專利名稱：自行車用變速控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變速控制裝置，特別是用于變速控制利用電源提供的電力動作且具有多個變速級的自行車用變速裝置的自行車用變速控制裝置。
背景技術(shù)：
安裝了具有多個變速級的變速裝置的自行車過去已知道。在自行車用變速裝置上有外裝變速機(jī)構(gòu)和內(nèi)裝變速機(jī)構(gòu)。外裝變速機(jī)構(gòu)，具有例如安裝在后輪上的多個鏈輪的小齒輪、和將鏈條掛在鏈輪的任何一個上的撥鏈器；內(nèi)裝變速機(jī)構(gòu)，具有內(nèi)裝在后輪中的內(nèi)裝變速輪轂。這些變速裝置，通過變速纜繩連接在車把等上安裝的變速桿。在安裝了這種變速裝置的自行車上，利用變速桿的手動操作，可根據(jù)行駛狀態(tài)選擇最合適的變速級。
但是，變速桿大多配置在車把的制動桿附近，減速時必須同時進(jìn)行制動桿的操作和變速桿的操作從而難以進(jìn)行變速操作。因此，發(fā)表了控制馬達(dá)或螺線管等電動的驅(qū)動體而使變速機(jī)構(gòu)動作的電動變速系統(tǒng)(例如，參照特許文獻(xiàn)1)。過去的變速系統(tǒng)，具有利用驅(qū)動體驅(qū)動的變速機(jī)構(gòu)和控制驅(qū)動體的變速控制機(jī)構(gòu)。驅(qū)動體直接或通過變速纜繩間接地驅(qū)動變速機(jī)構(gòu)。驅(qū)動體，利用電源提供的電力動作，同時變速控制機(jī)構(gòu)也同樣利用電源提供的電力動作。變速控制裝置，利用根據(jù)自行車的行駛狀態(tài)(例如車速或曲柄轉(zhuǎn)速)自動進(jìn)行變速級的切換的自動變速和根據(jù)變速操作部的操作進(jìn)行變速級的切換的手動變速兩種模式控制驅(qū)動體。因此，自動變速時，變速機(jī)構(gòu)例如根據(jù)車速通過驅(qū)動體進(jìn)行變速動作；手動變速時，變速機(jī)構(gòu)利用變速操作部的操作進(jìn)行變速動作。
特許文獻(xiàn)1特開平2003-011879號如果采用前述過去的變速控制裝置，則在由于頻繁的變速動作等導(dǎo)致電源的電壓下降而變成驅(qū)動體不能驅(qū)動的狀態(tài)時，不能進(jìn)行變速，往往使騎手感到不舒服。例如，在低變速級——相對曲柄的轉(zhuǎn)動齒輪比小的變速級不能變速時，如果要保持通常的速度則必須使曲柄高速轉(zhuǎn)動。又，在齒輪比大的高變速級不能變速時，如果要保持通常的速度則必須使勁踩踏板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，目的在于在自行車用變速控制裝置上，即使由于電壓下降而驅(qū)動體變成不能動作狀態(tài)，也不會使騎手感到不舒服。
發(fā)明1的自行車用變速控制裝置，是用于使具有多個變速級且由利用電源提供的電力動作的驅(qū)動體驅(qū)動的自行車用變速裝置進(jìn)行變速動作的自行車用變速控制裝置，具有電源電壓檢測部、和控制部。電源電壓檢測部，是檢測電源提供的電壓的機(jī)構(gòu)?？刂撇?，是在檢測出的電源電壓在既定電壓以下時，生成第1變速信號，而從當(dāng)前的變速級朝向特定的變速級地控制驅(qū)動體的機(jī)構(gòu)。
在該變速控制裝置上，當(dāng)提供給變速控制裝置的電壓下降到既定電壓以下時，控制部生成第1變速信號而從當(dāng)前的變速級朝向特定的變速級地控制驅(qū)動體。這樣，當(dāng)電源降低時常控制變速到特定的變速級。在此，因為設(shè)定既定電壓為例如驅(qū)動體可動作的最低限的電壓，設(shè)定特定的變速級為例如多個變速級中接近沒有變速裝置的自行車的齒輪比的變速級，通過這樣，當(dāng)變成既定電壓以下時變速到特定的變速級地通過驅(qū)動體對變速裝置進(jìn)行變速控制，所以，即使之后電壓進(jìn)一步下降而變速系統(tǒng)陷入不能動作狀態(tài)，也不大會使騎手感到不舒服。
發(fā)明2的自行車用變速控制裝置，是在發(fā)明1所述的裝置上，既定電壓，是比驅(qū)動體可動作的最低電壓高2％到20％的電壓。這時，即使在變速控制中電壓下降也可切實進(jìn)行向特定的變速級的變速控制。
