專利名稱：在自行車傳動裝置中用于變速的輔助裝置的馬達單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自行車傳動裝置，尤其涉及在一種用于在自行車傳動裝置中輔助變速操作的裝置中的部件。
背景技術：
已經(jīng)開發(fā)了各種裝置來幫助減少操作自行車傳動裝置例如撥鏈器和內部輪轂傳動裝置所需的工作。在美國專利No.5,358,451中示出了特別適于輔助撥鏈器傳動裝置的操作的這些裝置的實例。其中所示的用于輔助后撥鏈器的操作的裝置應用了多個勻速運動的移動部件，因此增大了移動質量的量以及部件過早磨損的可能性。其中所示的用于輔助前撥鏈器的操作的裝置只能容納兩個前鏈輪。然而，很多自行車具有兩個以上的前鏈輪。因此，希望輔助裝置可以用于兩個以上的前鏈輪。
一些輔助裝置使用電機或電磁線圈來控制該輔助操作。電機或電磁線圈可用于整個換檔操作或僅一部分換檔操作，并且通常必需設置凸輪或其它機械控制結構件來控制該電機或電磁線圈涉及的量。這種控制結構件通常具有復雜的結構或者在結構件之間需要復雜的配合。
另外，這種電機或電磁線圈通常設置在這樣一種位置，在該位置中該電機或電磁線圈將遇到較大的操縱力。這需要電機或電磁線圈具有重型結構，這樣將增大該裝置的尺寸、重量和成本。然而，重型電機或電磁線圈甚至不能適當?shù)夭僮?，所希望的是，獲知這種不正常操作的發(fā)生。這樣，存在著對一種輔助機構的需要，其中可以以合理的成本來制造電子部件以便獲得可靠的功能。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及在自行車傳動裝置中用于輔助變速操作的裝置的各種特征。該裝置如同現(xiàn)有技術的裝置一樣可以容納兩個前鏈輪，但是該裝置也可以容納兩個以上的前鏈輪。在本發(fā)明的一個特征中，提供一種用于自行車換檔控制設備的控制裝置，該控制裝置使用來自轉動部件的動力以便輔助自行車傳動裝置的操作，其中該換檔控制設備包括請求該轉動部件輔助的輸入傳動部件和由該轉動部件輔助的輸出傳動部件。該控制裝置包括輸入傳動部件驅動部件，其至少可移動到空檔位置、換高速檔位置、和換低速檔位置；輸入驅動部件位置傳感器，其在操作上聯(lián)接到該輸入傳動部件驅動部件上；和在操作上聯(lián)接到該輸入傳動部件驅動部件上的馬達。控制單元在操作上聯(lián)接到該輸入驅動部件位置傳感器和該馬達上，以便使該輸入傳動部件驅動部件移動到空檔位置、換高速檔位置、和換低速檔位置中的至少一個位置。在閱讀本發(fā)明裝置的優(yōu)選實施例的以下描述時非常明顯的是，本發(fā)明另外的特征可進行組合以提供另外的優(yōu)點。


圖1是結合有根據(jù)本發(fā)明的裝置的自行車的特定實施例的側視圖，用于在自行車傳動裝置中輔助變速操作；圖2是換檔控制裝置的更詳細的視圖；圖3是圖2中所示的換檔控制裝置的分解圖；圖4(A)-4(C)是表示換檔控制裝置的操作的示意圖；圖5是圖1中所示的輔助機構的近視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的輸入單元的特定實施例的分解圖；圖7是表示轉動部件接合單元的特定實施例的輔助機構的視圖；圖8是輔助機構的后部截面圖；圖9(A)-9(D)表示了轉動部件接合部件的操作；圖10是圖8中所示的定位單元的內部元件的放大截面圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的運動傳遞部件的特定實施例的側視圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的輸入傳動部件的特定實施例的側視圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的中間板的特定實施例的側視圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的定位部件的特定實施例的側視圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的運動傳遞爪的特定實施例的透視圖；圖16(A)-16(E)是表示輔助機構沿著換高速檔方向的操作的視圖；圖17(A)-17(F)是表示輔助機構沿著換低速檔方向的操作的視圖；圖18(A)和18(B)是表示換低速檔操作期間運動傳遞爪與中間板的配合的視圖；圖19(A)和19(B)是根據(jù)本發(fā)明的驅動控制機構的另一個實施例的視圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明的釋放機構的另一個實施例的側視圖；圖21(A)是對于輸入單元的替代實施例的殼體的外側圖；圖21(B)是該殼體的內側圖；圖22(A)-(C)是表示當聯(lián)接到位置傳感器聯(lián)接部件上時該輸出傳動部件的移動的視圖；圖23(A)-(C)是表示當聯(lián)接到輸出傳動部件上時該輸出傳動部件位置傳感器的移動的視圖；圖24(A)-(C)是表示當聯(lián)接到輸入驅動部件位置傳感器上時輸入傳動驅動部件的移動的視圖；圖25是表示沿圖24(C)中的線XXV-XXV截取的視圖；圖26是電路板的示意圖，其示出了與輸入驅動部件位置傳感器和輸出傳動部件位置傳感器一起使用的導電跡線；圖27是用于控制輔助裝置的操作的電子部件的框圖；和圖28是圖27示出的控制單元的操作的流程圖。
具體實施例方式
圖1是結合有根據(jù)本發(fā)明的輔助機構14的特定實施例的自行車10的側視圖，該輔助機構用于輔助自行車傳動裝置中的變速操作。自行車10可以是任何類型的自行車，并且在這個實施例中，自行車10包括一般的車架18，該車架包括頂管22、頭管24、從頭管24向下延伸的下管26、從頂管22向下延伸的座管30、設置在下管26和座管30的接點處的中軸32、從頂管22向后和向下延伸的一對座撐34、以及從中軸32向后延伸的一對鏈拉條38。前叉42可轉動地支承在頭管24中，并且前輪46可轉動地支承在前叉42的下端上。前叉42和車輪46的轉動方向以公知的方式通過把手50來控制。具有多個同軸安裝的自由鏈輪(未示出)的后輪54可轉動地支承在座撐34和鏈拉條38的接點上，并且一支承著多個前(鏈條輪)鏈輪62的腳蹬組件58可轉動地支承在中軸32中。在這個實施例中，三個前鏈輪62同軸地并且與腳蹬組件58成一體地轉動。鏈條66與多個前鏈輪62其中之一和多個安裝在后輪54上的自由鏈輪其中之一相接合。前撥鏈器70將鏈條66從一個前鏈輪62移動到另一個上，并且后撥鏈器74將鏈條66從一個自由鏈輪移動到另一個上。這兩種操作都是公知的。在這個實施例中，通過拉動和釋放聯(lián)接到輔助機構14上的輸出控制線纜78從而控制前撥鏈器70，并且通過聯(lián)接到安裝于把手50的左側的換檔控制裝置84上的Bowden型控制線纜82的內部金屬絲80來控制該輔助機構14。后撥鏈器74以常規(guī)的方式通過Bowden型控制線纜86來控制。
