined (in general, from the direction with a light gear ratio), and may be driven in any combination order.
In the case of “function”, it is generally expressed as a mathematical expression, but since the correspondence between a certain traveling speed and a certain crank rotational speed is a function, it does not necessarily mean only the correlation represented by the mathematical expression. .
Here, for example, a bicycle speedometer is generally used as the “bicycle electronic system”, and can include a navigation device, a heart rate during running (heart rate), a lap function, a calorie calculation mechanism, and the like. Examples of output means include output to the display means, output by voice or the like, and output data by wireless or wired to other devices. It is also possible to separate only the output means from the main body.
In the above, the “display means” includes a display unit on which a moving image and a still image are displayed. For example, a screen of an organic EL display, a liquid crystal display, or a CRT display can be assumed.
Information (output information) relating to which gear position the running function corresponds to the current running speed and the current crank rotation speed may include information output in the following invention.
手段2では、前記出力情報としてギアポジションの走行関数と関連付けた現在の走行速度とその走行速度に対応するクランク回転速度の相関データを備えるようにした。
これによって、現在の走行速度とその走行速度に対応するクランク回転速度がギアポジションの走行関数とのなんらかの関係があることがわかるように情報として出力されることとなる。
上記において「関連付けて出力する」とは例えば、選択されたギア比の走行関数と相関データとをグラフ化して同時に表示手段に表示させたり、同時に表示させる際により関連性を付けるために、重ねたり、交差させたり近傍に隣接配置させたりする表示手法が想定される。またグラフ化ではなく数値に変換して数値表示させたりすることも想定される。また音声で表示することも想定される。
手段3では、前記走行速度算出手段は車輪の回転数を検出する車輪回転数検出手段からの検出値と車輪の周長から走行距離を算出し、得られた走行距離を単位時間当たりの車輪の回転数で除することで走行速度を求めるようにした。
これは走行速度算出手段のより具体的手段を記載したものである。このためには、例えば、車輪回転数検出手段を自転車の車輪と車輪に面した自転車部材との間に配設するとよい。走行速度算出手段走行距離を単位時間当たりの車輪の回転数で除することで比較的リアルタイムに走行速度が求められる。
手段4では、前記走行速度算出手段はGPS受信装置によって得られた情報に基づいて走行速度を求めるようにした。
これによって、上記車輪回転数検出手段がなくとも自車の走行速度を求めることができる。GPS受信装置による速度測定は、一般に衛星から受信装置が受信する電波のドップラー効果を利用する方法か、受信機の位置を計測して1秒間にどれだけ受信機が移動しているかという位置情報に基づいて速度を計算する方法のいずれかを用いることとなる。上記のような車輪回転数検出手段は不要であるが、定速を保っていない場合に誤差が生じることがあり、そのため請求項2の手段と併用することも可能である。
In
As a result, the current traveling speed and the crank rotational speed corresponding to the traveling speed are output as information so that it can be understood that there is some relationship between the traveling function of the gear positions.
In the above, “output in association” means, for example, that the running function of the selected gear ratio and the correlation data are graphed and displayed on the display means at the same time, or overlapped for more relevance when simultaneously displayed. A display method of crossing or arranging adjacently in the vicinity is assumed. In addition, it is assumed that a numerical value is displayed instead of being converted into a numerical value. It is also assumed that the voice is displayed.
In
This describes more specific means of the traveling speed calculation means. For this purpose, for example, the wheel rotation speed detecting means may be disposed between the wheel of the bicycle and the bicycle member facing the wheel. Travel speed calculation means The travel speed is obtained in a relatively real time by dividing the travel distance by the number of wheel rotations per unit time.
In section 4, before Symbol speed calculation means and to determine the running speed on the basis of the information obtained by the GPS receiver.
As a result, the traveling speed of the host vehicle can be obtained without the wheel rotational speed detection means. The speed measurement by the GPS receiver is generally a method using the Doppler effect of the radio wave received by the receiver from the satellite, or position information indicating how much the receiver is moving per second by measuring the position of the receiver. One of the methods for calculating the speed based on this will be used. Although the wheel rotational speed detection means as described above is not necessary, an error may occur when the constant speed is not maintained. Therefore, it can be used together with the means of
手段5では、前記走行関数算出手段において走行関数を算出するために走行する際に、走行前あるいは走行後にユーザーがギアポジションを設定することでギアポジションを明確な状態とするようにした。
これは、ユーザーが実際の第1のタイミングでの走行において、自分がどのフロントギアとリアギアの段数の組み合わせ状態で走行する(あるいはした)かを走行前あるいは走行後にユーザーがギアポジションを設定することで走行関数とギアポジションの対応関係を明確とするものである。
In section 5, the time of travel for calculating the travel function before Symbol traveling function calculating means, the user has to the gear position and the clear state by setting the gear position after the running before or traveling.
This is because the user sets the gear position before or after traveling, which front gear and rear gear stage combination state (or did) when the user actually travels at the first timing. This clarifies the correspondence between the running function and the gear position.
手段6では、前記出力情報として現在の走行速度とその走行速度に対応するクランク回転速度の相関データと関連させて現在走行中のギアポジションを出力するようにした。
これによって、出力手段によって出力された現在走行中のギアポジションが現在の走行速度とその走行速度に対応するクランク回転速度との関係でわかることとなる。ギアポジションの出力態様としては、数値でもよく、グラフのような一見して他のギアポジションとの関係がわかるような図表を表示してもよい。
手段7では、前記出力情報として現在のギア比と関連させて現在走行中のギアポジションを出力するようにした。
これによって、現在走行中のギアポジションに対応したギア比が出力されてわかることとなる。ギア比の出力態様としては、数値でもよく、グラフのような一見して他のギア比との関係がわかるような図表を表示してもよい。
ここに「ギア比」は例えばフロントギアの歯数をリアギアの歯数で除した値で表わされる。ペダルはフロントギアに固着されているため、ギア比とは常にフロントギアのトルクがリアギアに作用している状態でのペダル1回転当たりのタイヤの回転数と考えることも可能である。例えば、ギア比4.72とあればそれは1回のペダルの回転で車輪が4.72回の回転をすることを意味する。
「ギア比」は大きいほど走行における抵抗が大きくなり、ギア比が大きい状態では漕ぐとペダルが重い。このような大きいギア比ではクランク回転速度が早くなると速度も速くなる傾向となる。一方「ギア比」が小さいほど走行における抵抗は小さくなり、ギア比が小さい状態では漕ぐとペダルが軽い。このような小さいギア比ではクランク回転速度が早くとも速度は速くならない傾向となる。
本発明では走行関数からケイデンスと走行速度の関係が算出されるため、ペダル一回転当たりの走行距離が算出できるため、ギアの歯数がわからなくともギア比の計算が可能である。
In
As a result, the currently traveling gear position output by the output means can be known from the relationship between the current traveling speed and the crank rotational speed corresponding to the traveling speed. As the output mode of the gear position, a numerical value may be used, and a chart such as a graph showing the relationship with other gear positions at a glance may be displayed.