發(fā)明3的自行車用變速控制裝置，是在發(fā)明1或2所述的裝置上，電源，是儲蓄與自行車的車輪聯(lián)動轉(zhuǎn)動的交流發(fā)電機(jī)輸出的電力的蓄電元件，電源電壓檢測部，檢測蓄電元件儲蓄的電力的電壓。這時，因為從交流發(fā)電機(jī)向蓄電元件輸出電力，所以，在自行車的行駛中可向蓄電元件儲蓄電力，即使由于長時間的停車或頻繁的變速動作等使蓄電元件的電壓下降而變速到特定的變速級，但如果行駛就可使變速裝置動作。
發(fā)明4的自行車用變速控制裝置，是在發(fā)明3所述的裝置上，蓄電元件，是可反復(fù)充放電的大容量電容器，電源電壓檢測部，檢測大容量電容器儲蓄的電力的電壓。這時，因為作為蓄電元件使用可大容量在短時間充電并且因充放電導(dǎo)致的惡化小的大容量電容器，所以，可縮短充電時間并可提高壽命。
發(fā)明5的自行車用變速控制裝置，是在發(fā)明1或2所述的裝置上，電源，是包含可更換的一次電池以及二次電池的電池，電源電壓檢測部，檢測電池的電壓。這時，因為可更換電源，所以，即使電池的電壓下降而變速到特定的變速級但如果更換電池也可使驅(qū)動體動作。
發(fā)明6的自行車用變速控制裝置，是用于使具有多個變速級且受驅(qū)動體驅(qū)動的自行車用變速裝置進(jìn)行變速動作的裝置，具有停車時間檢測部、和控制部。停車時間檢測部是檢測自行車的停車時間的機(jī)構(gòu)?？刂撇浚钱?dāng)檢測的停車時間在既定時間以上時生成第1變速信號并從當(dāng)前的變速級朝向特定的變速級地控制驅(qū)動體的機(jī)構(gòu)。
在該變速控制裝置上，當(dāng)自行車停車既定時間以上時，控制部生成第1變速信號而從當(dāng)前的變速級朝向特定的變速級地控制驅(qū)動體。這樣，當(dāng)停車既定時間以上時?？刂谱兯俚教囟ǖ淖兯偌?。在此，設(shè)定既定時間為例如比行駛中等待信號那樣的暫時停車長的時間，設(shè)定特定的變速級為例如多個變速級中接近沒有變速裝置的自行車齒輪比的變速級，通過這樣，因為在由于長期停車等電壓可能下降時變速到特定的變速級地進(jìn)行變速控制，所以，即使之后電壓進(jìn)一步下降而變速系統(tǒng)陷入不能動作狀態(tài)，也不大會使騎手感到不舒服。并且，因為可不必檢測電壓而使用一般控制用的微型計算機(jī)上具備的計時功能判斷既定時間，所以可簡化控制裝置的構(gòu)成。
發(fā)明7的自行車用變速控制裝置，是在發(fā)明6所述的裝置上，既定時間，是5分鐘以上的時間。這時，可抑制在行駛時等待信號等暫時停車時的無謂的變速動作。
發(fā)明8的自行車用變速控制裝置，是在發(fā)明1至7的任何一項所述的裝置上，控制部，根據(jù)檢測的行駛狀態(tài)生成第2變速信號，并根據(jù)生成的第2變速信號控制驅(qū)動體。這時，可根據(jù)行駛狀態(tài)自動進(jìn)行變速控制。
發(fā)明9的自行車用變速控制裝置，是在發(fā)明8所述的裝置上，檢測的行駛狀態(tài)，是自行車的車速。這時，因為可根據(jù)自行車的車速使其自動變速，所以，可根據(jù)車速自動地變速。
發(fā)明10的自行車用變速控制裝置，是在發(fā)明8所述的裝置上，檢測的行駛狀態(tài)，是檢測自行車曲柄的轉(zhuǎn)動的曲柄轉(zhuǎn)速。這時，因為可保持曲柄轉(zhuǎn)速一定地進(jìn)行變速控制，所以，騎手可在一定范圍的曲柄轉(zhuǎn)速下有效地蹬踏板。
發(fā)明11的自行車用變速控制裝置，是在發(fā)明1至10的任何一項所述的裝置上，控制部，利用來自用于進(jìn)行變速操作的變速操作部的操作信號生成第3變速信號，并根據(jù)生成的第3變速信號控制驅(qū)動體。這時，可進(jìn)行符合進(jìn)行變速操作的騎手的意愿的變速控制。
發(fā)明12的自行車用變速控制裝置，是在發(fā)明1至11的任何一項所述的裝置上，特定的變速級，是曲柄轉(zhuǎn)速與后輪轉(zhuǎn)速之間的變速比為1.2到1.5的范圍的變速級。這時，如果電源電壓在既定電壓以下或經(jīng)過了既定的停車時間，則變速到通常的沒有變速裝置的自行車的變速比，所以，更不會使騎手感到不舒服。
如果采用本發(fā)明，因為通過將既定電壓設(shè)定為例如變速系統(tǒng)不能動作的最低限的電壓，并將特定的變速級設(shè)定為例如多個變速級中接近沒有變速裝置的自行車的齒輪比的變速級，而當(dāng)變成既定電壓以下時變速到特定的變速級地進(jìn)行變速控制，所以，即使之后電壓進(jìn)一步下降而變速系統(tǒng)陷入不能動作狀態(tài)，也不大會使騎手感到不舒服。