圖2是更詳細地表示換檔控制裝置84的把手50的左側的視圖，并且圖3是換檔控制裝置84的分解視圖。在這個實施例中，換檔控制裝置84安裝在固定手柄92和支承著制動桿98的常規(guī)的制動桿支架94之間。換檔控制裝置84包括基部部件102、夾持帶環(huán)106、形式為彈簧110的偏壓元件、中間部件114、致動元件118以及保持器122?；坎考?02包括管狀部分126和凸緣部分130。管狀部分126圍繞著把手50，并且凸緣部分130從管狀部分126的內端徑向向外延伸。夾持帶環(huán)106具有鎖定突出部134以及安裝耳部138和142，并且該結構在環(huán)形凹部(未示出)內與形成在凸緣部分130的內周表面上的鎖定溝槽進行裝配。螺釘144延伸通過凸緣部分130中的開口148和通過安裝耳部138和142，并且擰入設置在凸緣部分130的另一個開口153中的螺母152內以便將安裝耳部138和142朝向彼此擰緊，由此擰緊夾持帶環(huán)106并且將基部部件102緊固到把手50上。常規(guī)的螺紋形式的可調的控制線纜聯(lián)接器156設置在凸緣部分130上以便以常規(guī)的方式接納控制線纜82的外殼81。具有抵靠部160a和160b的直徑方向相對的凹部160(圖3中僅示出了一個)形成在管狀部分126和凸緣部分130的接點處，并且彈簧孔形式的基部部件偏壓接合元件164形成在凸緣部分130中。彈簧110的端部168裝配在彈簧孔164中。
中間部件114可轉動地支承在基部部件102的管狀部分126上，使得彈簧110設置在中間部件114和基部部件102的凸緣部分130之間。形成抵靠部172a和172b的直徑方向相對的突出部或止動部172(圖3中僅示出了一個)從中間部件114的內端軸向延伸，并且形成抵靠部188a和188b的一對直徑方向相對的中間部件突出部或止動部188從中間部件114的外周表面184徑向向外延伸。彈簧110的端部192裝配在形成于其中一個止動部188中的彈簧開口194內，以便順時針地偏壓中間部件114，(該彈簧開口用作中間部件偏壓接合元件)。結果，止動部172的抵靠部172a與抵靠部160a(其用作基部部件止動部)相接合，以便限制中間部件114相對于基部部件102的轉動。
致動元件118由中間部件114可轉動地支承著，該中間部件114如上所述由基部部件102的管狀部分126可轉動地支承著。因此，致動元件118可圍繞著中間部件114、基部部件102的管狀部分126和把手50同軸地轉動。致動元件118包括管狀部件200；從管狀部件200徑向向外延伸的第一和第二指狀突出部或桿204和208；開口212形式的傳動裝置控制部件聯(lián)接元件，以用于接納聯(lián)接到內部金屬絲80的端部上的線纜端部接頭(未示出)，使得內部金屬絲80與致動元件118成一體地移動；以及形成抵靠部216a和216b的直徑方向相對的凹部216。在組裝的狀態(tài)下，中間部件止動部188裝配在抵靠部216a和216b之間的對應凹部216中，使得抵靠部216a和216b用作致動部件止動部。在這個實施例中，控制線纜82的內部金屬絲80由于設置在輔助裝置14中的偏壓元件而處于張力下。因此，致動元件118被沿著逆時針方向偏壓，使得中間部件止動部188的抵靠部188a與抵靠部216a相接合，以便限制致動元件118相對于中間部件114和基部部件102的轉動。
保持器122裝配在基部部件102的管狀部件126的外端周圍。保持器122包括均勻地形成在側表面224上的四個凹部220，以便與從基部部件102的管狀部分126的外端徑向向外延伸的四個鎖定接片228相接合。因此，保持器122將致動元件118和中間部件114軸向地固定就位在基部部件102上。
圖4(A)-4(C)示意地表示了換檔控制裝置84的操作。圖4(A)表示致動元件118處于致動元件空檔位置。在這個位置，彈簧110順時針地(朝向圖4(A)中的右側)偏壓中間部件114，使得止動部172的抵靠部172a與基部部件102上的凹部160的抵靠部160a相接觸，并且由附圖標記232表示的輔助機構14中的偏壓元件(彈簧)逆時針地偏壓致動元件118，使得凹部216的抵靠部216a與中間部件止動部188的抵靠部188a相接觸。固此，抵靠部160a、172a、188a和216a(在某種程度上以及彈簧110和232)用作空檔定位元件。由于內部金屬絲80直接連接于致動元件118，所以此時內部金屬絲80也同樣處于傳動裝置控制部件的空檔位置。
克服輔助機構14中的偏壓元件232的偏壓力將致動元件118從圖4(A)中所示的位置順時針地轉動，使得致動元件118上的抵靠部216b與中間部件止動部188上的抵靠部188b相接觸，如圖4(B)中所示。中間部件114此時保持靜止。在圖4(B)中，致動元件118處于致動元件換低速檔位置，并且內部金屬絲80被拉到傳動裝置控制部件的換低速檔位置。
將致動元件118從圖4(A)中所示的位置逆時針地轉動，使得中間部件114克服彈簧110的偏壓力逆時針地(朝向圖4(C)中的左側)轉動，這是由于抵靠部216a與中間部件止動部188的抵靠部188a相接觸，并且彈簧110最終連接在致動元件118和基部部件102之間。結果，致動元件118處于致動元件換高速檔位置，并且內部金屬絲80被釋放到傳動裝置控制部件的換高速檔位置。
圖5是輔助機構14的更詳細的視圖。如圖5中所示，輔助機構14安裝在中軸32上，并且它包括輸入單元250、定位單元254、以及帶有蓋子262的轉動部件接合單元258。在這個實施例中，輔助機構14與曲柄臂266結合使用，該曲柄臂包括具有多個曲柄臂花鍵274的軸安裝凸臺270，該曲柄臂花鍵274以公知的方式與多個軸花鍵278不可轉動地接合，該多個軸花鍵278形成在由中軸32可轉動地支承著的軸282的端部上。驅動凸緣286從軸安裝凸臺270上徑向向外延伸，并且支承著一對直徑方向上相對的驅動部件290。驅動部件290為圓管的形狀，其從驅動凸緣286的側表面294垂直地延伸。
圖6是輸入單元250的特定實施例的分解視圖。輸入單元250包括輸入單元安裝部件298、金屬絲聯(lián)接部件302、彈簧232、以及輸入連接件306。輸入單元安裝部件298具有用于內部金屬絲80的導向通道310、用于接納穿過定位單元254的軸318(圖10)的中央軸開口314、以及一對直徑方向相對的開口322(圖6中僅示出一個開口)。金屬絲聯(lián)接部件302包括用于卷繞和退繞內部金屬絲80的金屬絲卷繞溝槽326；螺釘334形式的常規(guī)金屬絲聯(lián)接器330；用于將內部金屬絲80固定到金屬絲聯(lián)接部件302上的金屬絲保持器338和螺母342；以及用于接納定位單元254的軸318的軸開口346。輸入連接件306用于將金屬絲聯(lián)接部件302的轉動位置傳送到定位單元254，并且它包括帶有軸接納開口352的軸安裝部分350、聯(lián)接接片354、徑向延伸部分358、以及軸向延伸的聯(lián)接部分362。聯(lián)接接片354從軸安裝部分350軸向地延伸，通過該輸入單元安裝部件298中的開口322，并且進入金屬絲聯(lián)接部件302中的對應的開口(未示出)，使得金屬絲聯(lián)接部件302和輸入連接件306作為一個整體轉動。因此，金屬絲聯(lián)接部件302和輸入連接件306將處在對應于換檔控制裝置84的致動元件118的位置的空檔、換高速檔和換低速檔位置。彈簧232具有安裝在金屬絲聯(lián)接部件302上的一個端部233和安裝在輸入單元安裝部件298上的另一個端部234，使得金屬絲聯(lián)接部件302和輸入連接件306被沿著順時針(金屬絲卷繞)方向偏壓。
