專利名稱：用于控制自動(dòng)自行車傳動(dòng)裝置的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自行車，更具體而言，涉及一種用于控制自動(dòng)自行車傳動(dòng)裝置的方法及裝置。
背景技術(shù)：
典型的自行車傳動(dòng)裝置可以包括多個(gè)隨著腳蹬曲柄一起轉(zhuǎn)動(dòng)的前鏈輪、多個(gè)隨著后輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)的后鏈輪、以及一根與前鏈輪之一和后鏈輪之一相接合的鏈條。前撥鏈器可以安裝于自行車車架上，用于使鏈條在多個(gè)前鏈輪之間換檔，而后撥鏈器可以安裝于自行車車架上，用于使鏈條在多個(gè)后鏈輪之間換檔。手動(dòng)操縱的開(kāi)關(guān)或桿可以用來(lái)控制前、后撥鏈器。一些現(xiàn)代化的自行車使用小型電動(dòng)馬達(dá)來(lái)控制自行車傳動(dòng)裝置。馬達(dá)可以通過(guò)前述開(kāi)關(guān)或桿進(jìn)行手動(dòng)控制，或者根據(jù)自行車速度和/或步調(diào)自動(dòng)控制。
已經(jīng)設(shè)計(jì)出了許多種自動(dòng)控制的自行車傳動(dòng)裝置。舉例來(lái)說(shuō)，頒布給Matsumoto的美國(guó)專利No.4,490,127公開(kāi)了一種類型的自動(dòng)控制自行車傳動(dòng)裝置。在該系統(tǒng)中，利用輪速傳感器(包括一個(gè)安裝于輪上的磁鐵和一個(gè)安裝于車架上的磁性傳感器)來(lái)確定輪速(RPM)，并利用腳蹬曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器(包括一個(gè)安裝于腳蹬曲柄上的磁鐵和一個(gè)安裝于車架上的磁性傳感器)來(lái)確定腳蹬曲柄步調(diào)(RPM)。操縱后撥鏈器以便根據(jù)自行車速度和腳蹬曲柄步調(diào)來(lái)變速。當(dāng)操縱撥鏈器以便根據(jù)自行車速度來(lái)變速時(shí)，使用等式V(上限)＝aX和V(下限)＝a(X-1)-b來(lái)計(jì)算輪速上限和下限。在這些等式中，X為所接合的鏈輪的數(shù)量，而a和b為根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定并且通過(guò)計(jì)算機(jī)控制臺(tái)上的開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)定的值。當(dāng)操縱撥鏈器以便根據(jù)步調(diào)變速時(shí)，對(duì)所有的檔位設(shè)定一個(gè)步調(diào)上、下限。
頒布給Browning的美國(guó)專利No.5,261,858公開(kāi)了一種自動(dòng)控制自行車傳動(dòng)裝置，用于控制前、后撥鏈器的操縱。在這個(gè)系統(tǒng)中，準(zhǔn)備了一個(gè)表列出了各種前、后撥鏈器位置組合的傳動(dòng)比，并且為每個(gè)傳動(dòng)比設(shè)定一個(gè)產(chǎn)生所需步調(diào)的輪速。表按照傳動(dòng)比從小到大排序，并且操縱前、后撥鏈器以便傳動(dòng)比從低到高移動(dòng)(反之亦然)從而保持所需的步調(diào)。換檔點(diǎn)設(shè)定于相鄰傳動(dòng)比的所需輪速之間的半途。
頒布給Bellio等的美國(guó)專利No.5,728,017公開(kāi)了一種自動(dòng)控制自行車傳動(dòng)裝置，用于控制前、后撥鏈器的操縱。在這個(gè)系統(tǒng)中，使用輪速傳感器來(lái)確定輪速，并且使用一個(gè)腳蹬曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器來(lái)確定腳蹬曲柄步調(diào)。騎車人輸入一種校準(zhǔn)模式并且在每種前、后撥鏈器組合下騎行自行車。這種系統(tǒng)隨后使用公式傳動(dòng)比＝輪速RPM/步調(diào)來(lái)計(jì)算每種前、后撥鏈器位置組合的傳動(dòng)比。得到的傳動(dòng)比按照數(shù)值從低到高排序，并且與其對(duì)應(yīng)的前、后撥鏈器位置一起存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中。騎車人還指定步調(diào)下限和上限。在自行車自動(dòng)操縱過(guò)程中，系統(tǒng)根據(jù)輪速和當(dāng)前傳動(dòng)比計(jì)算理論步調(diào)。當(dāng)理論步調(diào)值太小時(shí)，則操縱前、后撥鏈器以便換高速檔，而當(dāng)理論步調(diào)值太高時(shí)，則操縱前、后撥鏈器以便換低速檔。
