台湾专利TW201323274A 自行車傳動控制裝置

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专利摘要:
一種自行車傳動控制裝置包含一傾斜感測器及一控制器。當配備有一自行車傳動之一自行車被判定為處於對應於停止至一靜止狀態及自該靜止狀態開始移動中之至少一者之一狀態中時，該控制器基於由該傾斜感測器所偵測之一傾斜而輸出一換檔信號以將該自行車傳動換檔至一規定換檔位置。
公开号:TW201323274A
申请号:TW101127830
申请日:2012-08-01
公开日:2013-06-16
发明作者:Mitsuru Tauchi
申请人:Shimano Kk；
IPC主号:B62M25-00

专利说明:
自行車傳動控制裝置
本發明一般而言係關於一種自行車傳動控制裝置。更特定而言，本發明係關於一種可在自行車正停止至一靜止狀態或自該靜止狀態開始移動時基於由一傾斜感測器所偵測之一傾斜而將一自行車傳動換檔至一規定換檔位置之自行車傳動控制裝置。
諸多自行車包含可控制自行車傳動以換檔至一所期望之換檔位置之一傳動控制裝置。日本特許公開專利公開案第2-617059號中揭示包含一習用傳動控制裝置之一自行車之一項實例。此公開案之習用傳動控制裝置控制一馬達以在停止自行車時將一傳動換檔且設定至一預定換檔位置。日本特許公開專利公開案第3-413886號中揭示包含一習用傳動控制裝置之一自行車之另一實例。此公開案之習用傳動控制裝置包含基於空氣壓力及自行車行駛之一距離偵測自行車之一斜率程度之一斜率偵測器。因此，該傳動控制裝置基於所偵測之斜率程度改變自行車之齒輪位置。
然而，存在對一經改良之傳動控制裝置之一需要。因此，一項態樣將提供一種可在自行車正停止至一靜止狀態或自該靜止狀態開始移動時基於由傾斜感測器所偵測之一傾斜而將一自行車傳動換檔至一規定換檔位置之自行車傳動控制裝置。
鑒於已知技術水平，提供一種包含一傾斜感測器及一控制器之自行車傳動控制裝置。該控制器經組態以在配備有一自行車傳動之一自行車被判定為處於對應於停止至一靜止狀態及自該靜止狀態開始移動中之至少一者之一狀態中時基於由該傾斜感測器所偵測之一傾斜而輸出一換檔信號以將自行車傳動換檔至一規定換檔位置。
結合附圖，熟習此項技術者可依據以下揭示較佳實施例之詳細說明明瞭所揭示之自行車傳動控制裝置之此等及其他目的、特徵、態樣及優點。
現在參考形成此原始揭示內容之一部分之附圖。
現在將參考圖式解釋選定實施例。熟習此項技術者依據本揭示內容將明瞭，提供以下對實施例之說明僅用於圖解說明而非用於如隨附申請專利範圍及其等效物所定義限制本發明之目的。
圖1圖解說明根據一所揭示實施例之包含一自行車傳動控制裝置12之一自行車10。如此項技術中已知，自行車10可係一手動自行車或一馬達輔助自行車。如圖2中進一步展示，自行車傳動控制裝置12包含一傾斜感測器14及一控制器16。傾斜感測器14操作以偵測相對於水平面之一傾斜或歪斜。因此，傾斜感測器14可偵測自行車10之傾斜或歪斜，該傾斜或歪斜可表示自行車10正在其上行駛之地面18之傾斜。傾斜感測器14可係任何適合類型之傾斜感測器(諸如，包含一加速度計之一傾斜感測器)或如此項技術中已知之任何其他類型之感測器。
如本文中所論述，控制器16較佳地包含具有控制自行車傳動控制裝置12之一控制程式之一微電腦。控制器16亦可包含其他習用組件，諸如一輸入介面電路、一輸出介面電路及儲存器件，諸如一ROM(唯讀記憶體)器件及一RAM(隨機存取記憶體)器件。RAM及ROM儲存處理結果及由控制器16運行之控制程式。控制器16可視需要以一習用方式以操作方式耦合至自行車傳動控制裝置12之組件且耦合至自行車10之組件。熟習此項技術者依據本揭示內容將明瞭，用於控制器16之精確結構及演算法可係將實施本文中所論述之實施例之功能之硬體與軟體之任何組合。