圖7是輔助機構14的斜視圖，除去了轉動部件接合單元258的蓋子262，圖8是輔助機構14的后部截面圖，并且圖9(A)-9(D)表示了轉動部件接合單元258的操作。如圖7、8和9(A)中所示，轉動部件接合單元258包括中軸安裝部件370，其具有用于接納通過其中的軸282的開口374；軸向延伸的側壁378；連接在側壁378上的帶有控制凸輪槽386的凸輪板382；以及用于支承下部樞軸392的開口390。轉動部件接合部件394的一個端部具有弓形的轉動部件接合表面398，以便與曲柄臂266上的驅動部件290接合。轉動部件接合部件394的另一個端部通過樞軸410可樞轉地連接在定位單元界面板402和支承板406之間。與由凸輪槽386形成的控制凸輪表面418接合的凸輪隨動件414安裝在轉動部件接合部件394上接近樞軸410的位置。彈簧420沿著逆時針方向偏壓定位單元界面板402和支承板406。
圖9(A)表示了轉動部件接合部件394處于轉動部件脫離接合位置，其中驅動部件290與曲柄臂266一起轉動，而不會引起對輔助機構14的任何影響。一般來說，當換檔控制單元84的致動元件118轉動到換高速檔位置或者換低速檔位置時，然后定位單元界面板402和支承板406逆時針地樞轉，如圖9(B)中所示。由于凸輪隨動件414保持在凸輪槽386內，這使得轉動部件接合部件394繞著樞軸410順時針地樞轉到如圖9(B)中所示的該轉動部件接合位置。在這個位置，轉動部件接合表面398設置在驅動部件290的路徑中，因此其中一個驅動部件290將與轉動部件接合表面398接觸，如圖9(B)中所示，并且使得轉動部件接合部件394克服彈簧420的偏壓力使得該定位單元界面板402和支承板406順時針地轉動，如圖9(C)中所示。當曲柄臂266繼續(xù)轉動時，接合的驅動部件290將與轉動部件接合部件394脫離接合，轉動部件接合部件394將逆時針地樞轉，如圖9(D)中所示，回到轉動部件脫離接合位置，并且彈簧420將使定位單元界面板402和支承板406逆時針地樞轉回到圖9(A)中所示的位置。
圖10是定位單元254的內部元件的放大的后部截面圖。如圖10中所示，定位單元254包括支承著爪軸470的一端的基板450；形式為轉動部件454的輸出傳動部件，其可轉動地支承在軸318上并且具有金屬絲卷繞溝槽455以便使輸出控制金屬絲78卷繞和退繞至多個輸出位置上；彈簧456形式的偏壓元件，其用于沿著金屬絲退繞方向偏壓該轉動部件454；定位棘輪458形式的定位部件，其與轉動部件454聯(lián)接以便整體地轉動；支承著爪軸470的另一端的中間板466；定位爪474形式的位置保持部件，其被爪軸470支承著以便在定位保持位置和定位釋放位置之間轉動，并且具有定位齒475和476(圖16(A))；安裝在定位齒475上的樞軸477；凸輪滾子478形式的凸輪隨動件，其被樞軸477可轉動地支承著；以及連接在定位爪474和基板450之間的爪簧482，其用于朝向定位保持位置(如圖16(A)中的逆時針方向)來偏壓該定位爪474。
定位單元254還包括可轉動地支承在軸318上并且具有樞軸490的釋放板486，該樞軸支承著凸輪板494形式的凸輪部件；可轉動地支承在軸318上的運動傳遞部件498；安裝在運動傳遞部件498上的爪軸502；可樞轉地支承在爪軸502上的運動傳遞爪506；用于沿著圖16(A)中的逆時針方向偏壓運動傳遞爪506的彈簧509；安裝在運動傳遞部件498上的另一個爪軸510；可樞轉地支承在爪軸510上的模式改變爪514；控制板518形式的輸入傳遞部件，其被可轉動地支承在軸318上；基板522；爪軸526，其被安裝在基板522上并且支承著驅動控制爪530形式的切斷驅動控制部件；用于沿著圖16(A)中的逆時針方向偏壓驅動控制爪530的彈簧531；爪軸534(圖16(A))，其被安裝在基板522上并且支承著驅動控制爪538形式的接通驅動控制部件；用于沿著圖16(A)中的逆時針方向偏壓驅動控制爪538的彈簧539；彈簧保持器541；連接在彈簧保持器541和運動傳遞部件498之間的彈簧499，其用于沿著圖16(A)中的順時針方向偏壓運動傳遞部件498；以及保持螺母542，其用于軸向地保持位于軸318上的元件。基板450、基板522和軸318用作各種元件的安裝單元。
圖11是運動傳遞部件498的側視圖。運動傳遞部件498包括基部550、爪安裝耳部554和運動傳遞臂558?；?50包括用于接納通過其中的軸318的開口562；徑向向外延伸的突出部566，其形成抵靠部570以便與驅動控制爪530相接觸；以及徑向向外延伸的突出部574，其形成抵靠部578以便與驅動控制爪538相接觸。爪安裝耳部554包括用于安裝爪軸510(其支承著模式改變爪514)的開口582，以及運動傳遞臂558同樣包括用于安裝爪軸502(其支承著運動傳遞爪506)的開口586。運動傳遞臂558還包括用于與驅動控制爪538接觸的抵靠部588，以及通過螺釘594與定位單元界面板402聯(lián)接的軸向延伸的轉動部件接合單元界面板590，如圖8和10中所示。
圖12是控制板518的特定實施例的側視圖?？刂瓢?18包括基部598形式的輸入控制部件、桿臂部分602、以及輸入單元界面板604。輸入單元界面板604包括用于接納輸入連接件306的聯(lián)接部分362(圖6)的開口605?；?98包括輸入控制部件，其形式為徑向延伸的驅動控制凸輪表面或凸起606、610、614和618。驅動控制凸輪的凸起606包括上表面606a和傾斜面606b和606c。類似地，凸輪凸起610包括上表面610a和傾斜面610b和610c。凸輪凸起614包括上表面614a，傾斜面614b，以及從上表面614a延伸到凸輪凸起618的上表面618a的過渡表面614c。凸輪凸起618還包括從上表面618a延伸到基部598的外周表面598a的過渡表面618b。從下面的說明中可以明顯看出，凸輪凸起606、610和614、驅動控制爪538和帶有突出部578的運動傳遞部件498包括轉換機構，以便控制轉動部件接合部件394在轉動部件接合位置和轉動部件脫離接合位置之間的運動。
圖13是中間板466的特定實施例的側視圖。中間板466包括基部630、爪聯(lián)接臂634、換低速檔控制板638、以及從換低速檔控制板638延伸的爪聯(lián)接部分642。爪聯(lián)接臂634包括用于接納緊固件(未示出)的開口646，該緊固件用于將組件連接到殼體上，并且爪聯(lián)接部分642包括用于連接爪軸470的開口650(該爪軸470支承著定位爪474)。換低速檔控制板638限定了具有爪控制表面660的凹部656，其以下述方式產(chǎn)生作用。
圖14是定位棘輪458的側視圖。定位棘輪458包括具有形成多個內花鍵674的內周表面672的大致環(huán)形本體670，這些內花鍵與轉動部件454上形成的對應多個外花鍵(未示出)不可轉動地接合，使得定位棘輪458和轉動部件454作為一個整體轉動。外周表面678形成三個定位齒682、686和690以及分別限定驅動表面694a和698a的兩個驅動齒694和698。利用這種結構，轉動部件454可以被設置在三個位置上以便容納三個前鏈輪62。這些鏈輪通常包括小直徑的鏈輪、中間直徑的鏈輪和大直徑的鏈輪。