在美國(guó)專利No.4,490,127中，進(jìn)行撥鏈器變速的輪速按照稍顯復(fù)雜和隨意的方式來(lái)計(jì)算，而計(jì)算過(guò)程好像并沒(méi)有考慮自行車所用的實(shí)際鏈輪尺寸。在美國(guó)專利No.5,261,858和美國(guó)專利No.5,728,017中，前、后撥鏈器可以進(jìn)行操縱以便只換檔一級(jí)，并且必須進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算來(lái)根據(jù)所需步調(diào)操縱系統(tǒng)。這特別符合美國(guó)專利No.5,728,017中所公開(kāi)的系統(tǒng)，它需要騎車人蹬踏自行車以便得到實(shí)際的步調(diào)值從而設(shè)定步調(diào)極限，隨后計(jì)算機(jī)(利用傳動(dòng)比和當(dāng)前輪速)計(jì)算理論步調(diào)值，并與先前設(shè)定的步調(diào)極限進(jìn)行比較。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于一種用于控制自動(dòng)自行車傳動(dòng)裝置的操縱的方法及裝置，它比現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)簡(jiǎn)便得多。換檔點(diǎn)只需通過(guò)輪速和相鄰鏈輪之間的齒數(shù)比來(lái)確定，而換檔則只單獨(dú)由輪速在操縱過(guò)程中確定。這樣，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種自動(dòng)控制自行車傳動(dòng)裝置而無(wú)需現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的這些復(fù)雜方法。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，用于確定何時(shí)將自行車鏈條從具有第一齒數(shù)的第一鏈輪換檔至具有第二齒數(shù)的第二鏈輪的裝置包括一個(gè)存儲(chǔ)器以及一個(gè)處理器，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)參考值，而處理器通過(guò)使參考值乘以第一齒數(shù)和第二齒數(shù)中的一個(gè)并除以第一齒數(shù)和第二齒數(shù)中的另一個(gè)，而確定與換檔速度相對(duì)應(yīng)的換檔值，以便將鏈條從第一鏈輪換檔至第二鏈輪。如果需要，這樣確定的換檔點(diǎn)可以進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)整以便將其它因素如多變的地形、騎車人的能力等等考慮在內(nèi)。


圖1為包括一種根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)自行車傳動(dòng)裝置的一個(gè)特定實(shí)施例的自行車的側(cè)視圖；圖2為圖1中所示的自動(dòng)自行車傳動(dòng)裝置的安裝于車把上的組件的一個(gè)特定實(shí)施例的斜視圖；圖3為圖1中所示的自動(dòng)自行車傳動(dòng)裝置的一個(gè)特定實(shí)施例的方塊圖；圖4為一個(gè)圖表，示出了根據(jù)本發(fā)明的后撥鏈器的換檔情況；圖5為一個(gè)圖表，示出了根據(jù)本發(fā)明的撥鏈器在后撥鏈器處于端鏈輪上時(shí)的換檔情況；以及圖6為一個(gè)圖表，示出了根據(jù)本發(fā)明的撥鏈器在迅速加速過(guò)程中的換檔情況。
具體實(shí)施例方式
圖1為包括一種根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)自行車傳動(dòng)裝置12(圖3)的一個(gè)特定實(shí)施例的自行車10的側(cè)視圖。自行車10具有車架14、可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承于車架14的頭部管22中的前叉18、由叉18可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承的前輪26、用于沿所需方向轉(zhuǎn)動(dòng)叉18(繼而前輪26)的車把30、以及可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承于車架14的后部的后輪34。一對(duì)曲柄臂38分別支承著腳蹬42，安裝于可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承于車架14的下部的軸46上。多個(gè)，例如三個(gè)前鏈輪50安裝于右側(cè)曲柄臂38上以便與右側(cè)曲柄臂38一起轉(zhuǎn)動(dòng)，而多個(gè)，例如八個(gè)后鏈輪54安裝于后輪34上以便與后輪34一起轉(zhuǎn)動(dòng)。鏈條58與前鏈輪50之一和后鏈輪54之一接合。前撥鏈器62安裝于車架14上緊靠這些前鏈輪50的位置處，以便使鏈條58在這些前鏈輪50之中運(yùn)動(dòng)，而后撥鏈器66安裝于車架14上緊靠這些后鏈輪54的位置處，以便使鏈條58在這些后鏈輪54之中運(yùn)動(dòng)。前閘單元70安裝于叉18上以便制動(dòng)前輪26，而后閘單元74安裝于車架14的后部以便制動(dòng)后輪34。前閘單元70連接于與安裝于車把30右側(cè)的閘桿部件82相連接的Bowden型控制纜線78上。同樣，后閘單元74連接于與安裝于車把30左側(cè)的閘桿部件92(圖2)相連接的Bowden型控制纜線88上。