In
As a result, a gear ratio corresponding to the currently running gear position is output and understood. The output ratio of the gear ratio may be a numerical value, or a chart such as a graph showing the relationship with other gear ratios at a glance may be displayed.
Here, the “gear ratio” is expressed by, for example, a value obtained by dividing the number of teeth of the front gear by the number of teeth of the rear gear. Since the pedal is fixed to the front gear, the gear ratio can always be considered as the number of rotations of the tire per one rotation of the pedal when the torque of the front gear is acting on the rear gear. For example, a gear ratio of 4.72 means that the wheel rotates 4.72 times with one pedal rotation.
The greater the “gear ratio”, the greater the resistance in travel, and the heavier the pedals when the gear ratio is large. With such a large gear ratio, the speed tends to increase as the crank rotation speed increases. On the other hand, the smaller the “gear ratio” is, the smaller the resistance in running is. With such a small gear ratio, the speed does not tend to increase even if the crank rotation speed is high.
In the present invention, since the relationship between the cadence and the traveling speed is calculated from the traveling function, the traveling distance per one pedal rotation can be calculated. Therefore, the gear ratio can be calculated without knowing the number of gear teeth.
手段8では、前記出力手段は表示手段であって、同表示手段は交差する2軸方向を走行速度とクランク回転速度として所定の走行関数を表示させるとともに、現在の走行速度とその走行速度に対応するクランク回転速度の相関データをその走行関数と関連付けて表示させるようにした。
このように、所定の走行関数を表示させるということは、間接的にギアポジションやギア比を表示させていることに等しい。そのため、このような手段によって現在の走行速度とその走行速度に対応するクランク回転速度の相関データを表示させることで、走行計画の判断の指標となる。
手段9では、前記表示手段には複数の走行関数を同時に表示させるようにした。
このように複数の走行関数を同時に表示させることでギアを操作して他のギアポジションでの走行状態に移行した際に、どのギアポジションからどのギアポジションに移行したのかがわかり、現在のギアポジションでの走行状態が他のギアポジションと同じクランク回転速度でどのように得られる速度が異なるかなどの走行計画の判断が容易となる。
In section 8, the pre-Symbol output unit a display unit, with the same display means to display a predetermined running function biaxial directions intersecting the running speed and the crank rotational speed, current speed and its speed Correlation data of the corresponding crank rotation speed is displayed in association with the running function .
Thus, displaying a predetermined travel function is equivalent to displaying the gear position and gear ratio indirectly. Therefore, by displaying the correlation data of the current traveling speed and the crank rotational speed corresponding to the traveling speed by such means, it becomes an index for determining the traveling plan.
In unit 9, and so as to display a plurality of driving functions simultaneously before Symbol display means.
By displaying multiple driving functions at the same time, you can see which gear position changed from which gear position when operating the gear and moving to another gear position, and the current gear position. This makes it easy to determine the travel plan, such as how the travel state is different at the same crank rotation speed as the other gear positions.
手段10では、前記出力手段は表示手段であって、前記多段変速機構が複数のフロントギアを備える場合に、前記表示手段は現在の走行状態のギアポジションが一のフロントギアである場合には、当該一のフロントギアが共通する複数の走行関数を第1の表示画面として表示させるとともに、現在の走行状態が他の一のフロントギアのフロントギアである場合には、当該他の一のフロントギアが共通する複数の走行関数を第2の表示画面として表示させるようにした。
あまり、多くの走行関数が同時に1画面に表示されることは、情報が見にくくなるため複数のフロントギアを備えている場合に、フロントギアが共通する複数走行関数を表示させるようにした。また、通常頻繁にギアを変換するのはリアギアであるため、あまり頻繁に変換しないフロントギアを共通に有する場合を基準として1つの表示画面に複数の走行関数を表示させるようにしたものである。
In
Since many traveling functions are displayed on one screen at the same time, it is difficult to see information. Therefore, when a plurality of front gears are provided, a plurality of traveling functions common to the front gears are displayed. In addition, since it is the rear gear that normally converts gears frequently, a plurality of travel functions are displayed on one display screen with reference to a case in which front gears that are not frequently converted are commonly used.
手段11では、前記出力手段は表示手段であって、同表示手段には走行関数を取得したギアポジションのギア比が複数表示され、それらに関連付けて現在走行中のギアポジションを表示させるようにした。
これによって、現在走行中のギアポジションが複数のギア比のうちのどれに対応するのかがわかることとなる。
手段12では、前記出力手段は表示手段であって、同表示手段には現在走行中のギアポジションを構成しているフロントギアとリアギアの位置を表示させるようにした。
例えばフロントギアがインナーギアであり、リアギアが7番目のスプロケットであれば「1×7」のように表示させる。フロントギアとリアギアの順番についてはユーザーによる実際のギアと設定との関連付けが必要となる。
In
As a result, it can be understood which of the plurality of gear ratios corresponds to the currently traveling gear position.
In
For example, if the front gear is the inner gear and the rear gear is the seventh sprocket, “1 × 7” is displayed. As for the order of the front gear and rear gear, the user needs to associate the actual gear with the setting.
手段13では、前記出力手段は表示手段であって、現在走行中のギアポジションに対応する走行関数候補が複数存在する場合には、前記表示手段はそれら複数の候補の走行関数、ギアポジションあるいはギア比と関連付けて現在の相関データを表示させるようにした。
これは複数のギアポジションに間においてギア比が非常に近くて、現在の走行状態がどのギアポジションのものか判然としない場合に、現状の走行の候補となる走行関数、ギアポジションあるいはギア比と関連付けて現在の相関データを表示させるものである。これによって、ユーザーは実際のギア比あるいは実際のフロントギアとリアギアの段数の組み合わせを候補のいずれかと認識することができる。この際にユーザーがいずれか正しいものを選択手段によって選択するようにしてもよい。
In
This is because when the gear ratio is very close to multiple gear positions and it is not clear which gear position the current driving state is, the current driving function, gear position or gear ratio The correlation data is displayed in association with each other. As a result, the user can recognize the actual gear ratio or the combination of the actual front gear and rear gear stages as one of the candidates. At this time, the user may select any correct one by the selection means.
手段14では、ギア比判断手段は経時的に取得される現在の相関データが、対応するギア比の走行関数に対してずれを生じていると判断した場合にその旨の報知をさせるようにした。
これはペダルの回転をさぼっていて、すでに計算された走行関数から外れた場合を想定している。そのような場合にはその旨が報知されることとなる。報知手段としては表示画面上に色や図形や文字で表示させてもよく、音声によってもよい。
In section 14, the current correlation data gearing ratio determining means that over time acquired, so make a notification to that effect when it is determined that deviated with respect to the running function of the corresponding gear ratios I did .
This assumes that the pedal has been defeated and deviated from the already calculated running function. In such a case, the fact is notified. The notification means may be displayed on the display screen with colors, graphics or characters, or by voice.