圖15是運動傳遞爪506的透視圖。運動傳遞爪506包括帶有用于接納爪軸502的開口506b的基部506a；換低速檔控制表面506c，其用于以下述方式與中間板466的爪控制表面660相接觸；定位棘輪驅動表面506d；釋放板驅動表面506e；以及模式改變爪接觸表面506f和506g。
圖16(A)-16(E)是表示定位單元254沿著換高速檔方向的操作的視圖。在圖16(A)中，定位單元254處于這樣一個位置，即，使得前撥鏈器70與小直徑的前鏈輪對準，并且希望將前撥鏈器70移動到中間直徑的前鏈輪上。在圖16(A)中所示的位置，驅動控制爪530的頂端由凸輪凸起606的上表面606a支承，并且驅動控制爪538的頂端位于凸輪凸起610的傾斜面610c的底部處，使得驅動控制爪538與運動傳遞部件498上的抵靠部578相接觸，并且將運動傳遞部件498保持在“切斷”位置。因此，驅動控制爪538和凸輪凸起610包括一種驅動控制機構，該機構一般將運動傳遞部件498保持在切斷位置。運動傳遞爪506置靠在定位棘輪458上的驅動齒694的上表面上。
騎車者然后將致動元件118逆時針地(在圖3中)轉動到換高速檔位置，使得內部金屬80由致動元件118釋放。這使得金屬絲聯(lián)接部件302在圖6中順時針地轉動，并且這種運動借助輸入連接件306傳送到控制板518上以便將控制板518順時針地轉動到圖16(B)中所示的換高速檔位置。控制板518的順時針轉動使得驅動控制爪530從凸輪凸起606的斜面606c滑下，并且逆時針地轉動到圖16(B)中所示的位置。同時，驅動控制爪538滑上凸輪凸起614的斜面614b，直到驅動控制爪538與運動傳遞部件498上的抵靠部578脫離接合并且置靠在凸輪凸起614的上表面614a上為止。由于驅動控制爪538不再與抵靠部578接觸，所以運動傳遞部件498順時針地轉動，直到驅動控制爪538與抵靠部588接觸為止，并且運動傳遞部件498處于“接通”位置，如圖16(B)中所示。不再由驅動齒694保持在定位棘輪458上的運動傳遞爪506逆時針地轉動，并且置靠在定位棘輪458的外周表面678上。運動傳遞部件498的順時針運動被傳送給轉動部件接合單元258中的定位單元界面板402和支承板406，使得轉動部件接合部件394樞轉到圖9(B)中所示的位置。
當曲柄臂266上的驅動部件290與轉動部件接合部件394接合，并且將定位單元界面板402和支承板406樞轉到圖9(C)中所示的位置時，該運動被傳送到運動傳遞部件498。運動傳遞爪506的定位棘輪驅動表面506d與定位棘輪458上的驅動齒694相接合，并且將定位棘輪458和轉動部件454轉動以便卷繞輸出控制金屬絲78。在此期間，定位齒682壓靠著定位爪474的爪齒475并且順時針地轉動定位爪474，直到爪齒475跳過定位齒682的頂端為止。然后，定位爪474逆時針地轉動，使得爪齒475位于圖16(C)中所示的定位齒682和686之間。
當曲柄臂266上的驅動部件290與轉動部件接合部件394脫離接合時，定位單元界面板402和支承板406轉動，向著圖9(A)中所示的位置返回，并且這種運動被傳送到運動傳遞部件498。運動傳遞爪506與定位棘輪458上的驅動齒694脫離接合，并且按照彈簧456的偏壓力將定位棘輪458和轉動部件454順時針地轉動，直到定位齒682抵靠著爪齒475為止。此時，前撥鏈器70根據(jù)需要與中間直徑的前鏈輪對準。
然而，假設此時騎車者還沒有將致動元件118轉動回到空檔位置。在這種情況下，控制板518仍將處于換高速檔位置，驅動控制爪538保持在凸輪凸起614的上表面614a上。在這個位置，驅動控制爪538將不能與抵靠部578接合以便停止運動傳遞部件498的轉動。因此，代替了返回到圖16(A)中的所示的切斷位置，運動傳遞部件498將繼續(xù)轉動到圖16(B)中所示的接通位置，轉動部件接合部件394將返回到圖9(B)中所示的轉動部件接合位置，并且將產(chǎn)生另一次換檔。這種操作在某些應用中可能是需要的，并且處于本發(fā)明的范圍內。然而，在這個實施例中，設置有驅動控制爪530以防止這種雙換檔。更具體地說，已經(jīng)如上所述地逆時針轉動的驅動控制爪530現(xiàn)在處于某個位置以便與運動傳遞部件498上的抵靠部570接觸，并且暫時停止運動傳遞部件498的進一步轉動，使得運動傳遞部件498處于圖16(D)中所示的位置。因此，驅動控制爪530和凸輪凸起606包括一驅動控制機構，在運動傳遞機構將運動從轉動部件接合部件394傳遞到轉動部件454上之后，該驅動控制機構阻止運動傳遞部件498轉動回到接通位置。
當騎車者使致動元件118返回到空檔位置時，控制板518同樣轉動回到圖16(E)中所示的空檔位置。此時，驅動控制爪530滑上凸輪凸起606上的斜面606c并且順時針地轉動，直到控制爪530與運動傳遞部件498上的抵靠部570脫離接合并且控制爪530的頂端保持在凸輪凸起606的上表面606a上為止。還有，驅動控制爪538滑下凸輪凸起614的斜面614b并且逆時針地轉動，使得驅動控制爪538的頂端與運動傳遞部件498上的抵靠部578相接觸，如圖16(E)中所示。運動傳遞部件498現(xiàn)在處于切斷位置，如圖16(A)中初始所示，但是定位棘輪458和轉動部件454處于某個位置以使前撥鏈器70與中間直徑的前鏈輪對準。從中間直徑的前鏈輪向大直徑的前鏈輪換檔的操作是相同的。
圖17(A)-17(E)是表示定位單元254沿著換低速檔方向的操作的視圖。一些元件被表示為透視圖，以便于理解在換低速檔操作中起重要作用的元件的操作。假設轉動部件454處于一個位置，使得前撥鏈器70與中間直徑的前鏈輪對準(圖16(E)中所示的相同位置)，并且希望將前撥鏈器70移動到小直徑的鏈輪上。因此，在圖17(A)中所示的位置，驅動控制爪530的頂端再次由凸輪凸起606的上表面606a支承，并且驅動控制爪538的頂端位于凸輪凸起610的斜面610c的底部處，使得驅動控制爪538與運動傳遞部件498上的抵靠部578相接觸。運動傳遞爪506保持在定位棘輪458上的驅動齒698的上表面上?？傮w形狀為圓整的和細長的等腰三角形的凸輪板494包括軸向延伸的定位接片495，該接片抵靠著釋放板486的側表面487以便將凸輪板494保持在圖17(A)中所示的位置。
騎車者然后將致動元件118順時針地(在圖3中)轉動到換低速檔位置，使得內部金屬絲80由致動元件118拉動。這使得金屬絲聯(lián)接部件302在圖6中逆時針地轉動，并且這種運動通過輸入連接件306傳送到控制板518上以便將控制板518逆時針地轉動，如圖17(B)中所示?？刂瓢?18的逆時針轉動使得驅動控制爪530從凸輪凸起606的斜面606b滑下，并且逆時針地轉動。同時，驅動控制爪538滑上凸輪凸起610的斜面610c并且順時針地轉動，直到驅動控制爪538與運動傳遞部件498上的抵靠部578脫離接合并且保持在凸輪凸起610的上表面610a上為止。由于驅動控制爪538不再與抵靠部578接觸，所以運動傳遞部件498順時針地轉動，直到驅動控制爪538與抵靠部588接觸為止，并且運動傳遞部件498處于圖17(B)中所示的接通位置。這時，運動傳遞爪506通過凸輪凸起618的過渡表面618b順時針地轉動，并且模式改變爪514順時針地轉動以便與運動傳遞爪506上的模式改變爪接觸表面506f相接合，從而將運動傳遞爪506暫時保持在圖17(B)中所示的位置上。運動傳遞部件498的運動被傳送給轉動部件接合單元258中的定位單元界面板402和支承板406，使得轉動部件接合部件394樞轉到圖9(B)中所示的位置。