如下文進一步論述，控制器16經組態以將一換檔信號輸出至一致動器20(諸如，一變速器或其他適合類型之齒輪換檔改變器件)以根據該換檔信號將一自行車傳動22換檔至一規定換檔位置。當自行車10被判定為處於對應於停止至一靜止狀態及自該靜止狀態開始移動中之至少一者之一狀態中時，控制器16基於由傾斜感測器14所偵測之一傾斜提供該換檔信號。自行車傳動22可係任何適合類型之傳動，諸如一連續傳動、一內部輪轂傳動等。因此，自行車傳動控制裝置12進一步包含經組態以偵測自行車10之速度之一速度感測器24。如在此項技術中所理解，控制器16可經由有線或無線連接而與傾斜感測器14、用於換檔之致動器20、速度感測器24及自行車10之任何其他組件連通。此外，如在此項技術中所理解，包含(舉例而言)一升速換檔切換器及一降速換檔切換器之一換檔操作器件25可經由一有線或無線連接而將信號提供至控制器16以控制自行車傳動22之升速換檔及降速換檔。此外，自行車傳動控制裝置12可包含或連接至一電池26，電池26給自行車傳動控制裝置12及本文中所論述之組件供電。
速度感測器24可係偵測自行車車輪28中之一者之每分鐘轉數之類型之速度感測器。舉例而言，速度感測器24可偵測附接至自行車車輪28之輻條32中之一者之一磁鐵30在一規定時間段內經過速度感測器24之次數。因此，速度感測器24或控制器16可計算自行車車輪28之每分鐘旋轉以判定自行車10之速度。在此項實施例中，一個磁鐵30附接至輻條32中之一者。然而，一個或數個磁鐵30可附接至複數個輻條32中之每一者或附接至所有輻條32。在此一配置中，因此磁鐵30沿自行車車輪28之一旋轉方向間隔開。此外，替代使用一速度感測器24與磁鐵30配置，如熟習此項技術者可瞭解，自行車10之速度可藉由來自可安裝於(舉例而言)一自行車輪轂處之一發電機之一交替信號來偵測。在任何情形中，此等速度偵測配置操作以偵測自行車10之速度以及自行車10之移動之開始。
圖3提供展示基於某些標準由傳動控制裝置12控制之傳動換檔之一實例之一圖表34。圖4係圖解說明如現將論述之由傳動控制裝置12執行之操作之一實例之一流程圖。
在處理程序在步驟S100中開始之後，控制器16將自速度感測器24接收指示在步驟S102中所偵測之自行車速度之一速度信號。若控制器16在步驟S104中判定所偵測速度不低於一預定速度V，則處理程序將返回至步驟S102。然而，當控制器16在步驟S104中判定所偵測速度低於預定速度V時，則處理程序將繼續至步驟S106。在此項實例中，預定速度V可係處於2.0公里/小時或約2.0公里/小時。
在步驟S106中，控制器16將自傾斜感測器14接收表示自行車10之所偵測傾斜之一傾斜信號。在步驟S108中，控制器16將判定所偵測傾斜是否在圖表34中表示為R1之一第一傾斜範圍內(例如，所偵測傾斜大於或等於一第一規定傾斜量)。若所偵測傾斜在該第一傾斜範圍內，則處理程序繼續至步驟S110，在步驟S110中控制器16將指示自行車傳動22之一第一齒輪比之一換檔信號提供至致動器20以控制致動器20將自行車傳動22換檔至一規定齒輪位置(圖表34中之齒輪位置1)。在此項實例中，控制器16在判定自行車10之一速度改變以指示自行車10正移動且已減速至低於2.0公里/小時之後旋即基於由傾斜感測器14所偵測之傾斜而提供換檔信號以將自行車傳動22換檔至規定換檔位置。自然地，傳動控制裝置12可經組態以使得：當自行車10已減速至低於任何適合速度(例如，1.5公里/小時、1.0公里/小時或0.5公里/小時)或該自行車已停止時，控制器16提供換檔信號以將自行車傳動22換檔。因此，當停止自行車10時，已將自行車傳動22設定至一適合換檔位置，該適合換檔位置然後用以使自行車10自該停止狀態開始移動。