如果采用另一發(fā)明，因為通過將既定時間設(shè)定為例如比行駛中等待信號那樣的暫時停車長的時間，并設(shè)定特定的變速級為例如多個變速級中接近沒有變速裝置的自行車齒輪比的變速級，而在可能由于長期停車等電壓下降時變速到特定的變速級地進(jìn)行變速控制，所以，即使之后電壓進(jìn)一步下降而變速系統(tǒng)陷入不能動作狀態(tài)，也不大會使騎手感到不舒服。并且，因為可不必檢測電壓而使用一般控制用的微型計算機(jī)上具備的計時功能判斷既定時間，所以可簡化控制裝置的構(gòu)成。
圖面的簡單說明

圖1是采用了本發(fā)明的一實施形式的自行車的側(cè)視圖。
圖2是變速操作部的立體圖。
圖3是展示內(nèi)裝變速輪轂與變速控制單元與發(fā)電機(jī)輪轂之間的連接關(guān)系的模式圖。
圖4是變速控制單元的側(cè)視斷面圖。
圖5是變速控制單元的俯視斷面圖。
圖6是展示變速控制單元的構(gòu)成的方塊圖。
圖7是列出自動變速模式時的變速時機(jī)的選擇的表。
圖8是變速控制的主程序的程序方框圖。
圖9是自動變速處理的程序方框圖。
圖10是手動變速處理的程序方框圖。
圖11是另一實施形式的相當(dāng)于圖1的圖。
圖12是列出其自動變速模式時的變速時機(jī)的選擇的表。
圖13是又一實施形式的相當(dāng)于圖8的圖。
符號說明1車架8發(fā)電機(jī)輪轂10、110內(nèi)裝變速輪轂12變速控制單元19交流發(fā)電機(jī)20、120變速操作部23操作刻度盤25變速控制部27電壓檢測部29、129馬達(dá)單元30、130電路單元32 蓄電元件45 變速馬達(dá)實施發(fā)明的最佳形式[構(gòu)成]在圖1中，采用了本發(fā)明的一實施形式的自行車是輕便車，具有含雙環(huán)形的車架體2和前叉3的車架1、車把部4、驅(qū)動部5、安裝了帶制動器的發(fā)電機(jī)輪轂8的前輪6、安裝了內(nèi)裝變速輪轂10的后輪7、用于利用手邊操作內(nèi)裝變速輪轂10的變速操作部20、根據(jù)變速操作部20的操作變速控制內(nèi)裝變速輪轂10的變速控制單元12。
車架1的車架體2是管子焊接制作而成。在車架體2上，安裝包含車座11和驅(qū)動部5的各部分。前叉3，可繞傾斜的軸自由搖動地安裝在車架體2的前部。
車把部4，具有固定在前叉3的上部的車把立桿14、和固定在車把立桿14上的車把橫桿15。在車把橫桿15的兩端安裝制動桿16和把手17。在右側(cè)的制動桿16上一體形成變速操作部20。
驅(qū)動部5，具有設(shè)置在車架體2下部(吊架部)的齒輪曲柄37、掛在齒輪曲柄37上的鏈條38、內(nèi)裝變速輪轂10。內(nèi)裝變速輪轂10是具有例如4個變速級的4級變速的形式，利用設(shè)置在變速控制單元12上的馬達(dá)單元29(圖6)獲得4個變速位置。
固定在前叉3的頂端的前輪6的發(fā)電機(jī)輪轂8，是可安裝滾柱形前制動器的輪轂，內(nèi)部具有利用前輪6的轉(zhuǎn)動發(fā)電的交流發(fā)電機(jī)19(圖6)。
變速操作部20，如圖2所示那樣，具有在下部左右并列配置的2個操作鈕21、22、配置在操作鈕21、22上方的操作刻度盤23、配置在操作刻度盤23的左方的液晶顯示部24。
操作鈕21、22是三角形的按鈕。左側(cè)的操作鈕21，是用于進(jìn)行升級(換高檔)的手動變速的按鈕，右側(cè)的操作鈕22是用于進(jìn)行降級(換低檔)的手動變速的按鈕。操作刻度盤23，是用于切換模式A1以及模式A2這2個自動變速模式與手動模式的刻度盤，具有3個停止位置M、A1以及A2。在此從模式A1到模式A2這2個自動變速模式，是利用來自交流發(fā)電機(jī)19的車速信號使內(nèi)裝變速輪轂10自動變速的模式，手動變速模式，是利用操作鈕21、22的操作使內(nèi)裝變速輪轂10變速的模式。
另外，2個自動變速模式，是在升級(從低速側(cè)向高速側(cè)的變速)以及降級(從高速側(cè)向低速側(cè)的變速)時，改變變速時機(jī)的選擇，具體地就是改變變速時的界限值而進(jìn)行自動變速的模式。這時的界限值的一例如圖7所示。在此，設(shè)定使模式A1比模式A2升級以及降級的變速時機(jī)的選擇要慢。即，模式A1，與模式A2相比在高速側(cè)變速。另外，通常最好以模式A2進(jìn)行變速。