當曲柄臂266上的驅動部件290與轉動部件接合部件394接合，并且將定位單元界面板402和支承板406樞轉到圖9(C)中所示的位置時，該運動被再次傳送到運動傳遞部件498，但是這時運動傳遞爪506的釋放板驅動表面506e與釋放板486(其當前處于第一釋放部件位置)上的抵靠部487相接合，并且釋放板486逆時針地轉動，如圖17(C)中所示。因此，運動傳遞部件498在這種模式下用作釋放板486的釋放驅動部件。當釋放板486轉動時，凸輪板494的基部表面496與聯(lián)接在定位爪474上的凸輪滾子478相接觸，并且使得定位爪474沿著順時針方向轉動。當爪齒475的頂端跳過定位齒682的頂端時，按照彈簧456的偏壓力將定位棘輪458和轉動部件454沿著順時針方向轉動，直到定位齒686抵靠著爪齒476以防止定位棘輪458和轉動部件454的非受控的轉動。
當釋放板486朝向第二釋放部件位置(釋放板486的運動范圍的終點)繼續(xù)逆時針地轉動時，凸輪隨動件478到達凸輪板494的圓整角部或凸輪凸起497，由此使得凸輪板494沿著逆時針方向轉動，如圖17(C)中所示。這又使得定位爪474沿著逆時針方向轉動，使得爪齒476移動離開定位齒686以使定位棘輪458和轉動部件454繼續(xù)沿著順時針方向轉動，直到轉動部件454定位成使得前撥鏈器70與小直徑的鏈輪對準為止。
如果這種系統(tǒng)根據(jù)已知的系統(tǒng)操作，該已知的系統(tǒng)使用定位爪和定位棘輪來控制換檔操作，爪齒476將保持與定位齒686接合，直到釋放板486倒轉方向(即，沿著順時針方向轉動)以便完成換檔操作為止。這不需要利用根據(jù)本發(fā)明構制的換檔控制機構，這是由于即使在釋放板486仍然沿著逆時針方向轉動時，可轉動的凸輪板494使得定位爪474可以立即完成換檔操作。因此，釋放板486和凸輪板494可以被認為是釋放控制機構，當釋放板486朝向第二釋放部件位置移動時，該釋放控制機構將定位爪474移動到定位釋放位置，并且當釋放板486繼續(xù)朝向第二釋放部件位置移動時，該釋放控制機構使得定位爪474可以回到定位保持位置。
優(yōu)選實施例的另一個有利的特征是這種方式，其中即使在運動傳遞部件498仍然沿著逆時針方向轉動時，也使得釋放板486能夠倒轉方向。根據(jù)優(yōu)選實施例，當運動傳遞部件498位于圖17(C)和18(A)中所示的位置時，運動傳遞爪506的換低速檔控制表面506c開始與中間板466的爪控制表面660接觸，如圖18(A)中所示。運動傳遞部件498的另外的轉動使得運動傳遞爪506逆時針地轉動，如圖17(D)和18(B)中所示，這又使得運動傳遞爪506與釋放板486脫離接合。模式改變爪514也與運動傳遞爪506的模式改變爪接觸表面506f脫離接合，并且保持在模式改變爪接觸表面506g上。因此，即使在運動傳遞部件498仍然處于圖17(D)中所示的逆時針位置時，也可使得釋放板486立即返回到圖17(D)中所示的位置。
當曲柄臂266上的驅動部件290與轉動部件接合部件394脫離接合時，定位單元界面板402和支承板406再次轉動，向著圖9(A)中所示的位置返回，并且這種運動被傳送到運動傳遞部件498。再次，假設騎車者還沒有將致動元件118轉動回到空檔位置。在這種情況下，控制板518仍然處于換低速檔位置，驅動控制爪538保持在凸輪凸起610的上表面610a上，但是驅動控制爪530與運動傳遞部件498上的抵靠部570相接觸，使得運動傳遞部件498處于圖17(E)中所示的暫停位置。
當騎車者使致動元件118返回到空檔位置時，控制板518同樣順時針地轉動回到圖17(F)中所示的空檔位置。此時，驅動控制爪530滑上凸輪凸起606的斜面606b并且順時針地轉動，直到驅動控制爪530與運動傳遞部件498上的抵靠部570脫離接合并且驅動控制爪530的頂端保持在凸輪凸起606的上表面606a上為止。同時，驅動控制爪538滑下凸輪凸起610的斜面610c并且逆時針地轉動，使得驅動控制爪538的頂端與運動傳遞部件498上的抵靠部578相接觸，如圖17(F)中所示。運動傳遞部件498現(xiàn)在處于切斷位置，如圖17(A)中初始所示，但是定位棘輪458和轉動部件454處于某個位置以使前撥鏈器70與小直徑的前鏈輪對準。
從大直徑的前鏈輪向中間直徑的前鏈輪換檔的操作是相同的。然而，在這種情況下，定位棘輪458將被初始定位成使得爪齒475抵靠定位齒686。當定位爪474響應于來自凸輪板494的壓力而順時針地轉動時，爪齒475跳過定位齒686，并且定位棘輪458逆時針地轉動，直到定位齒690與爪齒476接觸為止。當定位爪474逆時針地轉動時，凸輪板494的凸輪凸起497到達凸輪滾子478，爪齒475進入定位齒682和686之間的空間，并且爪齒476釋放定位齒690，使得定位棘輪458和轉動部件454順時針地轉動，直到定位齒682與爪齒475接觸為止，因此將定位棘輪458和轉動部件454保持在圖17(A)中所示的位置。
盡管以上給出了對于本發(fā)明的各個實施例的描述，但是在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可使用其它的變型。盡管在優(yōu)選實施例中提供了單獨操作的驅動控制爪530和538，但是圖19(A)和19(B)中所示的實施例表示了帶有爪齒704和708的單個驅動控制爪700。當運動傳遞部件498處于如圖19(A)中所示的原位置時，爪齒704與運動傳遞部件498上的抵靠部578相接觸。當運動傳遞部件498順時針地轉到切斷位置并且控制板486還沒有轉到如圖19(B)中所示的空檔位置時，爪齒708與運動傳遞部件498上的抵靠部570相接觸。
盡管凸輪板494在優(yōu)選實施例中的換低速檔操作中用于控制定位爪474，但是圖20示出了一個實施例，其中凸輪750控制著定位爪474的操作。在這個實施例中，凸輪750相對于定位棘輪458同軸地和可轉動地安裝。凸輪750包括多個周向設置的凸輪齒754和多個周向設置的凸輪驅動齒758。凸輪驅動爪762通過樞軸766可樞轉地安裝在釋放板486’上，并且被彈簧770沿著逆時針方向偏壓。當釋放板486’在換低速檔操作期間沿著逆時針方向轉動時，凸輪驅動爪762與多個凸輪驅動齒758其中之一接合并且使凸輪750沿著逆時針方向轉動。多個凸輪齒754其中之一壓靠著凸輪滾子478并且使得定位爪474以與優(yōu)選實施例中相同的方式沿著順時針方向轉動。當凸輪齒754壓迫凸輪滾子478時，定位爪474沿著逆時針方向轉動以完成換低速檔操作。當釋放板486’沿著順時針方向轉動時，凸輪驅動爪762與對應的凸輪驅動齒758脫離接合。