為達成換檔，致動器20將在步驟S112中開始將自行車傳動22換檔。在步驟S114中判定自行車傳動22是否處於所期望之齒輪位置1中。若自行車傳動22不處於所期望之齒輪位置中，則致動器20將繼續在步驟S112中將自行車傳動22換檔。然後，一旦在步驟S114中判定自行車傳動22處於所期望之齒輪位置1中，則致動器20將會將一換檔完成信號發送至控制器16。因此，控制器16可在步驟S116中將一停止換檔信號提供至致動器20以停止致動器20將自行車傳動22換檔。
然後，處理程序可在步驟S118中結束且在步驟S100中重複。通常，當控制器16被接通或以其他方式啟動時，控制器16連續地執行在步驟S110中開始之處理程序。
然而，若在步驟S108中判定所偵測傾斜不在第一傾斜範圍內，則處理程序進行至步驟S120。在步驟S120中，控制器16將判定所偵測傾斜是否在圖表34中表示為R2之一第二傾斜範圍內。如所圖解說明，第二傾斜範圍小於第一傾斜範圍(例如，由傾斜感測器14所偵測之第二傾斜量小於第一規定傾斜量)。
若在步驟S120中判定所偵測傾斜在第二傾斜範圍內，處理程序繼續至步驟S122，在步驟S122中控制器16將一換檔信號提供至致動器20。此換檔信號指示自行車傳動22之大於第一齒輪比之一第二齒輪比以控制致動器20將自行車傳動22換檔至一規定齒輪位置(圖表34中之齒輪位置2)。該換檔信號控制致動器20在步驟S124中開始將自行車傳動22換檔。在步驟S126中，判定自行車傳動22是否處於所期望之齒輪位置2中。若自行車傳動22不處於所期望之齒輪位置中，則致動器20將繼續在步驟S124中將自行車傳動22換檔。然後，一旦在步驟S126中判定自行車傳動22處於所期望之齒輪位置2中，則致動器20將會將一換檔完成信號發送至控制器16。因此，控制器16可在步驟S116中將一停止換檔信號提供至致動器20以停止致動器20將自行車傳動22換檔。然後，如上文所論述，處理程序可在步驟S118中結束且在步驟S100中重複。
然而，若在步驟S120中判定所偵測傾斜不在第二傾斜範圍內，則處理程序進行至步驟S130。在步驟S130中，控制器16將判定所偵測傾斜是否在圖表34內表示為R3之一第三傾斜範圍內。如所圖解說明，第三傾斜範圍小於第二傾斜範圍(例如，由傾斜感測器14所偵測之傾斜小於一第二規定傾斜量，該第二規定傾斜量小於該第一規定傾斜量)。
若在步驟S130中判定所偵測傾斜在第三傾斜範圍內，則處理程序繼續至步驟S132，在步驟S132中控制器16將一換檔信號提供至致動器20。該換檔信號指示自行車傳動22之大於第二齒輪比之一第三齒輪比以控制致動器20將自行車傳動22換檔至一規定齒輪位置(圖表34中之齒輪位置3)。換檔信號控制致動器20開始將自行車傳動22換檔至一規定齒輪位置(圖表34中之齒輪位置3)。致動器20將在步驟S134中開始將自行車傳動22換檔。在步驟S136中判定自行車傳動22是否處於所期望之齒輪位置3中。若自行車傳動22不處於所期望之齒輪位置中，則致動器20將繼續在步驟S134中將自行車傳動22換檔。然後，一旦在步驟S136中判定自行車傳動22處於所期望之齒輪位置3中，則致動器20將會將一換檔完成信號發送至控制器16。因此，控制器16可在步驟S138中將一停止換檔信號提供至致動器20以停止致動器20將自行車傳動22換檔。然後，如上文所論述，處理程序可在步驟S118中結束且在步驟S100中重複。
雖然上文所論述之處理程序包含三個傾斜範圍及三個對應齒輪位置，但可針對任何適合數目個傾斜範圍及對應齒輪位置(例如，齒輪位置5、7、8、9或11)執行該處理程序。此外，在上文所論述之所圖解說明實施例中，傾斜感測器14或控制器16偵測自行車10之一正傾度及一負傾度。即，當自行車10之前部比自行車10之後部更垂直(更高)時，傾斜感測器14或控制器16偵測自行車10之一正傾度。此外，當自行車10之後部比自行車10之前部更垂直(更高)時，傾斜感測器14或控制器16偵測自行車10之一負傾度。然而，傾斜感測器14或控制器16可經組態以參考一預定位置僅偵測自行車10之一正傾度或僅偵測自行車10之一負傾度。