在液晶顯示部24上，也顯示當(dāng)前的行駛速度，同時，顯示變速時操作的變速級。
變速控制單元12，如圖3所示那樣，通過電線40電連接在發(fā)電機(jī)輪轂8內(nèi)的交流發(fā)電機(jī)19上。又，變速控制單元12，通過電線41還電氣連接在變速操作部20上。并且變速控制單元12，通過變速纜繩42機(jī)械連接在內(nèi)裝變速輪轂10上。變速控制單元12，如圖4以及圖5所示那樣，具有安裝在前叉3的中間的燈支架3a上的燈罩13、和收在燈罩13內(nèi)的馬達(dá)單元29以及電路單元30。
馬達(dá)單元29，具有變速馬達(dá)(驅(qū)動體的一例)45、利用變速馬達(dá)45在3個變速位置上移動的纜繩動作部46、檢測纜繩動作部46的變速位置的動作位置傳感器47(圖6)。在該纜繩動作部46上連接變速纜繩42的一端。
電路單元30，如圖6所示那樣，具有包含由CPU、RAM、ROM、I/O接口構(gòu)成的微型計算機(jī)的變速控制部(控制部一例)25。另外，圖中粗線表示例如1A下6V左右的電線，實線表示5mA下3.5V左右的電線，虛線表示信號線。
變速控制部25，對應(yīng)變速操作部20的操作而根據(jù)速度自動變速控制內(nèi)裝變速輪轂10，同時進(jìn)行設(shè)置在變速操作部20上的液晶顯示部24的顯示控制。又，進(jìn)行燈控制使得在周圍的狀況達(dá)到既定亮度以下時將一體安裝在燈罩13上的燈18打開，超過既定亮度時關(guān)滅。在變速控制部25上，連接包含設(shè)置在變速操作部20上的操作刻度盤23以及操作鈕21、22的操作開關(guān)26、液晶顯示部24、作為用于控制燈18的亮度傳感器的光傳感器36、用于利用交流發(fā)電機(jī)19的輸出生成速度信號的發(fā)電機(jī)波形成形電路34。又，連接電壓檢測電路(電壓檢測部的一例)27、馬達(dá)驅(qū)動器28、馬達(dá)單元29的動作位置傳感器47與其它的輸入輸出部。通過變壓電路31從蓄電元件32向變速控制部25提供例如從6V降到3.5V左右的電力。
變壓電路31，是用于將動力用電源降壓至控制用電源的電路。對變壓電路31提供儲蓄在蓄電元件32的電力。變壓電路31，連接在變速控制部25、馬達(dá)驅(qū)動器28、充電控制電路33以及自動照明電路35上，向它們提供儲蓄在蓄電元件32的控制用電力。
蓄電元件32，例如由大容量電容器構(gòu)成，儲蓄從交流發(fā)電機(jī)19輸出并在充電控制電路33整流后的例如6伏特左右的直流電力。儲蓄在蓄電元件32的電力，通過變壓電路31提供給變速控制部25、電壓檢測電路27、充電控制電路33以及自動照明電路35。另外，也可用鎳·鎘電池、鋰離子電池或鎳氫電池等二次電池代替電容器構(gòu)成蓄電元件32。
電壓檢測電路27，配置在蓄電元件32與馬達(dá)驅(qū)動器28之間，檢測從蓄電元件32提供給變速馬達(dá)45的電力的電壓。它用于在電壓下降到既定電壓Vs以下時利用變速控制部25進(jìn)行既定的變速控制。該既定電壓Vs，根據(jù)變速馬達(dá)45不能動作的不能動作電壓Vi設(shè)定。例如，當(dāng)變速馬達(dá)45可以動作的最低電壓Vi為4V左右時，既定電壓Vs，從安全的角度設(shè)定為4.5V左右。另外，既定電壓Vs，最好是高出最低電壓Vi2％到20％左右的電壓。
電機(jī)驅(qū)動器28，定位控制變速馬達(dá)45。電機(jī)驅(qū)動器28，利用變壓電路31提供的5mA的電流動作，并將蓄電元件32提供的1A的電流提供給變速馬達(dá)45用于定位控制。
充電控制電路33例如利用半波整流電路構(gòu)成，將從交流發(fā)電機(jī)19輸出的交流電流整流為例如1A的直流電流。
發(fā)電機(jī)波形成形電路34，根據(jù)交流發(fā)電機(jī)19輸出的交流電流生成速度信號。即將正弦曲線的交流信號例如抽取半周期，使其通過施密特電路等合適的波形形成電路，生成對應(yīng)速度的脈沖信號。