盡管在以上的實施例中描述了手動操作的輸入單元250，但是可使用電動操作的輸入單元以代替手動操作的輸入單元。以下描述了這樣的輸入單元。圖21A、21B分別是例如殼體800的安裝單元的橫向外側和內側視圖，該殼體在操作上直接或間接連接到定位單元254。殼體800的壁802的外側支承馬達804、減速單元812、輸入刷單元816、和輸入刷單元820。
馬達804包括馬達驅動軸808，該軸與齒輪828的大直徑齒輪部分8 24嚙合。齒輪828的小直徑齒輪部分832與齒輪840的大直徑齒輪部分836嚙合，并且齒輪840的小直徑齒輪部分844與齒輪852的大直徑齒輪部分848嚙合。齒輪852的小直徑齒輪部分856與由軸862支承的齒輪860嚙合，該軸862穿過壁802延伸到殼體800的內側。
輸入刷單元816與齒輪860一起同軸地旋轉，并且該輸入刷單元包括按以下描述的方式起作用的導電刷864。如圖21B所示，軸862使用殼體800內側上的驅動突出部866來支承驅動凸輪865。輸出刷單元820通過穿過壁802延伸到殼體800的另一側的軸867可旋轉地支承到殼體800上。輸出刷單元820設置在由壁872限定的腔868內，并且輸出刷單元820還包括按以下描述的方式起作用的導電刷876。電連接器880、884連接到殼體800上，以便提供與該實施例中使用的各個電元件的電連接。
如圖21B所示，軸867包括外聯(lián)接花鍵888，該花鍵突伸到形成在殼體800的內側上的凹部892中。外聯(lián)接花鍵888用于使輸出刷單元820聯(lián)接到定位單元254中的轉動部件454，以便轉動部件454和輸出刷單元820作為整體同軸地旋轉。為此，聯(lián)接部件896(圖22A-22C)安裝到轉動部件454上并且通常設置在凹部892中。在該實施例中，定位單元254的軸318終止于中心開口900中，該中心開口形成在聯(lián)接部件896的凸臺904的內側上，并且內聯(lián)接花鍵908形成在用于與軸862上的外聯(lián)接花鍵888接合的凸臺904的外側上。聯(lián)接耳部912、916形成在轉動部件454的徑向外部上，并且聯(lián)接突出部920從聯(lián)接部件896的徑向外部側向延伸。這樣，由于帶有聯(lián)接耳部912、916的聯(lián)接突出部920的鎖定接合，所以聯(lián)接部件896與轉動部件454成一體地旋轉，并且由于花鍵888、908的鎖定接合，所以輸出刷單元820與聯(lián)接部件896和轉動部件454成一體地旋轉。轉動部件454和輸出刷單元820在如圖22A、23A所示的換低速檔位置(即下位置)、如圖22B、23B所示的空檔位置(即中位置)、和如圖22C、23C所示的換高速檔位置(即上位置)之間移動。
在上述實施例中，金屬絲聯(lián)接部件302使輸入連接件306旋轉，該輸入連接件306又使控制板518旋轉到換高速檔、空檔、和換低速檔位置，以使產(chǎn)生輔助機構14的所需操作。圖24A-24C和圖25示出了在該實施例中使控制板518旋轉的該結構。更具體地說，驅動凸輪865使得形式為輸入傳動驅動連接件924的輸入傳動部件驅動部件轉動，該輸入傳動驅動連接件924在如圖24A所示的換低速檔位置、如圖24B所示的空檔位置、和如圖24C所示的換高速檔位置之間可旋轉地支承到基板450上。所示的輸入刷單元816疊置在驅動凸輪865上，以便稍后對于該實施例相關的電子控制裝置進行詳細描述。
如圖24C和25所示，輸入傳動驅動連接件924包括例如軸安裝部分928的第一端部，其帶有用于在其中接收軸318的軸接收開口932，(以便輸入傳動驅動連接件924與轉動部件454和輸出刷單元820同軸地旋轉)；還包括彈簧抵靠部936和938、徑向延伸部分940、和帶有聯(lián)接接片948軸向延伸聯(lián)接部分844，該聯(lián)接接片948裝配到控制板518中的開口605中。第一和第二驅動耳部952和956分別從第一和第二驅動表面960和962徑向向外延伸。聯(lián)接部分944和驅動耳部952、956設置在輸入傳動驅動連接件924的徑向延伸第二端部958處。驅動突出部866設置在第一和第二驅動表面960和962之間，并且第一和第二驅動表面960和962的間隔使得當輸入傳動驅動連接件924處于如圖24B所示的空檔位置時驅動突出部866與第一和第二驅動表面960和962間隔開。當然，輸入傳動驅動連接件924可采用許多不同的形式，并且許多結構可用于使輸入傳動驅動連接件924旋轉到不同的位置，該結構例如不同的連接件組件、旋轉的偏心凸輪、旋轉的間歇接觸的凸輪等等。
形式為彈簧968的偏壓機構具有卷繞部分972和一對彈簧腿976、980，該彈簧腿用于將輸入傳動驅動連接件924偏壓到空檔位置。更具體地說，卷繞部分972圍繞軸318，并且當輸入傳動驅動連接件924處于如圖24B所示的空檔位置時，彈簧腿976、980與形成在基板450上的彈簧抵靠部982、986接觸。當輸入傳動驅動連接件924逆時針旋轉到如圖24A所示的位置時，彈簧抵靠部936壓靠彈簧腿976，以便彈簧968沿順時針方向偏壓輸入傳動驅動連接件924。另一方面，當輸入傳動驅動連接件924順時針旋轉到如圖24C所示的位置，彈簧抵靠部938壓靠彈簧腿980，以便彈簧968沿逆時針方向偏壓輸入傳動驅動連接件924。
圖26是電路板990的視圖，該電路板安裝到殼體800的外側。電路板990包括輸入位置導電跡線996和輸出位置導電跡線998，(以及為了便于理解而沒有示出的其它電路元件)。輸入位置導電跡線996包括公用跡線996a、低速檔位置跡線996b、空檔位置跡線996c、和高速檔位置跡線996d。所示的輸入刷單元816與輸入位置導電跡線996疊置，以示出結構件之間的配合狀態(tài)。這些結構件可被認為是整個輸入驅動部件位置傳感器1002(圖27)的一部分，該輸入驅動部件位置傳感器1002帶有換低速檔位置傳感器1002a、空檔位置傳感器1002b、和換高速檔位置傳感器1002c。控制單元1000使用獲得的信號來確定驅動凸輪865以及輸入傳動驅動連接件924的位置。在如圖26所示的位置中，輸入刷單元816處于空檔位置，其中刷864將空檔位置跡線996c連接到公用跡線996a上。
輸出位置導電跡線998包括公用跡線998a、低速檔位置(即下位置)跡線998b、空檔位置(即中位置)跡線998c、和高速檔位置(即上位置)跡線998d。所示的輸出刷單元820與輸出位置導電跡線998疊置，以示出結構件之間的配合狀態(tài)。這些結構件可被認為是整個輸出傳動部件位置傳感器1004(圖27)的一部分，該輸出傳動部件位置傳感器1004帶有換低速檔位置傳感器1004a、空檔位置傳感器1004b、和換高速檔位置傳感器1004c?？刂茊卧?000使用獲得的信號來確定轉動部件454的位置。在如圖26所示的位置中，輸出刷單元820處于空檔位置，其中刷876將空檔位置跡線998c連接到公用跡線998a上。