如圖1和2中所示，具有LCD顯示器104和模式開(kāi)關(guān)106的顯示器外殼100與連接于車把30上的安裝托架108相聯(lián)接。顯示器104通常向騎車人顯示諸如騎行速度、步調(diào)、鏈條58所接合的鏈輪等等之類的信息。右開(kāi)關(guān)外殼112包括有模式開(kāi)關(guān)116、后撥鏈器換高速檔開(kāi)關(guān)120和后撥鏈器換低速檔開(kāi)關(guān)124，安裝于車把30的右側(cè)，而左開(kāi)關(guān)外殼128包括有模式開(kāi)關(guān)132、前撥鏈器換高速檔開(kāi)關(guān)136和前撥鏈器換低速檔開(kāi)關(guān)140，安裝于車把30的左側(cè)。撥鏈器控制外殼144安裝于車架14上，并通過(guò)中間通信路徑148A與顯示器外殼100保持電聯(lián)接，通過(guò)通信路徑148B與右開(kāi)關(guān)外殼112保持電聯(lián)接，通過(guò)通信路徑148C與左開(kāi)關(guān)外殼128保持電聯(lián)接。通信路徑148A、148B和148C一起構(gòu)成通信路徑148。
圖3為裝置12中所用的電路組件的一個(gè)特定實(shí)施例的方塊圖。前撥鏈器馬達(dá)單元152操縱前撥鏈器62，并且通過(guò)中間通信路徑156與撥鏈器控制外殼144保持電聯(lián)接。后撥鏈器馬達(dá)單元160操縱后撥鏈器66，并且通過(guò)中間通信路徑164與撥鏈器控制外殼144保持電聯(lián)接。撥鏈器控制外殼144包括處理器170、起前撥鏈器62的運(yùn)動(dòng)控制電路作用的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器174、起后撥鏈器66的運(yùn)動(dòng)控制電路作用的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器178、以及存儲(chǔ)器182。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器174通過(guò)通信路徑156A與同前撥鏈器62相關(guān)聯(lián)的馬達(dá)186保持通信連接，并且通過(guò)通信路徑160與處理器170保持通信連接。處理器170通過(guò)通信路徑156B與同前撥鏈器62相關(guān)聯(lián)的位置檢測(cè)電位計(jì)190保持通信連接。通信路徑156A和156B一起形成通信路徑156。同樣，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器178通過(guò)通信路徑164A與同后撥鏈器66相關(guān)聯(lián)的馬達(dá)194保持通信連接，并且通過(guò)通信路徑200與處理器170保持通信連接。處理器170通過(guò)通信路徑164B與位置檢測(cè)電位計(jì)204保持通信連接。通信路徑164A和164B一起形成通信路徑164。處理器170通過(guò)通信路徑212從常規(guī)式輪轂發(fā)電機(jī)208處接收工作功率。
存儲(chǔ)器182通過(guò)通信路徑216與處理器170操持通信連接，并且用于存儲(chǔ)處理器170的程序以及用于控制前撥鏈器62和后撥鏈器66的操縱情況的其它信息(下文中將要述及)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易認(rèn)識(shí)到，存儲(chǔ)器182可以采用靜態(tài)或動(dòng)態(tài)、易失或不易失、在裝置操縱過(guò)程中載入的單獨(dú)寄存器、或者任何軟件或硬件、臨時(shí)或永久性存儲(chǔ)技術(shù)。換句話說(shuō)，存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器182中的這些值可以實(shí)時(shí)預(yù)定或計(jì)算而得(其中存儲(chǔ)器182可以包括程序中的寄存器)。
在本實(shí)施例中，有三個(gè)前鏈輪50和八個(gè)后鏈輪54，如表1中所示。

表1存儲(chǔ)器182通常存儲(chǔ)用于計(jì)算前撥鏈器62和后撥鏈器66的換檔點(diǎn)的參考值。通常，該值與從一個(gè)鏈輪換檔至另一個(gè)鏈輪的輪速相對(duì)應(yīng)。參考值可以由制造商存儲(chǔ)，或者由騎車人輸入。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是為此目的可以選擇任意兩個(gè)鏈輪。在選定參考值之后，可以方便地計(jì)算其它鏈輪的換檔點(diǎn)。通常，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)將鏈條58從具有第一齒數(shù)的第一鏈輪換檔至具有第二齒數(shù)的第二鏈輪時(shí)，處理器通過(guò)將參考值乘以第一齒數(shù)和第二齒數(shù)中的一個(gè)并除以第一齒數(shù)和第二齒數(shù)中的另一個(gè)，而確定與換檔速度相對(duì)應(yīng)的換檔值，以便將鏈條從第一鏈輪換檔至第二鏈輪。用于乘法和除法運(yùn)算的數(shù)目取決于換檔是否由前撥鏈器或后撥鏈器進(jìn)行，以及是否需要換高速檔或者換低速檔。當(dāng)將鏈條58從第一后鏈輪54(具有第一齒數(shù))換高速檔至第二后鏈輪54(具有第二齒數(shù))時(shí)，處理器170將參考值乘以第二齒數(shù)并除以第一齒數(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，假定鏈條58與內(nèi)側(cè)前鏈輪50和第一后鏈輪54接合，并且從指示所需輪速的輪傳感器選擇脈沖間隔為863微秒的參考值以便從第一后鏈輪54換高速檔至第二后鏈輪54。從第二后鏈輪54(具有29齒)換高速檔至第三后鏈輪54(具有25齒)的換檔值則計(jì)算成(863)×(25/29)或者744微秒。該值就變成用于確定從第三后鏈輪換高速檔至第四后鏈輪的換檔值的參考值，等等。每個(gè)鏈輪的結(jié)果如表2中所示。