此外，在上文所論述之實施例中，當自行車10處於一向下斜率(亦即，一負傾度)上時，將自行車傳動22之齒輪比設定為大於當自行車10處於一向上斜率(亦即，一正傾度)上或處於平地上時所設定之齒輪比。此外，當自行車10處於平地上時所設定之自行車傳動22之齒輪比可大於當自行車10處於一向上斜率上時所設定之齒輪比。
此外，在步驟S104期間，控制器16可經組態以偵測自行車10何時自一靜止狀態開始移動。舉例而言，在控制器16在一預定時間段內未自速度感測器24接收指示一速度之一速度信號之後，當控制器16自速度感測器24接收到一速度信號時，控制器16可判定自行車10已開始自一靜止狀態移動。
此外，在所圖解說明實施例中，自行車傳動22安置於自行車10之一後部輪轂上。然而，如熟習此項技術者可瞭解，自行車傳動22可安置於自行車10之一曲柄部分、自行車10之一底部托架部分上或自行車10之任何其他部分上。
此外，在所圖解說明實施例中，電池26給自行車傳動控制裝置12提供電力。然而，替代電池26，一發電機(諸如，一輪轂發電機或一塊體發電機)可給自行車傳動控制裝置12提供電力。自然地，如在此項技術中所理解，該發電機可耦合至一電路，該電路包含(舉例而言)一蓄電池(例如，一電容器)及一整流器以給自行車傳動控制裝置12提供電力。
此外，在所圖解說明實施例中，換檔操作器件25電耦合至控制器16。如上文所論述，換檔操作器件25可經組態以包含一升速換檔切換器及一降速換檔切換器。當操作該升速換檔切換器時，由控制器16接收一升速換檔操作信號。當操作該降速換檔切換器時，由控制器16接收一降速換檔操作信號。因此，控制器16控制致動器20基於升速換檔及降速換檔操作信號將自行車傳動22升速換檔或降速換檔。此外，控制器16可經組態以在自行車10之所偵測速度低於上文所論述之預定速度時禁止基於升速換檔及降速換檔操作信號控制致動器20。另一方面，若控制器16在執行在圖4中所展示之處理程序之前已接收到升速換檔操作信號或降速換檔操作信號，則控制器16可基於升速換檔或降速換檔操作信號而控制致動器20將自行車傳動22換檔至一適當齒輪比。因此，當控制器16正基於升速換檔或降速換檔操作信號控制致動器20時，控制器16可在一預定時間段內禁止執行上文所闡述且如圖4之流程圖中所展示之操作以允許致動器20將自行車傳動22換檔至一適當齒輪比。
在理解本發明之範疇時，如本文中所使用之術語「包括(comprising)」及其衍生詞意欲作為可擴充術語，其指定所陳述特徵、元件、組件、群組、整體及/或步驟之存在，但並不排除其他未陳述之特徵、元件、組件、群組、整體及/或步驟之存在。前述內容亦適用於具有類似意義(諸如，術語「包含(including)」、「具有(having)」及其衍生詞)之措辭。此外，如本文中所使用之程度術語(諸如，「實質上」、「約」及「大約」)意指所修飾術語之一合理偏差量以使得不顯著改變最終結果。
儘管僅選擇選定實施例來圖解說明本發明，但熟習此項技術者將依據本發明明瞭，可在不背離如隨附申請專利範圍中所定義的本發明的範疇的情況下在本文中做出各種改變及修改。舉例而言，可視需要及/或期望改變各種組件之大小、形狀、位置或定向。展示為彼此直接連接或接觸之組件可具有安置於其之間的中間結構。一個元件之功能可藉由兩個元件來執行，且反之亦然。可在一項實施例中採用另一實施例之結構及功能。本發明之所有優點未必同時呈現於一特定實施例中。不同於先前技術、單獨或與其他特徵組合之每一個特徵亦應被視為對本申請人其他發明之一單獨說明，其中包含由此(等)特徵體現之結構性及/或功能性概念。因此，提供以上對根據本發明之實施例之說明僅用於圖解說明而非用於如隨附申請專利範圍及其等效物所定義限制本發明之目的。