圖27是用于控制輔助機構14的操作的電子元件的框圖。在該實施例中，控制單元1000接收來自輸入驅動部件位置傳感器1002、輸出傳動部件位置傳感器1004、手動操作的換高速檔開關1008、手動操作的換低速檔開關1012、速度傳感器1014、和步調傳感器1015的信號。當然，控制單元1000可接收來自任何其它輸入的信號，例如騎車者的身體特征、地形數(shù)據(jù)等等。換高速檔開關1008和換低速檔開關1012通常安裝在把手50上適當位置處，并且它們可采用許多不同的形式，例如聯(lián)接到切換機構上的按鈕、撥動開關、桿、轉動把等等。速度傳感器1014通常包括安裝在車架18上的常規(guī)傳感器，以便感測安裝在前輪46或后輪54上的磁體的經(jīng)過，當然該傳感器也可以包括實現(xiàn)相同功能的任何形式(例如光或電磁形式的傳感器)。相似地，步調傳感器1015通常包括安裝在車架18上的常規(guī)傳感器，以便感測安裝在腳蹬組件58上的磁體的經(jīng)過，當然該傳感器也可以包括實現(xiàn)相同功能的任何形式(例如光或電磁形式的傳感器)。
控制單元1000包括馬達驅動命令單元1016，該馬達驅動命令單元用于(直接或間接經(jīng)馬達接口)提供驅動馬達804的命令。換高速檔開關1008和換低速檔開關1012通常分別用于手動進行換高速檔或換低速檔的操作，并且控制單元1000使得馬達驅動命令單元1016由此提供使馬達804運轉的命令。在該實施例中，控制單元1000還包括自動控制單元1020，該自動控制單元1020根據(jù)輸入的任何量以及任何所需的算法以使馬達驅動命令單元1016提供使馬達804自動運轉的命令。這些命令可包括模擬或數(shù)字信息、直接驅動信號、或適用于特定場合的其它任何信號?？刂茊卧?000、馬達驅動命令單元1016、和自動控制單元1020可包括設置在電路板990上的適當編程的微處理器、或其它任何的適當構形的硬件、軟件、或硬件和軟件結合成的固件器件，它們設置或布置在適用于該應用場合的任何位置處。
該實施例的操作是比較明確的。輸入傳動驅動連接件924通常位于如圖24B所示的空檔位置，并且由輸入驅動部件位置傳感器1002來確定。如果換低速檔的命令由換低速檔開關1012的操作或由自動控制單元1020產(chǎn)生，則馬達驅動命令單元1016生成命令以使得馬達804帶動驅動凸輪865旋轉并由此沿換低速檔方向(逆時針方向)移動輸入傳動驅動連接件924，直到輸入驅動部件位置傳感器1002感測到輸入傳動驅動連接件924處于如圖24A所示的換低速檔位置。在該實施例中，在此時，控制單元1000立即使得馬達驅動命令單元1016生成命令以便使馬達804沿相反方向移動輸入傳動驅動連接件924，直到輸入傳動驅動連接件924返回到如圖24B所示的空檔位置。
相似地，如果換高速檔的命令由換高速檔開關1008的操作或由自動控制單元1020產(chǎn)生，則馬達驅動命令單元1016生成命令以使得馬達804帶動驅動凸輪865旋轉并由此沿換高速檔方向(順時針方向)移動輸入傳動驅動連接件924，直到輸入驅動部件位置傳感器1002感測到輸入傳動驅動連接件924處于如圖24C所示的換高速檔位置。在此時，控制單元1000立即使得馬達驅動命令單元1016生成命令以便使馬達804沿相反方向移動輸入傳動驅動連接件924，直到輸入傳動驅動連接件924返回到如圖24B所示的空檔位置。
由輸入驅動部件位置傳感器1002和輸出傳動部件位置傳感器1004提供的信號可與控制單元1000的適當程序控制組合，以便提供用于檢測輔助機構14的可能故障的機構。圖28是用于該目的的控制單元1000的操作的流程圖。假設在步驟1100中由按壓換高速檔開關1008或換低速檔開關1012或者是由自動控制單元1020生成換檔要求。隨后在步驟1104中確定電池狀態(tài)(例如電壓)是否足以驅動馬達804以便進行所需換檔。否則，隨后在步驟1108中將處理一可能的誤操作。這種處理包括例如向騎車者報警的告警音和/或例如錯誤信息的可視信號。此外，可在控制單元1000中設定禁止狀態(tài)，以防止任何試圖通過控制單元1000來操作輔助機構14，直到該問題被解決。
如果電池狀態(tài)可容許的，則隨后在步驟1112中確定當前撥鏈器70已與最外側的鏈輪66接合時是否作出換高速檔命令。如果是這樣的話，則在隨后在步驟1108中將進行一適當?shù)某鲥e處理。否則，隨后在步驟1116中確定當前撥鏈器70已與最內側的鏈輪66接合時是否作出換低速檔命令。如果是這樣的話，則隨后在步驟1108中將進行一適當?shù)某鲥e處理。否則，在步驟1120中開始進行換檔操作。該步驟包括復位用于控制該換檔操作的定時器，以及設定在該處理中使用任一變量(例如以下將描述的重試計數(shù)器)。
在該實施例中，應當假定馬達804在大約1秒鐘內可完成其操作以使輸入傳動驅動連接件924從空檔位置移動到換高速檔位置或換低速檔位置并返回到空檔位置。因此，隨后在步驟1124中確定自步驟1120中的換檔操作開始是否已經(jīng)過了1秒。如果是這樣的話，隨后在控制單元1000中的馬達驅動命令單元1016發(fā)出適當命令，以便在步驟1128中驅動馬達804。步驟1128表示為了使得輸入傳動驅動連接件924從空檔位置移動到換高速檔位置或換低速檔位置并返回到空檔位置而馬達804所需的任何動作。隨后在步驟1132中確定輸入傳動驅動連接件924是否返回到空檔位置。如果不是這樣的話，處理隨后返回到步驟1124。否則，馬達在步驟1136中停止。如果在步驟1124中確定自步驟1120中的換檔操作開始已經(jīng)過了超過1秒，則馬達804也停止。在任一種情況下，步驟1136還表示輔助操作的機械階段的開始，其中驅動部件290之一與轉動部件接合部件394接觸以便輔助換檔操作。在步驟1136中，對于該應用場合適當?shù)牟煌刂谱兞勘怀跏蓟?br> 隨后在步驟1140中確定輸入傳動驅動連接件924是否已返回到空檔位置。該步驟作為對于輸入傳動驅動連接件924的位置的復核可選地執(zhí)行，但是該步驟也可用于確定如果在步驟1124中確定自步驟1120中的換檔操作開始已經(jīng)過了超過1秒而在步驟1132中確定不在空檔位置，則確定是否發(fā)生故障。如果輸入傳動驅動連接件924在此時不在空檔位置，則隨后在步驟1108中將進行一適當?shù)某鲥e處理。否則，在步驟1144中確定由輸出傳動部件位置傳感器1004表示的當前齒輪是否與所要求的目標齒輪相同。如果是這樣的話，隨后被認為在步驟1148中完成換檔。
在該實施例中，假定只要腳蹬組件58在旋轉，換檔將在10秒內完成。因為許多狀況可影響任何撥鏈器的換檔特性(例如使用的鏈條和鏈輪；鏈條和鏈輪是否設計成具有幫助換檔的結構件；由騎車者施加的力；和自行車等)，所以還應當假設在一些情況下鏈條換檔的所需時間較長。因此，當檢測到換檔失敗時，本發(fā)明的實施例重復進行3次換檔操作。為此，在步驟1152中確定步調傳感器1015是否指示出腳蹬組件58正在旋轉。如果不旋轉，則處理過程返回到步驟1144。否則，在步驟1156中確定自步驟1136中輔助操作開始是否已經(jīng)過了超過10秒。如果沒有超過，處理過程返回到步驟1144。如果已經(jīng)過了超過10秒，則在控制單元1000中編程控制的重試計數(shù)器在步驟1160中遞加1，并且隨后在步驟1164中確定是否已經(jīng)進行了3次嘗試。如果是這樣的話，則隨后在步驟1108中將進行一適當?shù)某鲥e處理。否則，處理過程返回到步驟1120進行重新進行操作。