表2在本實(shí)施例中，為換高速檔至一個(gè)特定鏈輪而計(jì)算的值還可用于換低速檔至該同一鏈輪。舉例來(lái)說(shuō)，為從第二鏈輪換高速檔至第三鏈輪而計(jì)算的值也可用于從第四鏈輪換低速檔至第三鏈輪。通過(guò)將表2的值移動(dòng)兩個(gè)鏈輪位置，可以非常方便地得到一個(gè)與表2類似的換低速檔表。結(jié)果是相同的，好像每個(gè)值使用上述的一般等式計(jì)算而得一樣。更具體而言，當(dāng)將鏈條58從第一后鏈輪54(具有第一齒數(shù))換低速檔至第二后鏈輪54(具有第二齒數(shù))時(shí)，處理器170將參考值乘以第二齒數(shù)并除以第一齒數(shù)。從29齒后鏈輪54(第一后鏈輪)換低速檔至33齒后鏈輪54(第二后鏈輪)的換檔值可以計(jì)算成(863)×(33/29)或者982微秒。每個(gè)鏈輪的結(jié)果如表3中所示。

表3如果需要，當(dāng)鏈條58與中間前鏈輪50接合時(shí)，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定另一個(gè)初始參考值(每個(gè)后鏈輪54的換檔點(diǎn)相應(yīng)計(jì)算而得)，并且當(dāng)鏈條58與外側(cè)前鏈輪50接合時(shí)，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定另一個(gè)初始參考值(每個(gè)后鏈輪54的換檔點(diǎn)相應(yīng)計(jì)算而得)。然而，在本實(shí)施例中，當(dāng)鏈條58與中間前鏈輪50接合時(shí)所用的初始參考值利用當(dāng)鏈條58與內(nèi)側(cè)前鏈輪50接合時(shí)所用的初始參考值以及內(nèi)側(cè)和中間前鏈輪50的齒數(shù)比來(lái)確定。更具體而言，在本實(shí)施例中，當(dāng)鏈條58與中間前鏈輪50接合時(shí)所用的初始參考值通過(guò)將當(dāng)鏈條58與內(nèi)側(cè)前鏈輪50接合時(shí)所用的初始參考值乘以內(nèi)側(cè)前鏈輪50的齒數(shù)并除以中間前鏈輪50的齒數(shù)而確定。因此，在本實(shí)施例中，當(dāng)鏈條58與中間前鏈輪50接合時(shí)的初始參考值可以計(jì)算成(863)×(24/34)或者609微秒。后撥鏈器66的剩下的換高速檔和換低速檔的點(diǎn)可以使用與上述相同的方法計(jì)算從而產(chǎn)生如表4中所列出的值。表4中的值還可以通過(guò)將表2和3中的每個(gè)脈沖間隔乘以內(nèi)側(cè)前鏈輪50的齒數(shù)并除以中間前鏈輪50的齒數(shù)而非常方便地計(jì)算而得。

表4當(dāng)鏈條58與外側(cè)前鏈輪50接合時(shí)，使用同樣的程序來(lái)確定脈沖間隔，如表5中所示。在這種情況下，表5中的每個(gè)值可以通過(guò)將表4中的每個(gè)值乘以中間前鏈輪50的齒數(shù)(34齒)并除以外側(cè)前鏈輪50的齒數(shù)(46齒)而非常方便地計(jì)算而得。

表5對(duì)于每個(gè)檔位可以實(shí)時(shí)計(jì)算前述換檔值，或者存儲(chǔ)器182中可以存儲(chǔ)與表2-5相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)表。在后一種情況中，存儲(chǔ)器182存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)表，每個(gè)表具有多個(gè)與換檔速度相對(duì)應(yīng)的換檔值，其中從具有T(m)個(gè)齒的鏈輪S(m)換檔至具有T(n)個(gè)齒的鏈輪S(n)的換檔值SV(m)等于利用上述方法將參考值RV(m)乘以T(m)和T(n)中的一個(gè)并除以T(m)和T(n)中的另一個(gè)，其中參考值RV(m)與將鏈條從前一個(gè)鏈輪S(p)換檔至鏈輪S(m)的換檔值SV(p)相對(duì)應(yīng)。當(dāng)自行車鏈條與鏈輪S(m)接合時(shí)并且由輪轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器計(jì)算的值經(jīng)過(guò)換檔值SV(m)時(shí)，處理器170提供換檔信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的思想構(gòu)造的系統(tǒng)的操縱情況如圖4中所示。根據(jù)本發(fā)明的換檔方式與控制前、后撥鏈器的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)大不相同，并且簡(jiǎn)便得多。舉例來(lái)說(shuō)，在專利US 5,261,858和5,728,017中所公開(kāi)的系統(tǒng)中，需要對(duì)每一種可能的傳動(dòng)比進(jìn)行排序并且以復(fù)雜的方式控制前、后撥鏈器以便在各個(gè)傳動(dòng)比之間順序換檔。這常常要求在單次換檔步驟中操縱前、后撥鏈器。專利US 5,261,858中所公開(kāi)的系統(tǒng)還要求確定是否這種雙操縱換檔方式中的前撥鏈器或后撥鏈器的操縱會(huì)引起自行車傳動(dòng)裝置暫時(shí)處于位于原始和目標(biāo)傳動(dòng)比之間的范圍之外的傳動(dòng)比。這種換檔被禁止，而計(jì)算機(jī)必須選擇另一個(gè)檔位。相反，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的系統(tǒng)在每步只移動(dòng)一個(gè)撥鏈器，如圖4中所示，并且所有的換檔操作只需要比較顯示輪速的脈沖間隔與設(shè)定的換檔值就可以實(shí)現(xiàn)。即使本系統(tǒng)還產(chǎn)生每個(gè)檔位的可接受步調(diào)范圍，也并不需要對(duì)每個(gè)換檔點(diǎn)計(jì)算步調(diào)，無(wú)論是實(shí)際計(jì)算還是理論計(jì)算。