自動照明電路35，根據(jù)來自光傳感器36的檢測輸出而利用從變速控制部25輸出的通斷信號動作，供給·關(guān)斷從交流發(fā)電機(jī)19輸出給燈18的1A的電流。這樣，當(dāng)照度在既定以下時，燈18自動點燈，超過既定照度時關(guān)閉。
在這樣構(gòu)成的變速控制單元12中，在由變速操作部20選擇的自動變速模式或手動變速模式下對內(nèi)裝變速輪轂10進(jìn)行變速控制。自動變速模式時，根據(jù)圖7所示那樣的升級界限值以及降級界限值進(jìn)行控制。例如自動變速模式A1時，當(dāng)車速達(dá)到13km/h時，從1速升級到2速。當(dāng)達(dá)到16km/h時升級到3速，再當(dāng)達(dá)到19km/h時升級到4速。另一方面，如果之后車速下降到17km/h時降級到3速，再當(dāng)下降到14km/h時降級到2速，當(dāng)下降到12km/h時降級到1速。在此，為了防止變速時的振動，在將升級的變速時機(jī)的選擇與降級的變速時機(jī)的選擇設(shè)計得降級側(cè)低的這樣的變速時，因為利用交流發(fā)電機(jī)19的交流信號檢測車速，所以，可在車輪每1轉(zhuǎn)過程中得到詳細(xì)的車速，與過去相比可更實時地跟蹤實際的車速變化而進(jìn)行變速。
變速控制部25，利用通過變壓電路31從蓄電元件32提供的電力動作?？刂埔壕э@示部24、馬達(dá)驅(qū)動器28、自動照明電路35或充電控制電路33。而且，來自交流發(fā)電機(jī)19的電力向蓄電元件32充電。又，從發(fā)電機(jī)波形成形電流34給予變速控制部25車速信號。
在此，因為設(shè)置蓄電元件32儲蓄來自交流發(fā)電機(jī)19的電力，并利用其電力使包含變速控制部25在內(nèi)的各部分動作，所以，不必更換電池或進(jìn)行充電作業(yè)。又，不必管理電池殘量或攜帶預(yù)備電池，使得不必進(jìn)行有關(guān)電源的麻煩的作業(yè)而進(jìn)行變速控制。
并且，根據(jù)交流發(fā)電機(jī)19輸出的交流信號檢測車速，并利用該檢測的車速進(jìn)行變速控制。因為交流發(fā)電機(jī)一般具有多個磁極，所以，從交流發(fā)電機(jī)輸出與該磁極數(shù)和車速關(guān)聯(lián)的頻率構(gòu)成的交流信號。因此，與從檢測通常自行車上使用的那樣安裝在例如車輪上的磁鐵的速度傳感器所獲得的速度信號相比每1轉(zhuǎn)可從交流信號獲得更多個脈沖信號。因此可在1轉(zhuǎn)期間精確地檢測車速，實時地進(jìn)行高精度的變速控制。又，因為根據(jù)交流發(fā)電機(jī)19的交流信號控制，所以不必如過去那樣在車輪附近配置變速控制單元12，不限制變速控制單元12的安裝位置。
下面根據(jù)圖8～圖10所示的程序方框圖說明變速控制部25的具體的變速控制的一例。
當(dāng)從蓄電元件32輸入動作電壓以上的電力時，在步驟S1進(jìn)行初期設(shè)定。在此，速度計算用周長數(shù)據(jù)設(shè)為例如26英寸直徑，變速級設(shè)為2速(VP＝2)，并且將各種標(biāo)志或時間歸零。
在步驟S2，取入電壓檢測電路27檢測的電壓V。在步驟S3，取入并判斷電壓V是否在既定電壓Vs以下。在步驟S4，判斷操作刻度盤23是否設(shè)在自動變速1(A1)模式。在步驟S5，判斷操作刻度盤23是否設(shè)在自動變速2(A2)模式。在步驟S6，判斷操作刻度盤23是否設(shè)在手動變速(M)模式。在步驟S7，判斷是否選擇輸入輪胎直徑等其它處理。
當(dāng)判斷電壓V在既定電壓Vs以下時從步驟S3移到步驟S8。在步驟S8，根據(jù)動作位置傳感器47的動作位置取入當(dāng)前的變速級VP。在步驟S9，判斷當(dāng)前的變速級VP是否是2速(VP＝2)。在當(dāng)前的變速級VP為2速時不做任何處理而移到步驟S4。在當(dāng)前的變速級VP不是2速時從步驟S9移到步驟S10，將應(yīng)該輸出變速到2速的第1變速信號的變速級VP的值設(shè)為「2」。這樣，即使位于任何變速級變速馬達(dá)45也變成2速地動作從而使內(nèi)裝變速輪轂10進(jìn)行變速動作。