手段15では、前記出力手段は表示手段であって、前記ギア比判断手段は所定のギア比での走行関数において相関データを経時的に取得すると共に登り傾斜量を傾斜検出手段によって検出し、過去の登り傾斜量に対して現在の登り傾斜量を関連付けて現在の相関データを前記表示手段に表示させるようにした。
これによって、現在のギア比で過去に登ることができた、あるいはできなかったことがその登り傾斜量と関連付けて表示されるためユーザーに傾斜における走行計画を建てさせることができる。例えば「このくらいならば、今のギア比のままでよいはずだ」とか「前回は今のギア比で登れたのに、今回は苦しいな」とか「前回はこの傾斜だとこのギア比では登れなかったけれど、今回はがんばって行けるところまでいこう」などと考えることとなり、自転車走行の興趣が増すこととなる。
In
Thus, since it is displayed in association with the climbing amount that the climbing in the past with the current gear ratio could or cannot be performed, it is possible to make the user build a travel plan for the tilting. For example, "If this is the case, it should be the same as the current gear ratio" or "I was able to climb at the current gear ratio last time, but this time is difficult" I thought I would go to the place where I could do my best this time, but this would increase my interest in cycling.
手段16では、前記出力手段は表示手段であって、走行距離に基づいて消費カロリーを計算する消費カロリー計算手段を備え、前記表示手段に消費カロリーを表示させるようにした。
これによって自転車走行によってどのくらいのカロリーを消費したかを把握することが可能となる。
手段17では、前記傾斜検出手段によって検出した登り傾斜量を走行抵抗として消費カロリーを計算する際のパラメータとするようにした。
登り傾斜の方が消費カロリーが多くなるため、登り傾斜について走行抵抗として消費カロリーを計算することによってより正確な消費カロリーが得られる。
手段18では、自転車用電子システムの制御機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを提供するようにした。。
In
This makes it possible to grasp how many calories are consumed by cycling.
In
Since the calorie consumption increases in the ascending slope, more accurate calorie consumption can be obtained by calculating the calorie consumption as the running resistance for the ascending slope.
In means 18, and to provide a program for implementing the control functions of the electronic system for bicycles to the computer. .
本発明によれば、ユーザーは前もって実際に自転車で走行することで歯数データを入力しなくとも容易にギアポジションに関する情報を設定することが可能となる。 According to the present invention, the user can easily set information on the gear position without actually inputting the number-of-teeth data by actually traveling on a bicycle in advance.
以下、本発明を具体化した実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は自転車用電子システムとしてのGPS機能付きのサイクルコンピュータを兼ねたスピードメータ10の外観正面図である。図2に示すように、スピードメータ10は本体となる略直方体形状の筐体11中に機構が収納されており、結束バンド12によって自転車Sのハンドル13上のユーザーの目視しやすい位置に取り付けられるようになっている。筐体11前面に配置された額縁状の前面枠15内には表示手段としてのディスプレイ部16が露出させられている。本実施の形態ではディスプレイ部16は3インチの小型の液晶ディスプレイから構成されている。ディスプレイ部16は入力手段としてのタッチパネルを兼ねている。筐体11の正面から見た右側面には電源ボタン17が形成され、左側面にはメニューボタン18が形成されている。前面枠15におけるディスプレイ部16の下位置には充電状況を報知する充電報知ランプ20が形成されている。本実施の形態ではスピードメータ10はリチウムイオン電池からなるバッテリー(二次電池)を電源とし、図示しない裏蓋を取り外して筐体11内部に収容するようにしている。また、後述するメモリカードリーダーも筐体11内部に配設され、裏蓋を取り外して外付け記憶媒体としてのSDカードをこのメモリカードリーダーに脱着するようにしている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external front view of a
図2に示すように、スピードメータ10は取り付け手段としての結束バンド12によって自転車Sのハンドル13上のユーザーの目視しやすい位置に図示しないホルダーを介して取り付けられるようになっている。スピードメータ10は車輪回転数検出手段としての車輪回転センサ21を備えている。車輪回転センサ21は別体で用意された移動検出体としての第1のマグネット22とセット化されている。図2に示すように、車輪回転センサ21は例えば自転車Sのフロントフォーク24の前輪25のスポーク26に面した位置に結束バンド12によって取り付けることが可能である。第1のマグネット22は前輪25のいずれかのスポーク26に対して前輪25の回転によって車輪回転センサ21と交差する軌跡上の位置に取り付ける。車輪回転センサ21は前輪25の回転とともに周回する第1のマグネット22の磁力線を前輪25の一回転ごとに1回ずつ検出する。
スピードメータ10はクランク回転速度算出手段としてのクランク回転センサ27を備えている。クランク回転センサ27は別体で用意された移動検出体としての第2のマグネット23とセット化されている。図2に示すように、クランク回転センサ27は例えば自転車Sのチェーンステイ28に対してクランク29側のペダル30に面した位置に結束バンド12によって取り付けることが可能である。第2のマグネット23はペダル30に対して取り付ける。第2のマグネット23の取り付け位置はペダル30の回転によってクランク回転センサ27と交差する位置とする。クランク回転センサ27はペダル30の回転とともに周回する第2のマグネット23の磁力線をペダル30の一回転ごとに1回ずつ検出する。
As shown in FIG. 2, the
The
次に、図3のブロック図に基づいてスピードメータ10の筐体11内部の電気的な構成を説明する。尚、本発明とは直接関係のない構成については省略する。
走行速度算出手段、クランク回転速度算出手段、走行関数算出手段、ギア比判断手段及び消費カロリー計算手段としてのコントローラMCには位置検出器31、メモリカードリーダー32、報知アラーム33、加速度センサ34、データベース35、センサ信号受信機36、前記ディスプレイ部16、前記電源ボタン17、前記メニューボタン18等がそれぞれ接続されている。
コントローラMCは周知のCPUやROM及びRAM等のメモリ、タイマ等から構成されている。コントローラMC内のROM内にはセンサ信号受信機36によって受信された車輪回転センサ21からの出力に基づいて走行速度を求めるための第1の走行速度計算プログラム、センサ信号受信機36によって受信されたクランク回転センサ27からの出力に基づいて1分当たりに換算したクランクの回転速度を求めるためのクランク回転速度計算プログラム、ギア比毎に異なるクランクの回転数と走行速度との相関関係から複数の走行関数f(x)を求める走行関数計算プログラム、現在の走行状態におけるケイデンスと走行速度を算出し、すでに算出された複数の走行関数f(x)のどの走行関数f(x)と類似性が大きいかを判断する相関関数プログラム、過去の走行履歴におけるギアポジションと現状の走行状態におけるギアポジションを比較してディスプレイ部16に所定の表示をさせるギア表示プログラム、算出された走行関数f(x)やギア比をSDカードに記憶させる走行関数等保存プログラムが記憶されている。
また、位置検出器31と関連するプログラムとして、位置検出器31のGPS受信器37によって受信されたGPS情報を処理するGPS情報処理プログラム、地図データを呼び出し位置検出器31のGPS受信器37によって受信された位置データと関連付けてディスプレイ部16に表示させる地図表示プログラム、位置検出器31のGPS受信器37によって受信された位置データと単位時間当たりの移動距離から走行速度を求めるための第2の走行速度計算プログラム、GPS受信器37によって受信された走行履歴(ログデータ)をSDカードに記憶させる履歴保存プログラム、位置検出器31のGPS受信器37によって受信された位置データとGPS受信器37から取得した時刻から経過時間や走行距離を計算し消費カロリーを計算する計算する消費カロリー計算プログラム、OS(Operation System)等の各種プログラムが記憶されている。
また、RAM内には上記各計算プログラムで計算された計算値や位置検出器31で検出された位置情報が一旦記憶される。
Next, the electrical configuration inside the
The
The controller MC includes a known CPU, a memory such as a ROM and a RAM, a timer, and the like. In the ROM in the controller MC, the first traveling speed calculation program for obtaining the traveling speed based on the output from the
Further, as a program related to the
Further, the calculated values calculated by the above calculation programs and the position information detected by the