如果當(dāng)后撥鏈器66到達(dá)最小后鏈輪54(鏈輪#8)時(shí)自行車仍在加速，則處理器170只需要提供一個(gè)換檔信號(hào)，該換檔信號(hào)使得前撥鏈器62將鏈條58換檔至下一個(gè)較大的前鏈輪50。舉例來(lái)說(shuō)，如果鏈條58最初與內(nèi)側(cè)前鏈輪50接合，如圖5中所示，并且如果鏈條58位于鏈輪#8上而自行車仍在加速，則處理器170就會(huì)命令前撥鏈器62將鏈條58移至中間前鏈輪50。由于對(duì)于該鏈輪組合而言，自行車速度最可能將會(huì)過(guò)慢，因此處理器170自動(dòng)并且連續(xù)地將后撥鏈器66移至較大的后鏈輪54，一直到實(shí)現(xiàn)與當(dāng)前的自行車速度相適合的鏈輪組合為止。當(dāng)自行車減速并且后撥鏈器66達(dá)到鏈輪#1時(shí)，會(huì)發(fā)生相似的程序。在這種情況下，前撥鏈器62將鏈條58從中間前鏈輪50移至內(nèi)側(cè)前鏈輪50，并且后撥鏈器66將鏈條58移至較小的后鏈輪54，直到為當(dāng)前的自行車速度接合適當(dāng)?shù)暮箧溳?4為止。
如果自行車非常迅速地加速或減速，當(dāng)系統(tǒng)試圖換過(guò)所有所需的傳動(dòng)比以便跟上迅速的加速或減速過(guò)程時(shí)，按照傳動(dòng)比高低數(shù)字順序換檔的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲以及煩擾的振動(dòng)。由于前、后撥鏈器必須在單次換檔步驟中移動(dòng)多次，因此這種情況將會(huì)進(jìn)一步加劇。根據(jù)本發(fā)明的思想構(gòu)造的系統(tǒng)只需在快速加速或減速過(guò)程中通過(guò)將前撥鏈器62換檔至下一個(gè)較大或較小的前鏈輪50上，就可以避免這種不合要求的操作情況。圖6示出了在迅速加速的情況下系統(tǒng)的操作情況。如圖6中所示，當(dāng)從后鏈輪#3換檔至后鏈輪#4時(shí)檢測(cè)到迅速加速情況時(shí)，處理器170就會(huì)使得前撥鏈器62從內(nèi)側(cè)前鏈輪50換檔至中間前鏈輪50，而整個(gè)過(guò)程按照正常情況繼續(xù)進(jìn)行。當(dāng)然，如果當(dāng)鏈條58與中間前鏈輪50接合時(shí)仍然檢測(cè)到迅速加速情況，則處理器170就會(huì)使得前撥鏈器62從中間前鏈輪50換檔至更大的前鏈輪50。
為了確定自行車是否在迅速加速，假定鏈條58當(dāng)前與內(nèi)側(cè)前鏈輪50和后鏈輪#4接合。處理器170可以首先比較當(dāng)前脈沖間隔與從鏈輪#5換檔至鏈輪#6的脈沖間隔(446微秒)。如果當(dāng)前脈沖間隔小于446微秒，處理器170就會(huì)提供一個(gè)換檔信號(hào)，使得前撥鏈器62將鏈條58換檔至中間前鏈輪50。鏈條58仍保持與后鏈輪#4的接合。如果當(dāng)前脈沖間隔不小于446微秒，處理器就會(huì)比較當(dāng)前脈沖間隔與從鏈輪#4換檔至鏈輪#5的脈沖間隔(506微秒)。如果當(dāng)前脈沖間隔小于506微秒，處理器170就會(huì)提供一個(gè)換檔信號(hào)，使得后撥鏈器66將鏈條58從鏈輪#4換檔至鏈輪#5，即圖4中所示的正常操縱情況。如果鏈條58當(dāng)前與后鏈輪#7接合，處理器170就會(huì)首先比較當(dāng)前脈沖間隔與從鏈輪#6(小于當(dāng)前的后鏈輪54一個(gè)鏈輪)換檔至鏈輪#7的脈沖間隔，這時(shí)鏈條58與中間前鏈輪50接合(273微秒)。如果當(dāng)前脈沖間隔小于273微秒，處理器170就會(huì)提供一個(gè)換檔信號(hào)，使得前撥鏈器62將鏈條58換檔至中間前鏈輪50。鏈條58仍保持與后鏈輪#7的接合。如果鏈條58當(dāng)前與后鏈輪#8接合，處理器170就會(huì)首先比較當(dāng)前脈沖間隔與從鏈輪#6(小于當(dāng)前的后鏈輪54兩個(gè)鏈輪)換檔至鏈輪#7的脈沖間隔，這時(shí)鏈條58與中間前鏈輪50接合(273微秒)。如果當(dāng)前脈沖間隔小于273微秒，處理器170就會(huì)提供一個(gè)換檔信號(hào)，使得前撥鏈器62將鏈條58換檔至中間前鏈輪50。鏈條58仍保持與后鏈輪#8的接合。迅速減速情況按照同樣但是逆向的方式進(jìn)行處理，這時(shí)處理器170將會(huì)使得前撥鏈器62從較大的前鏈輪50換檔至較小的前鏈輪50。
有時(shí)騎車人可能會(huì)希望按照不同于處理器選擇的檔位的檔位騎行。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的系統(tǒng)能夠通過(guò)切換至手動(dòng)操縱模式而適應(yīng)這種情況，這時(shí)騎車人按下?lián)Q高速檔開(kāi)關(guān)120或136之一或者換低速檔開(kāi)關(guān)124或140之一。在那種情況下，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至手動(dòng)模式并且執(zhí)行所要求的換檔。騎車人將會(huì)繼續(xù)進(jìn)行手動(dòng)換檔。通過(guò)按下模式開(kāi)關(guān)116或132中的一個(gè)，騎車人可以切換至手動(dòng)模式而無(wú)須伴隨換檔。如果需要，系統(tǒng)可以在預(yù)定時(shí)間間隔后返回至自動(dòng)操縱模式，或者通過(guò)按照預(yù)定方式按下模式開(kāi)關(guān)116或132中的一個(gè)而返回至自動(dòng)操縱模式。