在操作刻度盤23轉(zhuǎn)到A1位置而設(shè)置了自動變速1模式時，從步驟S4移到步驟S11。在步驟S11，執(zhí)行圖9所示的自動變速1(A1)處理。在操作刻度盤23轉(zhuǎn)到A2位置而設(shè)置自動變速2模式時，從步驟S5移到步驟S12。在步驟S12，執(zhí)行與自動變速1處理同樣的自動變速2(A2)處理。在操作刻度盤23轉(zhuǎn)到M位置而設(shè)置手動變速模式時，從步驟S6移到步驟S13。在步驟S13，執(zhí)行圖10所示的手動變速(M)處理。選擇其它處理時，從步驟S7移到步驟S14，執(zhí)行選擇的處理。
利用步驟S11的自動變速1處理，1級級地變速到對應(yīng)車速S的變速級。而且，從那離開的情況下，1級級地向接近方向變速。在此，在圖9的步驟S21，根據(jù)動作位置傳感器47的動作位置取入當(dāng)前的變速級VP。在步驟S22，根據(jù)來發(fā)電機(jī)輪轂12的速度信號取入自行車當(dāng)前的車速S。在步驟S23，判斷取入的當(dāng)前車速S是否超過圖7所示那樣的對應(yīng)當(dāng)前的變速級VP的升級界限值U(VP)。在步驟S24，判斷取入的當(dāng)前車速S是否降到圖7所示那樣的對應(yīng)動作位置傳感器47的動作位置VP的降級界限值D(VP)以下。
在當(dāng)前車速S超過圖7所示的對應(yīng)當(dāng)前變速級的升級界限值U(VP)時，從步驟S23移到步驟S25。例如，在變速級為2速時(VP＝2)，如果車速S比16km/h快則該判斷為「是」。在步驟S25，判斷變速級是否為4速。4速時因為不能再上升，所以仍然不做任何處理而移到步驟S24。但是，4速時的升級界限值，如果是255則因為是通常不考慮的速度所以通常不通過該過程。不到4速時，移到步驟S26，輸出應(yīng)該將變速級升1級的第2變速信號并移到步驟S24。這樣，變速馬達(dá)45動作而內(nèi)裝變速輪轂10升1級。
在當(dāng)前的車速S小于圖7所示的對應(yīng)當(dāng)前變速級的降級界限值D(VP)時從步驟S24移到步驟S27。例如，在變速級為2速時(VP＝2)，如果車速S比12km/h慢則該判斷為「是」。在步驟S27，判斷變速級是否為1速。1速時不做任何處理而移到主程序。2速以上時，移到步驟S28，并輸出應(yīng)該將變速級降1級的第2變速信號并移到主程序。這樣，變速馬達(dá)45動作而內(nèi)裝變速輪轂10降1級。
另外，步驟S12的自動變速2(A2)處理，與自動變速1(A1)處理僅界限值不同而處理內(nèi)容相同所以不再說明。
利用步驟S13的手動變速處理，根據(jù)操作按鈕21、22的操作1級級地變速。在圖10的步驟S31，根據(jù)動作位置傳感器47的動作位置取入當(dāng)前的變速級VP。在步驟S32，判斷是否操作了操作鈕21。在步驟S33，判斷是否操作了操作鈕22。當(dāng)操作操作鈕21時從步驟S32移到步驟S34。在步驟S34，根據(jù)當(dāng)前的變速級VP判斷是否為4速。在當(dāng)前的變速級不是4速時移到步驟S35，輸出第3變速信號將變速級VP升1級。在當(dāng)前的變速級為4速時跳過該處理。
當(dāng)操作操作鈕22時從步驟S33移到步驟S36。在步驟S36，根據(jù)當(dāng)前的動作位置VP判斷是否為1速。在當(dāng)前的變速級不是1速時移到步驟S37，輸出第3變速信號將變速級VP降1級。在當(dāng)前的變速級為1速時跳過該處理。
在此，當(dāng)蓄電元件32的電壓下降到既定電壓以下時，即使內(nèi)裝變速輪轂10在任何變速級也可變速到2速。因此，即使之后電壓進(jìn)一步降低而變速馬達(dá)45陷入不能動作狀態(tài)也不大會使騎手感到不舒服。
(a)在前述實施形式中作為變速裝置雖然舉例說明了內(nèi)裝變速輪轂，但作為變速裝置也可將本發(fā)明用于由多個鏈輪和撥鏈器構(gòu)成的外裝變速機(jī)構(gòu)的控制。另外，在外裝變速裝置時如果不轉(zhuǎn)動曲柄則不能變速，所以，在停車中電壓下降時，實際的變速是在開始行駛之后進(jìn)行。
(b)在前述實施形式中雖然舉例說明了由變速馬達(dá)驅(qū)動的變速裝置，但也可將本發(fā)明用于由螺線管等其它電驅(qū)動體驅(qū)動的變速裝置的控制。
(c)包含變速馬達(dá)的馬達(dá)單元或變速控制部的配置不限于前述實施形式，也可將馬達(dá)單元設(shè)置在內(nèi)裝變速輪轂等變速裝置上，直接驅(qū)動變速裝置。又，也可將變速控制部設(shè)置在變速操作部上。