現在位置取得手段、速度取得手段、現在時刻取得手段としての位置検出器31は構成の中核としてGPS情報を取得する公知の時刻取得手段としてのGPS受信器37を備えており、コントローラMCの指示に基づいて取得した位置情報と移動距離に基づいて速度計算を行う。検出される位置情報は自車の緯度、経度、高度である。メモリカードリーダー32はSDカードのデータを読み取り、あるいはSDカードのデータを更新する。
報知手段としての報知アラーム33はスピードメータ10の設定の際や設定したイベントの開始や終了の際に音声報知を行う。
傾斜取得手段及び傾斜・加速度取得手段としての加速度センサ34は3軸(X,Y,Z)それぞれの方向の加速度及び傾きを検出する3軸タイプのセンサであって、常時検出値をコントローラMCに出力する。傾斜は重力方向の加速度と考えることができるため加速度センサ34は同時に傾斜も検出可能である。尚、傾斜検出のために加速度センサ34とは別に傾斜センサを備えるようにすることも可能である。
データベース35はコントローラMC内、あるいはコントローラMCに外付けした不揮発性メモリ(例えばEEPROM)である。本実施の形態ではデータベース35内には待ち受け状態でディスプレイ部16に表示させるオブジェクトデータ、マスター画像データ、ディスプレイ部16に表示させる各種フォントデータ等が記憶されている。尚、これらデータは上記ROMに記憶させるようにしてもよい。
センサ信号受信機36は集積化された素子群からなる受信用チップであって、車輪回転センサ21及びクランク回転センサ27側のセンサ信号送信機38,39から送信された検出データを受信する。センサ信号受信機36と送信機38,39とは近距離無線通信用のANTプラス(+)を無線通信プロトコルとするが、他の通信プロトコル、例えばブルートゥースを通信プロトコルとしてもよい。
また、コントローラMCは数msecのタイミングでディスプレイ部16への接触状態を検出しており、GUI入力による命令に従って処理を行う。
The
A notification alarm 33 as a notification means performs a sound notification when the
The
The
The
Further, the controller MC detects a contact state with the
上記のような電気的構成において、コントローラMCはプログラムに従って次のような計算あるいは判断を実行する。
1)走行速度の計算
本実施の形態では2つ走行速度の計算方法を備えている。まず車輪回転センサ21によるものである。この場合には前提としてユーザーによる当該自転車の車輪(前輪25)の周長の入力が必要である。車輪回転センサ21によるマグネット23の磁力線検出は前輪25の1回転ごとに行われるため、検出信号のカウント数(=車輪の回転数)と周長を乗ずることで、走行距離が算出できるため、その走行距離を単位時間当たりのカウント数で除することで走行速度を求めることが可能である。この場合の取得した走行速度を第1の走行速度とする。
いま一つはGPS受信器37によるものである。本スピードメータ10ではGPS受信器37を備えているため現在時間における自車の位置を検出し、取得した位置情報と移動距離に基づいて速度を得ることが可能である。この場合の取得した走行速度を第2の走行速度とする。
本実施の形態では即応性を考慮して下記走行関数f(x)の計算には第1の走行速度を使用する。一方、ログデータや消費カロリー値の計算については第2の走行速度を使用する。
2)クランク速度の計算
クランク回転センサ27によるマグネット23の磁力線検出はペダル30(=クランク29)の1回転ごとに行われるため、一分あたりに換算した検出信号のカウント数(=クランク29の回転数)をケイデンス(単位は回転毎分:rpm)として得る。
In the electrical configuration as described above, the controller MC executes the following calculation or determination according to a program.
1) Calculation of travel speed In this embodiment, two travel speed calculation methods are provided. First, the
The other is due to the
In the present embodiment, the first traveling speed is used for the calculation of the following traveling function f (x) in consideration of the responsiveness. On the other hand, the second traveling speed is used for calculating the log data and the calorie consumption value.
2) Calculation of crank speed Since the magnetic force lines of the
3)走行関数f(x)の計算
ユーザーが設定したギアポジションに対してケイデンスと速度の関係を走行関数f(x)として算出する。
具体的にはコントローラMCはROM内に用意されているギアデータ(つまり、チェーンリングとスプロケット)の中からユーザーが選択した任意のギアポジションに対して実際に走行することで得られるあるケイデンスでの走行速度のサンプルデータ(相関データ)を経時的に取得し、それらサンプルデータに基づいて当該ギアポジションのケイデンスと走行速度を一次関数である走行関数f(x)として対応関係を付けて算出する。取得手法としては例えば、小さなケイデンスで低速で走行する状態から徐々にケイデンスを大きくして高速で走行するようになるべく走行条件の異なるサンプルデータを取得する。このように取得したサンプルデータの相関関係をx−y軸二次元平面上に散布すると、サンプルデータは求める走行関数f(x)である「ある直線L」上及び直線Lの周囲にプロットされることとなる。直線Lの係数、つまり傾きは不明である。このような場合に直線Lの係数を求める手法としてここでは直線L上の真の値との距離を各サンプルデータの重みと考えた最小二乗法を用いて直線Lを算出するようにする。具体的には直線L上の真の値と対応する各データとの分散(平均二乗誤差)の総和を求め、その総和が最小となるようなある係数を算出し、もってケイデンスと速度の比である直線L(走行関数f(x))の傾きを求めるようにする。この傾きを当該ギアポジションにおけるギア比と考えることができる。
3) Calculation of travel function f (x) The relationship between cadence and speed is calculated as the travel function f (x) for the gear position set by the user.
More specifically, the controller MC can obtain a certain cadence obtained by actually running at any gear position selected by the user from the gear data (that is, chainring and sprocket) prepared in the ROM. Sample data (correlation data) of the traveling speed is acquired with time, and the cadence of the gear position and the traveling speed are calculated as a linear function of the traveling function f (x) based on the sample data. As an acquisition method, for example, sample data having different traveling conditions is acquired so that the cadence is gradually increased from a state of traveling at a low speed with a small cadence so that the vehicle can travel at a high speed. When the correlation of the sample data acquired in this way is scattered on the two-dimensional plane on the xy axis, the sample data is plotted on “a certain straight line L” that is the travel function f (x) to be obtained and around the straight line L. It will be. The coefficient of the straight line L, that is, the slope is unknown. In this case, as a method for obtaining the coefficient of the straight line L, here, the straight line L is calculated using a least square method in which the distance from the true value on the straight line L is considered as the weight of each sample data. Specifically, the sum of the variance (mean square error) between the true value on the straight line L and each corresponding data is calculated, a certain coefficient is calculated so that the sum is minimum, and the ratio between the cadence and the speed is calculated. An inclination of a certain straight line L (running function f (x)) is obtained. This inclination can be considered as a gear ratio at the gear position.