盡管上文對(duì)本發(fā)明的不同實(shí)施例進(jìn)行了描述，但在不超出本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以使用其它改型。舉例來(lái)說(shuō)，存儲(chǔ)器182可以存儲(chǔ)多個(gè)參考值以便為每個(gè)鏈輪產(chǎn)生不同的速度表。同樣，存儲(chǔ)器182可以存儲(chǔ)多個(gè)參考值以便根據(jù)騎行條件、騎車人特征等等而產(chǎn)生不同的速度表。這些參考值可以通過(guò)按下模式開(kāi)關(guān)116或132而選擇。存儲(chǔ)器182還可以存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)換檔值調(diào)整常數(shù)，而換檔值可以通過(guò)這些換檔值調(diào)整常數(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
盡管使用脈沖間隔來(lái)作為換檔值，但是也可以使用指示自行車速度的輪速值來(lái)作為換檔值。在那種情況下，換檔值要使用上述齒數(shù)比的倒數(shù)來(lái)計(jì)算，因?yàn)槊}沖間隔與輪速成反比。
本發(fā)明的思想還可以應(yīng)用于主要在前鏈輪直接進(jìn)行換檔的自行車中(帶有或不帶相應(yīng)的后撥鏈器)。在這種情況下，在自行車速度增加過(guò)程中從較小直徑的前鏈輪換檔至較大直徑的前鏈輪的換檔值可以通過(guò)將參考值乘以較小前鏈輪的齒數(shù)并除以較大前鏈輪的齒數(shù)來(lái)計(jì)算。在自行車速度減小過(guò)程中從較大直徑的前鏈輪換檔至較小直徑的前鏈輪的換檔值可以通過(guò)將參考值乘以較大前鏈輪的齒數(shù)并除以較小前鏈輪的齒數(shù)來(lái)計(jì)算。
各個(gè)組件的尺寸、形狀、位置或方位可以根據(jù)需要進(jìn)行改變。所示的彼此直接連接或者接觸的組件可以在其間置有中間結(jié)構(gòu)。一個(gè)元件的功能可以由兩個(gè)來(lái)完成，反之亦然。一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和功能可以在另一個(gè)實(shí)施例中采用。本發(fā)明的思想可以應(yīng)用于其它類型的傳動(dòng)裝置。并不要求在一個(gè)特定實(shí)施例中同時(shí)顯示所有優(yōu)點(diǎn)。獨(dú)特于現(xiàn)有技術(shù)的每一個(gè)特征，不管是單獨(dú)或與其它特征組合出現(xiàn)，包括這些特征所表達(dá)的結(jié)構(gòu)和/或功能概念，都應(yīng)當(dāng)被本申請(qǐng)人視為對(duì)進(jìn)一步的發(fā)明的獨(dú)立的描述。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)限于所公開(kāi)的特定結(jié)構(gòu)或?qū)μ囟C(jī)構(gòu)或特征的最初專注于表達(dá)的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種用于確定何時(shí)將自行車鏈條從具有第一齒數(shù)的第一鏈輪換檔至具有第二齒數(shù)的第二鏈輪的裝置，包括一存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)參考值；以及一處理器，該處理器通過(guò)使參考值乘以第一齒數(shù)和第二齒數(shù)中的一個(gè)并除以第一齒數(shù)和第二齒數(shù)中的另一個(gè)，而確定與換檔速度相對(duì)應(yīng)的換檔值，以便將鏈條從第一鏈輪換檔至第二鏈輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，參考值與將鏈條從前一鏈輪換檔至第一鏈輪的換檔值相對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有一換檔值調(diào)整常數(shù)，并且其中處理器通過(guò)換檔值調(diào)整常數(shù)來(lái)調(diào)整換檔值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，第二齒數(shù)大于第一齒數(shù)，并且其中處理器通過(guò)將參考值乘以第一齒數(shù)并除以第二齒數(shù)而確定換檔值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，參考值包括與輪轉(zhuǎn)動(dòng)速率相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間間隔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，第一鏈輪對(duì)應(yīng)于第一前鏈輪，其中第二鏈輪對(duì)應(yīng)于第二前鏈輪，并且其中鏈條從第一鏈輪換檔至第二鏈輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，參考值包括用于將鏈條從前一鏈輪換檔至第一鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間間隔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有一換檔值調(diào)整常數(shù)，并且其中處理器通過(guò)換檔值調(diào)整常數(shù)來(lái)調(diào)整換檔值。