(d)在前述實施形式中，雖然使用車速作為行駛狀態(tài)，但也可使用曲柄轉(zhuǎn)速。這時，如圖11所示那樣，可在自行車的齒輪曲柄37上安裝磁鐵等檢測件113，在自行車的車架1上安裝檢測檢測件113的轉(zhuǎn)動的例如由簧片開關(guān)構(gòu)成的轉(zhuǎn)動檢測器112檢測曲柄轉(zhuǎn)速。又，如圖12所示那樣，可對應(yīng)變速級將曲柄轉(zhuǎn)速的上限以及下限設(shè)定為界限值。在圖12中雖然在各變速級設(shè)定同樣的值但也可各不相同。而且，可與圖9所示的動作同樣地在自動變速模式下，當(dāng)達(dá)到升級界限值以上的曲柄轉(zhuǎn)速時升級，當(dāng)達(dá)到降級界限值以下的曲柄轉(zhuǎn)速時降級。
另外，在圖11所示的實施形式中，不在燈罩上設(shè)置電路單元或馬達(dá)單元，馬達(dá)單元129設(shè)置在內(nèi)裝變速輪轂110上，直接驅(qū)動內(nèi)裝變速輪轂110。又，包含變速控制部25的圖6所示那樣的電路單元130設(shè)置在變速操作部120的內(nèi)部。而且，電力從發(fā)電機(jī)輪轂8內(nèi)的交流發(fā)電機(jī)19通過電線141提供給電路單元130并對蓄電元件32充電。又，變速操作部120與內(nèi)裝變速輪轂110不是通過變速纜繩而是利用電線142連接，從變速控制部25向馬達(dá)單元129輸出變速信號，同時從動作位置傳感器利用電線142向變速操作部120內(nèi)的變速控制部25輸出動作位置的信號。另外，也可將變速控制部設(shè)置在內(nèi)裝變速輪轂110上，而利用電線連接變速操作部與變速控制部。
(e)在前述實施形式中，雖然設(shè)計為在當(dāng)蓄電元件的電壓下降時變速到特定的變速級，但特定的變速級不限于2速而也可是3速。又，在具有更多的變速級時，特定的變速級，也可是除最高速側(cè)和最低速側(cè)的變速級外的中間的任意變速級。但是，最好是接近沒有變速裝置的通常的自行車的曲柄轉(zhuǎn)速與后輪轉(zhuǎn)速之比的變速級，該比值更理想的是1.2到1.5的范圍。
(f)在前述實施形式中，雖然設(shè)計為在當(dāng)蓄電元件的電壓下降時變速到特定的變速級，但也可設(shè)置停車時間檢測部而可對應(yīng)電源電壓可能下降的停車時間變速到特定的變速級。在圖13中，在步驟S42讀入當(dāng)前的車速S，在步驟S43，判斷當(dāng)前的車速S是否為「0」，即是否停車。當(dāng)判斷不是停車時移到步驟S44。在步驟S44，關(guān)閉計測停車時間的計時器T。該計時器T在后述的步驟S50接通(啟動)。這樣，在短時間的停車時可斷開計時器T。另外，圖13的步驟S45～步驟S48以及步驟S55～步驟S58，因為與圖8的步驟S4～步驟S7以及步驟S11～步驟S14相同，所以省略說明。
當(dāng)判斷是停車時從步驟S43移到步驟S49。在步驟S49，判斷用于計測停車時間的計時器T是否已經(jīng)接通(啟動)。在計時器T沒有接通時，移到步驟S50接通計時器T，并移到步驟S45。在計時器T已經(jīng)接通時，從步驟S49移到步驟S51，判斷計時器T接通以后是否經(jīng)過了10分鐘以上，即是否已停車10分鐘以上。在沒有停車10分鐘以上時，移到步驟S45。在停車10分鐘以上時，從步驟S51移到步驟S52，關(guān)斷計時器T并移到步驟S53。在步驟S53，判斷當(dāng)前的變速級VP是否是2速(VP＝2)。在當(dāng)前的變速級VP是2速時不做任何處理移到步驟S45。在當(dāng)前的變速級VP不是2速時從步驟S53移到步驟S54，將應(yīng)該輸出變速到2速的第1變速信號的變速級VP的值設(shè)為「2」。這樣，即使在任何變速級，也可使變速馬達(dá)45動作而使內(nèi)裝變速輪轂10進(jìn)行變速動作從而變到2速。另外，停車時間的測定方法不限于上述實施形式，并且停車時間也不限于10分鐘，也可是能與等待信號那樣的行駛時的暫時停車區(qū)別開的任何時間。但是，作為停車時間最好設(shè)定在5分鐘以上。