4)走行関数f(x)に基づくギア比の計算
走行関数f(x)からケイデンスと走行速度の関係が算出されるため、ペダル一回転当たりの走行距離が算出できる。ペダル一回転当たりの走行距離をタイヤの周長で除することでギア比が算出できる。コントローラMCは算出した走行関数f(x)に基づいて各ギアポジションについてギア比を計算する。
5)現在の走行状態と走行関数f(x)との照合
コントローラMCは現在の走行状態におけるギアポジションがすでに走行関数f(x)として算出されたギアポジションのどれに相当するのかの判断を行う。
上記のように当該自転車のギアポジションにおいてケイデンスと走行速度の関係がすでに走行関数f(x)として算出されている場合に、現在の走行状態におけるケイデンスと走行速度の関係を新たに取得し、すでに取得されている走行関数f(x)との相関性を判断する。そして、最も相関性の大きな走行関数f(x)のギアポジションを現状の走行状態のギアポジションと判断する。
4) Calculation of gear ratio based on travel function f (x) Since the relationship between cadence and travel speed is calculated from the travel function f (x), the travel distance per one rotation of the pedal can be calculated. The gear ratio can be calculated by dividing the travel distance per pedal rotation by the circumference of the tire. The controller MC calculates a gear ratio for each gear position based on the calculated running function f (x).
5) Collation between the current running state and the running function f (x) The controller MC determines which of the gear positions already calculated as the running function f (x) is the gear position in the current running state. .
As described above, when the relationship between the cadence and the traveling speed is already calculated as the traveling function f (x) at the gear position of the bicycle, a new relationship between the cadence and the traveling speed in the current traveling state is acquired. The correlation with the acquired traveling function f (x) is determined. Then, the gear position of the traveling function f (x) having the largest correlation is determined as the gear position in the current traveling state.
6)過去のログデータのギアポジションと現在のギアポジションとの比較
コントローラMCはユーザーが走行した走行経路についてログデータを取得して記録する。その際に、各ログデータ取得位置での傾斜量及びギアポジションを併せてデータとして取得する。そして、コントローラMCは現在の走行経路が過去の走行した経路である場合にその走行経路のうちの過去のログデータから直近の走行のログデータを呼び出し、そのギアポジションを現状の走行状態のギアポジションとともにリアルタイムでディスプレイ部16に表示させる。また、登り傾斜においては現状の走行状態のギアポジションが過去のギアポジションよりもより大きなトルクが必要(つまり重い)なものか必要としない(つまり軽い)ものかを表示させる。必要なトルクの大小は上記3)で取得した走行関数f(x)の傾きの値によって判断する。
6) Comparison of past log data with gear position and current gear position The controller MC acquires and records log data for the travel route traveled by the user. At that time, the amount of inclination and the gear position at each log data acquisition position are acquired together as data. Then, when the current travel route is a past travel route, the controller MC calls the log data of the latest travel from the past log data of the travel route, and the gear position is the gear position of the current travel state. At the same time, it is displayed on the
7)消費カロリー値の計算
ユーザーが計算開始の入力をしてから終了の入力をするまでの間についてGPS受信器37からの移動距離情報に基づいて消費カロリーを計算する。ここでは、まず走行距離に対する基準となる消費カロリー値Bcを設定し、その際の坂道の重みSwを重みを1.0と設定する。重みを1.0は平坦な道路を走行している場合を想定している。そして、所定タイミングで取得した走行経路サンプルデータについて加速度センサ34によって傾斜角度に応じて増減した重みSwを設定する。ここでは、例えば1msタイミングで重みSwを取得し、1ms時間内の進行距離に対して固有の重みSwを与えて消費カロリー値Bpを算出し、それらの積算として設定された区間のトータル消費カロリー値Btを得るようにする。この際に、登り傾斜であれば走行抵抗となるため消費カロリーが増すように重みSwは1.0より大きく与えられ、逆に下り傾斜であれば重みSwは1.0より小さく与えられる。
7) Calculation of calorie consumption The calorie consumption is calculated based on the travel distance information from the
次に、このようなスピードメータ10において走行時に獲得した様々な走行情報をディスプレイ部16に表示させるための前提となる計算条件の設定について説明する。特にリアルタイムでのケイデンスと走行速度とその状態がどのようなギアポジションであるかをディスプレイ部16に表示させるための走行関数の算出方法を中心に説明する。
1)まず、ユーザーとユーザーの自転車についての基本的な計算条件設定作業について簡単に説明する。
ユーザーはメニューボタン18からアクセスし、「メインメニュー」→「設定」と下位の階層のGUI入力可能な設定画面をディスプレイ部16に表示させ、ユーザープロフィールの入力を促す。例えば、ユーザーの年齢、体重、身長は消費カロリー値の計算のパラメータであるため、これらの入力は必須となる。
またユーザーの自転車については同様に設定画面をディスプレイ部16に表示させログデータ取得間隔や、タイヤ周長等の計算上必要となる周知の初期設定を行う。
Next, a description will be given of the setting of calculation conditions as a precondition for causing the
1) First, a basic calculation condition setting operation for the user and the user's bicycle will be briefly described.
The user accesses from the
Similarly, for the user's bicycle, a setting screen is displayed on the
2)コントローラMCは図5に示すような走行関数算出ルーチンで当該自転車のすべてのギアポジションに対して走行関数f(x)を算出する。
まずステップS1においていずれかのフロントギアの選択の有無を判断する。ここで、フロントギアの選択があったと判断すると、ステップS2においてリアギアの選択の有無を判断する。ステップS1でフロントギアの選択がなければステップS3でタイムアップしたかどうかをカウントし、所定の時間が経過するまではステップS1に移行させ待機状態とし、所定の時間が経過することでルーチンを一旦終了する。ステップS2でリアギアの選択があったと判断すると、ステップS4においてギアポジションが決定され、ステップS5でそのギアポジションに関連付けたサンプルデータの取得が開始される。一方、ステップS2でリアギアの選択がなければステップS6でタイムアップしたかどうかをカウントし、所定の時間が経過するまではステップS2に移行させ待機状態とし、所定の時間が経過することでルーチンを一旦終了する。ステップS7においてサンプルデータの取得が終了すると、ステップS8において走行関数f(x)が算出され、これをSDカードに保存してルーチンを一旦終了する。
2) The controller MC calculates a travel function f (x) for all gear positions of the bicycle in a travel function calculation routine as shown in FIG.