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，參考值包括自行車速度。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，第一鏈輪對(duì)應(yīng)于第一后鏈輪，其中第二鏈輪對(duì)應(yīng)于第二后鏈輪，并且其中鏈條從第一鏈輪換檔至第二鏈輪。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，參考值包括用于將鏈條從前一鏈輪換檔至第一鏈輪的自行車速度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有一換檔值調(diào)整常數(shù)，并且其中處理器通過(guò)換檔值調(diào)整常數(shù)來(lái)調(diào)整換檔值。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，第一齒數(shù)大于第二齒數(shù)，并且其中處理器通過(guò)將參考值乘以第一齒數(shù)并除以第二齒數(shù)而確定換檔值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，參考值包括與輪轉(zhuǎn)動(dòng)速率相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間間隔。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，第一鏈輪對(duì)應(yīng)于第一前鏈輪，其中第二鏈輪對(duì)應(yīng)于第二前鏈輪，并且其中鏈條從第一鏈輪換檔至第二鏈輪。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，參考值包括用于將鏈條從前一鏈輪換檔至第一鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間間隔。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有一換檔值調(diào)整常數(shù)，并且其中處理器通過(guò)換檔值調(diào)整常數(shù)來(lái)調(diào)整換檔值。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，參考值包括自行車速度。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，第一鏈輪對(duì)應(yīng)于第一后鏈輪，其中第二鏈輪對(duì)應(yīng)于第二后鏈輪，并且其中鏈條從第一鏈輪換檔至第二鏈輪。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，參考值包括用于將鏈條從前一鏈輪換檔至第一鏈輪的自行車速度。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有一換檔值調(diào)整常數(shù)，并且其中處理器通過(guò)換檔值調(diào)整常數(shù)來(lái)調(diào)整換檔值。
22.一種用于確定何時(shí)將自行車鏈條在多個(gè)鏈輪中換檔的裝置，包括一輪轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器；一存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)一個(gè)表，這個(gè)表具有多個(gè)與換檔速度相對(duì)應(yīng)的換檔值，其中從具有T(m)個(gè)齒的鏈輪S(m)換檔至具有T(n)個(gè)齒的鏈輪S(n)的換檔值SV(m)等于將參考值RV(m)乘以T(m)和T(n)中的一個(gè)并且除以T(m)和T(n)中的另一個(gè)；以及一處理器，用于在自行車鏈條與鏈輪S(m)接合并且由輪轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器計(jì)算的值經(jīng)過(guò)換檔值SV(m)時(shí)提供一換檔信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，參考值RV(m)與將鏈條從前一鏈輪S(p)換檔至鏈輪S(m)的換檔值SV(p)相對(duì)應(yīng)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有一換檔值調(diào)整常數(shù)，并且其中處理器通過(guò)換檔值調(diào)整常數(shù)來(lái)調(diào)整換檔值SV(m)。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，T(n)大于T(m)，并且其中從鏈輪S(m)換檔至鏈輪S(n)的換檔值SV(m)等于將參考值RV(m)乘以T(m)并除以T(n)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，參考值RV(m)包括指示輪轉(zhuǎn)動(dòng)速率的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間間隔。