當然，上述電子控制系統(tǒng)和方法可適用于任何形式的自行車傳動裝置，例如內輪轂傳動裝置、轂/撥鏈器結合的傳動裝置、連續(xù)變化的傳動裝置等。在任何情況下，各種部件的尺寸、形狀、位置和定向可以根據(jù)需要變化。示出的彼此直接連接或接觸的部件可能具有設置在它們之間的中間結構。一個元件的功能可以由兩個元件來實施，并且反之亦然。一個實施例的結構和功能可以使用在另一個實施例中。不需要所有的優(yōu)點都同時存在于特定實施例中。與現(xiàn)有技術不同的每一個特征，單獨或者與其他的特征組合，也應該被申請人認為是另外的發(fā)明的單獨描述，包括由這些特征所體現(xiàn)的結構和/或功能概念。因此，本發(fā)明的范圍不應該由所公開的具體結構限制，或者不應該膚淺地關注特定的結構或特征。
權利要求
1.一種用于自行車換檔控制設備的控制裝置，該控制裝置使用來自轉動部件的動力以便輔助自行車傳動裝置的操作，其中該換檔控制設備包括請求該轉動部件輔助的輸入傳動部件和由該轉動部件輔助的輸出傳動部件，并且該控制裝置包括輸入傳動部件驅動部件，其至少移動到空檔位置、換高速檔位置、和換低速檔位置；輸入驅動部件位置傳感器，其在操作上聯(lián)接到該輸入傳動部件驅動部件上；在操作上聯(lián)接到該輸入傳動部件驅動部件上的馬達；控制單元，該控制單元在操作上聯(lián)接到該輸入驅動部件位置傳感器和該馬達上，以便使該輸入傳動部件驅動部件移動到空檔位置、換高速檔位置、和換低速檔位置中的至少一個位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，該控制單元還包括提供馬達驅動命令以便驅動該馬達的馬達驅動命令單元。
3.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于，該控制單元響應于該馬達驅動命令使得該馬達將該輸入傳動部件驅動部件從該空檔位置移動到該換高速檔位置和該換低速檔位置中的一個位置，并且返回到該空檔位置。
4.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征在于，該控制單元響應于該馬達驅動命令使得該馬達將該輸入傳動部件驅動部件從該空檔位置移動到該換高速檔位置和該換低速檔位置中的一個位置，并且立即返回到該空檔位置。
5.根據(jù)權利要求4所述的裝置，其特征在于，該輸入驅動部件位置傳感器包括用于感測該輸入傳動部件驅動部件何時處于該空檔位置的空檔位置傳感器；和用于感測該輸入傳動部件驅動部件何時處于該換高速檔位置的換高速檔位置傳感器。
6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于，該控制單元響應于該馬達驅動命令使得該馬達將該輸入傳動部件驅動部件從該空檔位置移動到該換高速檔位置，并且當該換高速檔位置傳感器感測到該輸入傳動部件驅動部件處于換高速檔位置時使其立即返回到該空檔位置。
7.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于，該馬達驅動命令單元包括一手動操作以產(chǎn)生該馬達驅動命令的開關。
8.根據(jù)權利要求4所述的裝置，其特征在于，該輸入驅動部件位置傳感器包括用于感測該輸入傳動部件驅動部件何時處于該空檔位置的空檔位置傳感器；和用于感測該輸入傳動部件驅動部件何時處于該換低速檔位置的換低速檔位置傳感器。
9.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于，該控制單元響應于該馬達驅動命令使得該馬達將該輸入傳動部件驅動部件從該空檔位置移動到該換低速檔位置，并且當該換低速檔位置傳感器感測到該輸入傳動部件驅動部件處于換低速檔位置時使其立即返回到該空檔位置。
10.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于，該馬達驅動命令單元包括一手動操作以產(chǎn)生該馬達驅動命令的開關。
11.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，其還包括將該輸入傳動部件驅動部件向該空檔位置偏壓的偏壓機構。
12.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，其還包括一安裝單元，其中該輸入驅動部件位置傳感器相對于該安裝單元可旋轉地聯(lián)接。
13.根據(jù)權利要求12所述的裝置，其特征在于，該輸入驅動部件位置傳感器包括相對于該安裝單元固定的導電跡線；和旋轉刷。
14.根據(jù)權利要求12所述的裝置，其特征在于，其還包括相對于該安裝單元可旋轉地聯(lián)接的輸出傳動部件位置傳感器。
15.根據(jù)權利要求14所述的裝置，其特征在于，該輸出傳動部件位置傳感器與該輸入傳動部件驅動部件同軸地轉動。
16.根據(jù)權利要求12所述的裝置，其特征在于，該輸入傳動部件驅動部件包括具有第一端部和第二端部的輸入傳動驅動連接件，其中該第一端部相對于該安裝單元轉動。
17.根據(jù)權利要求16所述的裝置，其特征在于，該輸入傳動驅動連接件聯(lián)接到該輸入驅動部件位置傳感器。
18.根據(jù)權利要求17所述的裝置，其特征在于，其還包括將該輸入傳動驅動連接件向該空檔位置偏壓的偏壓機構。
19.根據(jù)權利要求18所述的裝置，其特征在于，該輸入傳動驅動連接件的第二端部和該輸入驅動部件位置傳感器中的一個包括面對第二驅動表面的第一驅動表面，并且該輸入傳動驅動連接件的第二端部和該輸入驅動部件位置傳感器中的另一個包括設置在該第一驅動表面和該第二驅動表面之間的驅動部件。
20.根據(jù)權利要求19所述的裝置，其特征在于，該輸入傳動驅動連接件設置在空檔位置，該驅動部件與該第一驅動表面和該第二驅動表面均間隔開。
21.根據(jù)權利要求18所述的裝置，其特征在于，其還包括可旋轉地聯(lián)接到該安裝單元上的輸出傳動部件位置傳感器。
22.根據(jù)權利要求21所述的裝置，其特征在于，該輸出傳動部件位置傳感器的至少一部分與該輸入傳動驅動連接件同軸地轉動。
全文摘要
提供一種用于自行車換檔控制設備的控制裝置，該控制裝置使用來自轉動部件的動力以便輔助自行車傳動裝置的操作，其中該換檔控制設備包括請求該轉動部件輔助的輸入傳動部件和由該轉動部件輔助的輸出傳動部件。該控制裝置包括輸入傳動部件驅動部件，其至少可移動到空檔位置、換高速檔位置和換低速檔位置；輸入驅動部件位置傳感器，其在操作上聯(lián)接到該輸入傳動部件驅動部件上；和在操作上聯(lián)接到該輸入傳動部件驅動部件上的馬達。控制單元在操作上聯(lián)接到該輸入驅動部件位置傳感器和該馬達上，以便使該輸入傳動部件驅動部件移動到空檔位置、換高速檔位置和換低速檔位置中的至少一個位置。
文檔編號B62M25/04GK1488549SQ03155358
公開日2004年4月14日 申請日期2003年8月28日 優(yōu)先權日2002年8月29日
發(fā)明者武林晴行, 市田典, 北村智 申請人:株式會社島野