10‧‧‧自行車
12‧‧‧自行車傳動控制裝置/傳動控制裝置
14‧‧‧傾斜感測器
16‧‧‧控制器
18‧‧‧地面
20‧‧‧致動器/用於換檔之致動器
22‧‧‧自行車傳動
24‧‧‧速度感測器
25‧‧‧換檔操作器件
26‧‧‧電池
28‧‧‧自行車車輪
30‧‧‧磁鐵
32‧‧‧輻條
34‧‧‧圖表
R1‧‧‧第一傾斜範圍
R2‧‧‧第二傾斜範圍
R3‧‧‧第三傾斜範圍
圖1係根據本發明之一所圖解說明實施例之配備有一自行車傳動控制裝置之一自行車之一側視正視圖；圖2係圖解說明自行車傳動控制裝置之例示性組件之一示意圖；圖3提供展示基於某些標準由傳動控制裝置控制之傳動換檔之一實例之一圖表；且圖4係圖解說明由傳動控制裝置執行之操作之一實例之一流程圖。

权利要求:
Claims (9)
[1] 一種自行車傳動控制裝置，其包括：一傾斜感測器；及一控制器，其經組態以在配備有一自行車傳動之一自行車被判定為處於對應於停止至一靜止狀態及自該靜止狀態開始移動中之至少一者之一狀態中時基於由該傾斜感測器所偵測之一傾斜而輸出一換檔信號以將該自行車傳動換檔至一規定換檔位置。
[2] 如請求項1之自行車傳動控制裝置，其中該控制器經組態以在判定該自行車之一速度改變以指示該自行車正移動且已減速至低於2.0公里/小時之後旋即基於由該傾斜感測器所偵測之該傾斜而提供該換檔信號以將該自行車傳動換檔至該規定換檔位置。
[3] 如請求項2之自行車傳動控制裝置，其進一步包括一速度感測器，其經組態以偵測該自行車之該速度。
[4] 如請求項1之自行車傳動控制裝置，其進一步包括一齒輪換檔改變器件，其經組態以基於由該控制器所提供之該換檔信號而將該傳動換檔至該規定換檔位置。
[5] 如請求項1之自行車傳動控制裝置，其中該控制器進一步經組態以在判定由該傾斜感測器所偵測之該傾斜在一第一範圍內之後旋即提供指示該自行車傳動之一第一齒輪比之一換檔信號；且該控制器進一步經組態以在判定由該傾斜感測器所偵測之該傾斜在小於該第一範圍之一第二範圍內之後旋即提供指示該自行車傳動之大於該第一齒輪比之一第二齒輪比之該換檔信號。
[6] 如請求項5之自行車傳動控制裝置，其中該控制器進一步經組態以在判定由該傾斜感測器所偵測之該傾斜在小於該第二範圍之一第三範圍內之後旋即提供指示該自行車傳動之大於該第二齒輪比之一第三齒輪比之該換檔信號。
[7] 如請求項1之自行車傳動控制裝置，其中該控制器進一步經組態以在判定由該傾斜感測器所偵測之該傾斜大於或等於一第一規定傾斜量之後旋即提供指示該自行車傳動之一第一齒輪比之一換檔信號；且該控制器進一步經組態以在判定由該傾斜感測器所偵測之該傾斜小於該第一規定傾斜量之後旋即提供指示該自行車傳動之大於該第一齒輪比之一第二齒輪比之該換檔信號。
[8] 如請求項7之自行車傳動控制裝置，其中該控制器進一步經組態以在判定由該傾斜感測器所偵測之該傾斜小於一第二規定傾斜量之後旋即提供指示該自行車傳動之大於該第二齒輪比之一第三齒輪比之該換檔信號，該第二規定傾斜量小於該第一規定傾斜量。
[9] 如請求項1之自行車傳動控制裝置，其中該控制器經組態以控制一內部輪轂傳動作為該自行車傳動。

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法律状态:

优先权:

申请号 | 申请日 | 专利标题

US13/309,561|US9284018B2|2011-12-02|2011-12-02|Bicycle transmission control apparatus|

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