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，鏈輪S(m)對(duì)應(yīng)于第一前鏈輪，其中第二鏈輪S(n)對(duì)應(yīng)于第二前鏈輪，并且其中鏈條從鏈輪S(m)換檔至鏈輪S(n)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于，參考值RV(m)對(duì)應(yīng)于將鏈條從前一鏈輪S(p)換檔至鏈輪S(m)的換檔值SV(p)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有一換檔值調(diào)整常數(shù)，并且其中處理器通過(guò)換檔值調(diào)整常數(shù)來(lái)調(diào)整換檔值SV(m)。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，參考值RV(m)包括自行車速度。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，鏈輪S(m)對(duì)應(yīng)于第一后鏈輪，其中第二鏈輪S(n)對(duì)應(yīng)于第二后鏈輪，并且其中鏈條從鏈輪S(m)換檔至鏈輪S(n)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于，參考值RV(m)對(duì)應(yīng)于將鏈條從前一鏈輪S(p)換檔至鏈輪S(m)的換檔值SV(p)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有一換檔值調(diào)整常數(shù)，并且其中處理器通過(guò)換檔值調(diào)整常數(shù)來(lái)調(diào)整換檔值SV(m)。
34.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，T(m)大于T(n)，并且其中從鏈輪S(m)換檔至鏈輪S(n)的換檔值SV(m)等于將參考值RV(m)乘以T(m)并除以T(n)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其特征在于，參考值RV(m)包括指示輪轉(zhuǎn)動(dòng)速率的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間間隔。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的裝置，其特征在于，鏈輪S(m)對(duì)應(yīng)于第一前鏈輪，其中第二鏈輪S(n)對(duì)應(yīng)于第二前鏈輪，并且其中鏈條從鏈輪S(m)換檔至鏈輪S(n)。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于，參考值RV(m)對(duì)應(yīng)于將鏈條從前一鏈輪S(p)換檔至鏈輪S(m)的換檔值SV(p)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有一換檔值調(diào)整常數(shù)，并且其中處理器通過(guò)換檔值調(diào)整常數(shù)來(lái)調(diào)整換檔值SV(m)。
39.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其特征在于，參考值RV(m)包括自行車速度。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的裝置，其特征在于，鏈輪S(m)對(duì)應(yīng)于第一后鏈輪，其中第二鏈輪S(n)對(duì)應(yīng)于第二后鏈輪，并且其中鏈條從鏈輪S(m)換檔至鏈輪S(n)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于，參考值RV(m)對(duì)應(yīng)于將鏈條從前一鏈輪S(p)換檔至鏈輪S(m)的換檔值SV(p)。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有一換檔值調(diào)整常數(shù)，并且其中處理器通過(guò)換檔值調(diào)整常數(shù)來(lái)調(diào)整換檔值SV(m)。
全文摘要
一種用于確定何時(shí)將自行車鏈條從具有第一齒數(shù)的第一鏈輪換檔至具有第二齒數(shù)的第二鏈輪的裝置包括一個(gè)存儲(chǔ)器以及一個(gè)處理器，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)參考值，而處理器通過(guò)使參考值乘以第一齒數(shù)和第二齒數(shù)中的一個(gè)并除以第一齒數(shù)和第二齒數(shù)中的另一個(gè)，而確定與換檔速度相對(duì)應(yīng)的換檔值，以便將鏈條從第一鏈輪換檔至第二鏈輪。
文檔編號(hào)B62M9/10GK1460626SQ0313129
公開(kāi)日2003年12月10日 申請(qǐng)日期2003年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月14日
發(fā)明者竹田和弘 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島野