First, in step S1, it is determined whether or not any of the front gears is selected. If it is determined that the front gear has been selected, it is determined in step S2 whether or not the rear gear has been selected. If the front gear is not selected in step S1, it is counted whether or not the time is up in step S3, and until a predetermined time elapses, the process proceeds to step S1 to enter a standby state. finish. If it is determined in step S2 that a rear gear has been selected, a gear position is determined in step S4, and acquisition of sample data associated with the gear position is started in step S5. On the other hand, if the rear gear is not selected in step S2, it is counted in step S6 whether or not the time is up, and the routine proceeds to step S2 until a predetermined time elapses to enter a standby state, and the routine is executed when the predetermined time elapses. Exit once. When the acquisition of the sample data is completed in step S7, the travel function f (x) is calculated in step S8, stored in the SD card, and the routine is temporarily terminated.
このようなルーチンに対応するユーザーの入力動作について説明する。
a)本実施の形態ではユーザーに平坦な場所ですべてのギアの組み合わせに対して各々5秒間のテスト走行を実施してもらい、サンプルデータを取得するようにしている。
そのためコントローラMCはまず所定の設定入力モードでユーザーに図4(a)に示すようなGUI入力可能な画面40aをディスプレイ部16に表示させ入力を促す。
b)図4(a)の入力画面40aにおいてユーザーが「了解した」旨のアイコン41を選択してタッチするとコントローラMCは図4(b)のようなフロントギアのGUI入力画面40bを表示させる。この入力画面40bにおいて3つのフロントギア(インナーギア、センターギア、アウターギア)のアイコン42から1つを選択するように促がす。インナーギアは「1」、センターギアは「2」、アウターギアは「3」としてユーザーはこれから実際に走行する予定のフロントギアを「1」〜「3」から選択して設定する。
c)図4(b)の入力画面40bにおいて、ユーザーがある1つのフロントギアのアイコン42を選択してタッチするとコントローラMCは図4(c)のようなリアギアのGUI入力画面40cを表示させる。ユーザーは大径側からスプロケットの数をカウントし、これから実際に走行する予定の位置のスプロケットを選択してそのスプロケットの並び順を数値として数値設定ダイアログ43によって数値を呼び出して設定する。スプロケットの並び順を決定すると確定アイコン44にタッチしてテスト走行するギアポジションを確定させる。
d)フロントギアとリアギアのスプロケットの設定が完了し、ユーザーが例えばフロントギアがインナーギア「1」を、リアギアのスプロケット「3」を設定したとすると、コントローラMCは次いで図4(d)の画面40dを表示させる。ここで、ユーザーはこの表示されたギアポジションで実際に走行することを理解する。次いでユーザーが「スタート」のアイコン45選択してタッチすると、コントローラMCはサンプルデータの取得を開始する。同時にユーザーは常にペダル30が空回りしないように常にトルクを与えながら走行する。コントローラMCは安定走行に移行後にサンプルデータの取得を開始する。開始と終了の際には報知アラーム33からその旨の報知をする。また報知手段としての画面40dの上部の報知ランプアイコン46がサンプルデータの取得時においてサンプルデータを取得している間に点滅動作を行う。サンプルデータの取得時間として例えば5秒程度を想定するが、より正確なサンプルデータの取得のためにこの時間は適宜変更設定可能である。
e)当該ギアポジションでのサンプルデータの取得が完了すると、コントローラMCは図4(c)の入力画面40cを再び表示させる。そして、上記と同様にユーザーの設定とテスト走行によって順に当該フロントギアに対するリアギアの組み合わせのサンプルデータを取得していく。あるフロントギアに対するすべてのリアギア(スプロケット)の組み合わせのサンプルデータ取得が完了すると、コントローラMCは図4(b)の入力画面40bを再び表示させフロントギアを新たに選択させる。そしてユーザーの設定とテスト走行によって次のフロントギアに対しても同様にリアギアの組み合わせのサンプルデータを取得していく。以下はこの繰り返しとなる。このようにして当該自転車のすべてのギアポジションパターンについてのサンプルデータ取得が完了するとユーザーは図4(b)の入力画面40bからギアポジション確定アイコン47を選択してタッチし、入力内容が確定される。これによって、その自転車のすべてのギアポジションと関連付けした走行関数f(x)が得られることとなる。
A user input operation corresponding to such a routine will be described.
a) In this embodiment, the user is allowed to perform a test run for 5 seconds for all combinations of gears on a flat place to obtain sample data.
Therefore, the controller MC first prompts the user to input a
b) When the user selects and touches the
c) When the user selects and touches one
d) If the setting of the front gear and the rear gear sprocket is completed, and the user sets the inner gear “1” and the rear gear sprocket “3”, for example, the controller MC then displays the screen of FIG. 40d is displayed. Here, the user understands that he / she actually travels at the displayed gear position. Next, when the user selects and touches the “start”
e) When the acquisition of the sample data at the gear position is completed, the controller MC displays the
次に、このような構成のスピードメータ10においてディスプレイ部16へ表示制御される表示画面の一例について説明する。
例えばコントローラMCはユーザーが選択したケイデンス−走行速度表示モードにおいて、図6(a)〜(c)の表示画面49をディスプレイ部16へ表示させる。表示画面49は本実施の形態ではメニューボタン18を押下することで階層化されたいくつものモードから表示モードを選択し、更にそれらからケイデンス−走行速度表示モードを選択することで表示されるものとする。これによってデフォルトで表示される地図表示モードに代わってディスプレイ部16へ表示画面49を表示させることが可能である。
コントローラMCは現在のギアポジションにおいてログデータの取得に応じてケイデンスと走行速度をリアルタイムに取得すると、すでに取得されている走行関数f(x)との相関性を求め最も類似性が高い(つまり、そのグラフ上あるいは近傍に存在する)走行関数f(x)を現在のギアポジションのものと判断する。そして、その走行関数f(x)の属するフロントギア(チェーンリング)と同じフロントギアからなるすべてのギアポジションの走行関数f(x)をディスプレイ部16に表示させるとともに、現在のケイデンスと走行速度を表示させる。
Next, an example of a display screen whose display is controlled on the
For example, the controller MC displays the
When the controller MC obtains the cadence and the traveling speed in real time according to the acquisition of the log data at the current gear position, the controller MC obtains the correlation with the already obtained traveling function f (x) and has the highest similarity (that is, The travel function f (x) existing on or near the graph is determined to be that of the current gear position. Then, the travel function f (x) of all gear positions including the same front gear as the front gear (chain ring) to which the travel function f (x) belongs is displayed on the