這樣的實施形式時，因為在長期停車等而可能使電壓下降時進(jìn)行變速控制使得變速到特定的變速級，所以，即使之后電壓進(jìn)一步下降而變速系統(tǒng)陷入不能動作狀態(tài)，也不大會使騎手感到不舒服。并且，因為可不必檢測電壓而使用一般控制用的微型計算機(jī)上具備的計時功能判斷既定時間，所以可簡化控制裝置的構(gòu)成。
(g)在前述實施形式中，雖然作為從交流發(fā)電機(jī)充電的蓄電元件例舉的是大容量電容器，并將其作為驅(qū)動體的電源，但電源不限于大容量電容器，也可是一次電池、二次電池、其它種類的電容器等可裝在自行車上的消耗的電源的任何一種。
權(quán)利要求
1.一種自行車用變速控制裝置，是用于使具有多個變速級且由利用電源提供的電力動作的驅(qū)動體驅(qū)動的自行車用變速裝置進(jìn)行變速動作的自行車用變速控制裝置，具有檢測前述電源提供的電壓的電源電壓檢測部；當(dāng)前述檢測出的電源電壓在既定電壓以下時生成第1變速信號，并從當(dāng)前的變速級朝向特定的變速級地控制前述驅(qū)動體的控制部。
2.如權(quán)利要求1所述的自行車用變速控制裝置，其特征在于前述既定電壓，是比前述驅(qū)動體可動作的最低電壓高2％到20％的電壓。
3.如權(quán)利要求1或2所述的自行車用變速控制裝置，其特征在于前述電源，是儲蓄與前述自行車的車輪聯(lián)動轉(zhuǎn)動的交流發(fā)電機(jī)輸出的電力的蓄電元件；前述電源電壓檢測部，檢測前述蓄電元件儲蓄的電力的電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的自行車用變速控制裝置，其特征在于前述蓄電元件，是可反復(fù)充放電的大容量電容器；前述電源電壓檢測部，檢測前述大容量電容器儲蓄的電力的電壓。
5.如權(quán)利要求1或2所述的自行車用變速控制裝置，其特征在于前述電源，是包含可更換的一次電池以及二次電池的電池；前述電源電壓檢測部，檢測前述電池的電壓。
6.一種自行車用變速控制裝置，是用于使具有多個變速級且受驅(qū)動體驅(qū)動的自行車用變速裝置進(jìn)行變速動作的自行車用變速控制裝置，具有檢測自行車的停車時間的停車時間檢測部；當(dāng)前述檢測的時間在既定時間以上時生成第1變速信號，并從當(dāng)前的變速級朝向特定的變速級地控制前述驅(qū)動體的控制部。
7.如權(quán)利要求6所述的自行車用變速控制裝置，其特征在于前述既定時間，是5分鐘以上的時間。
8.如權(quán)利要求1至7的任何一項所述的自行車用變速控制裝置，其特征在于前述控制部，根據(jù)檢測的行駛狀態(tài)生成第2變速信號，并根據(jù)前述生成的第2變速信號控制前述驅(qū)動體。
9.如權(quán)利要求8所述的自行車用變速控制裝置，其特征在于檢測的前述行駛狀態(tài)，是前述自行車的車速。
10.如權(quán)利要求8所述的自行車用變速控制裝置，其特征在于檢測的前述行駛狀態(tài)，是檢測前述自行車的曲柄的轉(zhuǎn)動的曲柄轉(zhuǎn)速。
11.如權(quán)利要求1至10的任何一項所述的自行車用變速控制裝置，其特征在于前述控制部，利用來自用于進(jìn)行變速操作的變速操作部的操作信號生成第3變速信號，并根據(jù)前述生成的第3變速信號控制前述驅(qū)動體。
12.如權(quán)利要求1至11的任何一項所述的自行車用變速控制裝置，其特征在于前述特定的變速級，是曲柄轉(zhuǎn)速與后輪轉(zhuǎn)速之間的變速比為1.2到1.5的范圍的變速級。
全文摘要
目的在于在自行車用變速控制裝置上，使得即使由于電壓下降而驅(qū)動體變成不能動作狀態(tài)，騎手也不會感到不舒服。自行車用變速控制單元(12)，是用于使具有多個變速級且由利用電源提供的電力動作的變速馬達(dá)(45)驅(qū)動的內(nèi)裝變速輪轂進(jìn)行變速動作的裝置，具有電壓檢測電路(27)、變速控制部(25)。電壓檢測部，是檢測電源提供的電壓的。變速控制部，是在檢測出的電源電壓在既定電壓以下時，生成第1變速信號，并從當(dāng)前的變速級朝向特定的變速級地控制變速馬達(dá)(45)的機(jī)構(gòu)。
文檔編號B62M1/36GK1611415SQ200410087780
公開日2005年5月4日 申請日期2004年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者北村智, 竹田和弘 申請人:株式會社島野