例えば図6(a)の表示画面49ではフロントギアがインナーギア(「1」で示されている)で共通しており、リアギアの7つのスプロケットに対応した7種類の走行関数f(x)のグラフを表示している。このように1つのフロントギアのみで1画面としているのは、走行においてはリアギアのみ頻繁に操作することが多いことや、すべてのギアポジションを1画面に表示させると画面が込み入って見にくくなるためである。グラフは横軸がケイデンス、縦軸が速度を表わしている。各グラフ近傍には設定されたギアポジションの文字表示(例えばフロントギアがインナーギア「1」でリアギアのスプロケットが3番目の位置であれば「1×3」のような表記で)がそれぞれ併記されている。表示画面49には現状の速度情報を文字情報として併せて表示している。ペダル30が空回りしていない限りフロントギアがインナーギアであれば、現状のギアポジションは基本的にこれらの走行関数f(x)のどれかに一致して表示される。
For example, in the
ケイデンスと走行速度の表示態様としては、現状の速度に対応した当該ケイデンス位置を基準として、横軸へ下ろした垂線(つまり、f(x)=ケイデンス値)と横軸(速度=0)で包囲される三角領域50内を彩色表示することで目視しやすくしている。現時点のケイデンスと走行速度は三角領域50の上端角位置となる。例えば図6(a)では三角領域50の頂点が1×5の走行関数上にあるため、現在のギアポジションが1×5であることがギアを実見しなくともわかることとなる。
ケイデンス−走行速度表示モードの表示ではコントローラMCは当該ケイデンス位置が決定された走行関数f(x)から所定のずれ量であるかどうかを判断し、所定のずれ量内であると判断するとペダル30が空回りしていない正常な走行状態として三角領域50を青色で表示させる(図6(a)の状態)。一方、所定のずれ量より大きいと判断するとペダル30が空回りしているとして、三角領域50を赤色で表示させる(図6(b)の状態)。また、図6c)はフロントギアがアウターギア(あるいはセンターギア、「2」で示されている)の例である。
The cadence and travel speed are displayed in the form of a vertical line (that is, f (x) = cadence value) and the horizontal axis (speed = 0) with the cadence position corresponding to the current speed as a reference. The
In the display of the cadence-travel speed display mode, the controller MC determines whether or not the cadence position is a predetermined shift amount from the determined travel function f (x), and if it is determined that it is within the predetermined shift amount, the
また、コントローラMCはユーザーが選択したギア比表示モードにおいて、図7(a)及び(b)のような表示画面51をディスプレイ部16へ表示させる。表示画面51は本実施の形態ではメニューボタン18を押下することで階層化されたいくつものモードから表示モードを選択し、更にそれらからギア比表示モードを選択することで表示されるものとする。これによってデフォルトで表示される地図表示モードに代わって(あるいはすでにケイデンス−走行速度表示モードであればそれに代わって)ディスプレイ部16へ表示画面51を表示させることが可能である。
表示画面51にはフロントギアのチェーンリング毎にこれと組み合わせた7つのスプロケットとのギアポジションについて算出したギア比を結んだ階段状折れ線グラフA〜Cが表示されている。図7ではグラフA〜Cは図示の都合上色の違いを太さの違いで表現している。図上グラフAはフロントギアがインナーギアである場合、同じくグラフBはフロントギアがセンターギアである場合、同じくグラフCはフロントギアがアウターギアである場合である。グラフA〜Cについては横軸がリアギアのスプロケットの順番であり、縦軸がギア比を表わしている。各グラフにおいては横軸の左方側ほど小さなトルクで回動できるスプロケットで右方に向かって順により大きなトルクを必要とするスプロケットとされる。このようなギア比での表示であると画面が込み合わないため、すべてのギアポジションを1画面に表示させることが可能となる。
表示画面51には現状の走行状態のギアポジションがこのようなギア比の折れ線グラフA〜Cの対応するギア比位置と重複して棒グラフDとして表示されている。ここでは棒グラフDの長さはギア比の大きさを意味する。例えば、現状のギアポジションがフロントギアがセンターギアであり、リアギアが4番目のスプロケットであれば、棒グラフDが対応するグラフBの対応する4番目の高さのギア比位置に達するように表示される。これによって現在のギアポジションがわかるともに、どの程度のギア比位置にあるのか、勾配が変化した場合にどのようなギアポジションに変動されるのが好ましいのか等の判断材料となる。
棒グラフDの表示カラーはギアポジション毎に異なっており、現状のギアポジション(「2×4」、「1×1」)の文字が棒グラフ内に文字表示されている。表示画面51には現状の速度情報が文字情報として併せて表示されている。
Further, the controller MC displays a
The
On the
The display color of the bar graph D is different for each gear position, and the characters of the current gear position (“2 × 4”, “1 × 1”) are displayed in the bar graph. On the
また、本実施の形態ではコントローラMCはデフォルト状態、つまり電源ボタン17を入力してディスプレイ部16が画面表示可能となった状態で複数の表示モードからまず地図表示モードを選択して、図8の表示画面53をディスプレイ部16へ表示させる。上記のようにユーザーの入力によって他のモードが選択されて表示画面49,51を表示させることも可能である。
表示画面53には地図54とともにGPS受信器37からの移動距離情報に基づいて現在位置Pをプロット表示する。地図54の上部位置には距離を表示する距離表示領域55と速度情報を表示する速度表示領域56を配設している。地図54の下部位置にはラップを設定するためのボタンアイコンであるラップ設定用アイコン57、経過時間や走行距離の記録を消去するためのボタンアイコンである消去用アイコン58、経過時間や走行距離の記録を開始したり停止したりするためのボタンアイコンである記録設定用アイコン59を配設している。これらアイコン57〜59の下部位置には地図スケールを表示する地図スケール表示領域60と現在地住所を表示する現在地住所表示領域61を配設している。
距離表示領域55の上部位置には現在のギアポジションを表示するギアポジション表示領域62を配設している。ギアポジション表示領域62には現在走行中のギアポジションを文字表示する。また、過去に同じ経路を走行したログデータが記録されている場合には、直近のデータのギアポジションを併せて表示する(初めて通る経路の場合にはブランク表示となる)。
また、現在のギアポジションとログデータのギアポジションと比較し、ギアポジションの違いに応じて現状のギアポジションの文字表示色が変化する。すなわち、
a)現在のギアポジションのギア比が過去のどれよりも大きい(つまり大きなトルクが必要)場合にはチャレンジモードとして赤色で示す。直近のギアポジションの文字表示色は白色(異なる色)で示す。
b)現在のギアポジションのギア比が過去のものと同じかそれ以下の場合には白色で示す。直近のギアポジションの文字表示色は白色(同じ色)で示す。
c)初めて通る経路の場合には水色で示す。
In the present embodiment, the controller MC first selects a map display mode from a plurality of display modes in the default state, that is, in a state where the
The
A gear
Also, the current gear position and the log data gear position are compared, and the character display color of the current gear position changes according to the difference in gear position. That is,
a) When the gear ratio of the current gear position is larger than any of the past (that is, a larger torque is required), the challenge mode is indicated in red. The character display color of the most recent gear position is shown in white (different color).
b) If the gear ratio of the current gear position is the same or less than that of the past, it is shown in white. The character display color of the most recent gear position is shown in white (same color).
c) In the case of a route passing for the first time, it is shown in light blue.
上記のように構成することにより本実施の形態では次のような効果が奏される。
(1)ユーザーは自身の自転車のギアポジションと対応させた走行をするだけで、その自転車のギアポジションと関連付けた走行関数を算出し、その走行関数に基づいて現在走行しているギアポジションがどのギアポジションであるかがわかるようになるため、従来のようにギアごとに歯数を設定するような面倒さがなくなる。
(2)走行関数を算出することでギアポジション毎のギア比も算出できるため、ギアポジションのみでなくギア比も含めたさまざまな表示態様が可能となる。
(3)ケイデンス−走行速度表示モードにおいてはギアポジションが多数になっても表示態様としてギアポジションを表示する際にフロントギアごとに異なる表示画面47を表示させることができるため、多すぎるグラフが近傍に表示されるようなことが防止でき、ユーザーにとって見やすいものとなっている。
(4)ケイデンス−走行速度表示モードにおいてはギアポジションを表示画面47に表示する際に、現在のケイデンスと走行速度が走行関数上にあればきちんと走行している状態で、ずれるとさぼっていることが目視でき、しかもさぼっている場合には三角領域50内の彩色表示が変化するため、きちんと走行することがユーザーに対する一種の努力目標となって、走行する楽しみがより増すこととなる。
(5)ギア比表示モードにおいて表示画面51にはギア比を示す階段状折れ線グラフA〜Cと、ギア比との関係で状の走行状態のギアポジションがわかる棒グラフDが表示されるため、実際にギア比を入力しなくとも、あるいはギア比計算のための歯数を入力しなくとも現状のギアポジションとそのギア比が即座にわかることとなる。
(6)地図表示モードにおいて表示画面53には地図情報とともに今現在のギアポジションが過去のギアポジションとの関係で情報として表示されるため、過去のギアポジションで登り切ることができなかった場合に今度はこのギアポジションで登っていこうというようなユーザーに対する一種の努力目標情報となるため走行する楽しみがより増すこととなる。
By configuring as described above, the following effects are exhibited in the present embodiment.
(1) The user simply travels in correspondence with the gear position of his / her bicycle, calculates a traveling function associated with the gear position of the bicycle, and based on the traveling function, which gear position is currently traveling Since it becomes possible to know whether it is a gear position, the trouble of setting the number of teeth for each gear as in the prior art is eliminated.
(2) Since the gear ratio for each gear position can be calculated by calculating the traveling function, various display modes including not only the gear position but also the gear ratio are possible.
(3) In the cadence-running speed display mode, even when there are a large number of gear positions, a
(4) When the gear position is displayed on the
(5) In the gear ratio display mode, the
(6) In the map display mode, the current gear position is displayed as information in relation to the past gear position on the
本発明を、以下のように具体化して実施してもよい。
・上記実施の形態ではユーザーは先にギアポジションを設定してからサンプルデータを取得するための走行を行って走行関数を算出するようにしていたが、様々なギアポジションで走行してサンプルデータを取得し、これらサンプルデータによって異なる複数の走行関数を先に算出してから、実際のギアポジションと関連付ける(設定する)ようにしてもよい。異なるギアポジションで走行すれば走行関数はそれぞれ固有のものとなるため、ギアポジションの設定は先でも後でもどちらでも実質上変わりはないからである。
・ギア比表示モードにおいてギア比が非常に近いために(例えば図7では2×3と3×2のギアポジションように)どちらかに決定できない場合には、図9に示すように、両方の位置に棒グラフDを出現させるようにしてもよい。この場合にユーザーがどちらかをディスプレイ部16上でタッチして選択することで、選択した側を現状のギアポジションと判断するようにしてもよい。
・ギア比が非常に近いためにギアポジションの候補が複数ある場合に上記実施の形態では複数のギア比と関連付けて表示させるようにしていたが、このような表示は一例であり、複数のギアポジションや複数の走行関数と関連付けた表示としてもよい。
・上記実施の形態ではケイデンス−走行速度表示モードにおいてフロントギア毎に画面を用意するようにしていたが、1画面で異なるフロントギアのギアポジションを表示させるようにしてもよい。
・ギア比を求める際に車輪回転センサ21を備えていない場合にはGPS受信器37によって取得した走行距離を利用し、ペダル一回転当たりの走行距離をタイヤの周長で除することでギア比を算出するようにしてもよい。
・ギアポジションについてディスプレイ部16に表示させるだけでなく、音声で表示するようにしてもよい。
・上記実施の形態ではケイデンス−走行速度表示モードやギア比表示モードとするためにユーザーが自身で表示モードを変更させるようにしていたが、いくつかの表示モードでの表示画面が一定時間ごとに切り替わるような設定としてもよい。また、このようなケイデンス−走行速度表示モードやギア比表示モードの表示画面49,51をデフォルトの表示画面としてディスプレイ部16に表示させるようにしてもよい。
・地図表示モードにおいて表示画面51にはギアポジションに代わってあるいはギアポジションと一緒にギア比を表示させるようにしてもよい。
・本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において変更した態様で実施することは自由である。
The present invention may be embodied in the following manner.
-In the above embodiment, the user set the gear position first and then travels to acquire sample data to calculate the travel function. A plurality of travel functions that are acquired and calculated according to the sample data may be calculated first, and then associated (set) with the actual gear position. This is because the traveling function becomes unique when traveling at different gear positions, so the setting of the gear position is substantially the same both before and after.
In the gear ratio display mode, if the gear ratio is very close (for example, 2 × 3 and 3 × 2 gear positions in FIG. 7) and cannot be determined as either, as shown in FIG. You may make it make the bar graph D appear in a position. In this case, the user may select either one by touching on the
-Since the gear ratio is very close, when there are a plurality of gear position candidates, the above embodiment is displayed in association with a plurality of gear ratios. However, such display is an example, and a plurality of gears are displayed. It is good also as a display linked | related with the position and several drive functions.
In the above embodiment, a screen is prepared for each front gear in the cadence-traveling speed display mode. However, a different gear position of the front gear may be displayed on one screen.
If the
The gear position may be displayed not only on the
In the above embodiment, the user has changed the display mode by himself in order to set the cadence-traveling speed display mode and the gear ratio display mode. However, the display screen in several display modes is displayed at regular intervals. It is good also as a setting which switches. Further, the display screens 49 and 51 of such a cadence-traveling speed display mode and a gear ratio display mode may be displayed on the
In the map display mode, the gear ratio may be displayed on the
-The present invention can be freely implemented in a modified form without departing from the spirit of the present invention.
10…自転車用電子システムとしてスピードメータ、16…表示手段を構成するディスプレイ部、MC…走行速度算出手段、クランク回転速度算出手段、走行関数算出手段、ギアポジション判断手段としてのコントローラ。
DESCRIPTION OF
Claims (19)
得られた前記相関データに基づいて前記自転車の多段変速機構におけるフロントギアとリアギアの組み合わせ(以下、「自転車の多段変速機構におけるフロントギアとリアギアの組み合わせ」をギアポジションとする)ごとの走行速度とクランク回転速度との前記走行関数を算出すること、
を特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の自転車用電子システム。 Data indicating the correlation between the traveling speed and the crank rotational speed corresponding to the traveling speed (hereinafter referred to as correlation data) is the crank rotational speed corresponding to the traveling speed by actually traveling at the first timing. Correlation data over time,
Based on the obtained correlation data, the traveling speed for each combination of the front gear and the rear gear in the multi-speed transmission mechanism of the bicycle (hereinafter, “the combination of the front gear and the rear gear in the multi-speed transmission mechanism of the bicycle” is a gear position); Calculating the travel function with the crank rotation speed ;
The electronic system for bicycles according to any one of claims 1 to 9 .
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